EP1283369A1 - Ventilanordnung mit flacher Gestalt - Google Patents

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EP1283369A1
EP1283369A1 EP01119103A EP01119103A EP1283369A1 EP 1283369 A1 EP1283369 A1 EP 1283369A1 EP 01119103 A EP01119103 A EP 01119103A EP 01119103 A EP01119103 A EP 01119103A EP 1283369 A1 EP1283369 A1 EP 1283369A1
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EP
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fluid
module
control device
parts
control
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EP01119103A
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Jürgen Göbes
Grzegorz Bogdanowicz
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Festo SE and Co KG
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Definitions

  • the invention relates to a fluid power control unit, with which is connected to the fluid supply by electrical signals Can control consumers, especially actuators.
  • Fluid power control unit In one known from the German utility model 299 09 529.0 Fluid power control unit are several plate-like Fluid control modules combined to form a fluid control module arrangement and attached to a fluid delivery module through which the supply and discharge of the for the operation of the fluid control modules required working fluid takes place.
  • the fluid control modules contain a fluid part designed as a multi-way valve, which is aligned in the longitudinal direction of the module and on the long side of which is an electric one formed by two control valves Actuating part is arranged.
  • the fluid parts are fluidly linked with each other, so that on one of the Separate carrier serving fluid distribution can be dispensed with can. A compact structure is therefore possible, albeit the overall height is relatively large.
  • a fluid power control unit with multiple fluid control modules, each with one at least one fluidic interface for an external one Fluid connection equipped fluid part and one in the Module longitudinal direction arranged in the extension of the fluid part and electrically with a signal output module of the control device have connected electrical actuator, and which form one with their fluid parts with each other fluidically chained fluid control module arrangement with each other parallel module longitudinal axes in the direction of one the module longitudinal axes successive right-angled alignment axis are placed alongside each other, one the alignment axis and the module longitudinal axes containing Main expansion level of the control unit is defined in which also extends a fluid delivery module to which the fluid control module assembly with the other fluid control modules opposite longitudinal side of an end-side fluid control module is set, which is perpendicular to the main plane of expansion Measured height of the individual fluid control modules a maximum of 2.5 times their respective, in the direction of the course the overall width measured on the offset axis.
  • the individual Fluid control modules with the fluid delivery module to a self-supporting Assembly summarized, the fluidic Chaining a fluid supply of the individual fluid parts immediately enabled through the fluid control modules and no separate module carrier that acts as a fluid distributor is needed.
  • the fluid delivery module together with the Fluid control module arrangement lies in the main expansion plane, is a first requirement for compact height dimensions given. Furthermore, a low overall height is still favored by the fact that the electrical actuators and the respectively assigned fluid part in the longitudinal direction of the module are arranged sequentially.
  • the one measured perpendicular to the main plane of expansion Height of the individual fluid control modules is selected so that maximum 2.5 times the overall width of the fluid control module in question is the overall prerequisite given to obtain a fluid power control device that is characterized by an overall preferably plate-like flat Excellent design.
  • the external fluid connection is expediently located, that is, a fluid connection to external components fluidic interfaces on the actuating parts opposite end face of the fluid parts, so that connected fluid lines come off to the side can and does not affect the height of the control unit becomes.
  • the height measured at right angles to the main expansion plane the fluid delivery module suitably corresponds to that the fluid control modules.
  • the signal output module is preferably designed and arranged in such a way that that it is like the fluid delivery module in the main expansion plane extends.
  • the fluid delivery module arranged connection part with at least an electrical interface for at least one external have electrical connection and preferably has additionally about one in the direction of the Alignment axis along the actuation parts of the fluid control modules extending distributor part over which the electrical Contacting the actuating parts of the fluid control modules is made.
  • the overall height of the signaling module suitably corresponds to that of the fluid control modules.
  • the control unit can use status display means for the fluid control modules be equipped. These are conveniently located on the opposite of the operating parts Long side on the distributor part.
  • control unit on the fluid delivery module opposite side with a final module ends, the height of which expediently that of the fluid control modules equivalent.
  • the final module is useful for the fluid-tight closure of the associated end Fluid control module and can be used to anchor tie rods are used, which enforce the fluid control modules and fixed elsewhere in the fluid delivery module, so to obtain a self-supporting assembly.
  • the control unit as a whole is preferably designed such that that its overall height is at most the overall height of the fluid control modules equivalent.
  • All interfaces provided for external connections be it those for the production of fluid connections or those for making electrical connections, are expediently arranged laterally and in the direction of the course the main plane of expansion, so that the overall height is not increased.
  • Fluidic interfaces are preferably on the fluid delivery module arranged for feeding and discharging a Working fluids to be supplied and discharged from fluid parts are provided.
  • the fluid parts are at least partially and preferably in their entirety around multi-way valves, each via at least one aligned in the longitudinal direction of the module have movable control element, whose position by the respectively assigned electrical actuating part is predetermined can be.
  • the fluid parts also be designed as a vacuum generator, which is expedient contain an ejector to a negative pressure to generate, for example, in connection with as suction pads executed actuators is required.
  • Electromagnetic actuators come in particular electromagnetic or piezoelectric actuators are used, for example in the form of solenoid valves or piezo valves.
  • Fluid power control unit stands out in the embodiment through a plate-like, extremely flat Shape off. This makes it suitable for installation Places with limited space.
  • the control unit 1 has a fluid control module arrangement 2, the plurality of individual, firmly connected Fluid control modules 3 contains. 6 is one of these Fluid control modules 3 shown in side view.
  • the fluid control modules 3 have an elongated design with one in the longitudinal direction of the module longitudinal axis 4.
  • Each fluid control module 3 has a fluid part 5 and one electrical actuator 6 in the longitudinal direction of the module sequentially arranged and, for example, by Screws or clamps that are firmly connected.
  • the fluid parts 5 are all Fluid control modules 3 designed as multi-way valves.
  • a valve member Control element 8 which is aligned parallel to the longitudinal axis 4 of the module and is movable in the longitudinal direction of the module.
  • the possible Controller movement is at 12 by a double arrow marked.
  • Controller movement 12 and the currently desired controller position can by the electrical actuator 6th be specified.
  • This is in the embodiment of a pilot valve in the form of a solenoid valve and controls, depending on received electrical Operating signals, the fluid exposure not shown Actuating surfaces of the control element 8 in order to to exercise this one adjusting force.
  • electromagnetic actuation parts would also be a piezoelectric design, for example Actuating parts possible.
  • a respective one electrical actuator 6 On the opposite side of the fluid part 5 is a respective one electrical actuator 6 with a first electrical Interface 13 equipped through which the electrical Actuation signals can be fed.
  • the fluid control modules are used to form the fluid control module arrangement 2 3 with parallel module longitudinal axes 4 successively placed alongside each other. It results thereby a line up of the fluid control modules 3, wherein the direction of alignment along one shown in the drawing Alignment axis 14 runs.
  • the alignment axis 14 defined together with the module longitudinal axes 4 of the individual Fluid control modules 3, the main expansion level 15 of the control unit 1.
  • Each fluid part 5 has two on opposite longitudinal sides arranged and opposite to each other in the direction of the course the mounting surfaces 16 oriented on the alignment axis 14.
  • To maintain the fluid control module arrangement 2 are adjacent Fluid control modules 3 with the mutually facing mounting surfaces 16 firmly attached to each other, expediently under Interposition of sealants that are undesirable Prevent fluid leakage in the joint area.
  • Figure 6 shows a view of a mounting surface 16 of the fluid part 5th
  • Each partial fluid housing 7 is from several to the two mounting surfaces 16 open transverse channels 17 interspersed. These cross channels 17 penetrate one arranged in the fluid part housing 7 Recess that contains the control member 8. With the recess are also only in the embodiment two in Figure 6 partially indicated working channels 18 in connection, each to the actuator 6 axially opposite lead front face 22 of the fluid part 5, where they open out and fluidic interfaces 23 that the Establishing external fluid connections, i.e. fluid connections to external consumers.
  • the fluidic Interfaces 23 can be used, for example, with plug connection means be equipped with a detachable connection from Allow pressure hoses to lead to the concerned Consumers lead, for example, to actuators, in particular in the form of fluid-operated drives.
  • the transverse channels 17 and the working channels 18 in one predetermined configuration connected to each other or from each other separated, for example, a 5/2 or 5/3 valve function to realize.
  • the transverse channels 17 are the same for the individual fluid parts 5 formed so that the transverse channels 17 of adjacent fluid parts 5 aligned with each other and several, the fluid control module assembly 2 in the direction of the alignment 14 continuous module fluid channels 24a, 24b result as they exemplary in FIG. 2 based on a number of two pieces are indicated.
  • all fluid control modules 3 are thus mutually fluidically chained.
  • first fluid control module 3a On one of the end-side fluid control modules of the fluid control module arrangement 2, hereinafter referred to as the first fluid control module 3a is on the opposite of the other fluid control modules 3 Mounting surface 16 - subsequently as the first mounting surface 16a, a fluid delivery module 25 is attached.
  • the fluid delivery module 25 is used depending on the working fluid Flow direction to the fluid control module arrangement 2 or to deliver external fluid lines, not shown. Therefore, it has fluid delivery channels 26a, 26b, on the one hand on the attached first fluid control module 3a Open out side and with the module fluid channels 24a, 24b are connected. The other end the fluid discharge channels 26a, 26b on one of the in the direction of the flow the main expansion plane 15 oriented side surfaces of the fluid delivery module 25, which is in the embodiment around the same as the front face 22 the fluid parts 5 oriented front side surface 27.
  • the fluid delivery channels 26a, 26b have fluidic ones Interfaces 28a, 28b on the external fluid connections enable or even attach a silencer.
  • At least one fluidic serves Interface 28a for feeding the fluid parts to be supplied Working fluids and at least one other fluid Interface 28b for discharging that flowing back from the fluid parts 5 Working fluid. Trade in the working fluid it is particularly compressed air.
  • Fluid control module arrangement 2 is on the end-side located there Fluid control module - subsequent as a second fluid control module 3b denotes a termination module 32.
  • This termination module 32 closes the transverse channels 17 of the second fluid control module 3b and practically takes over Function of an end cover. However, it is on demand possible to form 32 fluid channels in the termination module, that with one or more of the module fluid channels 24a, 24b are connected and for feeding or discharging the Working fluids can be used.
  • the fluid delivery module 25 is connected to the fluid control modules 3 and expediently also the termination module 32 to a self-supporting Assembly summarized. This is conveniently done using several rod-like tie rods 33, which run parallel to the alignment axis 14 and all Push the fluid control modules 3 across (Fig. 6). With theirs opposite end areas they are on the one hand Fluid delivery module 25 and anchored to the end module 32, such that the fluid control modules 3 between the Termination module 32 and the fluid delivery module 25 firmly clamped become. Neither for fluid distribution nor for attachment it is therefore necessary to add the fluid control modules 2 to install on a support body.
  • Termination module 32 corresponds to the length of the fluid control modules 3
  • the fluid delivery module 25 is shorter and extends from that with the front end faces 22 aligned front side surface 27 only to the rear End of fluid parts 5.
  • the adjoining area will from an electrical and / or electronic signaling module 34 of the control unit 1 ingested with the electrical Actuating parts 6 of all fluid control modules 3 in is electrically connected and is able for Activation of the electrical actuation parts 6 required to transmit electrical control signals.
  • the signal delivery module 34 preferably also extends in the main expansion plane 15, it being in the embodiment one lying next to the fluid delivery module 25 and the electrical actuator 6 of the first fluid control module 3a upstream connector 35 and a starting from the connecting part 35 in the direction of the course the alignment axis 14 along the actuating parts 6 extending, strip-like distributor part 36.
  • the connecting part 35 and the distributor part 36 are as a structural unit executed and conveniently have a common Module housing.
  • the measured in the longitudinal direction of the module Dimensions of the connector 35 are larger than those of the actuating parts 6, so that the latter from the connecting part 35 protrude on the back, the distributor part 36 starting from the protruding beyond the actuating parts 6
  • Section of the connecting part 35 parallel to the alignment axis 14 runs and the fluid control modules 3 on the flanked on the rear end face 37 of the actuating parts 6.
  • the signal output module 34 has an approximately L-shaped in this way Shape.
  • the overall length of the distributor part 36 is selected so that it with its free end opposite the connecting part 35 protrudes beyond the fluid control module arrangement 2 and at height of the termination module 32 ends.
  • For attaching the signaling module 34 is expediently a mechanical connection to the fluid delivery module 25 and preferably also to the end part 35 provided.
  • connection part 35 has expediently a plate-like flat shape.
  • the signal output module 34 has at least 35 on the connecting part an electrical interface 38 for at least one external electrical connection, i.e. for connections to external electrical and / or electronic devices. In particular serves the electrical interface 38 for connection with an electronic control unit, from which control signals are supplied, the signaling module 34 correctly assigned outputs to the electrical actuating parts 6.
  • the Signaling module 34 can be an electronic control unit if necessary and / or contain a fieldbus station.
  • the at least one electrical interface 38 is also placed laterally on a narrow side of the signal output module 34, especially on the front side surface 27 of the Fluid delivery module 25 oppositely oriented rearward Side surface 42 of the connecting part 35.
  • the necessary electrical connections via printed circuit boards and / or individual cables can be realized. It is useful if the second electrical interfaces 13a fixed to the signal output module 34 are fixed so that all electrical Connections to the actuating parts 6 when attaching the Have signal output module 34 produced at once.
  • One embodiment is currently considered ideal, at which is the relationship between height "h” and width "b" individual fluid control modules 3 is a maximum of 2: 1 and preferably this dimension ratio at least approximately equivalent.
  • control unit 1 To maintain the overall plate-like, extremely flat design of the control unit 1, are in the embodiment Dimensions of all components selected so that the in the height direction 43 measured height of the control unit consistently corresponds to the overall height "h" of the fluid control modules 3.
  • the fluid delivery module in particular also has this 25, the signal output module 34 and the termination module 32 each over a correspondingly low overall height.
  • control device 1 is designed such that it is in the main expansion plane 15 a rectangular plan Has.
  • interfaces for electrical connections are provided are preferably velvet and especially to the side on one of the narrow sides of the control unit 1, so that outgoing cables, hoses or other connecting means in the main expansion level 15 can go off and on in Height-oriented exit can be dispensed with.
  • control unit 1 with status indicators 44 for the fluid control modules 3.
  • status indicators 44 are found in the embodiment on the opposite of the actuating parts 6 Long side of the distributor part 36 and are thus in the direction of expansion the main expansion level 15 oriented.
  • the fluid control modules 3 can be used as fluid parts 5 instead of at least in the exemplary embodiment existing multi-way valves partially equipped with vacuum generators.

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Abstract

Es wird ein fluidtechnisches Steuergerät vorgeschlagen, das eine Fluidsteuermodulanordnung (2) und ein mit dieser verbundenes Fluidabgabemodul (25) aufweist. Die Fluidsteuermodulanordnung (2) enthält eine Mehrzahl von Fluidsteuermodulen (3), die zueinander parallele Modullängsachsen (4) besitzen und in Richtung einer Aufreihungsachse (14) aufeinanderfolgend aneinander angesetzt sind. Durch die Aufreihungsachse (14) und die Modullängsachsen (4) wird eine Hauptausdehnungsebene (15) aufgespannt. Die rechtwinkelig zu der Hauptausdehnungsebene (15) gemessene Bauhöhe ("h") der einzelnen Fluidsteuermodule (3) beträgt maximal das 2,5-fache ihrer jeweiligen, in der Verlaufsrichtung der Aufreihungsachse (14) gemessenen Baubreite ("b"). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein fluidtechnisches Steuergerät, mit dem sich durch elektrische Signale die Fluidversorgung angeschlossener Verbraucher, insbesondere Aktoren, steuern lässt.
Bei einem aus dem deutschen Gebrauchmuster 299 09 529.0 bekannten fluidtechnischen Steuergerät sind mehrere plattenartige Fluidsteuermodule zu einer Fluidsteuermodulanordnung zusammengefasst und an ein Fluidabgabemodul angesetzt, über das die Zufuhr und Abfuhr des für den Betrieb der Fluidsteuermodule erforderlichen Arbeitsfluides erfolgt. Die Fluidsteuermodule enthalten einen als Mehrwegeventil ausgebildeten Fluidteil, der in der Modullängsrichtung ausgerichtet ist und an dessen Längsseite ein von zwei Steuerventilen gebildetes elektrisches Betätigungsteil angeordnet ist. Die Fluidteile sind untereinander fluidisch verkettet, so dass auf einen der Fluidverteilung dienenden separaten Träger verzichtet werden kann. Es ist somit ein kompakter Aufbau möglich, wenngleich die Bauhöhe relativ groß ist.
Bei einem anderen Typ fluidtechnischer Steuergeräte, wie er aus der DE 42 30 414 C2 hervorgeht, sind die einzelnen Fluidsteuermodule einzeln auf einen der Fluidverteilung dienenden Träger aufgesetzt, der gleichzeitig die Funktion des Fluidabgabemoduls übernimmt. Auch bei dieser Anordnung ergibt sich eine relativ große Bauhöhe.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein fluidtechnisches Steuergerät zu schaffen, dessen Bauprinzip auch die Realisierung geringer Höhenabmessungen ermöglicht.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein fluidtechnisches Steuergerät, mit mehreren Fluidsteuermodulen, die jeweils einen mit mindestens einer fluidischen Schnittstelle für eine externe Fluidverbindung ausgestatteten Fluidteil sowie einen in der Modullängsrichtung in Verlängerung des Fluidteils angeordneten und mit einem Signalabgabemodul des Steuergerätes elektrisch verbunden elektrischen Betätigungsteil aufweisen, und die unter Bildung einer mit ihren Fluidteilen untereinander fluidisch verketteten Fluidsteuermodulanordnung mit zueinander parallelen Modullängsachsen in Verlaufsrichtung einer zu den Modullängsachsen rechtwinkeligen Aufreihungsachse aufeinanderfolgend längsseits aneinander angesetzt sind, wobei eine die Aufreihungsachse und die Modullängsachsen enthaltende Hauptausdehnungsebene des Steuergerätes definiert wird, in der sich auch ein Fluidabgabemodul erstreckt, an das die Fluidsteuermodulanordnung mit der den anderen Fluidsteuermodulen entgegengesetzten Längsseite eines endseitigen Fluidsteuermoduls angesetzt ist, wobei die rechtwinkelig zur Hauptausdehnungsebene gemessene Bauhöhe der einzelnen Fluidsteuermodule maximal das 2,5-fache ihrer jeweiligen, in der Verlaufsrichtung der Aufrechungsachse gemessenen Baubreite beträgt.
Bei diesem fluidtechnischen Steuergerät sind die einzelnen Fluidsteuermodule mit dem Fluidabgabemodul zu einer selbsttragenden Baugruppe zusammengefasst, wobei die fluidische Verkettung eine Fluidversorgung der einzelnen Fluidteile unmittelbar durch die Fluidsteuermodule hindurch ermöglicht und kein gesonderter, als Fluidverteiler fungierender Modulträger benötigt wird. Indem das Fluidabgabemodul gemeinsam mit der Fluidsteuermodulanordnung in der Hauptausdehnungsebene liegt, ist bereits eine erste Voraussetzung für kompakte Höhenabmessungen gegeben. Des Weiteren wird eine niedrige Bauhöhe noch dadurch begünstigt, dass die elektrischen Betätigungsteile und das jeweils zugeordnete Fluidteil in der Modullängsrichtung aufeinanderfolgend angeordnet sind. Indem schließlich noch die rechtwinkelig zur Hauptausdehnungsebene gemessene Bauhöhe der einzelnen Fluidsteuermodule so gewählt ist, dass sie maximal das 2,5-fache der Baubreite des betreffenden Fluidsteuermodules beträgt, sind insgesamt die Voraussetzungen gegeben, um ein fluidtechnisches Steuergerät zu erhalten, das sich durch eine insgesamt vorzugsweise plattenartig flache Bauweise auszeichnet.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Zweckmäßigerweise befinden sich die eine externe Fluidverbindung, also eine Fluidverbindung zu externen Komponenten, ermöglichenden fluidischen Schnittstellen an der den Betätigungsteilen entgegengesetzten Stirnseite der Fluidteile, so dass daran angeschlossene Fluidleitungen zur Seite abgehen können und die Bauhöhe des Steuergerätes nicht beeinträchtigt wird.
Die rechtwinkelig zur Hauptausdehnungsebene gemessene Bauhöhe des Fluidabgabemoduls entspricht zweckmäßigerweise derjenigen der Fluidsteuermodule.
Das Signalabgabemodul ist vorzugsweise so ausgebildet und angeordnet, dass es sich wie das Fluidabgabemodul in der Hauptausdehnungsebene erstreckt. Es kann insbesondere einen neben dem Fluidabgabemodul angeordneten Anschlussteil mit mindestens einer elektrischen Schnittstelle für mindestens eine externe elektrische Verbindung aufweisen und verfügt vorzugsweise zusätzlich über einen sich in der Verlaufsrichtung der Aufreihungsachse entlang den Betätigungsteilen der Fluidsteuermodule erstreckenden Verteilerteil, über den die elektrische Kontaktierung der Betätigungsteile der Fluidsteuermodule vorgenommen wird. Auch die Bauhöhe des Signalabgabemoduls entspricht zweckmäßigerweise derjenigen der Fluidsteuermodule.
Das Steuergerät kann mit Zustandsanzeigmitteln für die Fluidsteuermodule ausgestattet sein. Diese befinden sich zweckmäßigerweise an der den Betätigungsteilen entgegengesetzten Längsseite am Verteilerteil.
Es ist vorteilhaft, wenn das Steuergerät an der dem Fluidabgabemodul entgegengesetzten Seite mit einem Abschlussmodul endet, dessen Bauhöhe zweckmäßigerweise derjenigen der Fluidsteuermodule entspricht. Das Abschlußmodul dient zweckmäßigerweise zum fluiddichten Abschluss des zugeordneten endseitigen Fluidsteuermoduls und kann zur Verankerung von Zugankern herangezogen werden, die die Fluidsteuermodule durchsetzen und andernends im Fluidabgabemodul fixiert sind, um so eine selbsttragende Baugruppe zu erhalten.
Vorzugsweise ist das Steuergerät insgesamt so ausgebildet, dass seine Bauhöhe durchweg maximal der Bauhöhe der Fluidsteuermodule entspricht.
Sämtliche für externe Verbindungen vorgesehenen Schnittstellen, seien es solche zur Herstellung von Fluidverbindungen oder solche zur Herstellung von elektrischen Verbindungen, sind zweckmäßigerweise seitlich angeordnet und in der Verlaufsrichtung der Hauptausdehnungsebene orientiert, so dass die Bauhöhe nicht vergrößert wird.
Am Fluidabgabemodul sind vorzugsweise fluidische Schnittstellen angeordnet, die zum Einspeisen und Abführen eines den Fluidteilen zuzuführenden und von diesen abzuführenden Arbeitsfluides vorgesehen sind.
Bei den Fluidteilen handelt es sich zumindest teilweise und vorzugsweise in ihrer Gesamtheit um Mehrwegeventile, die jeweils über zumindest ein in der Modullängsrichtung ausgerichtetes bewegliches Steuerglied verfügen, dessen Position durch das jeweils zugeordnete elektrische Betätigungsteil vorgegeben werden kann. Zumindest teilweise können die Fluidteile auch als Vakuumerzeuger ausgebildet sein, die zweckmäßigerweise eine Ejektoreinrichtung enthalten, um einen Unterdruck zu erzeugen, der beispielsweise im Zusammenhang mit als Sauggreifer ausgeführten Aktoren benötigt wird.
Als elektrische Betätigungsteile kommen insbesondere elektromagnetische oder piezoelektrische Betätigungsteile zum Einsatz, beispielsweise in Gestalt von Magnetventilen oder Piezoventilen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
Figur 1
eine bevorzugte Ausführungsform des fluidtechnischen Steuergerätes in einer perspektivischen Ansicht,
Figur 2
das Steuergerät aus Figur 2 in einer perspektivischen Ansicht mit Blickrichtung gemäß Pfeil II aus Figur 1,
Figur 3
eine weitere perspektivischen Ansicht des Steuergerätes von unten her mit Blickrichtung gemäß Pfeil III aus Figur 2,
Figur 4
eine Rückansicht des Steuergerätes mit Blickrichtung gemäß Pfeil IV aus Figur 1,
Figur 5
eine Vorderansicht des Steuergerätes mit Blickrichtung gemäß Pfeil V aus Figur 2, und
Figur 6
einen Querschnitt durch das Steuergerät aus Figur 1 im Fügebereich zweier aneinander angesetzter Fluidsteuermodule gemäß Schnittlinie VI-VI, wobei der sich an die Betätigungsteile anschließende Verteilerteil des Signalabgabemoduls lediglich strichpunktiert angedeutet ist.
Das in seiner Gesamtheit mit Bezugsziffer 1 gekennzeichnete fluidtechnische Steuergerät zeichnet sich beim Ausführungsbeispiel durch eine plattenartige, außerordentlich flache Gestalt aus. Dadurch eignet es sich auch zur Installation an Orten mit geringem Platzangebot.
Das Steuergerät 1 verfügt über eine Fluidsteuermodulanordnung 2, die eine Mehrzahl einzelner, fest miteinander verbundener Fluidsteuermodule 3 enthält. In der Figur 6 ist eines dieser Fluidsteuermodule 3 in Seitenansicht gezeigt. Die Fluidsteuermodule 3 haben eine längliche Bauform mit einer in der Modullängsrichtung verlaufenden Modullängsachse 4.
Jedes Fluidsteuermodul 3 besitzt einen Fluidteil 5 und einen elektrischen Betätigungsteil 6, die in der Modullängsrichtung aufeinanderfolgend angeordnet und, beispielsweise durch Schrauben oder Klammern, fest miteinander verbunden sind.
Beim Ausführungsbeispiel sind die Fluidteile 5 sämtlicher Fluidsteuermodule 3 als Mehrwegeventile ausgebildet. Im Fluidteilgehäuse 7 befindet sich ein als Ventilglied ausgebildetes Steuerglied 8, das parallel zur Modullängsachse 4 ausgerichtet und in der Modullängsrichtung bewegbar ist. Die mögliche Steuergliedbewegung ist bei 12 durch einen Doppelpfeil markiert.
Die Steuergliedbewegung 12 und die momentan gewünschte Steuergliedposition kann durch das elektrische Betätigungsteil 6 vorgegeben werden. Dieses ist beim Ausführungsbeispiel von einem Vorsteuerventil in Gestalt eines Magnetventiles gebildet und steuert, in Abhängigkeit von erhaltenen elektrischen Betätigungssignalen, die Fluidbeaufschlagung nicht näher dargestellter Beaufschlagungsflächen des Steuergliedes 8, um auf dieses eine Verstellkraft auszuüben.
Abgesehen von der Ausgestaltung als elektromagnetische Betätigungsteile wäre beispielsweise auch eine Bauform als piezoelektrische Betätigungsteile möglich.
An der dem Fluidteil 5 entgegengesetzten Seite ist ein jeweiliges elektrisches Betätigungsteil 6 mit einer ersten elektrischen Schnittstelle 13 ausgestattet, über die die elektrischen Betätigungssignale eingespeist werden können.
Zur Bildung der Fluidsteuermodulanordnung 2 sind die Fluidsteuermodule 3 mit zueinander parallelen Modullängsachsen 4 aufeinanderfolgend längsseits aneinander angesetzt. Es ergibt sich dadurch eine Aufreihung der Fluidsteuermodule 3, wobei die Aufreihungsrichtung längs einer in der Zeichnung ersichtlichen Aufreihungsachse 14 verläuft. Die Aufreihungsachse 14 definiert zusammen mit den Modullängsachsen 4 der einzelnen Fluidsteuermodule 3 die Hauptausdehnungsebene 15 des Steuergerätes 1.
Jedes Fluidteil 5 hat zwei an entgegengesetzten Längsseiten angeordnete und einander entgegengesetzt in der Verlaufsrichtung der Aufreihungsachse 14 orientierte Montageflächen 16. Zum Erhalt der Fluidsteuermodulanordnung 2 sind benachbarte Fluidsteuermodule 3 mit den einander zugewandten Montageflächen 16 fest aneinander angesetzt, zweckmäßigerweise unter Zwischenschaltung von Dichtungsmitteln, die einen unerwünschten Fluidaustritt im Fügebereich verhindern. Die Figur 6 zeigt einen Blick auf einen Montagefläche 16 des Fluidteils 5.
Jedes Fluidteilgehäuse 7 ist von mehreren zu den beiden Montageflächen 16 offenen Querkanälen 17 durchsetzt. Diese Querkanäle 17 durchdringen eine im Fluidteilgehäuse 7 angeordnete Ausnehmung, die das Steuerglied 8 enthält. Mit der Ausnehmung stehen ferner beim Ausführungsbeispiel zwei in Figur 6 nur partiell angedeutete Arbeitskanäle 18 in Verbindung, die jeweils zu der dem Betätigungsteil 6 axial entgegengesetzten vorderen Stirnfläche 22 des Fluidteils 5 führen, wo sie ausmünden und fluidische Schnittstellen 23 aufweisen, die die Herstellung externer Fluidverbindungen, also Fluidverbindungen zu externen Verbrauchern, ermöglichen. Die fluidischen Schnittstellen 23 können beispielsweise mit Steckverbindungsmitteln ausgestattet sein, die einen lösbaren Anschluß von Druckmittelschläuchen ermöglichen, die zu den betreffenden Verbrauchern führen, beispielsweise zu Aktoren, insbesondere in Gestalt von fluidbetätigten Antrieben.
Entsprechend der momentanen Steuerposition des Steuergliedes 8 werden die Querkanäle 17 und die Arbeitskanäle 18 in einer vorbestimmten Konfiguration miteinander verbunden oder voneinander abgetrennt, um beispielsweise eine 5/2- oder 5/3-Ventilfunktion zu realisieren.
Die Querkanäle 17 sind bei den einzelnen Fluidteilen 5 gleich ausgebildet, so dass die Querkanäle 17 benachbarter Fluidteile 5 miteinander fluchten und sich mehrere, die Fluidsteuermodulanordnung 2 in der Verlaufsrichtung der Aufreihungsachse 14 durchziehende Modul-Fluidkanäle 24a, 24b ergeben, wie sie in der Figur 2 anhand einer Anzahl von zwei Stück exemplarisch angedeutet sind. Mittels dieser Modul-Fluidkanäle 24a, 24b sind somit sämtliche Fluidsteuermodule 3 untereinander fluidisch verkettet.
An einem der endseitigen Fluidsteuermodule der Fluidsteuermodulanordnung 2, nachfolgend als erstes Fluidsteuermodul 3a bezeichnet, ist an der den anderen Fluidsteuermodulen 3 entgegengesetzten Montagefläche 16 - nachfolgend als erste Montagefläche 16a bezeichnet, ein Fluidabgabemodul 25 angesetzt. Dieses erstreckt sich wie die Fluidsteuermodulanordnung 2 in der Hauptausdehnungsebene 15, wobei es beim Ausführungsbeispiel eine plattenartige Gestalt hat und die Plattenebene mit der Hauptausdehnungsebene 15 zusammenfällt.
Das Fluidabgabemodul 25 dient dazu, Arbeitsfluid je nach Strömungsrichtung an die Fluidsteuermodulanordnung 2 oder an nicht näher dargestellte externe Fluidleitungen abzugeben. Daher verfügt es über Fluidabgabekanäle 26a, 26b, die zum einen an der dem angesetzten ersten Fluidsteuermodul 3a zugewandten Seite ausmünden und zuordnungsrichtig mit den Modul-Fluidkanälen 24a, 24b in Verbindung stehen. Andernends münden die Fluidabgabekanäle 26a, 26b an einer der in der Verlaufsrichtung der Hauptausdehnungsebene 15 orientierten Seitenflächen des Fluidabgabemoduls 25 aus, wobei es sich beim Ausführungsbeispiel um die gleich wie die vordere Stirnfläche 22 der Fluidteile 5 orientierte vordere Seitenfläche 27 handelt.
Dort weisen die Fluidabgabekanäle 26a, 26b fluidische Schnittstellen 28a, 28b auf, die externe Fluidverbindungen ermöglichen oder auch das Anbringen eines Schalldämpfers.
Beim Ausführungsbeispiel dient mindestens eine fluidische Schnittstelle 28a zum Einspeisen des den Fluidteilen zuzuführenden Arbeitsfluides und mindestens eine andere fluidische Schnittstelle 28b zum Abführen des von den Fluidteilen 5 zurückströmenden Arbeitsfluides. Bei dem Arbeitsfluid handelt es sich insbesondere um Druckluft.
An der dem Fluidabgabemodul 25 entgegengesetzten Seite der Fluidsteuermodulanordnung 2 ist an das dort befindliche endseitige Fluidsteuermodul - nachfolgende als zweites Fluidsteuermodul 3b bezeichnet - ein Abschlußmodul 32 angesetzt. Dieses Abschlußmodul 32 verschließt die Querkanäle 17 des zweiten Fluidsteuermodules 3b und übernimmt praktisch die Funktion eines Abschlußdeckels. Allerdings ist es bei Bedarf möglich, auch in dem Abschlußmodul 32 Fluidkanäle auszubilden, die mit einem oder mehreren der Modul-Fluidkanäle 24a, 24b in Verbindung stehen und zur Einspeisung oder Abfuhr des Arbeitsfluides verwendet werden können.
Das Fluidabgabemodul 25 ist mit den Fluidsteuermodulen 3 und zweckmäßigerweise auch dem Abschlußmodul 32 zu einer selbsttragenden Baugruppe zusammengefasst. Dies geschieht zweckmäßigerweise unter Verwendung mehrerer stabartiger Zuganker 33, die parallel zu der Aufreihungsachse 14 verlaufen und sämtliche Fluidsteuermodule 3 quer durchsetzen (Fig. 6). Mit ihren einander entgegengesetzten Endbereichen sind sie zum einen am Fluidabgabemodul 25 und zum anderen am Abschlußmodul 32 verankert, derart, dass die Fluidsteuermodule 3 zwischen dem Abschlußmodul 32 und dem Fluidabgabemodul 25 fest eingespannt werden. Weder für die Fluidverteilung noch für die Befestigung ist es daher erforderlich, die Fluidsteuermodule 2 zusätzlich auf einem Trägerkörper zu installieren.
Während die in der Modullängsrichtung gemessene Länge des Abschlußmoduls 32 der Länge der Fluidsteuermodule 3 entspricht, ist das Fluidabgabemodul 25 kürzer ausgebildet und reicht ausgehend von der mit den vorderen Stirnflächen 22 fluchtenden vorderen Seitenfläche 27 nur bis zum rückseitigen Ende der Fluidteile 5. Der sich anschließende Bereich wird von einem elektrischen und/oder elektronischen Signalabgabemodul 34 des Steuergerätes 1 eingenommen, das mit den elektrischen Betätigungsteilen 6 sämtlicher Fluidsteuermodule 3 in elektrischer Verbindung steht und in der Lage ist, für die Aktivierung der elektrischen Betätigungsteile 6 erforderliche elektrische Steuersignale zu übermitteln.
Das Signalabgabemodul 34 erstreckt sich vorzugsweise ebenfalls in der Hauptausdehnungsebene 15, wobei es beim Ausführungsbeispiel einen neben dem Fluidabgabemodul 25 liegenden und dem elektrischen Betätigungsteil 6 des ersten Fluidsteuermoduls 3a vorgelagerten Anschlußteil 35 besitzt sowie einen sich ausgehend von dem Anschlußteil 35 in der Verlaufsrichtung der Aufreihungsachse 14 entlang den Betätigungsteilen 6 erstreckenden, leistenartigen Verteilerteil 36.
Der Anschlußteil 35 und der Verteilerteil 36 sind als Baueinheit ausgeführt und verfügen zweckmäßigerweise über ein gemeinsames Modulgehäuse. Die in der Modullängsrichtung gemessenen Abmessungen des Anschlußteils 35 sind größer als diejenigen der Betätigungsteile 6, so dass letztere vom Anschlußteil 35 rückseitig überragt werden, wobei das Verteilerteil 36 ausgehend von dem über die Betätigungsteile 6 hinausragenden Abschnitt des Anschlußteils 35 parallel zur Aufreihungsachse 14 verläuft und dabei die Fluidsteuermodule 3 an der rückseitigen Stirnfläche 37 der Betätigungsteile 6 flankiert. Das Signalabgabemodul 34 hat auf diese Weise eine etwa L-förmige Gestalt.
Die Baulänge des Verteilerteils 36 ist so gewählt, dass er mit seinem dem Anschlußteil 35 entgegengesetzten freien Ende über die Fluidsteuermodulanordnung 2 hinausragt und auf Höhe des Abschlußmoduls 32 endet. Zur Befestigung des Signalabgabemoduls 34 ist zweckmäßigerweise eine mechanische Verbindung zum Fluidabgabemodul 25 und vorzugsweise auch zum Abschlußteil 35 vorgesehen.
Das Anschlußteil 35 hat, wie das Fluidabgabemodul 25, zweckmäßigerweise eine plattenartige Flachgestalt.
Das Signalabgabemodul 34 verfügt am Anschlußteil 35 über mindestens eine elektrische Schnittstelle 38 für mindestens eine externe elektrische Verbindung, also für Verbindungen zu externen elektrischen und/oder elektronischen Geräten. Insbesondere dient die elektrische Schnittstelle 38 zur Verbindung mit einer elektronischen Steuereinheit, von der Steuersignale geliefert werden, die das Signalabgabemodul 34 zuordnungsrichtig an die elektrischen Betätigungsteile 6 abgibt. Das Signalabgabemodul 34 kann bei Bedarf eine elektronische Steuereinheit und/oder eine Feldbusstation enthalten.
Auch die mindestens eine elektrische Schnittstelle 38 ist seitlich an einer Schmalseite des Signalabgabemoduls 34 plaziert, insbesondere an der der vorderen Seitenfläche 27 des Fluidabgabemoduls 25 entgegengesetzt orientierten rückwärtigen Seitenfläche 42 des Anschlußteils 35.
Zur elektrischen Kontaktierung der Betätigungsteile 6 ist das Signalabgabemodul 34 am Verteilerteil 36 mit zweiten elektrischen Schnittstellen 13a ausgestattet, die mit den ersten elektrischen Schnittstellen 13 der Betätigungsteile 6 elektrisch koppelbar sind, beispielsweise durch eine elektrische Steckverbindung.
Im Innern des Signalabgabemoduls 34 können die erforderlichen elektrischen Verbindungen über Leiterplatten und/oder über einzelne Kabel realisiert werden. Zweckmäßig ist es, wenn die zweiten elektrischen Schnittstellen 13a fest am Signalabgabemodul 34 fixiert sind, so dass sich sämtliche elektrischen Verbindungen zu den Betätigungsteilen 6 beim Ansetzen des Signalabgabemoduls 34 auf einmal herstellen lassen.
Um ein Steuergerät zu erhalten, das in der rechtwinkelig zur Hauptausdehnungsebene 15 verlaufenden Höhenrichtung 43 besonders geringe Abmessungen ermöglicht, ist die in dieser Höhenrichtung gemessene Bauhöhe "h" der einzelnen Fluidsteuermodule 3 so gewählt, dass sie maximal das 2,5-fache der in der Verlaufsrichtung der Aufreihungsachse 14 gemessenen Baubreite "b" des jeweiligen Fluidsteuermoduls 3 beträgt. Diese Dimensionierung wird vor allem aus Figur 5 gut deutlich.
Als ideal wird derzeit eine Ausführungsform angesehen, bei der das Verhältnis zwischen Bauhöhe "h" und Baubreite "b" der einzelnen Fluidsteuermodule 3 maximal 2:1 beträgt und vorzugsweise diesem Abmessungsverhältnis zumindest annähernd entspricht.
Zum Erhalt der insgesamt plattenartigen, extrem flachen Bauform des Steuergerätes 1, sind beim Ausführungsbeispiel die Abmessungen sämtlicher Komponenten so gewählt, dass die in der Höhenrichtung 43 gemessene Bauhöhe des Steuergerätes durchweg maximal der Bauhöhe "h" der Fluidsteuermodule 3 entspricht. So verfügt insbesondere auch das Fluidabgabemodul 25, das Signalabgabemodul 34 und das Abschlußmodul 32 jeweils über eine entsprechend geringe Bauhöhe.
Insgesamt ist das Steuergerät 1 so ausgebildet, dass es in der Hauptausdehnungsebene 15 einen rechteckförmigen Grundriß hat.
Soweit Schnittstellen für elektrische Verbindungen vorgesehen sind, befinden sich diese vorzugsweise samt und sonders seitlich an einer der Schmalseiten des Steuergerätes 1, so dass abgehende Kabel, Schläuche oder sonstige Verbindungsmittel in der Hauptausdehnungsebene 15 abgehen können und auf einen in Höhenrichtung orientierten Abgang verzichtet werden kann.
Es ist zweckmäßig, das Steuergerät 1 mit Zustandsanzeigemitteln 44 für die Fluidsteuermodule 3 auszustatten. Solche Zustandsanzeigemittel 44 finden sich beim Ausführungsbeispiel an der den Betätigungsteilen 6 entgegengesetzten äußeren Längsseite des Verteilerteils 36 und sind somit in der Ausdehnungsrichtung der Hauptausdehnungsebene 15 orientiert.
Zur Befestigung des Steuergerätes 1 sind am Fluidabgabemodul 25 und am Abschlußmodul 32 Befestigungslöcher 45 vorgesehen, die das Hindurchführen von Befestigungsschrauben gestatten.
Die Fluidsteuermodule 3 können als Fluidteile 5 anstelle der beim Ausführungsbeispiel vorhandenen Mehrwegeventile auch zumindest teilweise mit Vakuumerzeugern ausgestattet sein.

Claims (19)

  1. Fluidtechnisches Steuergerät, mit mehreren Fluidsteuermodulen (3), die jeweils einen mit mindestens einer fluidischen Schnittstelle (23) für eine externe Fluidverbindung ausgestatteten Fluidteil (5) sowie einen in der Modullängsrichtung in Verlängerung des Fludteils (5) angeordneten und mit einem Signalabgabemodul (34) des Steuergerätes (1) elektrisch verbundenen elektrischen Betätigungsteil (6) aufweisen, und die unter Bildung einer mit ihren Fluidteilen (5) untereinander fluidisch verketteten Fluidsteuermodulanordnung (2) mit zueinander parallelen Modullängsachsen (4) in Verlaufsrichtung einer zu den Modullängsachsen (4) rechtwinkeligen Aufreihungsachse (14) aufeinanderfolgend längsseits aneinander angesetzt sind, wobei eine die Aufreihungsachse (14) und die Modullängsachsen (4) enthaltende Hauptausdehnungsebene (15) des Steuergerätes (1) definiert wird, in der sich auch ein Fluidabgabemodul (25) erstreckt, an das die Fluidsteuermodulanordnung (2) mit der den anderen Fluidsteuermodulen (3) entgegengesetzten Längsseite eines endseitigen Fluidsteuermoduls (3) angesetzt ist, wobei die rechtwinkelig zur Hauptausdehnungsebene (15) gemessene Bauhöhe der einzelnen Fluidsteuermodule (3) maximal das 2,5-fache ihrer jeweiligen, in der Verlaufsrichtung der Aufreihungsachse (14) gemessenen Baubreite beträgt.
  2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die fluidischen Schnittstellen (23) an der den Betätigungsteilen (6) entgegengesetzten Stirnseite der Fluidteile (5) angeordnet sind.
  3. Steuergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die rechtwinkelig zur Hauptausdehnungsebene (15) gemessene Bauhöhe des Fluidabgabemoduls (25) maximal derjenigen der Fluidsteuermodule (3) entspricht.
  4. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Signalabgabemodul (34) in der Hauptausdehnungsebene (15) erstreckt.
  5. Steuergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Signalabgabemodul (34) einen neben dem Fluidabgabemodul (25) angeordneten Anschlußteil (35) mit mindestens einer elektrischen Schnittstelle (38) für mindestens eine externe elektrische Verbindung, und einen sich in Verlaufsrichtung der Aufreihungsachse (14) entlang den Betätigungsteilen (6) der Fluidsteuermodule (3) erstreckenden, mit den Betätigungsteilen (6) elektrisch verbundenen Verteilerteil (36) aufweist.
  6. Steuergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die rechtwinkelig zur Hauptausdehnungsebene (15) gemessene Bauhöhe des Signalabgabemoduls (34) maximal derjenigen der Fluidsteuermodule (3) entspricht.
  7. Steuergerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteilerteil (36) an der den Betätigungsteilen (6) entgegengesetzten Längsseite über Zustandsanzeigemittel (44) für die Fluidsteuermodule (3) verfügt.
  8. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an der dem Fluidabgabemodul (35) entgegengesetzten Seite der Fluidsteuermodulanordnung (2) ein Abschlußmodul (32) angesetzt ist, dessen Bauhöhe zweckmäßigerweise maximal derjenigen der Fluidsteuermodule (3) entspricht.
  9. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Bauhöhe, die durchweg maximal der Bauhöhe der Fluidsteuermodule (3) entspricht.
  10. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche vorhandenen, für externe Verbindungen vorgesehenen Schnittstellen (23, 28a, 28b, 38) seitlich angeordnet und in der Verlaufsrichtung der Hauptausdehnungsebene (15) orientiert sind.
  11. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluidabgabemodul (25) über fluidische Schnittstellen (28a, 28b) verfügt, die zum Einspeisen und Abführen eines den Fluidteilen (5) zuzuführenden und von diesen abzuführenden Arbeitsfluides vorgesehen sind.
  12. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidteile (5) zumindest teilweise als Mehrwegeventile ausgebildet sind.
  13. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidteile (5) zumindest teilweise als Vakuumerzeuger ausgebildet sind.
  14. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Betätigungsteile (6) als Vorsteuerventile für das jeweils zugeordnete Fluidteil (5) ausgebildet sind.
  15. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Betätigungsteile (6) elektromagnetische oder piezoelektrische Betätigungsteile (6) sind.
  16. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidteile (5) zumindest teilweise über mindestens ein in Modullängsrichtung ausgerichtetes und in der Modullängsrichtung bewegliches Steuerglied (8) verfügen.
  17. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch eine insgesamt plattenartige Flachgestalt.
  18. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidsteuermodule (3) mit zumindest dem Fluidabgabemodul (25) und zweckmäßigerweise auch einem entgegengesetzt angeordneten Abschlußmodul (32) mittels Zugankern (33) zu einer Baugruppe verspannt sind.
  19. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass bei den Fluidsteuermodulen (3) das Verhältnis von Bauhöhe zu Baubreite maximal 2:1 ist.
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