EP1283369B1 - Ventilanordnung mit flacher Gestalt - Google Patents

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EP1283369B1
EP1283369B1 EP20010119103 EP01119103A EP1283369B1 EP 1283369 B1 EP1283369 B1 EP 1283369B1 EP 20010119103 EP20010119103 EP 20010119103 EP 01119103 A EP01119103 A EP 01119103A EP 1283369 B1 EP1283369 B1 EP 1283369B1
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EP
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fluidic
module
control unit
unit according
fluid
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EP20010119103
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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 fluidic control device, with a plurality of fluid control modules, each having a provided with at least one fluidic interface for an external fluid connection fluid part and arranged in the module longitudinal extension of the Fludteils and electrically connected to a signal output module of the control unit electrically operated part, and the under Forming a fluid control module arrangement with fluid components linked to one another fluidically with module longitudinal axes parallel to one another in the direction of a longitudinal axis perpendicular to the modular longitudinal axes are sequentially arranged side by side, defining a main axis of extension of the control unit containing the axis of extension and the module longitudinal axes, which also includes the control output module and a fluid delivery module extend, wherein the fluid control module arrangement opposite to the other fluid control modules the longitudinal side of an end-side fluid control module is attached to the fluid delivery module, and wherein the height of the individual fluid control modules measured perpendicular to the main plane of expansion is at most 2.5 times their respective, measured in the running direction of the alignment axis width
  • fluidic control device of the aforementioned type a plurality of plate-like fluid control modules are combined to form a fluid control module assembly and attached to a fluid delivery module via which the supply and discharge of the for the operation of the fluid control modules required working fluids.
  • the fluid control modules comprise a fluid part which is designed as a multi-way valve and which is aligned in the longitudinal direction of the module and on the end face of which an electrical actuating part formed by two control valves is arranged.
  • the fluid parts are fluidically interlinked with each other, so that it is possible to dispense with a separate carrier serving for fluid distribution. It is thus a compact design possible.
  • a signal output module is arranged, which is connected via electrical cables to the individual electrical actuating parts.
  • the individual fluid control modules are individually mounted on a fluid distribution serving modular carrier to which at one end a combined with a signal delivery module fluid delivery module is attached. With this arrangement results in a relatively large height.
  • the signal delivery module arranged adjacent to the fluid delivery module, at least one electrical interface for at least one external electrical connection connecting part and running with the connector as a unit, extending in the direction of the Aukahungsachse along the operating parts of the fluid control modules and Having the actuating parts electrically connected strip-like distribution part.
  • the individual fluid control modules are combined with the fluid delivery module to form a self-supporting assembly, wherein the fluidic interlinking fluid supply of the individual fluid parts directly through the fluid control modules allows and no separate, acting as a fluid distributor module carrier is needed.
  • the prerequisites for obtaining a fluidic control device that extends through a total of preferably plate-like flat design distinguishes.
  • the signal delivery module is configured and arranged to extend in the main plane of extent, like the fluid delivery module. It has a connection part arranged next to the fluid delivery module with at least one electrical interface for at least one external electrical connection. In addition, it has a strip-like distributor part extending in the direction of the line-up axis along the actuating parts of the fluid control modules and formed as a structural unit with the connection part, via which the electrical contacting of the actuating parts of the fluid control modules is undertaken.
  • the height of the signal output module suitably corresponds to that of the fluid control modules.
  • the fluidic interfaces enabling an external fluid connection are located on the end face of the fluid parts opposite the actuation parts, so that fluid lines connected thereto can exit to the side and the overall height of the control device is not impaired.
  • the height of the fluid delivery module measured at right angles to the main expansion plane expediently corresponds to that of the fluid control modules.
  • the controller may be equipped with status indicators for the fluid control modules. These are expediently located on the longitudinal side opposite the actuating parts on the distributor part.
  • control unit terminates on the side opposite the fluid delivery module with a closure module whose overall height expediently corresponds to that of the fluid control modules.
  • the termination module is expediently used for fluid-tight termination of the associated end-side fluid control module and can be used for anchoring tie rods, which enforce the fluid control modules and the other end are fixed in the fluid delivery module, so as to obtain a self-supporting assembly.
  • control unit is designed overall so that its height consistently corresponds to the maximum height of the fluid control modules.
  • fluidic interfaces are preferably arranged, which are provided for feeding and discharging a fluid to be supplied to the fluid and discharged from these working fluid.
  • the fluid parts are at least partially and preferably in their entirety multiway valves, each having at least one aligned in the longitudinal direction of the module movable control member whose position can be specified by the respectively associated electrical actuator.
  • the fluid parts can also be designed as vacuum generators, which expediently contain an ejector device in order to generate a negative pressure which is required, for example, in connection with actuators designed as suction grippers.
  • electromagnetic or piezoelectric actuating parts are used as electrical actuating parts, for example in the form of solenoid valves or piezo valves.
  • the fluidic control device indicated in its entirety by reference numeral 1 is characterized in the embodiment by a plate-like, extremely flat shape. This makes it suitable for installation in places with limited space.
  • the control unit 1 has a fluid control module arrangement 2, which contains a plurality of individual, permanently interconnected fluid control modules 3.
  • FIG. 6 shows one of these fluid control modules 3 in a side view.
  • the fluid control modules 3 have an elongated design with a module longitudinal axis 4 extending in the longitudinal direction of the module.
  • Each fluid control module 3 has a fluid part 5 and an electrical actuating part 6, which are arranged successively in the module longitudinal direction and, for example, by screws or clamps, firmly connected to each other.
  • the fluid parts 5 of all the fluid control modules 3 are designed as multiway valves.
  • a valve member designed as a control member 8 which is aligned parallel to the module longitudinal axis 4 and movable in the longitudinal direction of the module.
  • the possible control member movement is marked at 12 by a double arrow.
  • the control member movement 12 and the currently desired control member position can be specified by the electrical operating part 6.
  • This is formed in the embodiment of a pilot valve in the form of a solenoid valve and controls, in response to received electrical actuation signals, the fluid loading not shown loading surfaces of the control member 8 to exert on this an adjusting force.
  • a respective electrical actuating part 6 is equipped with a first electrical interface 13, via which the electrical actuating signals can be fed.
  • the fluid control modules 3 with module longitudinal axes 4 parallel to one another are attached successively alongside one another. This results in a stringing of the fluid control modules 3, wherein the alignment direction extends along an assembly axis 14 which can be seen in the drawing.
  • the alignment axis 14, together with the module longitudinal axes 4 of the individual fluid control modules 3, defines the main extent plane 15 of the control unit 1.
  • Each fluid part 5 has two arranged on opposite longitudinal sides and oppositely oriented in the direction of the Aukahungsachse 14 mounting surfaces 16.
  • adjacent fluid control modules 3 with the mutually facing mounting surfaces 16 are firmly attached to each other, expediently with the interposition of sealants, which is an undesirable Prevent fluid leakage in the joining area.
  • FIG. 6 shows a view of a mounting surface 16 of the fluid part 5.
  • Each fluid part housing 7 is penetrated by a plurality of transverse to the two mounting surfaces 16 open transverse channels 17. These transverse channels 17 penetrate a recess arranged in the fluid part housing 7 and containing the control member 8. With the recess are also in the embodiment of two in Figure 6 only partially indicated working channels 18 in combination, each leading to the actuating part 6 axially opposite front end face 22 of the fluid part 5, where they open out and have fluidic interfaces 23, the production of external fluid connections , So fluid connections to external consumers allow.
  • the fluidic interfaces 23 may, for example, be equipped with connector means which allow a detachable connection of pressure fluid hoses leading to the consumers in question, for example to actuators, in particular in the form of fluid-actuated drives.
  • the transverse channels 17 and the working channels 18 are connected or disconnected in a predetermined configuration to realize, for example, a 5/2 or 5/3 valve function.
  • the transverse channels 17 are formed identically in the individual fluid parts 5, so that the transverse channels 17 of adjacent fluid parts 5 are aligned with one another and result in a plurality of module fluid passages 24a, 24b passing through the fluid control module arrangement 2 in the direction of progression of the alignment axis 14, as shown in FIG are indicated by way of example of a number of two pieces.
  • module fluid channels 24a, 24b all fluid control modules 3 are thus fluidically linked with one another.
  • a fluid delivery module 25 is attached to the mounting surface 16 opposite the other fluid control modules 3 - hereinafter referred to as the first mounting surface 16a. This extends like the fluid control module assembly 2 in the main expansion plane 15, wherein it has a plate-like shape in the embodiment and the plate plane coincides with the main extension plane 15.
  • the fluid dispensing module 25 serves to deliver working fluid, depending on the direction of flow, to the fluid control module arrangement 2 or to external fluid lines (not shown). Therefore, it has fluid delivery channels 26a, 26b which, on the one hand, open out at the side facing the attached first fluid control module 3a and communicate with the module fluid channels 24a, 24b in the correct assignment. At the other end, the fluid discharge channels 26a, 26b terminate at one of the side surfaces of the fluid delivery module 25 oriented in the direction of the main extension plane 15, the front side surface 27 oriented in the exemplary embodiment being the same as the front end surface 22 of the fluid parts 5.
  • fluid delivery channels 26a, 26b fluidic interfaces 28a, 28b, which allow external fluid connections or attaching a silencer.
  • At least one fluidic interface 28a is used for feeding the working fluid to be supplied to the fluid parts and at least one other fluidic interface 28b for discharging the working fluid flowing back from the fluid parts 5.
  • the working fluid is in particular compressed air.
  • a termination module 32 attached at the fluid control module 25 opposite side of the fluid control module assembly 2 is attached to the end there located fluid control module - hereinafter referred to as second fluid control module 3b - a termination module 32 attached.
  • This termination module 32 closes the transverse channels 17 of the second fluid control module 3b and takes over virtually the function of a cover plate.
  • it is also possible to form fluid passages in the termination module 32 which communicate with one or more of the module fluid passages 24a, 24b and can be used for feeding or removing the working fluid.
  • the fluid delivery module 25 is combined with the fluid control modules 3 and expediently also the termination module 32 to a self-supporting assembly. This is expediently carried out by using a plurality of rod-like tie rods 33, which run parallel to the line-up axis 14 and pass all fluid control modules 3 transversely (FIG. 6). With their mutually opposite end regions, they are anchored on the one hand on Fluidabgabemodul 25 and the other on the termination module 32, such that the fluid control modules 3 between the termination module 32 and the fluid delivery module 25 are firmly clamped. Neither for the fluid distribution nor for the attachment, it is therefore necessary to additionally install the fluid control modules 2 on a carrier body.
  • the fluid delivery module 25 is made shorter and extends from the front side surface 27 aligned with the front end surfaces 22 only to the rear end of the fluid parts 5.
  • the adjoining region is occupied by an electrical and / or electronic signal output module 34 of the control unit 1, which is in electrical communication with the electrical operating parts 6 of all fluid control modules 3 and is able to transmit 6 required electrical control signals for the activation of the electrical operating parts.
  • the signal output module 34 also preferably extends in the main expansion plane 15, wherein in the exemplary embodiment it has a connection part 35 lying next to the fluid delivery module 25 and upstream of the electrical actuation part 6 of the first fluid control module 3a, as well as starting from the connection part 35 in the direction of the alignment axis 14 the actuating members 6 extending, strip-like distributor part 36th
  • the connecting part 35 and the distributor part 36 are designed as a structural unit and expediently have a common module housing.
  • the dimensions measured in the module longitudinal direction of the connecting part 35 are greater than those of the actuating parts 6, so that the latter are surmounted by the connecting part 35 back, the distributor part 36, starting from the projecting beyond the actuating parts 6 portion of the connecting part 35 parallel to the alignment axis 14 and thereby the fluid control modules 3 flanked on the rear end face 37 of the actuating parts 6.
  • the signal output module 34 in this way has an approximately L-shaped configuration.
  • the overall length of the distributor part 36 is chosen so that it protrudes with its connection part 35 opposite free end on the fluid control module assembly 2 and at height of the termination module 32 ends.
  • a mechanical connection to the fluid delivery module 25 and preferably also to the closure part 35 is expediently provided.
  • connection part 35 like the fluid delivery module 25, expediently has a plate-like flat shape.
  • the signal output module 34 has at the connection part 35 via at least one electrical interface 38 for at least one external electrical connection, that is for connections to external electrical and / or electronic devices.
  • the electrical interface 38 is used for connection to an electronic control unit, from which control signals are supplied, which emits the signal output module 34 in the correct assignment to the electrical actuating parts 6.
  • the signal delivery module 34 may include an electronic control unit and / or a fieldbus station as needed.
  • the at least one electrical interface 38 is placed laterally on a narrow side of the signal output module 34, in particular on the front side surface 27 of the fluid delivery module 25 oppositely oriented rear side surface 42 of the connecting part 35th
  • the signal output module 34 is equipped on the distributor part 36 with second electrical interfaces 13a which are electrically coupled to the first electrical interfaces 13 of the actuating parts 6, for example by an electrical plug connection.
  • the required electrical connections via printed circuit boards and / or individual cables can be realized. It is expedient if the second electrical interfaces 13a are firmly fixed to the signal output module 34, so that all electrical Make connections to the operating parts 6 at the start of the signal delivery module 34 at a time.
  • the measured in this height direction height "h" of the individual fluid control modules 3 is selected so that it is at most 2.5 times that in the Course of the alignment axis 14 measured width "b" of the respective fluid control module 3 is. This dimensioning is especially clear from FIG. 5.
  • the dimensions of all components are selected in the embodiment that measured in the height direction 43 height of the control unit consistently maximum corresponds to the height "h" of the fluid control modules 3.
  • the fluid delivery module 25, the signal delivery module 34 and the termination module 32 each have a correspondingly low overall height.
  • control unit 1 is designed so that it has a rectangular plan in the main extension plane 15.
  • interfaces are preferably together and especially laterally on one of the narrow sides of the control unit 1, so that outgoing cables, hoses or other connection means in the main extension level 15 can depart and can be dispensed with an oriented in height departure.
  • control unit 1 It is expedient to equip the control unit 1 with state-indicating means 44 for the fluid control modules 3.
  • state display means 44 can be found in the embodiment of the actuating members 6 opposite outer longitudinal side of the distributor part 36 and are thus oriented in the extension direction of the main extension plane 15.
  • mounting holes 45 are provided on the fluid delivery module 25 and the termination module, which allow the passage of fastening screws.
  • the fluid control modules 3 may be at least partially equipped with vacuum generators as fluid parts 5 instead of the multi-way valves present in the exemplary embodiment.

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Description

  • Die Erfindung betrifft 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 Fludteils angeordneten und mit einem Signalabgabemodul des Steuergerätes elektrisch verbundenen 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 Aufreihangsachse und die Modullängsachsen enthaltende Hauptausdehnungsebene des Steuergerätes definiert wird, in der sich auch das Steuerabgabemodul und ein Fluidabgabemodul erstrecken, wobei die Fluidsteuermodulanordnung mit der den anderen Fluidsteuermodulen entgegengesetzten Längsseite eines endseitigen Fluidsteuermoduls an das Fluidabgabemodul angesetzt ist, und wobei die rechtwinkelig zur Hauptausdehnungsebene gemessene Bauhöhe der einzelnen Fluidsteuermodule maximal das 2,5-fache ihrer jeweiligen, in der Verlaufsrichtung der Aufreihungsachse gemessenen Baubreite beträgt.
  • Bei einem aus der EP-A-0754867 bekannten fluidtechnischen Steuergerät der vorgenannten Art 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 Stirnseite 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. Auf der dem Fluidabgabemodul entgegengesetzten Seite der Fluidsteuermodulanordnung ist ein Signalabgabemodul angeordnet, das über elektrische Kabel mit den einzelnen elektrischen Betätigungsteilen verbunden ist.
  • Bei einem anderen Typ fluidtechnischer Steuergeräte, wie er aus der EP-A-1 094 228 hervorgeht, sind die einzelnen Fluidsteuermodule einzeln auf einen der Fluidverteilung dienenden modularen Träger aufgesetzt, an den am einen Ende ein mit einem Signalabgabemodul kombiniertes Fluidabgabemodul angesetzt ist. 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.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, dass das Signalabgabemodul einen neben dem Fluidabgabemodul angeordneten, mindestens eine elektrische Schnittstelle für mindestens eine externe elektrische Verbindung enthaltenden Anschlussteil und einen mit dem Anschlussteil als Baueinheit ausgeführten, sich in Verlaufsrichtung der Aufreihungsachse entlang den Betätigungsteilen der Fluidsteuermodule erstreckenden und mit den Betätigungsteilen elektrisch verbundenen leistenartigen Verteilerteil aufweist.
  • 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.
  • Das Signalabgabemodul ist so ausgebildet und angeordnet, dass es sich wie das Fluidabgabemodul in der Hauptausdehnungsebene erstreckt. Es weist einen neben dem Fluidabgabemodul angeordneten Anschlussteil mit mindestens einer elektrischen Schnittstelle für mindestens eine externe elektrische Verbindung auf. Außerdem verfügt es über einen sich in der Verlaufsrichtung der Aufreihungsachse entlang den Betätigungsteilen der Fluidsteuermodule erstreckenden, mit dem Anschlussteil als Baueinheit ausgebildeten leistenartigen Verteilerteil, über den die elektrische Kontaktierung der Betätigungsteile der Fluidsteuermodule vorgenommen wird. Die Bauhöhe des Signalabgabemoduls entspricht zweckmäßigerweise derjenigen der Fluidsteuermodule.
  • 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 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 das Steuerabgabemodul (34) und ein Fluidabgabemodul (25) erstrecken, wobei die Fluidsteuermodulanordnung (2) mit der den anderen Fluidsteuermodulen (3) entgegengesetzten Längsseite eines endseitigen Fluidsteuermoduls (3) an das Fluidabgabemodul (25) angesetzt ist, und 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, dadurch gekennzeichnet, dass das Signalabgabemodul (34) einen neben dem Fluidabgabemodul (25) angeordneten, mindestens eine elektrische Schnittstelle (38) für mindestens eine externe elektrische Verbindung enthaltenden Anschlussteil (35) und einen mit dem Anschlussteil (35) als Baueinheit ausgeführten, sich in Verlaufsrichtung der Aufreihungsachse (14) entlang den Betätigungsteilen (6) der Fluidsteuermodule (3) erstreckenden und mit den Betätigungsteilen (6) elektrisch verbundenen leistenartigen Verteilerteil (36) aufweist.
  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 die rechtwinkelig zur Hauptausdehnungsebene (15) gemessene Bauhöhe des Signalabgabemoduls (34) maximal derjenigen der Fluidsteuermodule (3) entspricht.
  5. Steuergerät nach einem der 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteilerteil (36) an der den Betätigungsteilen (6) entgegengesetzten Längsseite über Zustandsanzeigemittel (44) für die Fluidsteuermodule (3) verfügt.
  6. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 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.
  7. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Bauhöhe, die durchweg maximal der Bauhöhe der Fluidsteuermodule (3) entspricht.
  8. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 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.
  9. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, 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.
  10. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidteile (5) zumindest teilweise als Mehrwegeventile ausgebildet sind.
  11. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidteile (5) zumindest teilweise als Vakuumerzeuger ausgebildet sind.
  12. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Betätigungsteile (6) als Vorsteuerventile für das jeweils zugeordnete Fluidteil (5) ausgebildet sind.
  13. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Betätigungsteile (6) elektromagnetische oder piezoelektrische Betätigungsteile (6) sind.
  14. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidteile (5) zumindest teilweise über mindestens ein in Modullängsrichtung ausgerichtetes und in der Modullängsrichtung bewegliches Steuerglied (8) verfügen.
  15. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch eine insgesamt plattenartige Flachgestalt.
  16. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 15, 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.
  17. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass bei den Fluidsteuermodulen (3) das Verhältnis von Bauhöhe zu Baubreite maximal 2:1 ist.
  18. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Signalabgabemodul (34) eine L-förmige Gestalt hat.
  19. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die in Richtung der Modullängsachsen (4) gemessene Länge des Fluidabgabemoduls (25) derjenigen der Fluidteile (5) entspricht.
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