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Title:
VALVE ARRRANGEMENT, AND FLUIDICALLY ACTUATED POSITIONING DEVICE WHICH IS EQUIPPED THEREWITH
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/086824
Kind Code:
A1
Abstract:
A valve arrangement is proposed which has at least one valve unit (15), in which a valve slide (25) which can be switched over between a closed position and an open position is arranged, which valve slide (25) separates the two valve ducts (22, 23) from one another in the closed position, and opens a maximum crossflow cross section between the two valve ducts (22, 23) in the open position. The valve unit (15) is equipped with a detection device (67) which comprises an actuating means (64) which is arranged on the valve slide (25) and a sensor means (66) which is arranged on the valve housing (17). The association between the actuating means (64) and the sensor means (66) is selected in such a way that, during the switchover of the valve slide (25) into the open position, the sensor means (66) changes its operating state before a starting opening position of the valve slide is reached, which starting opening position is defined by the fact that the opening of a crossflow cross section between the two valve ducts (22, 23) starts during the switchover operation. Furthermore, a fluidically actuated positioning device which is equipped with a valve arrangement of this type is proposed.

Inventors:
MAIER MATTHIAS (DE)
SCHAAL THOMAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/076391
Publication Date:
May 17, 2018
Filing Date:
October 17, 2017
Export Citation:
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Assignee:
FESTO AG & CO KG (DE)
International Classes:
F15B13/16; F15B13/04; F15B19/00; F16K37/00
Foreign References:
EP3067604A12016-09-14
DE3001458A11980-07-31
US20140090393A12014-04-03
DE102009058977A12011-06-22
DE202016102944U12016-06-16
EP1580476B12009-06-03
DE102012217499A12013-04-18
DE102010043259A12012-05-03
Attorney, Agent or Firm:
PATENTANWÄLTE MAGENBAUER & KOLLEGEN PARTNERSCHAFT MBB (DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Ventilanordnung, mit mindestens einer Ventileinheit (15) , die einen im Rahmen einer axialen Umschaltbewegung (24) zwischen einer zwei Ventilkanäle (22, 23) fluiddicht voneinander abtrennenden Schließstellung und einer die beiden Ventilkanäle (22, 23) unter Freigabe eines maximalen Überströmquerschnittes fluidisch miteinander verbindenden Offenstellung umschaltbaren Ventilschieber (25) aufweist, dem eine Detekti- onseinrichtung (63) zugeordnet ist, die ein mit dem Ventilschieber (25) bewegungsgekoppeltes Betätigungsmittel (64) und ein auf das Betätigungsmittel (64) ansprechendes, an einem den Ventilschieber (25) aufnehmenden Ventilgehäuse (17) fixiertes Sensormittel (66) aufweist, wobei die Zuordnung zwischen dem Betätigungsmittel (64) und dem Sensormittel (66) so gewählt ist, dass das Sensormittel (66) in der Schließstellung des Ventilschiebers (25) einen ersten Betriebszustand und in der Offenstellung des Ventilschiebers (25) einen zweiten Betriebszustand einnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschieber (25) eine zwischen der Schließstellung und der Offenstellung liegende Öffnungsbeginnstellung aufweist, die bei ausgehend von der Schließstellung erfolgender öffnender Umschaltbewegung (24a) des Ventilschiebers (25) den Öffnungsvorgang durch beginnendes Freigeben eines Überströmquerschnittes einleitet, wobei die Zuordnung zwischen dem Betätigungsmittel (64) und dem Sensormittel (66) so gewählt ist, dass das Sensormittel (66) bei der öffnenden Umschaltbewegung (24a) des Ventilschiebers (25) nach dem Verlassen der

Schließstellung und vor dem Erreichen der Öffnungsbeginnstellung in den zweiten Betriebszustand wechselt .

2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung zwischen dem Betätigungsmittel (64) und dem Sensormittel (66) so gewählt ist, dass der Wechsel in die zweite Betriebsstellung des Sensormittels (66) erfolgt, wenn der Ventilschieber (25) bei der öffnenden Umschaltbewegung (24a) 40 % bis 80 % der zwischen der Schließstellung und der Öffnungsbeginnstellung liegenden Wegstrecke zurückgelegt hat.

3. Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung zwischen dem Betätigungsmittel (64) und dem Sensormittel (66) so gewählt ist, dass das Sensormittel (66) bei der von der Offenstellung ausgehenden schließenden Umschaltbewegung (24b) des Ventilschiebers (25) erst nach Überschreitung der Öffnungsbeginnstellung aus dem zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand wechselt .

4. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der eine der beiden Betriebszustände des Sensormittels (66) ein aktivierter Zustand und der andere Betriebszustand ein deaktivierter Zustand ist.

5. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormittel (66) im ersten Betriebszustand aktiviert und im zweiten Betriebszustand deaktiviert ist.

6. Ventilanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormittel (66) im aktivierten Zustand ein elektrisches Bestätigungssignal ausgibt, das an einer Kommunikationsschnittstelle (68) der Ventileinheit (15) abgreifbar ist und/oder anhand dessen durch ein Signalmittel (77) der Ventileinheit (15) ein Lichtsignal generierbar ist.

7. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsmittel (64) ein Permanentmagnetmittel (64a) und/oder dass das Sensormittel (66) ein Hall-Sensor (66a) ist.

8. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschieber (25) Bestandteil eines eine 2/2 -Ventilfunktion aufweisenden Absperrventils (26) der Ventileinheit (15) ist.

9. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Ventilschieber (25) axial verschiebbar in einer Ventilkammer (27) des Ventilgehäuses (17) erstreckt, die durch einen ringförmigen, radial nach innen weisenden Ventilsitz (32) in zwei axial zueinander beabstan- dete und jeweils mit einem der beiden Ventilkanäle (22, 23) verbundene Ventilkammerabschnitte (34, 35) unterteilt ist, wobei der Ventilschieber (25) einen einen im Vergleich zum Innendurchmesser des Ventilsitzes (32) kleineren Außendurchmesser aufweisenden Überströmabschnitt (53) aufweist, der in der Offenstellung des Ventilschiebers (25) unter Freigabe des maximalen Überströmquerschnittes auf gleicher axialer Höhe mit dem Ventilsitz (32) positioniert ist und der axial beidseits von jeweils einem einen größeren Außendurchmesser als der Überströmabschnitt (53) aufweisenden Ventilschieberabschnitt (54, 55) flankiert ist, wobei einer dieser beiden Ventilschieberabschnitte (54, 55) einen in der Schließstellung des Ventilschiebers (25) auf gleicher axialer Höhe mit dem Ventilsitz (32) positionierten und unter Dichtkontakt an dem Ventilsitz (32) radial anliegenden Dichtabschnitt (54a) bildet, wobei die Öffnungsbeginnstellung dadurch definiert ist, dass eine den Dichtabschnitt (54a) von dem Überströmabschnitt (53) abgrenzende Steuerkante (62) des Ventilschiebers (25) den Dichtkontakt mit dem Ventilsitz (32) verliert.

10. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschieber (25) durch eine Federeinrichtung (42) der Ventileinheit (15) in seine

Schließstellung vorgespannt ist.

11. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschieber (25) eine axial orientierte Antriebsfläche (44) aufweist, die einen Antriebsraum (45) begrenzt, der zum Hervorrufen der Umschaltbewegung (24) gesteuert mit einem Antriebsfluid beaufschlagbar ist, wobei zweckmäßigerweise vorgesehen ist, dass das Ventilgehäuse (17) ein Anschlussmittel (46) aufweist, an dem eine die Zu- und Abfuhr des Antriebsfluides ermöglichende Fluidleitung anschließbar ist.

12. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinheit (15) einen mit dem einen, ersten der beiden Ventilkanäle (22) kommunizierenden Versorgungsanschluss (36) aufweist, durch den hindurch ein von der Ventileinheit (15) zu steuerndes Arbeitsfluid zuführbar und abführbar ist.

13. Ventilanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinheit (15) einen mit dem anderen, zweiten Ventilkanal (23) kommunizierenden Arbeitsanschluss (38) aufweist, über den sie mit einem zu betätigenden Arbeitsgerät (2) fluidisch verbindbar ist und der zweckmäßigerweise auch über eine Befestigungsschnittstelle (16) zur mechanischen Fixierung der Ventileinheit (15) an dem Arbeitsgerät (2) verfügt .

14. Ven ilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinheit (15) ein mit einem der beiden Ventilkanäle (22, 23) kommunizierendes, normalerweise geschlossenes Notentlüftungsventil (81) aufweist, das in eine den betreffenden Ventilkanal (23) mit der Atmosphäre verbindende Notentlüftungsstellung umschaltbar ist und das zweckmäßigerweise für eine Handbetätigung ausgebildet ist .

15. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in einem der beiden Ventilkanäle (22) ein in die Ventileinheit (15) integriertes Drosselrückschlagventil (88) eingeschaltet ist und/oder dass an einen der beiden Ventilkanäle (23) eine in die Ventileinheit (15) integrierte Druckanzeigeeinrichtung (85) angeschlossen ist.

16. Fluidbetätigte Stellvorrichtung, mit einem durch gesteuerte Fluidbeaufschlagung betätigbaren, als Stellantrieb (2a) ausgebildeten Arbeitsgerät (2) , das mit einer Ventilanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 ausgestattet ist, deren mindestens eine Ventileinheit (15) an den Stellantrieb (2a) angebaut ist.

Description:
Ventilanordnung

und damit ausgestattete fluidbetätigte Stellvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung, mit mindestens einer Ventileinheit, die einen im Rahmen einer axialen Umschaltbewegung zwischen einer zwei Ventilkanäle fluiddicht voneinander abtrennenden Schließstellung und einer die beiden Ventilkanäle unter Freigabe eines maximalen Überströmquerschnittes fluidisch miteinander verbindenden Offenstellung umschaltbaren Ventilschieber aufweist, dem eine Detektions- einrichtung zugeordnet ist, die ein mit dem Ventilschieber bewegungsgekoppeltes Betätigungsmittel und ein auf das Betätigungsmittel ansprechendes, an einem den Ventilschieber aufnehmenden Ventilgehäuse fixiertes Sensormittel aufweist, wobei die Zuordnung zwischen dem Betätigungsmittel und dem Sensormittel so gewählt ist, dass das Sensormittel in der

Schließstellung des Ventilschiebers einen ersten Betriebszustand und in der Offenstellung des Ventilschiebers einen zweiten Betriebszustand einnimmt. Die Erfindung betrifft ferner eine mit einer solchen Ventilanordnung ausgestattete fluidbetätigte Stellvorrichtung.

Eine Ventilanordnung der vorgenannten Art ist aus der

DE 10 2009 058 977 AI bekannt und dient dort als Sperreinrichtung für Hydraulikzylinder. Die bekannte Ventilanordnung weist einen Ventilschieber auf, der in zwei unterschiedlichen Schaltstellungen positionierbar ist, in denen er zwei Ventil- kanäle entweder unter Einnahme einer Schließstellung voneinander abtrennt oder unter Einnahme einer Offenstellung fluidisch miteinander verbindet. Der Ventilschieber trägt einen Permanentmagnet, der mit einem ortsfesten Hall-Sensor zusammenwirken kann, um ein eine Schaltstellung des Ventilschiebers anzeigendes Positionssignal erzeugen zu können. Bei derartigen Ventilanordnungen ist es grundsätzlich schwierig, Permanentmagnet und Hall-Sensor so anzuordnen, dass das erzeugte Positionssignal auch mit Sicherheit der zu detektie- renden Schaltstellung entspricht. Fertigungs- und Montagetoleranzen können sich negativ auf die Schaltgenauigkeit auswirken. So können beispielsweise kritische Betriebssituationen entstehen, wenn die Detektionseinrichtung eine Schließstellung des Ventilschiebers detektiert, obgleich der Ventilschieber schon in eine Offenstellung oder Teil-Offenstellung bewegt worden ist.

Um dieser Problematik entgegenzutreten, wurde in der

DE 20 2016 102 944 Ul im Zusammenhang mit einem hydraulischen Mehrwegeventil bereits vorgeschlagen, zwei durch das gleiche Betätigungsmittel aktivierbare Sensormittel vorzusehen, die wechselweise auf unterschiedliche Schaltstellungen eines Ventilschiebers ansprechen, wobei in jeder von zwei Schaltstellungen das jeweils eine Sensormittel aktiviert und gleichzeitig das andere Sensormittel deaktiviert ist. Der damit verbundene bauliche und steuerungstechnische Aufbau ist allerdings relativ groß.

Aus der EP 1 580 476 Bl ist eine fluidbetätigte Stellvorrichtung bekannt, die ein als Stellantrieb ausgebildetes Arbeitsgerät umfasst, das mit einer Ventilanordnung ausgestattet ist. Die Ventilanordnung enthält zwei Ventileinheiten, die direkt an dem Stellantrieb montiert sind und mit Mitteln ausgestattet sind, um die fluidische Ansteuerung des Stellan- triebes zu beeinflussen und eine Druckerfassung oder Durchflusserfassung zu ermöglichen. Für die Druckerfassung oder Durchflusserfassung ist jede Ventileinheit mit einem geeigneten Sensor ausgestattet. Als Mittel zur Fluidsteuerung sind beispielsweise eine Drosseleinrichtung und/oder ein Rückschlagventil und/oder mindestens ein Steuerventil und/oder mindestens eine Handhilfsbetätigungseinrichtung vorgesehen.

Aus der DE 10 2012 217 499 AI ist eine Steuervorrichtung bekannt, die zur Steuerung von Ventilsteuerzeiten eines Verbrennungsmotors dient . Die Steuervorrichtung enthält einen Mikrocomputer, der Eingabeinformationen von verschiedenen Schaltern und Sensoren des Motors verarbeitet. Ferner umfasst die Steuervorrichtung eine hydraulische Schaltung, die mit einem elektromagnetischen Wegeventil ausgestattet ist.

Die DE 10 2010 043 259 AI beschreibt im Zusammenhang mit einer zum Betätigen eines Verriegelungsmechanismus dienenden Vorrichtung ein Verfahren zum Ermitteln einer Fehlfunktion der Vorrichtung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine sicherheits- orientierte Ventilanordnung zu schaffen, deren Betriebszustand trotz kostengünstigem Aufbau zuverlässig überwacht werden kann. Ferner soll eine mit einer solchen Ventilanordnung ausgestattete fluidbetätigte Stellvorrichtung bereitgestellt werden .

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Ventilanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Ventilschieber eine zwischen der Schließstellung und der Offenstellung liegende Öffnungsbeginnstellung aufweist, die bei ausgehend von der Schließstellung erfolgender öffnender Umschaltbewegung des Ventilschiebers den Öffnungsvorgang durch beginnendes Freigeben eines Überströmquerschnittes einleitet, wobei die Zuordnung zwischen dem Betätigungsmittel und dem Sensormittel so gewählt ist, dass das Sensormittel bei der öffnenden Umschaltbewegung des Ventilschiebers nach dem Verlassen der Schließstellung und vor dem Erreichen der

Öffnungsbeginnstellung in den zweiten Betriebszustand wechselt .

Die Erfindung wird ferner gelöst durch eine fluidbetätigte Stellvorrichtung, die ein durch gesteuerte Fluidbeaufschlagung betätigbares, als Stellantrieb ausgebildetes Arbeitsgerät enthält, das mit einer den vorstehenden Ausführungen entsprechenden Ventilanordnung ausgestattet ist, deren mindestens eine Ventileinheit an den Stellantrieb angebaut ist.

Die erfindungsgemäße Ventilanordnung verfügt über mindestens eine Ventileinheit mit einem wahlweise in einer Schließstellung oder in einer Offenstellung positionierbaren Ventilschieber. Beim Umschalten zwischen diesen beiden Schaltstellungen führt der Ventilschieber eine Umschaltbewegung aus, die je nach Umschaltrichtung eine öffnende Umschaltbewegung oder eine schließende Umschaltbewegung ist. In der Schließstellung sind zwei Ventilkanäle der Ventileinheit durch den Ventilschieber fluiddicht voneinander abgetrennt, um eine Fluidstromung zu verhindern. Im Zusammenhang mit einer fluid- betätigten Stellvorrichtung kann dadurch ein in einem Stellantrieb befindliches Fluidvolumen eingesperrt werden. In der Offenstellung des Ventilschiebers ist ein maximaler Überströmquerschnitt zwischen den beiden Ventilkanälen freigegeben, was eine Fluidstromung mit größtmöglicher Strömungsrate gestattet. Eine Detektionseinrichtung der Ventileinheit ist in der Lage, zu ermitteln, ob sich der Ventilschieber in der Schließstellung oder in der Offenstellung befindet. Jede dieser beiden Schaltstellungen des Ventilschiebers ist charakte- ristisch für einen von zwei möglichen Betriebszustanden eines Sensormittels, das durch ein die Bewegung des Ventilschiebers mitmachendes Betätigungsmittel abhängig von der momentanen Relativposition aktiviert oder deaktiviert werden kann. Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung liegt darin, dass zwischen dem Betätigungsmittel und dem Sensormittel eine derartige Zuordnung gewählt ist, dass das Sensormittel, wenn der Ventilschieber aus der Schließstellung in die Offenstellung bewegt wird, aus seinem in der Schließstellung des Ventilschiebers eingenommenen ersten Betriebszustand in den auf die Einnahme der Offenstellung hinweisenden zweiten Betriebszustand wechselt, während der Ventilschieber tatsächlich noch eine

Schließstellung einnimmt. Der eigentliche Öffnungsvorgang bis zum Erreichen der einen maximalen Überströmquerschnitt bereitstellenden Offenstellung ist ein stetiger Vorgang, der während eines gewissen Hubes des Ventilschiebers stattfindet. Der Öffnungsvorgang beginnt bei einer als

Öffnungsbeginnstellung bezeichneten Stellung des Ventilschiebers, wobei ein zunehmender Überströmquerschnitt freigegeben wird, bis letztlich die Offenstellung vorliegt. Erfindungsgemäß sind das Betätigungsmittel und das Sensormittel so angeordnet, dass ein Wechsel des Betriebszustandes des Sensormittels aus dem ersten in den zweiten Betriebszustand definitiv vor dem Erreichen der Öffnungsbeginnstellung auftritt. Eine solche Auslegung lässt sich problemlos basierend auf den bekannten Toleranzen treffen, sodass mit Sicherheit ausgeschlossen werden kann, dass das Sensormittel einen auf die Schließstellung hinweisenden Betriebszustand einnimmt, obwohl sich der Ventilschieber bereits in der Offenstellung oder in einer sich an die Öffnungsbeginnstellung anschließenden Teil- Offenstellung befindet. Mit Hilfe der Ventilanordnung ist somit ungeachtet vorhandener Toleranzen eine sichere Schalt- stellungsüberwachung des Ventilschiebers möglich. Da der da- für erforderliche schaltungstechnische Aufwand gering ist, lässt sich die Ventilanordnung kostengünstig realisieren.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Vorzugsweise ist die Zuordnung zwischen dem Betätigungsmittel und dem Sensormittel so ausgelegt, dass bei der öffnenden Umschaltbewegung der Wechsel aus der ersten Betriebsstellung in die zweite Betriebsstellung erfolgt, wenn der Ventilschieber erst 40 % bis 80 % der zwischen der Schließstellung und der Öffnungsbeginnstellung liegenden Wegstrecke zurückgelegt hat. Bei einer solchen Auslegung unterliegt die Überwachungsfunktion einem besonders hohen Sicherheitsbereich, was insbesondere auch dann noch eine äußerst zuverlässige Betriebsüberwachung ermöglicht, wenn die gegenseitige Zuordnung zwischen dem Betätigungsmittel und dem Sensormittel aufgrund äußerer Umstände wie Temperaturänderungen oder Verschleiß gewissen Veränderungen unterliegt.

Ein zusätzlicher Sicherheitsaspekt lässt sich dadurch verwirklichen, dass die Zuordnung zwischen dem Betätigungsmittel und dem Sensormittel in einer Weise gewählt wird, dass das Sensormittel bei der von der Offenstellung ausgehenden schließenden Umschaltbewegung des Ventilschiebers erst nach Überschreiten der Öffnungsbeginnstellung aus dem zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand zurück wechselt. Mit anderen Worten wird also beim Schließvorgang die Schließstellung erst dann detektiert, wenn mit Sicherheit gewährleistet ist, dass der Ventilschieber jede einen noch so geringen Überströmquerschnitt freigebende Stellung verlassen hat . Abhängig von der zwischen dem Betätigungsmittel und dem Sensormittel vorhandenen Relativposition ist das Sensormittel entweder aktiviert oder deaktiviert. Bevorzugt ist die Ventilanordnung so ausgebildet, dass der erste Betriebszustand des Sensormittels ein aktivierter Zustand und der zweite Betriebszustand des Sensormittels ein deaktivierter Zustand ist .

Es ist insbesondere vorgesehen, dass das Sensormittel im aktivierten Zustand ein elektrisches Bestätigungssignal ausgibt. Ein solches elektrisches Bestätigungssignal lässt sich vielfältig nutzen, um auf den betreffenden Betriebszustand hinzuweisen. Vorzugsweise ist die Ventileinheit mit einer Kommunikationsschnittstelle ausgestattet, an der sich das elektrische Bestätigungssignal abgreifen lässt, um es einer elektronischen Steuereinrichtung und/oder einer Anzeigeeinrichtung zuzuführen. Beispielsweise kann die Ventileinheit über ein zur Ausgabe eines Lichtsignals geeignetes Signalmit tel verfügen, das im aktivierten Zustand des Sensormittels aufleuchtet und im deaktivierten Zustand des Sensormittels erlischt. Unmittelbar an der Ventileinheit vorhandene optische Signalmittel erlauben eine besonders einfache und zuord nungsrichtige Schaltstellungsüberwachung .

Als Betätigungsmittel empfiehlt sich insbesondere ein Permanentmagnetmittel. Beispielsweise kann als Permanentmagnetmit tel ein kompakter permanentmagnetischer Magnetkörper vorgese hen sein, der in den Ventilschieber integriert ist.

Als Sensormittel wird insbesondere ein Hall-Sensor eingesetzt. Allerdings kann auch eine andere Art von Sensormittel genutzt werden, beispielsweise ein sogenannter Reed-Schalter In der Ventileinheit bildet der Ventilschieber zweckmäßigerweise einen Bestandteil eines über eine 2/2 -Ventilfunktion verfügenden Absperrventils. Bei einer einfachen Ausführungsform der Ventilanordnung bildet die Ventileinheit insgesamt ein Absperrventil.

Eine konstruktiv bevorzugte Ausführungsform der Ventilanordnung sieht vor, dass sich der Ventilschieber axial verschiebbar in einer Ventilkammer des Ventilgehäuses der Ventileinheit erstreckt, wobei die Ventilkammer durch einen ringförmigen, radial nach innen weisenden Ventilsitz in zwei axial zueinander beabstandete Ventilkammerabschnitte unterteilt ist, die jeweils mit einem der beiden Ventilkanäle kommunizieren. Der Ventilsitz ist beispielsweise von einem in die Ventilkammer eingesetzten Ringkörper gebildet oder unmittelbar von der peripheren Begrenzungsfläche der Ventilkammer. Ein Längenabschnitt des Ventilschiebers ist als Überströmabschnitt konzipiert, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Ventilsitzes und der in der Offenstellung des Ventilschiebers auf gleicher axialer Höhe mit dem Ventilsitz positioniert ist, sodass ein axial durchgehender Überströmquerschnitt freigegeben ist, der den maximalen Überströmquerschnitt definiert. Axial beidseits ist der Überströmquerschnitt von jeweils einem im Vergleich zum Überströmabschnitt einen größeren Außendurchmesser aufweisenden Ventilschieberabschnitt des Ventilschiebers flankiert, wobei einer dieser beiden Ventilschieberabschnitte einen in der Schließstellung des Ventilschiebers auf gleicher axialer Höhe mit dem Ventilsitz positionierten und dabei unter Abdichtung an dem Ventilsitz radial anliegenden Dichtabschnitt bildet. Die

Öffnungsbeginnstellung ist dadurch definiert, dass eine im Übergangsbereich zwischen dem Dichtabschnitt und dem Überströmabschnitt vorhandene ringförmige Steuerkante des Ventil - Schiebers den abdichtenden Kontakt mit dem Ventilsitz ver- liert. Ab diesem Zeitpunkt setzt eine betragsmäßig zunehmende Freigabe des Überströmquerschnittes ein, der in der Offenstellung des Ventilschiebers ein Maximum hat.

Der Ventilschieber ist bevorzugt kolbenförmig ausgebildet. Er hat insbesondere eine kreisförmige Außenkontur. Der Überströmabschnitt und die daran angrenzenden Ventilschieberabschnitte sind insbesondere kreiszylindrisch konturiert . Das Permanentmagnetmittel ist zweckmäßigerweise in einem der beiden sich an den Überströmabschnitt anschließenden Ventilschieberabschnitte untergebracht .

Bevorzugt ist der Ventilschieber durch eine Federeinrichtung der Ventileinheit in seine Schließstellung vorgespannt. Zum Hervorrufen der hin- und hergehenden Umschaltbewegung ist es daher nur erforderlich, eine in der Richtung der Offenstellung wirksame Antriebskraft entweder in den Ventilschieber einzuleiten oder vom Ventilschieber wegzunehmen. Eine solche Antriebskraft kann beispielsweise mechanisch aufgebracht werden, wird aber bevorzugt durch eine Fluidkraft bereitgestellt .

Zweckmäßigerweise verfügt der Ventilschieber über eine axial orientierte Antriebsfläche, die insbesondere in der Ventilkammer einen Antriebsraum begrenzt, der zum Hervorrufen der Umschaltbewegung gesteuert mit einem Antriebsfluid

beaufschlagbar ist. Bevorzugt ist das Ventilgehäuse mit einem Anschlussmittel versehen, an das eine Fluidleitung anschließbar ist, durch die hindurch die Zufuhr und Abfuhr des Antriebsfluides erfolgen kann. An diese Fluidleitung ist zweckmäßigerweise ein die Zu- und Abfuhr des Antriebsfluides steuerndes Steuerventil angeschlossen, das zweckmäßigerweise auch ein Bestandteil der Ventilanordnung ist. An der Ventileinheit befindet sich zweckmäßigerweise ein Ver- sorgungsanschluss , der mit einem ersten Ventilkanal der beiden Ventilkanäle kommuniziert und durch den hindurch ein von der Ventileinheit zu steuerndes Arbeitsfluid zuführbar und abführbar ist. Dieser Versorgungsanschluss ist zweckmäßigerweise über eine Fluidleitung an eine bevorzugt abseits der Ventileinheit angeordnete Steuerventileinrichtung angeschlossen, die die Zufuhr und Abfuhr des Antriebsfluides steuern kann. Die Steuerventileinrichtung ist bevorzugt auch ein Bestandteil der Ventilanordnung.

Der zweite Ventilkanal der beiden Ventilkanäle der Ventileinheit kommuniziert zweckmäßigerweise mit einem außen am Ventilgehäuse befindlichen Arbeitsanschluss , der mit einem zu betätigenden Arbeitsgerät fluidisch verbindbar oder verbunden ist. Bei diesem Arbeitsgerät handelt es sich insbesondere um einen mittels Fluidkraft und insbesondere mittels Druckluft betätigbaren Stellantrieb, insbesondere ein fluidbetätigter Arbeitszylinder. Der Arbeitsanschluss ist vorzugsweise mit einer Befestigungsschnittstelle versehen, über die die Ventileinheit mechanisch direkt an dem Arbeitsgerät fixierbar ist. In Verbindung mit einem Arbeitszylinder lässt sich auf diese Weise eine besonders kompakte Zylinder-Ventil- Kombination realisieren.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Ventileinheit ein normalerweise geschlossenes Notentlüftungsventil auf, das mit einem der beiden Ventilkanäle kommuniziert, insbesondere mit dem vorgenannten zweiten Ventilkanal. Eine Betätigung des Notentlüftungsventils ermöglicht es, den zugeordneten Ventilkanal und das gesamte daran angeschlossene Volumen in einem Notfall zu entlüften, selbst wenn sich der Ventilschieber in der Schließstellung befindet. Das Notentlüftungsventil ist insbesondere manuell betätigbar ausgebildet und weist zu die- sem Zweck beispielsweise einen Taster auf. Es kann allerdings auch für eine Fernbedienung ausgerüstet sein, insbesondere für eine fluidische Fernbedienung mittels eines entfernt angeordneten Auslöseventils.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Ventilanordnung weist die Ventileinheit ein Drosselrückschlagventil auf, das in den Verlauf eines der beiden Ventilkanäle eingeschaltet ist, insbesondere in den vorgenannten zweiten Ventilkanal. Das Rückschlagventil ist dabei so konzipiert, dass es in dem betreffenden Ventilkanal eine Fluidströmung in Richtung zum Ventilschieber verhindert und in der Gegenrichtung zulässt. Ein in der Offenstellung des Ventilschiebers in Richtung zum Ventilschieber strömendes Fluid ist daher gezwungen, das Drosselventil zu durchströmen, was eine Begrenzung der Strömungsrate hervorruft, woraus beispielsweise eine reduzierte Betriebsgeschwindigkeit eines angeschlossenen Arbeitsgerätes resultiert .

Es ist ferner von Vorteil, wenn an einen der beiden Ventilkanäle, insbesondere an den vorgenannten zweiten Ventilkanal, eine in die Ventileinheit integrierte Druckanzeigeeinrichtung angeschlossen ist. Diese Druckanzeigeeinrichtung ist insbesondere so ausgelegt, dass sie das Vorhandensein eines in dem zugeordneten Ventilkanal herrschenden Betriebsdruckes visua- lisiert. Sie weist zu diesem Zweck insbesondere ein federbelastetes Visualisierungselement auf, das relativ zum Ventilgehäuse verschiebbar ist und bei anstehendem Betriebsdruck entgegen der Federkraft in eine Druckanzeigestellung verlagert wird.

Das Notentlüftungsventil, das Drosselrückschlagventil und die Druckanzeigeeinrichtung können jeweils für sich allein oder in einer beliebigen Kombination vorhanden sein. Eine bevorzugte Ausführungsform der fluidbetatigten Stellvor richtung verfügt über ein Arbeitsgerät, das als Stellantrieb ausgebildet ist, der durch gesteuerte Fluidbeaufschlagung betätigbar ist und bei dem es sich insbesondere um einen fluidisch und bevorzugt pneumatisch betätigbaren Arbeitszylinder handelt. Der Stellantrieb ist mit der Ventilanordnung ausgestattet und in diesem Zusammenhang mit mindestens einer Ventileinheit der Ventilanordnung bestückt. Bei dem Stellantrieb handelt es sich vorzugsweise um einen doppeltwirkenden Arbeitszylinder, der einen internen Arbeitskolben aufweist, der zwei Arbeitskammern voneinander abteilt und durch gesteu erte Fluidbeaufschlagung der beiden Arbeitskammern verstellbar ist. Jede der Arbeitskammern kann über einen eigenen Fluidkanal gesteuert mit einem Arbeitsfluid versorgt werden, wobei an mindestens einen dieser Arbeitskanäle eine Ventileinheit der Ventilanordnung angeschlossen ist. Dadurch kann die für den Betrieb des Arbeitszylinders erforderliche gesteuerte Fluidbeaufschlagung durch die betreffende Ventilein heit hindurch stattfinden. Ist an beide Arbeitskammern eine Ventileinheit angeschlossen, besteht die vorteilhafte Möglichkeit, den Arbeitskolben unbeweglich zu blockieren, indem die Ventilschieber beider Ventileinheiten in der Schließstel lung positioniert werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeich nung näher erläutert. In dieser zeigen:

Figur 1 eine bevorzugte Ausführungsform einer fluidbetätig ten Stellvorrichtung im Zusammenhang mit einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ventilanordnung,

Figur 2 eine der beiden in Figur 1 illustrierten Ventilein heiten in einem abgestuften Längsschnitt gemäß Schnittlinie II-II aus Figur 1, wobei der Ventilschieber bei Einnahme seiner Schließstellung gezeigt ist, eine vom Ventilschieber bei der öffnenden Umschaltbewegung eingenommene Zwischenstellung zwischen der Schließstellung und der Offenstellung kurz vor Erreichen der Öffnungsbeginnstellung, einen weiteren Querschnitt der Ventileinheit bei in die Offenstellung umgeschaltetem Ventilschieber, eine perspektivische Schnittdarstellung der Ventileinheit in einer den Figuren 2 bis 4 entsprechenden Schnittebene und in der Offenstellung des Ventilschiebers, wobei ergänzend nicht ersichtliche interne Fluidkanäle schematisch angedeutet ist, und ein Schaltbild der in die aus den anderen Figuren ersichtliche Ventileinheit integrierten Komponenten mit zugehöriger Verschaltung .

In der Figur 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform einer insgesamt mit Bezugsziffer 1 bezeichneten Ventilanordnung illustriert. Die Ventilanordnung 1 ist bei einer ebenfalls in Figur 1 illustrierten bevorzugten Anwendung mit einem durch gesteuerte Fluidbeaufschlagung betätigbaren Arbeitsgerät 2 kombiniert, bei dem es sich insbesondere um einen pneumatisch betätigbaren Stellantrieb 2a handelt. Gemeinsam definieren die Ventilanordnung 1 und das Arbeitsgerät 2 eine fluidbetä- tigte Stellvorrichtung 3.

Der Stellantrieb 2a hat ein Stellantriebsgehäuse 4, in dem ein Antriebskolben 5 linear bewegbar aufgenommen ist, der mit einer stirnseitig aus dem Stellantriebsgehäuse 4 herausragenden Kolbenstange 6 verbunden ist. Der Antriebskolben 5 unterteilt das Innere des Stellantriebsgehäuses 4 axial in zwei Antriebskammern 7, 8, die jeweils mit einem eigenen Fluidka- nal 12, 13 kommunizieren, der mit einer durch die Ventilanordnung 1 verdeckten Anschlussöffnung 12a, 12b zu einer seitlichen Außenfläche 14 des Stellantriebsgehäuses 4 ausmündet. Die Ventilanordnung 1 ist an diese beiden Anschlussöffnungen 12a, 12b angeschlossen und ermöglicht eine aufeinander abgestimmte gesteuerte Fluidbeaufschlagung der beiden Antriebskammern 7, 8, um den Antriebskolben 5 einschließlich der daran befestigten Kolbenstange 6 linear hin und her zu bewegen und bei Bedarf in gewünschten Stellungen zu positionieren. An der Kolbenstange 6 kann eine nicht näher abgebildete externe Komponente fixiert werden, beispielsweise eine Maschinenkomponente, die durch den Stellantrieb 2a bewegt und/oder positioniert werden soll.

Die Ventilanordnung 1 enthält mindestens eine bevorzugt als einheitlich handhabbare Baueinheit konzipierte Ventileinheit 15. Bevorzugt umfasst die Ventilanordnung 1 zwei Ventileinheiten 15, was auf das Ausführungsbeispiel zutrifft. Da die beiden Ventileinheiten 15 exemplarisch einen identischen Aufbau haben, kann sich die weitere Beschreibung an einer dieser beiden Ventileinheiten 15 orientieren.

Die Ventileinheit 15 ist bevorzugt für die direkte Montage an einem Arbeitsgerät 2, insbesondere einem Stellantrieb 2a, ausgebildet. Exemplarisch ist die Ventileinheit 15 im Bereich einer Anschlussöffnung 12a, 12b an der seitlichen Außenfläche 14 des Stellantriebsgehäuses 4 montiert. Die Ventileinheit 15 verfügt über eine beispielsweise als Einschraubstutzen ausgebildete Befestigungsschnittstelle 16, mit der sie zur Fixierung am Stellantriebsgehäuse 4 in ein Innengewinde der zu- geordneten Anschlussöffnung 12a, 12b einschraubbar ist. Die Figur 1 zeigt den eingeschraubten Zustand.

Die Ventileinheit 15 hat ein Ventilgehäuse 17, das von einem Ventilkanalsystem 18 durchsetzt ist. Zu diesem Ventilkanalsystem 18 gehören ein erster Ventilkanal 22 und ein zweiter Ventilkanal 23. Die Ventileinheit 15 enthält einen im Rahmen einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten linearen Umschaltbewegung 24 zwischen einer aus Figur 2 ersichtlichen Schließstellung und einer aus Figuren 4 und 5 ersichtlichen Offenstellung umschaltbaren Ventilschieber 25, der in die Verbindung zwischen den beiden Ventilkanälen 22, 23 eingeschaltet ist und der in der Schließstellung die Fluidverbindung zwischen den beiden Ventilkanälen 22, 23 unterbricht und in der Offenstellung freigibt. In der Offenstellung des Ventilschiebers 25 steht dem im Folgenden als Arbeitsfluid bezeichneten strömenden Fluid ein maximaler Überströmquerschnitt für den Übertritt zwischen den beiden Ventilkanälen 22, 23 zur Verfügung.

Der Ventilschieber 25 ist zweckmäßigerweise Bestandteil eines eine 2/2 -Ventilfunktion aufweisenden Absperrventils 26 der Ventileinheit 15. Exemplarisch hat die Ventileinheit 15 noch weitere Funktionskomponenten, auf die später noch eingegangen wird. Bei einem nicht illustrierten einfachen Ausführungsbeispiel ist die Ventileinheit 15 insgesamt als ein Absperrventil 26 ausgebildet.

Der bevorzugt über eine Längserstreckung verfügende Ventil - Schieber 25 ist in einer im Innern des Ventilgehäuse 17 ausgebildeten länglichen Ventilkammer 27 linear verschiebbar aufgenommen. Die Umschaltbewegung 24 ist in der Achsrichtung der gemeinsamen Längsachse 28 des Ventilschiebers 25 und der Ventilkammer 27 orientiert. In der Ventilkammer 27 befindet sich ein bezüglich des Ventilgehäuses 17 ortsfester ringförmiger Ventilsitz 32, der konzentrisch zu der Längsachse 28 angeordnet und nach radial innen orientiert ist. Exemplarisch ist der Ventilsitz 32 von einem in der Ventilkammer 27 fixierten gummielastischen Dichtungsring 33 gebildet. Der Ventilsitz 32 unterteilt die Ventilkammer 27 in einen ständig mit dem ersten Ventilkanal 22 verbundenen ersten Ventilkammerabschnitt 34 und einen ständig mit dem zweiten Ventilkanal 23 verbundenen zweiten Ventilkammerabschnitt 35.

Der erste Ventilkanal 22 führt zu einem außen am Ventilgehäuse 17 angeordneten Fluidanschluss , der zur besseren Unterscheidung als Versorgungsanschluss 36 bezeichnet sei. Dieser Versorgungsanschluss 36 ist bei der bevorzugten Stellvorrichtung 3 über eine nur schematisch angedeutete Fluidleitung 39 mit einer externen Steuerventileinrichtung 37 verbunden. Selbige ist beispielsweise als ein 4/2 -Wegeventil ausgeführt und abhängig von ihrer Schaltstellung in der Lage, das Arbeits- fluid in den Versorgungsanschluss 36 einzuspeisen oder aus dem Versorgungsanschluss 36 zurückströmendes Arbeitsfluid zur Atmosphäre abzuführen. Die Steuerventileinrichtung 37 kann auch eine andere Ventilfunktionalität haben.

Der zweite Ventilkanal 23 führt zweckmäßigerweise zu einem ebenfalls an einer Außenseite des Ventilgehäuses 17 befindlichen weiteren Fluidanschluss, der zur besseren Unterscheidung als Arbeitsanschluss 38 bezeichnet sei. Der Arbeitsanschluss 38 ist mit der Befestigungsschnittstelle 16 derart kombiniert, dass er im an dem Arbeitsgerät 2 montierten Zustand mit einer der Anschlussöffnungen 12a, 12b des Arbeitsgerätes 2 kommuniziert, wodurch eine Fluidverbindung zwischen dem zweiten Ventilkanal 23 und einer der Arbeitskammern 7, 8 des Stellantriebes 2a hergestellt ist. Beim Ausführungsbeispiel sind beide Ventileinheiten 15 mit ihrem Versorgungsanschluss 36 an die Steuerventileinrichtung 37 angeschlossen. Somit können entsprechend der momentanen Schaltstellung der Steuerventileinrichtung 37 die beiden Arbeitskammern 7, 8 des Stellantriebes 2a abwechselnd gegensinnig mit Arbeitsfluid beaufschlagt oder druckmäßig entlastet werden, um den Antriebskolben 5 in der einen oder anderen axialen Richtung zu bewegen. Voraussetzung ist dabei allerdings, dass sich der Ventilschieber 25 jeder Ventileinheit 15 in seiner Offenstellung befindet.

Indem die beiden Ventilschieber 25 in ihrer Schließstellung positioniert werden, lässt sich der zweite Ventilkanal 23 einschließlich der mit ihm kommunizierenden Arbeitskammer 7 oder 8 vom ersten Ventilkanal 22 abtrennen, was zur Folge hat, dass das im zweiten Ventilkanal 23 und der zugeordneten Arbeitskammer 7, 8 enthaltene Druckmedium eingesperrt ist. Dadurch ist der Antriebskolben 5 an einer Linearbewegung gehindert. Mit Hilfe der Ventileinheiten 15 lässt sich somit ein dahingehender Sicherheitsaspekt verwirklichen, dass unter bestimmten Umständen, beispielsweise bei einem Energieausfall, der aktuelle Betriebszustand des Stellantriebes 2a eingefroren wird und keine unerwünschten Bewegungen auftreten.

Vorzugsweise ist die Ventileinheit 15 mit einer Federeinrichtung 42 ausgestattet, durch die der Ventilschieber 25 in eine Grundstellung vorgespannt ist, bei der es sich vorzugsweise und entsprechend dem Ausführungsbeispiel um die Schließstellung handelt. Die Federeinrichtung 42 ist insbesondere innerhalb der Ventilkammer 27 in zu dem Ventilschieber 25 koaxialer Anordnung untergebracht, wobei sie sich axial einerseits am Ventilschieber 25 und andererseits an einer stirnseitigen Abschlusswand der Ventilkammer 27 abstützt. Der Ventilschieber 25 ist durch Auferlegung einer durch einen Pfeil illustrierten Antriebskraft FA aus der bei nicht vorhandener Antriebskraft FA vorhandenen Schließstellung in die Offenstellung verschiebbar. Die dabei stattfindende Umschaltbewegung 24 sei zur besseren Unterscheidung als öffnende Umschaltbewegung 24a bezeichnet. Die öffnende Umschaltbewegung 24a endet bei Erreichen der Offenstellung, die dadurch definiert ist, dass der Ventilschieber 25 gemäß Figuren 4 und 5 auf eine bezüglich des Ventilgehäuses 17 ortsfeste erste Anschlagfläche 43a auftrifft. Eine Wegnahme der Antriebskraft FA hat zur Folge, dass der Ventilschieber 25 im Rahmen einer zur öffnenden Umschaltbewegung 24a entgegengesetzten schließenden Umschaltbewegung 24b in die Grundstellung, exemplarisch also die Schließstellung, zurückkehrt. Letztere ist gemäß Figur 2 dadurch definiert, dass der Ventilschieber 25 an einer bezüglich der ersten Anschlagfläche 43a entgegengesetzt orientierten zweiten Anschlagfläche 43b des Ventilgehäuses 17 zur Anlage gelangt .

Die Antriebskraft FA ist prinzipiell beliebig erzeugbar. Es kann sich beispielsweise um eine elektromechanische oder eine elektromagnetische Antriebskraft handeln. Vorzugsweise ist die Ventileinheit 15 jedoch so ausgebildet, dass der Ventilschieber 25 mittels einer fluidischen Antriebskraft FA umschaltbar ist, was auf das Ausführungsbeispiel zutrifft. In diesem Zusammenhang verfügt der Ventilschieber 25 über eine axial orientierte Antriebsfläche 44, die die gleiche Ausrichtung hat wie die schließende Umschaltbewegung 24b. Die Antriebsfläche 44 begrenzt einen bevorzugt von einem Endabschnitt der Ventilkammer 27 gebildeten Antriebsraum 45, der mit einem außen am Ventilgehäuse 17 zugänglichen Anschlussmittel 46 kommuniziert, an das eine in Figur 1 schematisch angedeutete Fluidleitung 47 anschließbar ist, die zur besse- ren Unterscheidung auch als Steuer-Fluidleitung 47 bezeichnet sei .

Die Steuer-Fluidleitung 47 stellt eine Fluidverbindung zwischen der betreffenden Ventileinheit 15 und einem bevorzugt auch zu der Ventilanordnung 1 gehörenden, bezüglich der Ventileinheit 15 extern und separat angeordneten Steuerventil 48 her, das abhängig von seiner Schaltstellung die Möglichkeit bietet, in den zugeordneten Antriebsraum 45 ein die fluidische Antriebskraft FA erzeugendes Steuerfluid einzuspeisen oder den Antriebsraum 45 zu entlüften, damit die Antriebskraft FA wegfällt.

Bevorzugt sind die Steuerventileinrichtung 37 und die beiden Steuerventile 48 der beispielhaften Stellvorrichtung 3 von elektrisch betätigbarer Bauart und an eine elektronische Steuereinrichtung 52 angeschlossen, die zweckmäßigerweise auch zu der fluidbetätigten Stellvorrichtung 3 gehört. Durch die elektronische Steuereinrichtung 52 lassen sich die Be- triebszustände der Steuerventileinrichtung 37 und der beiden Steuerventile 48 in anwendungsspezifisch aufeinander abgestimmter Weise vorgeben.

In einer bevorzugten Ausgestaltung, die dem Ausführungsbeispiel entspricht, ist der Ventilschieber 25 als ein Kolbenschieber konzipiert, der mehrere aufeinanderfolgende Längenabschnitte hat, unter denen sich zwei axial zueinander beabs- tandete erste und zweite Ventilschieberabschnitte 54, 55 befinden sowie ein dazwischen angeordneter, zur besseren Unterscheidung als Überströmabschnitt 53 bezeichneter dritter Ventilschieberabschnitt .

In der Schließstellung des Ventilschiebers 25 liegt der Überströmabschnitt 53 über seine gesamte Länge hinweg im ersten Ventilkammerabschnitt 34. Gleichzeitig durchsetzt der erste Ventilschieberabschnitt 54 den ringförmigen Ventilsitz 32 und erstreckt sich in jedem der beiden Ventilkammerabschnitte 34, 35. Der zweite Ventilschieberabschnitt 55 durchsetzt eine den ersten Ventilkammerabschnitt 34 auf der dem Ventilsitz 32 axial entgegengesetzten Seite begrenzende ringförmige Dichtfläche 56, die bevorzugt in gleicher Weise wie der Ventilsitz 32 von einem gummielastischen Dichtungsring 33 definiert ist.

Der Außendurchmesser des ersten Ventilschieberabschnittes 54 ist so an den Innendurchmesser des ringförmigen Ventilsitzes 32 angepasst, dass zwischen dem Ventilsitz 32 und dem sich durch ihn hindurch erstreckenden Längenabschnitt des ersten Ventilschieberabschnittes 54 ein Dichtkontakt vorliegt, der eine Fluidverbindung zwischen den beiden Ventilkammerabschnitten 34, 35 verhindert. Der erste Ventilschieberabschnitt 54 repräsentiert somit einen Dichtabschnitt 54a des Ventilschiebers 25.

Der Außendurchmesser des zweiten Ventilschieberabschnittes 55 ist auf den Innendurchmesser der ringförmigen Dichtfläche 56 so abgestimmt, dass zwischen diesen beiden Bestandteilen ein Dichtkontakt vorliegt, wenn sich der zweite Ventilschieberabschnitt 55 durch die ringförmige Dichtfläche 56 hindurch erstreckt. Dies ist bevorzugt unabhängig von der Schaltstellung des Ventilschiebers 25 stets der Fall. Dadurch ist ein sich an die ringförmige Dichtfläche 56 anschließender dritter Ventilkammerabschnitt 57 von dem ersten Ventilkammerabschnitt 34 fluiddicht abgetrennt.

Der Außendurchmesser des Überströmabschnittes 53 ist kleiner als der Außendurchmesser der beiden ihn axial flankierenden Ventilschieberabschnitte 54, 55. Bevorzugt sind die Außendurchmesser der beiden Ventilschieberabschnitte 54, 55 im Vergleich zueinander gleichgroß. Während der zweite Ventilschieberabschnitt 55 unabhängig von der Schaltstellung des Ventilschiebers 25 ständig durch die ringförmige Dichtfläche 56 hindurchragt und mit der ringförmigen Dichtfläche 56 in Dichtkontakt steht, liegt bei dem ersten Ventilschieberabschnitt 54 nur in der Schließstellung des Ventilschiebers 25 ein Dichtkontakt mit dem Ventilsitz 32 vor. In der Offenstellung des Ventilschiebers 25 hingegen ist der erste Ventilschieberabschnitt 54 über seine gesamte Länge hinweg in den zweiten Ventilkammerabschnitt 55 hinein verlagert, wobei sich gleichzeitig der Überströmabschnitt 53 auf gleicher axialer Höhe mit dem ringförmigen Ventilsitz 32 befindet. Die Offenstellung ist insbesondere so definiert, dass sich die Längsmitte des Überströmabschnittes 53 in der gleichen, zu der Längsachse 28 rechtwinkeligen Radialebene befindet wie der ringförmige Ventilsitz 32.

In der Offenstellung ist zwischen dem Ventilsitz 32 und dem Überströmabschnitt 53 ein ringförmiger Überströmspalt 58 definiert, der axial durchgehend zwischen den beiden axial benachbarten Ventilkammerabschnitten 34, 35 verläuft und der einen maximalen Überströmquerschnitt für das zwischen den beiden Ventilkammerabschnitten 34, 35 überströmende Arbeits- fluid vorgibt.

Der erste Ventilschieberabschnitt 54 bzw. Dichtabschnitt 54a geht über eine ringförmige Kante in den Überströmabschnitt 53 über, die im Folgenden auch als Steuerkante 62 bezeichnet sei. Die Steuerkante 62 liegt im Wesentlichen auf dem Durchmesser des Dichtabschnittes 54a im Übergangsbereich zwischen diesem Dichtabschnitt 54a und dem Überströmabschnitt 53.

Wenn der Ventilschieber 25 ausgehend von der in Figur 2 illustrierten Schließstellung eine öffnende Umschaltbewegung 24a ausführt, gleitet der Dichtabschnitt 54a mit seinem Außenumfang an dem ihn umschließenden Ventilsitz 32 unter Aufrechterhaltung einer Abdichtwirkung ab. Dabei nähert sich die Steuerkante 62 an den Ventilsitz 32 axial an. Der Überströmspalt 58 ist so lange geschlossen, wie der Dichtabschnitt 54a an dem Ventilsitz 32 anliegt. Ein Öffnungsvorgang beginnt, wenn der Dichtabschnitt 54a axial aus dem Ventilsitz 32 austritt, was exemplarisch damit verbunden ist, dass die Steuerkante 62 durch den Ventilsitz 32 hindurchgetreten ist und den Dichtkontakt mit dem Ventilsitz 32 verliert. Die dabei vom Ventilschieber 25 eingenommene Stellung sei als

Öffnungsbeginnstellung bezeichnet .

Ab der Öffnungsbeginnstellung vergrößert sich bei Weiterführung der öffnenden Umschaltbewegung 24a der zwischen dem Ventilsitz 32 und dem Ventilschieber 25 freigegebene Überströmquerschnitt. Ein Fluidübertritt zwischen den beiden mit den Ventilkanälen 22, 23 kommunizierenden Ventilkammerabschnitten 34, 35 setzt dabei unmittelbar zu Beginn des Öffnungsvorganges ein, wobei die Strömungsrate insbesondere allmählich zunimmt, bis sie ein Maximum erreicht, wenn die Offenstellung gemäß Figuren 4 und 5 erreicht ist und folglich der maximale Überströmquerschnitt freigegeben ist.

Bei der von der Offenstellung ausgehenden schließenden Umschaltbewegung 24b nähert sich die Steuerkante 62 wieder an den Ventilsitz 32 an, wobei der freie Überströmquerschnitt insbesondere allmählich reduziert wird und endgültig verschlossen ist, wenn die Steuerkante 32 in den Ventilsitz 32 eintritt und mit diesem in Dichtkontakt gelangt. Diese Stellung entspricht der in der Öffnungsbeginnstellung eingenommenen Axialposition des Ventilschiebers. Die Ventileinheit 15 ist mit einer Detektionseinrichtung 63 ausgestattet, mit der sich die Schaltstellung des Ventilschiebers 25 überwachen lässt. Die Detektionseinrichtung 63 enthält ein mit dem Ventilschieber 25 bewegungsgekoppeltes Betätigungsmittel 64, das jede Bewegung des Ventilschiebers 25 unmittelbar mitmacht. Bevorzugt handelt es sich bei dem Betätigungsmittel 64 um ein Permanentmagnetmittel 64a, das über permanentmagnetische Eigenschaften verfügt und ständig ein permanentmagnetisches Magnetfeld erzeugt.

Bevorzugt ist das Betätigungsmittel 64 im Innern des Ventilschiebers 25 angeordnet, beispielsweise in einer im Bereich des dritten Ventilkammerabschnittes 57 liegenden Aufnahmekammer 65 des Ventilschiebers 25. Bei dem Permanentmagnetmittel 64a handelt es sich bevorzugt um einen einfachen permanentmagnetischen Körper, beispielsweise nach Art eines Stabmagneten. Das Permanentmagnetmittel 64a ist bezogen auf die Achsrichtung der Längsachse 28 insbesondere axial polarisiert, sodass der Nordpol an der einen Stirnseite und der Südpol an der anderen Stirnseite des Permanentmagnetmittels 64a vorliegt .

Ein weiterer Bestandteil der Detektionseinrichtung 63 ist ein am Ventilgehäuse fixiertes Sensormittel 66, das ortsfest am Ventilgehäuse 17 angeordnet ist, und zwar bevorzugt außerhalb der Ventilkammer 27. Das Sensormittel 66 ist so auf das Betätigungsmittel 64 abgestimmt, dass es durch das Betätigungsmittel 64 berührungslos aktivierbar ist, wenn das Betätigungsmittel 64 in die Nähe eines internen Detektionssubstra- tes 67 des Sensormittels 66 gelangt.

Das Sensormittel 66 ist vorzugsweise von einer Art, deren De- tektionssubstrat 67 berührungslos auf ein Magnetfeld anspricht. Zweckmäßigerweise ist das Sensormittel 66 als ein Hall-Sensor 66a ausgebildet, was auf das Ausführungsbeispiel zutrifft .

Betätigungsmittel 64 und Sensormittel 66 sind in einer derartigen Zuordnung in die Ventileinheit 15 integriert, dass das Sensormittel 66 in der Schließstellung des Ventilschiebers 25 einen ersten Betriebszustand und in der Offenstellung des Ventilschiebers 25 einen von dem ersten Betriebszustand abweichenden zweiten Betriebszustand einnimmt.

Der erste Betriebszustand des Sensormittels 66 ist insbesondere ein aktivierter Zustand, der zur Folge hat, dass das Sensormittel ein elektrisches Bestätigungssignal ausgibt. Dieses Bestätigungssignal ist beispielsweise in der externen elektronischen Steuereinrichtung 52 verarbeitbar, die signaltechnisch an die Ventileinheit 15 angeschlossen sein kann. In diesem Zusammenhang ist die Ventileinheit 15 zweckmäßigerweise mit einer von außen her zugänglichen Kommunikations- schnittstelle 68 ausgestattet, mit der sie an die elektronische Steuereinrichtung 52 anschließbar oder angeschlossen ist. Eine entsprechende elektrische Verbindung ist bei 69 angedeutet .

Die Kommunikationsschnittstelle 68 befindet sich zweckmäßigerweise 17 an aus dem Ventilgehäuse 17 herausführenden elektrischen Leitern, die beispielsweise in einem flexiblen Kabel 73 verwirklicht sind. Die Kommunikationsschnittstelle 68 ist über diese elektrischen Leiter bzw. das elektrische Kabel 73, insbesondere im Innern des Ventilgehäuses 17, elektrisch leitend mit dem Sensormittel 66 verbunden.

Die Kommunikationsschnittstelle 68 kann auch direkt am Sensormittel 66 angeordnet sein, beispielsweise an dem im Folgenden als Sensorgehäuse 74 bezeichneten Gehäuse des Sensor- mittels, in dem auch das Detektionssubstrat 67 untergebracht ist. Ebenso kann sich die Kommunikationsschnittstelle 68 außen am Ventilgehäuse 17 befinden. In allen Fällen ist die Kommunikationsschnittstelle 68 bevorzugt in Form einer Steckverbindungs-Schnittstelle realisiert .

Das Sensormittel 66 kann auf beliebige Weise am Ventilgehäuse 17 der Ventileinheit 15 fixiert sein. Vorteilhaft ist eine Fixierungsart, die gewährleistet, dass sich die Relativposition des Sensormittels 66 bezüglich des Ventilgehäuses 17 auch bei Erschütterungen nicht verändern kann. Exemplarisch ist das Sensormittel 66 zu diesem Zweck formschlüssig in einer im Ventilgehäuse 17 ausgebildeten Sensoraufnahmekammer 75 fixiert, sodass seine Relativposition bezüglich des Ventilgehäuses 17 fest vorgegeben und nicht veränderbar ist. Bevorzugt ist die Sensoraufnahmekammer 75 von einem Gehäusedeckel

76 des Ventilgehäuses 17 abgedeckt, sodass das Sensormittel 66 vor Umgebungseinflüssen geschützt untergebracht ist.

Die Sensoraufnahmekammer 75 ist zweckmäßigerweise längsseits neben der Ventilkammer 27 im Ventilgehäuse 17 ausgebildet.

Das durch das Sensormittel 66 hervorrufbare elektrische Bestätigungssignal kann genutzt werden, um ein den Betriebszustand des Sensormittels 66 visualisierendes Lichtsignal zu generieren. Das Ausführungsbeispiel weist eine entsprechende Ausstattung auf, indem hier das Sensormittel 66 mit einem zur Lichtausgabe geeigneten Signalmittel 77 ausgestattet ist, das durch das Bestätigungssignal erregbar ist. Das Signalmittel

77 befindet sich beim Ausführungsbeispiel im Bereich einer Aussparung des Ventilgehäuses 17, insbesondere des

Gehäusedeckels 76, sodass der Nutzer von außen her problemlos erkennen kann, ob das Signalmittel 77 leuchtet oder nicht. Das Signalmittel 77 kann optional auch einen nicht abgebilde- ten Lichtleiter enthalten, der das generierte Lichtsignal zu einer blickgünstigen Stelle im Außenbereich der Ventileinheit 15 leitet.

Bevorzugt ist die Ventileinheit 15 so ausgebildet, dass das Sensormittel 66 in dem die Schließstellung des Ventilschiebers 25 detektierenden ersten Betriebszustand aktiviert und in dem die Offenstellung des Ventilschiebers 25 detektierenden zweiten Betriebszustand deaktiviert ist. Im aktivierten Zustand erfolgt die Ausgabe des elektrischen Bestätigungssignals, das im deaktivierten Zustand nicht anliegt.

Das Betätigungsmittel 64 und das Sensormittel 66 sind in einer derartigen Zuordnung angeordnet, dass das Sensormittel 66 bei der öffnenden Umschaltbewegung 24a des Ventilschiebers 25 schon vor dem Erreichen der weiter oben erläuterten

Öffnungsbeginnstellung von dem bis dahin vorliegenden ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand wechselt. Beim Ausführungsbeispiel bedeutet dies, dass das in der Schließstellung des Ventilschiebers 25 aktivierte Sensormittel 66 beim ausgehend von der Schließstellung erfolgenden Umschalten in die Offenstellung bereits in einer Zwischenstellung des Ventilschiebers 25 in den deaktivierten Zustand umgeschaltet wird, in der tatsächlich noch die Schließstellung des Ventilschiebers 25 vorliegt. Eine solche im Folgenden auch als Betriebszustand-Wechselstellung bezeichnete Zwischenstellung ist in Figur 3 illustriert.

Bevorzugt liegt eine dahingehende Abstimmung der Relativposition zwischen dem Betätigungsmittel 64 und dem Sensormittel 66 vor, dass der vom Ventilschieber 25 zwischen der Schließstellung und der Betriebszustand-Wechselstellung zurückgelegte Hub in einem Bereich von 40 % bis 80 % des Hubes liegt, den der Ventilschieber 25 ausgehend von der Schließstellung bis zur Öffnungsbeginnstellung zurücklegt. Dadurch können eventuelle Toleranzeinflüsse mit größtmöglicher Sicherheit ausgeschlossen werden, ohne die Nutzbarkeit der Detektions- einrichtung 63 zu beeinträchtigen.

Es ist des Weiteren von Vorteil, wenn die Zuordnung zwischen dem Betätigungsmittel 64 und dem Sensormittel 66 so eingerichtet ist, dass das Sensormittel 66 bei der in der Offenstellung beginnenden schließenden Umschaltbewegung 24b des Ventilschiebers 25 erst dann aus dem der Offenstellung entsprechenden zweiten Betriebszustand in den der Schließstellung entsprechenden ersten Betriebszustand wechselt, nachdem der Ventilschieber 25 die Öffnungsbeginnstellung überschritten hat, d.h. genauer gesagt eine der Öffnungsbeginnstellung entsprechende Stellung.

Vorzugsweise ist die Auslegung so getroffen, dass der Wechsel des Betriebszustandes vom ersten Betriebszustand zum zweiten Betriebszustand in der gleichen Betriebszustand- Wechselstellung des Ventilschiebers 25 stattfindet, in der auch bei umgekehrter Bewegungsrichtung des Ventilschiebers 25 der Wechsel zwischen der zweiten Betriebsstellung in die erste Betriebsstellung erfolgt.

Die Ventileinheit 15 kann optional mit einem Notentlüftungsventil 81 ausgestattet sein. Dieses Notentlüftungsventil 81 ist in den Verlauf eines über eine Entlüftungsöffnung 82 zur Atmosphäre ausmündenden Notentlüftungskanal 83 eingeschaltet, der von dem zweiten Ventilkanal 23 abzweigt und bevorzugt im Innern des Ventilgehäuses 17 verläuft. Mittels einer Betätigungseinrichtung 84, die insbesondere als eine Handbetätigungseinrichtung ausgeführt ist, lässt sich das Notentlüftungsventil 81 bei Bedarf aus einer normalerweise den Notentlüftungskanal 83 absperrenden Schließstellung in eine den Fluiddurchgang durch den Notentlüf ungskanal 83 hindurch freigebende Entlüftungsstellung umschalten. Dies ermöglicht eine Entlüftung des zweiten Ventilkanals 23 und des daran an geschlossenen Arbeitsgerätes 2, insbesondere einer der angeschlossenen Arbeitskammern 7, 8, wenn der Ventilschieber 25 des Absperrventils 26 die Schließstellung einnimmt.

Ebenfalls optional kann die Ventileinheit 15 mit einer integrierten Druckanzeigeeinrichtung 85 ausgestattet sein. Selbi ge ist an den zweiten Ventilkanal 23 angeschlossen, insbeson dere über einen dafür geeigneten Abzweigkanal 86, sodass an ihr ständig der im zweiten Ventilkanal 23 herrschende Fluid- druck ansteht. Dadurch ist insbesondere erkennbar, ob bei in der Schließstellung befindlichem Absperrventil 26 in dem zweiten Ventilkanal 23 ein Fluiddruck ansteht oder nicht.

Die Druckanzeigeeinrichtung 85 ist insbesondere so ausgebildet, dass sie über ein bewegliches Visualisierungselement 87 verfügt, das druckabhängig seine Position ändern kann. Das Visualisierungselement 87 nimmt beispielsweise eine

unbetätigte Grundstellung im drucklosen Zustand des zweiten Ventilkanals 23 ein, aus der es in eine betätigte Anzeigestellung verlagert wird, wenn in dem zweiten Ventilkanal 23 ein gewisses Druckniveau ansteht.

In den Verlauf des zweiten Ventilkanals 23 kann optional ein Drosselrückschlagventil 88 eingeschaltet sein. Dieses Drosselrückschlagventil 88 enthält eine Kombination aus einem Drosselventil 88a und einem hierzu parallelgeschalteten Rück schlagventil 88b, wobei das Rückschlagventil 88b so ausgebil det ist, dass es eine Fluidströmung in Richtung zu dem Absperrventil 26 verhindert und in der Gegenrichtung zulässt. Auf diese Weise kann ein bei entsprechendem Betriebszustand der Steuerventileinrichtung 37 in den ersten Ventilkanal 22 eingespeistes Arbeitsfluid das Drosselventil 88a passieren und ungedrosselt zum Arbeitsanschluss 38 strömen. Ist die Steuerventileinrichtung 37 hingegen auf eine Druckentlastung bzw. Entlüftung des ersten Ventilkanals 22 geschaltet, kann aus der an den zweiten Ventilkanal 23 angeschlossenen Arbeitskammer 7, 8 das darin befindliche Arbeitsfluid gedrosselt abgeführt werden, wobei das Drosselventil 88a bevorzugt einstellbar ausgeführt ist, sodass sich die Drosselungsintensität nach Bedarf variieren lässt. Mit Hilfe des Drosselventils 88a lässt sich bei einem Stellantrieb 2a die Verstellgeschwindigkeit des Antriebskolbens 5 einstellen.

Die Ventileinheit 15 ist zweckmäßigerweise mit einem Befestigungsabschnitt 89 ausgestattet, der die Befestigungsschnittstelle 16 und den Arbeitsanschluss 38 aufweist. Das optionale Drosselrückschlagventil 88 ist zweckmäßigerweise in diesen Befestigungsabschnitt 89 integriert.

Der Ventilschieber 25 befindet sich bevorzugt in einem seitlich von dem Befestigungsabschnitt 89 wegragenden quaderförmigen Funktionsabschnitt 93 der Ventileinheit 15. Bevorzugt ist der Funktionsabschnitt 93 bezüglich des Befestigungsabschnittes 89 verschwenkbar und dadurch variabel in unterschiedlichen Ausrichtungen montierbar. Der Funktionsabschnitt 93 hat insbesondere einen rechteckigen Querschnitt mit größerer Breite als Höhe.