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Die Erfindung betrifft eine fluidtechnische Baugruppe, mit einem sich in einer Hauptrichtung erstreckenden Modulträger, der eine rechtwinkelig zu der Hauptrichtung orientierte Bestückungsfläche aufweist, an der er mit mehreren in der Hauptrichtung aufeinanderfolgend angeordneten und jeweils von mindestens einem Fluidkanal durchsetzten fluidtechnischen Funktionsmodulen bestückt ist, und mit zwei in der Hauptrichtung mit Abstand zueinander angeordneten Seitenwangen, die jeweils starr mit dem Modulträger verbunden sind und die derart rechtwinkelig von dem Modulträger wegragen, dass sie die Funktionsmodulanordnung auf einander entgegengesetzten Stirnseiten flankieren.
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Eine in der
EP 0 678 676 B1 beschriebene fluidtechnische Baugruppe dieser Art ist als Ventilbatterie konzipiert und enthält einen segmentierten Modulträger, dessen einzelne Segmente jeweils als Gehäuse eines Hauptventils fungieren. An einer nach oben orientierten Bestückungsfläche ist der Modulträger mit mehreren in der Hauptrichtung aufeinanderfolgend angeordneten fluidtechnischen Funktionsmodulen bestückt, bei denen es sich um Vorsteuerventile handelt. Die Vorsteuerventile sind an längsseits von dem Modulträger hochragenden Schenkeln befestigt. Stirnseitig ist die Baugruppe durch zwei Seitenwangen abgeschlossen, die jeweils starr mit dem Modulträger verbunden sind und die derart rechtwinkelig von dem Modulträger wegragen, dass sie die Funktionsmodulanordnung auf einander entgegengesetzten Stirnseiten flankieren. Aufgrund des Umstandes, dass der Modulträger mit den Seitenwangen zu einer starren Einheit verspannt ist, sind bei der Fertigung und Montage der Ventilbatterie enge Toleranzen einzuhalten, um übermäßige Beanspruchungen der Vorsteuerventile zu vermeiden, die ansonsten Beschädigungen oder Undichtigkeiten zur Folge haben könnten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zu treffen, die auch bei großzügigeren Fertigungs- und Montagetoleranzen eine beschädigungsfreie und funktionssichere Installation der fluidtechnischen Funktionsmodule ermöglichen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, dass eine fluidtechnische Baugruppe der eingangs genannten Art eine sich auf der dem Modulträger entgegengesetzten Längsseite der Funktionsmodulanordnung zwischen den beiden Seitenwangen erstreckende Abdecktraverse aufweist, die mit den beiden Seitenwangen starr verbunden ist, so dass der Modulträger, die Seitenwangen und die Abdecktraverse gemeinsam eine die Funktionsmodulanordnung umschließende starre Rahmenstruktur bilden, wobei die Funktionsmodule mittels in sie und in die Rahmenstruktur eintauchender gummielastischer Stecknippel unabhängig voneinander schwimmend bezüglich der Rahmenstruktur aufgehängt sind.
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Eine derart ausgebildete fluidtechnische Baugruppe verfügt aufgrund ihrer starren Rahmenstruktur über eine hohe Stabilität, wobei die Rahmenstruktur bei entsprechender Gestaltung in der Lage ist, einen guten Schutz der fluidtechnischen Funktionsmodule vor äußeren Einwirkungen zu bieten. Die Funktionsmodule selbst sind unabhängig voneinander in einer Art und Weise an der Rahmenstruktur fixiert, dass sie diesbezüglich schwimmend gelagert sind. Somit können sich die Funktionsmodule beim Zusammenbau der fluidtechnischen Baugruppe sowohl relativ zueinander als auch bezüglich der Rahmenstruktur optimal ausrichten, ohne übermäßigen Spannungen oder einer Beschädigungsgefahr ausgesetzt zu werden und ohne Dichtheitsprobleme hervorzurufen. Die schwimmende Aufhängung wird mittels gummielastischer Stecknippel verwirklicht, von denen jeweils mindestens einer und vorzugsweise mehrere jeweils einerseits in die Rahmenstruktur und andererseits in das zugeordnete Funktionsmodul eintauchen. Die mithin reduzierten Anforderungen hinsichtlich einzuhaltender Fertigungs- und Montagetoleranzen erlauben eine kostengünstige Herstellung der Baugruppe. Außerdem unterliegen die Funktionsmodule aufgrund ihrer nachgiebigen Aufhängung nur geringen Beanspruchungen, was der Lebensdauer der gesamten fluidtechnischen Baugruppe zugutekommt.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Die Funktionsmodule sind vorzugsweise derart schwimmend aufgehängt, dass sie zumindest in der Ebene der Bestückungsfläche relativ zu der Rahmenstruktur allseits begrenzt beweglich sind. Mithin können sich die Funktionsmodule sowohl in der Hauptrichtung als auch in einer hierzu rechtwinkeligen, zu der Bestückungsfläche parallelen Querrichtung sehr flexibel ausrichten.
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Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn durch die schwimmende Aufhängung, insbesondere zusätzlich zu den vorstehend geschilderten Bewegungsfreiheitsgraden, auch noch eine begrenzte Beweglichkeit in zur Bestückungsfläche rechtwinkeliger Richtung gegeben ist. Auf diese Weise können sich die Funktionsmodule ohne gegenseitige Beeinflussung individuell zwischen dem Modulträger und der Abdecktraverse ausrichten.
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Schließlich ist es ebenfalls vorteilhaft, wenn die schwimmende Aufhängung so gewählt ist, dass jedes Funktionsmodul bezüglich der Bestückungsfläche begrenzt kippbeweglich fixiert ist.
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In der Hauptrichtung benachbart zueinander angeordnete Funktionsmodule sind zweckmäßigerweise untereinander nicht mechanisch verbunden. Dadurch kann eine optimale relative Beweglichkeit gewährleistet werden.
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Die in der Hauptrichtung gemessene Breite jedes Funktionsmoduls ist zweckmäßigerweise geringer als der lichte Abstand zwischen den beiden dieses Funktionsmodul flankierenden Funktionsmodulen. Anders ausgedrückt ist der Abstand zwischen den Mittelebenen jeweils benachbarter Funktionsmodule zweckmäßigerweise größer als die in der Hauptrichtung gemessene Breite jedes Funktionsmoduls.
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Vorzugsweise ist jedes Funktionsmodul sowohl am Modulträger als auch an der Abdecktraverse mittels jeweils mindestens eines gummielastischen Stecknippels elastisch nachgiebig fixiert. Auf diese Weise ist jedes Funktionsmodul seitlich an zwei einander entgegengesetzten Seiten sicher aufgehängt. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise eine Anordnung realisieren, die einen dahingehenden Zusammenbau der Baugruppe ermöglicht, dass zunächst bei noch entfernter Abdecktraverse sämtliche Funktionsmodule nacheinander mittels je mindestens eines Stecknippels auf den Modulträger aufgesteckt werden, worauf die Abdecktraverse angesetzt wird und beim Vorgang ihres Ansetzens unter Vermittlung weiterer gummielastischer Stecknippel an die vormontierten Funktionsmodule angesteckt wird. Dabei sind die Funktionsmodule in der Lage, sich selbsttätig optimal auszurichten, auch wenn zwischen der Abdecktraverse und den restlichen Komponenten der Rahmenstruktur größere Toleranzen auftreten sollten.
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Nach vorherigem Entfernen der Abdecktraverse können die Funktionsmodule im Defektfalle sehr einfach und vorzugsweise ohne Werkzeugeinsatz ausgewechselt werden.
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Bei hergestellter Steckverbindung taucht jeder Stecknippel einerseits in ein Funktionsmodul und andererseits in einen Abschnitt der Rahmenstruktur ein. Sollen die Funktionsmodule einerseits am Modulträger und andererseits auch an der Abdecktraverse fixiert sein, sind Stecknippel vorhanden, die jeweils einerseits in das betreffende Funktionsmodul eingreifen und die andererseits in entweder den Modulträger oder in die Abdecktraverse eingreifen.
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Mindestens ein Funktionsmodul und zweckmäßigerweise jedes Funktionsmodul ist insbesondere über mehrere gummielastische Stecknippel an dem Modulträger und/oder an der Abdecktraverse fixiert.
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Ein besonders vorteilhafter Aufbau der Stecknippel sieht vor, dass sie über eine Längserstreckung verfügen und einen radial abstehenden Anschlagbund aufweisen, ausgehend von dem sich zwei Einsteckstutzen in einander axial entgegengesetzte Richtungen erstrecken. Im montierten Zustand eines Stecknippels taucht dessen einer Einsteckstutzen in ein Funktionsmodul und sein anderer Einsteckstutzen in die Rahmenstruktur ein. Durch den Anschlagbund wird die Einstecktiefe begrenzt, wobei der Anschlagbund im Fügebereich zwischen dem Funktionsmodul und der Rahmenstruktur angeordnet wird.
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Besonders vorteilhaft ist ein Aufbau der fluidtechnischen Baugruppe, bei dem mindestens einer der Stecknippel und zweckmäßigerweise jeder Stecknippel von einem Durchgangskanal axial durchsetzt ist, der einen Fluiddurchtritt ermöglicht. Somit kann mittels des betreffenden Stecknippels eine Fluidverbindung zwischen dem zugeordneten Funktionsmodul und der Rahmenstruktur hergestellt werden. Seitens der Funktionsmodule bietet es sich hierbei an, den mindestens einen gummielastischen Stecknippel in eine Ausnehmung einzustecken, die von einem Endabschnitt eines das Funktionsmodul durchsetzenden Fluidkanals gebildet ist.
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Zweckmäßigerweise tauchen die einen Durchgangskanal aufweisenden Stecknippel jeweils radial abdichtend in einerseits ein Funktionsmodul und andererseits die Rahmenstruktur ein. Die Funktionsmodule können somit jeweils ausschließlich mittels radial dichtenden Stecknippeln schwimmend an der Rahmenstruktur gelagert sein.
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Vorzugsweise sind mehrere und insbesondere sämtliche Funktionsmodule über jeweils mindestens einen mit einem Durchgangskanal versehenen Stecknippel mit sowohl dem Modulträger als auch der Abdecktraverse fluidisch verbunden.
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Eines, mehrere oder sämtliche Funktionsmodule der fluidtechnischen Baugruppe sind zweckmäßigerweise als elektrisch betätigbare Ventilmodule ausgebildet. Eine derart ausgestattete Baugruppe bildet insbesondere eine Ventilbatterie. Die zur Betätigung der Ventileinrichtungen der Ventilmodule notwendigen elektrischen Signale werden zweckmäßigerweise unter Verwendung elektromechanischer Verbindungseinrichtungen aus der Rahmenstruktur in das jeweilige Ventilmodul eingespeist. Es versteht sich, dass die hierbei zur Anwendung gelangenden elektromechanischen Verbindungseinrichtungen so ausgebildet sind, dass sie die durch die mittels den Stecknippeln realisierte schwimmende Aufhängung erzielte Variabilität in der Relativposition zwischen jedem Funktionsmodul und der Rahmenstruktur nicht beeinträchtigen. Geeignete elektromechanische Verbindungseinrichtungen enthalten insbesondere wenigstens zwei Kontaktflächen, die ohne formschlüssigen Eingriff derart aneinander anliegen, dass sie bei Lageänderungen der zugeordneten Komponenten aneinander abgleiten können.
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Die Abdecktraverse enthält zweckmäßigerweise eine elektrische Signalübertragungseinrichtung, die mit den Funktionsmodulen kooperiert, um ihnen eventuell erforderliche elektrische Betätigungssignale übermitteln zu können.
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Zusätzlich oder alternativ ist die Abdecktraverse zweckmäßigerweise mit einer Sensoreinrichtung ausgestattet, die mit den Funktionsmodulen kooperiert, um beispielsweise eine Druckerfassung vorzunehmen. Die Sensoreinrichtung ist zweckmäßigerweise Bestandteil eines eigenständigen Sensormoduls der Abdecktraverse. Eine durch die flexiblen Stecknippel realisierte nachgiebige Steckverbindung zwischen den Funktionsmodulen und der Abdecktraverse erfolgt seitens der Abdecktraverse insbesondere an dem Steuermodul.
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Des Weiteren kann die Abdecktraverse zusätzlich oder alternativ eine mit den Funktionsmodulen kooperierende elektronische Steuereinrichtung enthalten, mit deren Hilfe die Funktionsmodule betriebsmäßig ansteuerbar sind und die zweckmäßigerweise eine Auswerteelektronik enthält, die in der Lage ist, ihr zugeführte Sensorsignale auszuwerten, um darauf basierend eine kontrollierte Betätigung der Funktionsmodule hervorzurufen.
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Hinsichtlich der Lagerung der Funktionsmodule an der Rahmenstruktur ist es zweckmäßig, wenn selbige – abgesehen von einer eventuell auch noch vorhandenen elektromechanischen Verbindung – ausschließlich durch die erwähnten gummielastischen Stecknippel realisiert ist.
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Ein bevorzugter Aufbau der Rahmenstruktur sieht vor, dass die beiden Seitenwangen als separate Komponenten zwischen dem Modulträger und der Abdecktraverse eingefügt sind. Jede Seitenwange ist dabei zweckmäßigerweise unabhängig voneinander einerseits am Modulträger und andererseits an der Abdecktraverse lösbar fixiert und insbesondere verschraubt.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
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1 eine vorteilhafte erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen fluidtechnischen Baugruppe in einer perspektivischen Darstellung,
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2 die Baugruppe aus 1 in einer Seitenansicht mit Blickrichtung gemäß Pfeil II aus 1 und teilweise aufgebrochen,
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3 eine Seitenansicht der Baugruppe mit Blickrichtung gemäß Pfeil III, wobei die in der Blickrichtung liegende Seitenwange nicht abgebildet und nur durch einen strichpunktierten Rahmen angedeutet ist, so dass das dahinter liegende Funktionsmodul sichtbar ist, und
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4 eine Seitenansicht der Baugruppe mit wiederum Blickrichtung gemäß Pfeil III, wobei einige Bereiche entsprechend der Schnittlinie IV-IV aus 2 aufgebrochen dargestellt sind.
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Die in der Zeichnung illustrierte und allgemein mit Bezugsziffer 1 bezeichnete fluidtechnische Baugruppe ist als Ventilbaugruppe beziehungsweise Ventilbatterie konzipiert, wobei sich die weitere Beschreibung an einer derartigen Ausführungsform orientiert. Hiervon abweichend kann die Baugruppe 1 allerdings auch ohne ventiltechnische Ausstattung realisiert werden.
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Zur Vereinfachung der weiteren Beschreibung wird auf ein gedachtes kartesisches Koordinatensystem Bezug genommen, das sich aus einer x-Achse, einer hierzu rechtwinkeligen y-Achse und einer sowohl zur x-Achse als auch zur y-Achse rechtwinkeligen z-Achse zusammensetzt.
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Die fluidtechnische Baugruppe 1 verfügt über eine starre Rahmenstruktur 2, die sich aus mehreren starr, vorzugsweise jedoch lösbar miteinander verbundenen Komponenten zusammensetzt. Im Einzelnen enthält die Rahmenstruktur 2 einen Modulträger 3, eine erste Seitenwange 4, eine zweite Seitenwange 5 und eine Abdecktraverse 6.
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Der Modulträger 3 erstreckt sich in einer exemplarisch mit der x-Achsrichtung zusammenfallenden und strichpunktiert angedeuteten Hauptrichtung 7. Vorzugsweise enthält der Modulträger 3 einen plattenförmigen und bevorzugt einstückigen Trägerkörper 8, der an einer rechtwinkelig zu der Hauptrichtung 7 orientierten Oberseite 12 eine Bestückungsfläche 13 definiert. Die bevorzugt eben ausgebildete Bestückungsfläche 13 erstreckt sich in der x-Achsrichtung und in der y-Achsrichtung. Ihre Normalenrichtung fällt mit der z-Achsrichtung zusammen.
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Die beiden Seitenwangen 4, 5 sind jeweils an dem Trägerkörper 8 starr befestigt. Hierbei sind sie in der Hauptrichtung 7 mit Abstand zueinander angeordnet. Ausgehend von dem Modulträger 3 ragen sie an der Oberseite 12 in die gleiche Richtung rechtwinkelig von der Hauptrichtung 7 weg. Diese Richtung ist beim Ausführungsbeispiel die z-Achsrichtung. Betrachtet man nur den Modulträger 3 und die beiden daran befestigten Seitenwangen 4, 5 in einer mit der y-Achsrichtung zusammenfallenden Blickrichtung, ergibt sich eine im Wesentlichen U-förmige Struktur.
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Die beiden Seitenwangen 4, 5 sind zweckmäßigerweise plattenförmig ausgebildet. Sie sind beide mit einer ihrer schmalen Stirnflächen voraus an die Oberseite 12 des Trägerkörpers 8 angesetzt und unter Verwendung von Befestigungsmitteln 14 in bevorzugt lösbarer Weise fest mit dem Modulträger 3 verspannt. Auf diese Weise ergibt sich eine starre Verbindung.
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Die Normalenrichtungen der Hauptausdehnungsebenen der plattenförmigen Seitenwangen 4, 5 verlaufen zweckmäßigerweise in der x-Achsrichtung.
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Bei einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Seitenwangen 4, 5 an die in der x-Achsrichtung orientierten Stirnflächen des Trägerkörpers 8 angesetzt. Die beim Ausführungsbeispiel realisierte Anbringung an der Oberseite 12 hat jedoch den Vorteil, dass die Stirnflächen des Trägerkörpers 8 für etwaige Anschlussmaßnahmen gut zugänglich bleiben.
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Die Abdecktraverse 6 erstreckt sich wie der Modulträger 3 in der Hauptrichtung 7, ist jedoch in der z-Achsrichtung beabstandet zu dem Modulträger 3 angeordnet. Die Abdecktraverse 6 erstreckt sich dabei zwischen den beiden Seitenwangen 4, 5, an denen sie jeweils durch weitere Befestigungsmittel 15 in bevorzugt lösbarer Weise befestigt ist. Zweckmäßigerweise erstreckt sich die Abdecktraverse 6 über die beiden Seitenwangen 4, 5 hinweg und stützt sich an je einer in der z-Achsrichtung orientierten oberen Stirnfläche 11 der Seitenwangen 4, 5 ab, die in der z-Achsrichtung vom Modulträger 3 wegweisen.
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Als Befestigungsmittel 14 und weitere Befestigungsmittel 15 sind zweckmäßigerweise Befestigungsschrauben vorgesehen, die zweckmäßigerweise den Modulträger 3 beziehungsweise die Abdecktraverse 6 durchsetzen und in die zugeordnete Seitenwange 4, 5 eingeschraubt sind. Indem sich die Befestigungsschrauben mit ihren Köpfen am Modulträger 3 beziehungsweise an der Abdecktraverse 6 abstützen, sind diese beiden Komponenten unabhängig voneinander fest mit den beiden Seitenwangen 4, 5 verspannt und es ergibt sich die schon erwähnte starre, selbsttragende Rahmenstruktur 2.
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Aufgrund einer zweckmäßigerweise lösbaren Befestigung, kann die Abdecktraverse 6 jederzeit von den Seitenwangen 4, 5 gelöst und abgenommen werden, sodass eine aus dem Modulträger 3 und den beiden Seitenwangen 4, 5 gebildete starre U-förmige Struktur verbleibt.
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Die in der y-Achsrichtung gemessene Länge der Seitenwangen 4, 5 entspricht zweckmäßigerweise der in der gleichen Richtung gemessenen Breite des Trägerkörpers 8. Entsprechendes gilt zweckmäßigerweise für die Abmessungen der Abdecktraverse 6. Letztere hat vorzugsweise, wenn man sie in der z-Achsrichtung betrachtet, einen Umriss, der demjenigen des Modulträgers 3 entspricht. Auf diese Weise ist die gesamte Bestückungsfläche 13 von der Abdecktraverse 6 überdeckt.
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Die Rahmenstruktur 2 umschließt einen Aufnahmeraum 16, der eine Mehrzahl von fluidtechnischen Funktionsmodulen 17 aufnimmt. Die Funktionsmodule 17 sind in der Hauptrichtung 7 aufeinanderfolgend angeordnet und nur minimal, mit einem aus der Zeichnung nicht ersichtlichen Zwischenraum, zueinander beabstandet. In einer nicht gezeigten Ausführungsform ist der gesamte Aufnahmeraum 16 mit derartigen Funktionsmodulen 17 bestückt. Exemplarisch liegt nur eine Teilbestückung mit Funktionsmodulen 17 vor, wobei der übrige Bereich des Aufnahmeraumes 16 mit Platzhaltermodulen 18 bestückt ist, die beim Ausführungsbeispiel funktionslos sind und Reserveplätze freihalten, welche bei Bedarf auch mit Funktionsmodulen 17 ausgestattet werden können.
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Unabhängig davon, ob es sich bei den in dem Aufnahmeraum 16 angeordneten Modulen durchweg um Funktionsmodule 17 handelt oder ob auch Platzhaltermodule 18 vorhanden sind, ergibt sich durch die Rahmenstruktur 2 jedenfalls eine Konstellation, bei der die insgesamt mit Bezugsziffer 22 bezeichnete, sich aus mehreren Funktionsmodulen 17 zusammensetzende Funktionsmodulanordnung auf einander entgegengesetzten, in x-Achsrichtung orientierten Stirnseiten von je einer der beiden Seitenwangen 4, 5 flankiert ist.
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Die Funktionsmodule 17 sind jeweils von mindestens einem Fluidkanal 23 durchsetzt. In Abhängigkeit von der Funktionalität des Funktionsmoduls 17 können innerhalb des Funktionsmoduls 17 auch mehrere Fluidkanäle 23 verlaufen.
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An den beiden einender entgegengesetzt in der y-Achsrichtung orientierten Längsseiten ist der Aufnahmeraum 16 zweckmäßigerweise offen, so dass die Funktionsmodule 17 sichtbar und auch zugänglich sind.
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Jedes Funktionsmodul 17 ist zweckmäßigerweise plattenförmig strukturiert und hat eine Hauptebene 24, die parallel zu den beiden großflächigen Plattenflächen verläuft. Die Funktionsmodule 17 sind so in dem Aufnahmeraum 16 ausgerichtet, dass ihre Hauptebenen 24 rechtwinkelig zur Hauptrichtung 7 des Modulträgers 3 verlaufen. Jedes Funktionsmodul 17 weist eine der Bestückungsfläche 13 zugewandte und gegenüberliegende untere Modulaußenfläche 25 auf sowie eine entgegengesetzt zu der unteren Modulaußenfläche 25 orientierte obere Modulaußenfläche 26, die einer unteren Traversenfläche 27 der Abdecktraverse 6 zugewandt ist und gegenüberliegt. Die untere Traversenfläche 27 ist diejenige Fläche der Abdecktraverse 6, die der Bestückungsfläche 13 des Modulträgers 3 gegenüberliegt und zugewandt ist.
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Die Außenabmessungen der Funktionsmodule 17 zwischen ihrer jeweiligen unteren und oberen Modulaußenfläche 25, 26 sind geringfügig kleiner als der lichte Abstand zwischen der Bestückungsfläche 13 und der unteren Traversenfläche 27. Auf diese Weise sind die Funktionsmodule 17 in der z-Achsrichtung mit geringfügigem Spiel zwischen dem Modulträger 3 und der Abdecktraverse 6 angeordnet.
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Darüber hinaus ist der in der Hauptrichtung 7 gemessene Mittenabstand zwischen jeweils unmittelbar benachbarten Funktionsmodulen 17 geringfügig größer als die in der Hauptrichtung 7 gemessene Breite jedes Funktionsmoduls 17. Auf diese Weise sind die Funktionsmodule 17 derart in dem Aufnahmeraum 16 installierbar, dass die in der Hauptrichtung 7 gemessene Breite jedes Funktionsmoduls 17 geringfügig kleiner ist als der Abstand der beiden dieses Funktionsmodul 17 flankierenden weiteren Funktionsmodule 17. Dies hat den Vorteil, dass die Funktionsmodule 17 auch in der x-Achsrichtung mit geringfügigem Bewegungsspiel zueinander und auch bezüglich der Rahmenstruktur 2 in dem Aufnahmeraum 16 untergebracht sind.
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Die vorstehend geschilderten geometrischen Gegebenheiten bieten eine optimale Voraussetzung dafür, die Funktionsmodule 17 derart installieren zu können, dass sie unabhängig voneinander schwimmend bezüglich der Rahmenstruktur 2 aufgehängt sind. Die schwimmende Aufhängung bzw. Lagerung wird dadurch erzielt, dass jedes Funktionsmodul 17 unabhängig von den anderen Funktionsmodulen 17 mittels mindestens eines gummielastischen Stecknippels 28 an der Rahmenstruktur 2 fixiert ist. Jeder Stecknippel 28 taucht einerseits in eine erste Ausnehmung 32 des Funktionsmoduls 17 und andererseits in eine zweite Ausnehmung 33 der Rahmenstruktur 2 ein.
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Durch die gummielastischen Eigenschaften jedes Stecknippels 28 sind begrenzte Relativbewegungen zwischen jedem Funktionsmodul 17 und der starren Rahmenstruktur 2 möglich. Dementsprechend können sich die Funktionsmodule 17 ohne gegenseitige Behinderung relativ zur Rahmenstruktur 2 ausrichten, wenn sie mit selbiger zu der fluidtechnischen Baugruppe 1 zusammengesetzt werden.
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Beim Ausführungsbeispiel äußert sich die schwimmende Aufhängung der Funktionsmodule 17 in dahingehenden Bewegungsfreiheitsgraden, dass jedes Funktionsmodul 17 in der Ebene der Bestückungsfläche 13 – also rechtwinkelig zur z-Achsrichtung – und darüber hinaus auch rechtwinkelig zu der Bestückungsfläche 13 – also in der z-Achsrichtung – relativ zu der Rahmenstruktur 2 begrenzt beweglich ist. Außerdem ist jedes Funktionsmodul 17 bezüglich der Bestückungsfläche 13 begrenzt verkippbar, also insbesondere derart, dass seine Hauptebene 24 leicht geneigt zur z-Achsrichtung verlaufen kann.
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Vorzugsweise ist jedes Funktionsmodul 17 sowohl am Modulträger 3 als auch an der Abdecktraverse 6 mittels je mindestens eines gummielastischen Stecknippels 28 nachgiebig fixiert.
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Beispielsweise sind, wie anhand 3 und 4 ersichtlich ist, zur Fixierung an der Abdecktraverse 6 zwei Stecknippel 28 vorgesehen und zur Fixierung am Modulträger 3 insgesamt vier Stecknippel 28.
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Je nach Ausgestaltung des Funktionsmoduls 17 ist es zwar nicht absolut zwingend, jedoch überaus vorteilhaft, wenn jeder Stecknippel 28 zur Fluidübertragung zwischen dem Funktionsmodul 17 und der Rahmenstruktur 2 geeignet ist. Beim Ausführungsbeispiel trifft dies auf sämtliche Stecknippel 28 zu. Die Stecknippel 28 sind hierzu von jeweils einem Durchgangskanal 34 durchsetzt, der als Fluidkanal nutzbar oder genutzt ist.
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Gemäß einer beim Ausführungsbeispiel verwirklichten bevorzugten Ausführungsform hat jeder gummielastische Stecknippel 28 eine Längserstreckung mit Längsachse 35 und verfügt mit axialem Abstand zu seinen beiden Stirnflächen über einen radial abstehenden ringförmigen Anschlagbund 36, ausgehend von dem sich zwei hülsenähnliche Einsteckstutzen 37 in einander axial entgegengesetzte Richtungen erstrecken. Der Stecknippel 28 ist zweckmäßigerweise ein einstückiges Bauteil und besteht insgesamt aus Material mit gummielastischen Eigenschaften.
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Im montierten Zustand taucht der Stecknippel 28 mit seinem einen Einsteckstutzen 37 in die erste Ausnehmung 32 und mit seinem anderen Einsteckstutzen 37 in die zweite Ausnehmung 33 ein. Der Anschlagbund 36 stützt sich dabei einerseits am Funktionsmodul 17 und andererseits am Modulträger 3 beziehungsweise an der Abdecktraverse 6 ab, so dass die Einstecktiefe bezüglich der zugehörigen Ausnehmung 32, 33 begrenzt ist. Damit die Modulaußenflächen 25, 26 mit möglichst geringem Abstand zu der Bestückungsfläche 13 und zu der unteren Traversenfläche 27 angeordnet werden können, ist es zweckmäßig, wenn in mindestens einer der einander zugewandten Flächen eine im Durchmesser erweiterte Aussparung 38 ausgebildet ist, in die der Anschlagbund 36 axial eintauchen kann.
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Die Einsteckstutzen 37 tauchen zweckmäßigerweise mit radialer Vorspannung in die zugeordnete Ausnehmung 32, 33 ein, um eine radial abgedichtete Verbindung zwischen dem Funktionsmodul 17 und dem Modulträger 3 beziehungsweise der Abdecktraverse 6 zu schaffen. In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn jeder Einsteckstutzen 37 an seinem Außenumfang einen konzentrisch angeordneten ringförmigen Abdichtwulst 42 aufweist, der mit radialer Vorspannung dichtend an der Wandung der zugeordneten Ausnehmung 32, 33 anliegt.
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Die in den Funktionsmodulen 17 ausgebildeten ersten Ausnehmungen 32 sind von den Endabschnitten des mindestens einen sich im Innern des Funktionsmoduls 17 erstreckenden Fluidkanals 23 gebildet. Die im Trägerkörper 8 und in der Abdecktraverse 6 ausgebildeten zweiten Ausnehmungen 33 sind zweckmäßigerweise von Endabschnitten weiterer Fluidkanäle 43a, 43b gebildet, die im Modulträger 3 beziehungsweise in der Abdecktraverse 6 ausgebildet sind. Somit besteht die Möglichkeit, mindestens einen Fluidkanal 23 jedes Funktionsmoduls 17 über einen unteren Stecknippel 28 mit einem weiteren Fluidkanal 43a des Modulträgers 3 zu verbinden und mittels eines oberen Stecknippels 28 eine Fluidverbindung zwischen mindestens einem Fluidkanal 23 jedes Funktionsmoduls 17 und einem weiteren Fluidkanal 43b der Abdecktraverse 6 herzustellen.
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Die Funktionsmodule 17 sind zweckmäßigerweise zumindest teilweise als elektrisch betätigbare Ventilmodule 17a ausgebildet. Sie enthalten hierzu mindestens eine elektrisch betätigbare Ventileinrichtung 44, die in an sich bekannter Weise in der Lage ist, mindestens eine Fluidströmung zu steuern. Beim Ausführungsbeispiel sind die Funktionsmodule 17 mit zwei elektrisch betätigbaren Ventileinrichtungen 44 ausgestattet, die auf entgegengesetzten Seiten eines Kanalkörpers 45 angebaut sind, der von dem mindestens einen Fluidkanal 23 durchsetzt ist. Mittels der mindestens einen Ventileinrichtung 44, die beispielsweise als 2/2-Magnetventil realisiert ist, kann der Fluiddurchgang durch den mindestens einen Fluidkanal 23 hindurch gesteuert werden.
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Beim Ausführungsbeispiel sind die mit einem Funktionsmodul 17 kommunizierenden weiteren Fluidkanäle 43a des Modulträgers 3 als Arbeitskanäle 46, als Speisekanäle 47 und als Druckentlastungskanäle 48 ausgebildet. Mittels der Ventileinrichtungen 44 kann jeder Arbeitskanal 46 wahlweise mit einem Speisekanal 47 oder mit einem Druckentlastungskanal 48 verbunden werden. Alle Speisekanäle 47 kommunizieren innerhalb des Trägerkörpers 8 zweckmäßigerweise mit einem gemeinsamen Haupt-Speisekanal 52, während alle Druckentlastungskanäle 48 zweckmäßigerweise mit einem in dem Trägerkörper 8 verlaufenden gemeinsamen Haupt-Entlastungskanal 53 verbunden sind. Der Haupt-Speisekanal 52 ist im betriebsbereiten Zustand der Fluidtechnischen Baugruppe 1 mit einer externen Druckquelle verbunden, der Haupt-Entlastungskanal 53 mit der Atmosphäre. Auf diese Weise können alle Funktionsmodule 17 einheitlich mit einem Druckmedium versorgt oder auch druckentlastet werden.
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Den Arbeitskanälen 46 sind zweckmäßigerweise individuelle Anschlussmittel 54 zugeordnet, die einen Anschluss von Fluidleitungen ermöglichen, welche zu einem fluidisch anzusteuernden Verbraucher führen, der nicht weiter abgebildet ist.
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Mindestens ein Funktionsmodul 17 kann über einen Fluiddurchleitungskörper 55 verfügen, der von einem als Durchleitungskanal 56 fungierenden Fluidkanal 23 durchsetzt ist. Die mögliche Funktion dieses Fluidurchleitungskörpers 55 wird weiter unten erläutert. Der Fluiddurchleitungskörper 55 kann ein fester Bestandteil eines Ventilmoduls 17a sein. Hierbei ist es zweckmäßig, jedoch nicht zwingend, dass der Fluiddurchleitungskörper 55 an den anderen Komponenten des Ventilmoduls 17a befestigt ist. Er kann auch unabhängig davon mittels mindestens eines Stecknippels 28 in der geschilderten Weise an der Rahmenstruktur 2 fixiert werden.
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Bei einer nicht gezeigten Ausführungsform ist mindestens ein Funktionsmodul 17 insgesamt in Form eines Fluiddurchleitungskörpers 55 realisiert, der keinerlei ventiltechnische Ausstattung hat.
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Die in der Abdecktraverse 6 ausgebildeten weiteren Fluidkanäle 43b dienen beispielsweise dazu, eine als Bestandteil der Abdecktraverse 6 ausgebildete Sensoreinrichtung 57 mit den Funktionsmodulen 17 zu koppeln. Vorzugsweise ist die Abdecktraverse 6 mit einer Sensoreinrichtung 57 ausgestattet, die als Drucksensoreinrichtung ausgebildet ist und zu der mindestens ein weiterer Fluidkanal 43b hinführt, um einen Fluiddruck zu erfassen.
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Exemplarisch enthält die Sensoreinrichtung 57 gemäß 4 für jedes Funktionsmodul 17 zwei Sensoreinheiten 57a, von denen die eine über einen oberen Stecknippel 28 mit einem Arbeitskanal 46 kommuniziert, um den darin herrschenden fluidischen Arbeitsdruck des durch das Ventilmodul 17a zu steuernden fluidischen Druckmediums zu erfassen. Eine weitere Sensoreinheit 57a kommuniziert über einen oberen Stecknippel 28 mit dem Durchleitungskanal 56 des Fluiddurchleitungskörpers 55, in dem ein fluidischer Referenzdruck ansteht. Der Referenzdruck wird beispielsweise von dem nicht abgebildeten, durch ein Ventilmodul 17a anzusteuernden Verbraucher abgegriffen und über eine Anschlusseinheit 58 in einen weiteren Fluidkanal 43a des Modulträgers 3 eingespeist, welcher über einen unteren Stecknippel 28 mit dem als Durchleitungskanal 56 fungierenden Fluidkanal 23 des Fluiddurchleitungskörpers 55 kommuniziert.
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Eine zweckmäßigerweise als Bestandteil der fluidtechnischen Baugruppe 1 ausgeführte elektronische Steuereinrichtung 61 ist ausgebildet, um den gemessenen Arbeitsdruck mit dem gemessenen Referenzdruck zu vergleichen und die Ventileinrichtungen 44 in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis mittels elektrischer Betätigungssignale anzusteuern. Die elektronische Steuereinrichtung 61 ist bevorzugt ein unmittelbarer Bestandteil der Abdecktraverse 6.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Abdecktraverse 6 über ein ein- oder mehrteiliges Gehäuse 62 verfügt, in dem die elektronische Steuereinrichtung 61 und/oder die Sensoreinrichtung 57 untergebracht ist. Eine von außen her zugängliche elektromechanische Schnittstelle 63 ermöglicht eine Kommunikation der elektronischen Steuereinrichtung 61 mit einer externen elektronischen Steuereinheit, die nicht weiter abgebildet ist.
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Es ist von Vorteil, wenn die Abdecktraverse 6 über einen ein- oder mehrteiligen, bevorzugt gehäuseartig ausgebildeten Grundkörper 64 verfügt, über den die Abdecktraverse 6 sich an den beiden Seitenwangen 4, 5 abstützt. Die Sensoreinrichtung 57 ist zweckmäßigerweise Bestandteil eines bezüglich des Grundkörpers 64 eigenständigen Sensormoduls 65, das starr mit dem Grundkörper 64 verbunden ist, beispielsweise durch nicht weiter abgebildete Steckverbindungsmittel. Das Sensormodul 65 sitzt insbesondere an der dem Aufnahmeraum 16 zugewandten Unterseite der Abdecktraverse 6 und weist sowohl die untere Traversenfläche 27 als auch die an der Abdecktraverse 6 vorhandenen zweiten Ausnehmungen 33 auf.
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Als Ventilmodule 17a ausgebildete Funktionsmodule 17 sind zweckmäßigerweise über mindestens eine elektromechanische Verbindungseinrichtung 66 mit den zu ihrer Ansteuerung erforderlichen elektrischen Betätigungssignalen versorgbar. Exemplarisch schaffen die elektromechanischen Verbindungseinrichtungen 66 eine elektrische Verbindung zwischen einem jeweiligen Funktionsmodul 17 und der in der Abdecktraverse 6 untergebrachten elektronischen Steuereinrichtung 61. Hierbei wirkt zweckmäßigerweise auch eine im Innern der Abdecktraverse 6 untergebrachte elektrische Signalübertragungseinrichtung 67 mit.
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Die elektromechanischen Verbindungseinrichtungen 66 sind so ausgebildet, dass sie die für die schwimmende Aufhängung der Funktionsmodule 17 erforderliche relative Beweglichkeit zwischen den Funktionsmodulen 17 und der Rahmenstruktur 2 nicht beeinträchtigen.
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Um dies zu erreichen, enthalten die elektromechanischen Verbindungseinrichtungen 66 zweckmäßigerweise einen Einsteckfortsatz 68, der in der z-Achsrichtung in eine Ausnehmung 72 der Abdecktraverse 6 eingesteckt ist, wobei er relativ zu der Abdecktraverse 6 sowohl in der z-Achsrichtung als auch quer dazu beweglich ist und auch verkippt werden kann. An seiner Stirnseite trägt der Einsteckfortsatz 68 eine erste Kontaktfläche 73, die mit einer nicht weiter abgebildeten elektrischen Betätigungseinrichtung der zugeordneten Ventileinrichtung 44 verbunden ist und die mit einer zweiten Kontaktfläche 74 in Berührkontakt steht, die von der Abdecktraverse 6 getragen ist und mit der elektrischen Signalübertragungseinrichtung 67 verbunden ist. Die beiden Kontaktflächen 73, 74 liegen derart aneinander an, dass sie quer zur z-Achse relativ zueinander verschiebbar sind, ohne die durch sie erzielte elektrische Verbindung zu unterbrechen. Außerdem ergibt sich in der z-Achsrichtung eine Nachgiebigkeit beziehungsweise Beweglichkeit dadurch, dass die zweite Kontaktfläche 74 an einem Federelement ausgebildet ist.
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Somit ist jede elektromechanische Verbindungseinrichtung 66 in der Lage, eine eventuelle Relativbewegung zwischen zugeordnetem Funktionsmodul 17 und der Rahmenstruktur 2 zu kompensieren, ohne sie zu behindern.
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Ein besonderer Vorteil des beispielhaften Aufbaus der fluidtechnischen Baugruppe 1 besteht darin, dass die Funktionsmodule 17 abgesehen von den eben geschilderten elektromechanischen Verbindungseinrichtungen 66 ausschließlich durch die gummielastischen Stecknippel 28 an der Rahmenstruktur 2 gehalten sind. Die Funktionsmodule 17 sind mithin von der Rahmenstruktur 2 mechanisch entkoppelt. Wenn beim Zusammenbau der fluidtechnischen Baugruppe 1 als abschließender Vorgang die Abdecktraverse 6 montiert wird, können sich die dabei mit den oberen Stecknippeln 28 in die Abdecktraverse 6 eingreifenden Funktionsmodule 17 selbsttätig ausrichten.
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Die fluidtechnische Baugruppe 1 enthält eine stabile Rahmenstruktur 2, innerhalb der die Funktionsmodule 17 schwimmend gelagert sind, da sie nur durch die radial dichtenden, flexiblen Stecknippel 28 an der Rahmenstruktur 2 befestigt sind. Alle mechanischen, elektrischen und fluidischen Schnittstellen, befinden sich zweckmäßigerweise im starren Teil der Baugruppe 1, sodass von außen keine schädigenden Kräfte auf die Funktionsmodule 17 übertragen werden können. Nach Lösen und Abnehmen der Abdecktraverse 6 können alle Funktionsmodule 17 und eventuellen Platzhaltermodule 18 ohne Einsatz von Werkzeug leicht entnommen werden.
