EP1515050B1

EP1515050B1 - Steuergerät

Info

Publication number: EP1515050B1
Application number: EP04027958A
Authority: EP
Inventors: Uwe Dipl.-Ing. Gräff (FH); Hannes Wirtl
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2003-04-01
Filing date: 2003-04-01
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2023-04-01
Also published as: EP1515050A3; US6916192B2; DE50300580D1; EP1515050A2; ATE296405T1; EP1464843A1; EP1464843B1; US20040198086A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät, mit einer Basis, an der mindestens ein Bestückungsplatz vorgesehen ist, der mit einer an einen in der Basis verlaufenden internen elektrischen Bus angeschlossenen ersten elektrischen Zentralschnittstelle ausgestattet ist, und mit mindestens einem elektrischen Anschlussmodul, das ein lösbares Anschließen vom Steuergerät wegführender elektrischer Kabel ermöglichende elektrische Ein- und/oder Ausgänge aufweist und das lösbar an dem mindestens einen Bestückungsplatz montierbar ist, wobei es eine sich bei der Montage und Demontage des elektrischen Anschlussmoduls selbsttätig bezüglich der ersten elektrischen Zentralschnittstelle kontaktierende bzw. trennende zweite elektrische Zentralschnittstelle aufweist, wobei mindestens ein zusätzliches, elektrisch ansteuerbares Fluidsteuermodul vorgesehen ist, das wahlweise anstelle eines elektrischen Anschlussmoduls an dem mindestens einen Bestückungsplatz montierbar ist und das eine sich bei der Montage und Demontage des Fluidsteuermoduls ebenfalls selbsttätig bezüglich der ersten elektrischen Zentralschnittstelle des betreffenden Bestückungsplatzes kontaktierende bzw. trennende zweite elektrische Zentralschnittstelle aufweist, wobei das Fluidsteuermodul ferner über von außen her zugängliche Fluidleitungsanschlüsse zum lösbaren Anschließen von einer Druckquelle kommender sowie zu mindestens einem Verbraucher führender Fluidleitungen verfügt und außerdem eine elektrisch betätigbare Ventileinrichtung aufweist, die auf Basis von über den internen elektrischen Bus übermittelten Steuersignalen die Verbindung zwischen verschiedenen der Fluidleitungsanschlüsse steuern kann.
In der EP 1 180 602 11 ist eine derartige Steuereinrichtung beschrieben, die eine als eine Art Basis ausgebildet elektronische Steuereinheit aufweist. Die elektronische Steuereinheit verfügt über einen Busanschluss, der mit der integrierten Elektronik verbunden ist. An der Oberseite der Steuereinheit befinden sich elektrische Ausgänge zum Anschluss von Anschlusskomponenten, beispielsweise Verbindungsstecker oder Ventilen. Der Anschluss der Anschlusskomponenten erfolgt durch eine Steckverbindung, wobei erste an der Steuereinheit befindliche Steckkontakte mit zweiten an der Anschlusskomponente befindlichen Steckkontakten zusammenwirken.
Ein aus der WO 01/42664 A2 bekanntes Steuergerät verfügt längsseits über mehrere an einer Basis vorgesehene identische Bestückungsplätze, die jeweils mit einer gemeinsam an einen internen Bus angeschlossenen ersten elektrischen Zentralschnittstelle ausgestattet sind. An jedem Bestückungsplatz kann ein mit elektrischen Ein- und/oder Ausgängen ausgestattetes elektrisches Anschlussmodul montiert werden, das eine mit der ersten elektrischen Zentralschnittstelle zusammenpassende zweite elektrische Zentralschnittstelle aufweist. Indem Anschlussmodule zur Verfügung gestellt werden, deren Eingänge bzw. Ausgänge mit unterschiedlichen Bauarten von Anschlussmitteln ausgestattet sind, lässt sich das Steuergerät durch den wahlweisen Einsatz verschiedener Anschlussmodule sehr flexibel an die beim Anwender vorhandene Anschlusstechnik anpassen. Zusätzlich besteht bei dem bekannten Steuergerät die Möglichkeit, stirnseitig an der Basis einen Ventilteil anzubringen, der aus mehreren batterieartig zusammengefassten Ventilen besteht, die ebenfalls an den internen Bus der angeschlossen sind. Die den Anschluss der Ventile ermöglichenden Maßnahmen führen allerdings zu einer nicht unerheblichen Verteuerung des Aufbaus des Steuergerätes.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein steuergerät der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem der für die Installation ventiltechnischer Maßnahmen erforderliche Aufwand reduziert ist.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einem die eingangs genannten Merkmale aufweisenden Steuergerät dadurch, dass die Ventileinrichtung des mindestens einen Fluidsteuermoduls mehrere Ventileinheiten aufweist, die sich jeweils aus einem die Verbraucher-Fluidleitungsanschlüsse steuernden Hauptventil und mindestens einem zur Betätigung des Hauptventils dienenden, elektrisch betätigbaren Vorsteuerventil zusammensetzen.
Das Steuergerät ermöglicht es nunmehr, an ein und demselben Bestückungsplatz wahlweise ein elektrisches Anschlussmodul oder ein mit einer elektrisch betätigbaren Ventileinrichtung ausgestattetes, elektrisch ansteuerbares Fluidsteuermodul in auswechselbarer Weise zu montieren. Das Steuergerät kann über mehrere identische Bestückungsplätze verfügen, die jeweils sowohl mit einem Anschlussmodul oder mit einem Fluidsteuermodul bestückbar sind, sodass das Steuergerät sehr variabel hinsichtlich der im Einzelfall herrschenden steuerungstechnischen Anforderungen ausgestattet werden kann. Da für das Fluidsteuermodul kein eigenständiger Bestückungsplatz erforderlich ist, erweist sich die Herstellung des Steuergerätes als sehr kostengünstig. Vorteilhaft ist ferner, dass das Fluidsteuermodul nicht nur das Anschließen mindestens eines Verbrauchers ermöglichende Fluidleitungsanschlüsse aufweist, sondern auch mindestens einen weiteren Fluidleitungsanschluss, an dem mittels einer Fluidleitung von einer Druckquelle kommendes Fluid eingespeist werden kann, sodass die Basis des Steuergerätes selbst keine internen Fluidkanäle benötigt. Man hat zudem die Möglichkeit, bei gleichzeitiger Installation mehrerer Fluidsteuermodule einen voneinander unabhängigen Betrieb dieser Fluidsteuermodule mit untereinander abweichendem Betriebsdruck vorzunehmen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
An der Basis sind zweckmäßigerweise mehrere, vorzugsweise identische Bestückungsplätze mit jeweils einer ersten elektrischen Zentralschnittstelle vorgesehen, die jeweils wahlweise mit einem Anschlussmodul oder einem Fluidsteuermodul bestückbar sind. Die Bestückungsplätze sind vorzugsweise in einer Aufreihungsrichtung aufeinanderfolgend und in einer gemeinsamen Ausdehnungsebene liegend angeordnet. Letzteres ermöglicht eine bequeme Montage und Demontage der einzelnen Module von der gleichen Seite her.
Als besonders zuverlässige Kontaktierungsmaßnahme hat sich die Ausgestaltung der elektrischen Zentralschnittstellen als zueinander komplementäre Steckverbinder erwiesen.
Die Anschluss- und Fluidsteuermodule sind insbesondere so ausgebildet, dass sie jeweils mit ihrer Unterseite voraus auf den betreffenden Bestückungsplatz montierbar sind, wobei sich die zweite elektrische Zentralschnittstelle an der Unterseite befindet. Sämtliche zum Anschließen eines oder mehrerer Verbraucher dienende Verbraucher-Fluidleitungsanschlüsse befinden sich in diesem Fall vorzugsweise an der gut zugänglichen Oberseite des jeweiligen Fluidsteuermoduls. Der vorhandene mindestens eine Einspeise-Fluidleitungsanschluss, über den von einer Druckquelle kommendes Fluid eingespeist werden kann, ist zweckmäßigerweise seitlich am Fluidsteuermodul platziert.
Die Ventileinrichtung verfügt über eine Mehrfachanordnung von Ventileinheiten, die sich jeweils aus einem die Verbraucher-Fluidleitungsanschlüsse steuernden Hauptventil und mindestens einem zur Betätigung des Hauptventils dienenden, elektrisch betätigbaren Vorsteuerventil zusammensetzen. Die Steuersignale zur Betätigung der Vorsteuerventile werden über die miteinander kontaktierten ersten und zweiten Zentralschnittstellen vom elektrischen Bus des Steuergerätes geliefert. Es besteht die Möglichkeit, bei entsprechender ventiltechnischer Ausstattung mehrere Verbraucher,
beispielsweise Antriebe, unabhängig voneinander über ein einziges Fluidsteuermodul zu betreiben.
Besonders kompakte Abmessungen sind möglich, wenn die Vorsteuerventile als Piezo-Ventile ausgeführt sind.
Sämtliche Anschluss- und Fluidsteuermodule verfügen zweckmäßigerweise über identisch gestaltete Modulgehäuse, die, je nach Modulart, mit entsprechend angepassten elektrischen oder fluidischen Anschlussmitteln ausgestattet sind.
Der elektrische Bus der Basis ist zweckmäßigerweise an eine an Bord des Steuergerätes befindliche elektronische Zentraleinheit angeschlossen. Mindestens eine elektrische Schnittstelle des Steuergerätes ermöglicht ein Verbinden der elektronischen Zentraleinheit mit einer externen elektronischen Steuereinrichtung, wobei die elektrische Schnittstelle beispielsweise als Multipol-Schnittstelle zum Anschließen eines externen parallelen Busses ausgeführt sein kann oder als das Anschließen eines seriellen Busses ermöglichende Feldbus-Schnittstelle. Bei Bedarf kann die elektronische Zentraleinheit eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) beinhalten.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine mögliche, bevorzugte Bauform des erfindungsgemäßen Steuergerätes in perspektivischer Darstellung.
Das in der Zeichnung allgemein mit Bezugsziffer 1 bezeichnete Steuergerät verfügt über eine Basis 2, an der mehrere Bestükkungsplätze 3 vorgesehen sind, an denen jeweils wahlweise ein elektrisches Anschlussmodul 4 oder ein elektrisch ansteuerbares Fluidsteuermodul 5 lösbar montierbar ist. Beim Ausführungsbeispiel ist die Basis 2 mit insgesamt drei Bestückungsplätzen 3 ausgestattet, wobei einer mit einem elektrischen Anschlussmodul 4 und ein anderer mit einem Fluidsteuermodul 5 bestückt ist, während der dritte Bestückungsplatz 3 noch unbelegt ist und ein zweites Fluidsteuermodul 5 abgebildet ist, das momentan im Begriff ist, an dem dritten Bestückungsplatz 3 installiert zu werden.
Die Basis 2 des Ausführungsbeispiels hat Längsgestalt mit einer in Längsrichtung verlaufenden Hauptachse 6. Die Bestükkungsplätze 3 sind untereinander identisch ausgeführt und in einer mit der Richtung der Hauptachse 6 verlaufenden Aufreihungsrichtung aufeinanderfolgend an der Basis angeordnet. Die Bestückungsplätze 3 liegen zweckmäßigerweise in einer gemeinsamen Ausdehnungsebene.
Die Basis 2 verfügt über ein als Basisgehäuse 7 bezeichnetes Gehäuse, das mit Ausnahme an den Bestückungsplätze 3 geschlossen ist. Die Module 4, 5 übernehmen im montierten Zustand jedoch eine Deckelfunktion und verschließen somit das Basisgehäuse 7 auch im Bereich der Bestückungsplätze 3.
An jedem Bestückungsplatz 3 definiert das Basisgehäuse 7 eine Auflagefläche 8, auf der das jeweils montierte Modul 4, 5 aufliegt. Miteinander kooperierende Befestigungsmittel 12 ermöglichen eine lösbare, gehäusefeste Fixierung des jeweiligen Moduls 4, 5. Diese Befestigungsmittel 12 definieren beim Ausführungsbeispiel einzelne Schraubverbindungen. Ohne weiteres sind jedoch auch Bauformen möglich, die beispielsweise eine lösbar verrastende Fixierung zulassen.
Im Innern des Basisgehäuses 7 verläuft ein strichpunktiert angedeuteter elektrischer Bus 13. Dieser erstreckt sich beim Ausführungsbeispiel in Richtung der Hauptachse 6, wobei er von einer im Basisgehäuse 7 untergebrachten elektronischen Zentraleinheit 14 ausgeht und entlang sämtlichen Bestückungsplätzen 3 verläuft.
Eine von außen her zugängliche elektrische Schnittstelle 15 der Basis 2 steht intern mit der elektronischen Zentraleinheit 14 in elektrischer Verbindung und ermöglicht mittels eines zwischengeschalteten Kabels 16 bei Bedarf den Anschluss einer externen elektronischen Steuereinrichtung 17. Beim Ausführungsbeispiel ist die elektrische Schnittstelle 15 als Feldbus-Schnittstelle ausgeführt, wobei die Basis 2 mit einer Feldbus-Kommunikationseinheit 18 ausgestattet ist, die in serieller Übertragungstechnik von der externen elektronischen Steuereinrichtung 17 gelieferte Steuersignale empfängt und aufbereitet und an die elektronische Zentraleinheit 14 zur Aufschaltung auf den internen elektrischen Bus 13 weiterleitet. Der interne elektrische Bus 13 kann ebenfalls als serieller Bus ausgeführt sein.
Die Feldbus-Kommunikationseinheit 18 kann auch als Bestandteil der elektronischen Zentraleinheit 14 ausgebildet sein.
Ohne weiteres besteht die Möglichkeit, die elektrische Schnittstelle 15 und die elektronische Zentraleinheit 14 so auszuführen, dass in paralleler Übertragungstechnik gelieferte Signale übermittelt und verarbeitet werden können. Die elektrische Schnittstelle 15 kann in diesem Fall insbesondere als Multipol-Steckverbinder ausgebildet sein.
An jedem Bestückungsplatz 3 ist eine erste elektrische Zentralschnittstelle 22 angeordnet, die mit dem internen Bus 13 elektrisch kontaktiert ist. Sie ist ortsfest bezüglich der Basis 2 fixiert. Bevorzugt erfolgt die Verbindung mit dem internen Bus 13 über eine Elektronikeinheit 24, die insbesondere eine Konvertierungselektronik beinhaltet und die beim Ausführungsbeispiel auf einer im Bereich des jeweiligen Bestükkungsplatzes 3 im Basisgehäuse 7 installierten Schaltungsplatine 25 aufgebaut ist.
Der interne Bus 13 verfügt in nicht näher dargestellter Weise über eine Mehrzahl von im Innern des Basisgehäuses 7 in Richtung der Hauptachse 6 parallel zueinander verlaufenden elektrischen Leitern, wobei jede Schaltungsplatine 25 an ihrer Unterseite über ebenfalls nicht näher dargestellte Verbindungsmittel verfügt, die die gewünschte elektrische Verbindung zwischen den elektrischen Leitern des internen Busses 13 und der Elektronikeinheit 24 und somit der jeweiligen ersten elektrischen Zentralschnittstelle 22 bewirken. Die Anordnung ist insbesondere so getroffen, dass die Elektronikeinheit 24 im Rahmen eines Steckvorganges lösbar in das Basisgehäuse 7 einsetzbar ist, wobei gleichzeitig die gewünschte elektrische Kontaktierung des internen Busses 13 stattfindet.
Die erste elektrische Zentralschnittstelle 22 befindet sich an der der Öffnung des Basisgehäuses 7 zugewandten Oberseite der Schaltungsplatine 25 und ist somit bei entferntem Modul 4, 5 durch die entsprechende Öffnung des Basisgehäuses 7 hindurch zugänglich.
Die einzelnen Bestückungsplätze 3 sind mit untereinander identischen ersten elektrischen Zentralschnittstellen 22 ausgestattet, die auch an der gleichen Stelle sitzen und untereinander gleich orientiert sind. In vergleichbarer Weise ist jedes Anschlussmodul 4 und jedes Fluidsteuermodul 5 mit einer zu der ersten elektrischen Zentralschnittstelle 22 komplementären zweiten elektrischen Zentralschnittstelle 23 ausgestattet, wobei die Platzierung am jeweiligen Modul 4, 5 derart vorgenommen ist, dass jedes Anschlussmodul 4 und jedes Fluidsteuermodul 5 wahlweise an jedem der vorhandenen Bestükkungsplätze 3 unter gleichzeitiger elektrischer Verbindung der zugeordneten ersten und zweiten elektrischen Zentralschnittstellen 22, 23 installierbar ist. Die Module 4, 5 sind hinsichtlich des Montageortes also nicht auf bestimmte Bestückungsplätze 3 festgelegt.
Die ersten und zweiten elektrischen Zentralschnittstellen 22, 23 sind so ausgebildet, dass beim Ansetzen des jeweiligen Moduls 4, 5 an den Bestückungsplatz 3 eine selbsttätige elektrische Kontaktierung erfolgt. In entsprechender Weise wird die elektrische Verbindung selbsttätig gelöst, wenn das betreffende Modul 4, 5, gegebenenfalls nach Betätigung der Befestigungsmittel 12, von einem Bestückungsplatz 3 abgenommen wird. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die ersten und zweiten elektrischen Zentralschnittstellen 22, 23 als zueinander komplementäre Steckverbinder auszubilden. Alternativ wären beispielsweise auch Kontaktmittel möglich, die lediglich gegeneinandergedrückt werden, ohne ineinander einzugreifen.
Die Montage der Module 4, 5 an den Bestückungsplätzen 3 geschieht mit ihrer Unterseite 27 voraus. An dieser Unterseite 27 ist die betreffende zweite elektrische Zentralschnittstelle 23 vorgesehen.
Das jeweilige elektrische Anschlussmodul 4 verfügt über mehrere, insbesondere an der der Unterseite 27 entgegengesetzten Oberseite 28 angeordnete elektrische Ein- und/oder Ausgänge 26. Diese sind mit Anschlussmitteln 32 ausgestattet, die das lösbare Anschließen von nur strichpunktiert angedeuteten elektrischen Kabeln 33 ermöglichen. Es ist möglich, gleichzeitig mehrere elektrische Anschlussmodule 4 zur Verfügung zu stellen, die sich in der Art der Ausgestaltung der Anschlussmittel 32 voneinander unterscheiden, um anwenderspezifisch vorhandenen Anschlussgegebenheiten Rechnung zu tragen. Werden somit von den Anwendern des Steuergerätes individuell unterschiedlich ausgestaltete Anschlussmittel 32 benötigt - insbesondere bedingt durch bereits vorhandene elektrische Installationen -, wird somit die Möglichkeit geboten, die Basis 2 an jedem Bestückungsplatz 3 wahlweise mit unterschiedlichen elektrischen Anschlussmodulen 4 auszurüsten, die über voneinander abweichend gestaltete elektrische Anschlussmittel 32 verfügen. Man hat also die Möglichkeit, das Steuergerät 1 individuell nach Kundenwunsch mit nur geringem Aufwand mit der benötigten Anschlusstechnik für die Ein- und/oder Ausgänge 26 auszurüsten.
Die Fluidsteuermodule 5 sind jeweils mit einer vorzugsweise intern untergebrachten, elektrisch betätigbaren Ventileinrichtung 34 ausgestattet, die in der Lage ist, in Abhängigkeit von über den internen Bus 13 zugeführten Steuersignalen die Verbindung zwischen mindestens einem Einspeise-Fluidleitungsanschluss 35 und mehreren Verbraucher-Fluidleitungsanschlüssen 36 zu steuern, die sämtliche am betreffenden Fluidsteuermodul 5 vorgesehen sind. Der Einspeise-Fluidleitungsanschluss 35 ermöglicht das lösbare Anschließen einer von einer Druckquelle P kommenden ersten Fluidleitung 37. Jeder Verbraucher-Fluidleitungsanschluss 36 ermöglicht das lösbare Anschließen einer zweiten Fluidleitung 38, die zu einem exemplarisch angedeuteten Verbraucher 42 führt. Der Verbraucher 42 ist beispielsweise ein durch Fluidkraft betätigbarer Antrieb.
Jedes Fluidsteuermodul 5 kann überdies mit mindestens einem nur strichpunktiert angedeuteten Abführanschluss 43 ausgestattet sein, der das insbesondere zentrale Abführen des von den angeschlossenen Verbrauchern zurückströmenden Fluides ermöglicht. Wird die Ventileinrichtung 34 mit Druckluft betrieben, bildet der Abführanschluss 43 einen Entlüftungsanschluss, an den beispielsweise ein Schalldämpfer anschließbar ist oder eine die Abluft abführende Fluidleitung.
Wie in der Zeichnung angedeutet ist, können an die Ein- und/oder Ausgänge 26 angeschlossene Kabel 33 zu einer an einem Verbraucher 42 angeordneten Sensoreinrichtung 44 führen, um Sensorsignale zu empfangen, die Aufschluss über den Betriebszustand des Verbrauchers 42 geben. Auf Basis dieser Rückmeldesignale kann die elektronische Zentraleinheit 14 dann entsprechende Steuersignale an die Ventileinrichtung 34 des betreffenden Fluidsteuermoduls 5 ausgeben.
Die elektronische Zentraleinheit 14 kann bei Bedarf mit einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) ausgestattet sein, sodass das Steuergerät 1 über eine eigene Intelligenz verfügt, die den Betriebsablauf vorgibt, eventuell unter Abstimmung mit der angeschlossenen externen elektronischen Steuereinrichtung 17.
Abgesehen von den Maßnahmen zur Anbringung der unterschiedlich gestalteten und unterschiedlich angeordneten Ein- und/oder Ausgänge 26 sowie Fluidleitungsanschlüsse 35, 36 verfügen sämtliche Anschlussmodule 4 und Fluidsteuermodule 5 bevorzugt über identisch gestaltete Modulgehäuse 45. Dieses Modulgehäuse 45 ist beim Ausführungsbeispiel kastenähnlich gestaltet und verfügt über eine offene Unterseite 27, die im montierten Zustand dem betreffenden Bestückungsplatz 3 zugewandt ist. Im Innern des Modulgehäuses 45 der Anschlussmodule 4 befindet sich ein zweckmäßigerweise plattenartig ausgebildeter Anschlussmittelträger 46 - vorzugsweise in Gestalt einer Leiterplatte ausgeführt -, der die Anschlussmittel 32 für die Ein- und/oder Ausgänge 26 trägt und mit der zugehörigen zweiten elektrischen Zentralschnittstelle 23 ausgerüstet ist, wobei die elektrischen Verbindungen über auf dem Anschlussmittelträger 46 verlaufenden Leiterbahnen realisiert werden können. Das Modulgehäuse 45 hat an seiner der Oberseite 28 zugeordneten oberen Gehäusewand mehrere Durchbrechungen, durch die hindurch die elektrischen Anschlussmittel 32 zugänglich sind und/oder nach außen hindurchragen können.
Bei den Fluidsteuermodulen 5 sitzen sämtliche Verbraucher-Fluidleitungsanschlüsse 36 vorzugsweise ebenfalls an der Oberseite 28 bzw. der dort vorgesehenen oberen Gehäusewand des Modulgehäuses 45. Hier steht relativ viel Fläche zur Anordnung einer größeren Anzahl von Verbraucher-Fluidleitungsanschlüssen 36 zur Verfügung. Mindestens ein Einspeise-Fluidleitungsanschluss 35 sowie vorzugsweise auch der gegebenenfalls vorhandene Abführanschluss 43 sind hingegen seitlich platziert, an einer der rechtwinkelig zur Hauptachse 6 orientierten Seitenwände 47 des Modulgehäuses 45.
Die Ventileinrichtung 34 sitzt im Innern des Modulgehäuses 45 und ist durch das Modulgehäuse 45 zur Umgebung hin abgeschirmt. Die elektrische Kontaktierung geschieht vorzugsweise mittels einer im Bereich der offenen Unterseite im Modulgehäuse 45 des Fluidsteuermoduls 5 installierten elektrischen Platine 48. Diese liegt bei montiertem Fluidsteuermodul 5 mit geringem Abstand oberhalb des zugeordneten Bestückungsplatzes 3, wobei sie zum einen mit der Ventileinrichtung 34 elektrisch kontaktiert ist und zum anderen die zweite elektrische Zentralschnittstelle 23 des betreffenden Fluidsteuermoduls 5 trägt. Die Platine 48 kann beispielsweise durch Rastmittel 51 am Modulgehäuse 45 lösbar fixiert sein.
Die Ventileinrichtung 34 sitzt über der elektrischen Platine 48, wobei sie direkt an dieser fixiert sein kann. Sie verfügt über mehrere Ventileinheiten 52, die sich jeweils aus einem fluidisch betätigbaren Hauptventil 53 und mindestens einem die Betätigung des Hauptventils 53 steuernden, elektrisch betätigbaren Vorsteuerventil 54 zusammensetzen. Besonders kompakte Abmessungen sind möglich, wenn die Vorsteuerventile 54 als Piezo-Ventile ausgeführt sind.
Jeweils zwei Einspeise-Fluidleitungsanschlüsse 35 stehen mit einem Hauptventil 53 in Verbindung. Der Einspeise-Fluidleitungsanschluss 35 sowie der gegebenenfalls vorhandene Abführanschluss 43 stehen jeweils gleichzeitig mit sämtlichen Hauptventilen 53 in Verbindung. Intern in der Ventileinrichtung 34 wird Druckmittel auf nicht näher gezeigte Weise von dem Einspeise-Fluidleitungsanschluss 35 abgezweigt und zu den einzelnen Vorsteuerventilen 54 geleitet, damit diese, durch gesteuerte Fluidbeaufschlagung, die Schaltstellung des jeweils zugeordneten Hauptventils 53 vorgeben können.
Die elektrische Platine 48 ist mit elektrischen Leitern 55 bestückt, die die elektrische Verbindung mit der zugehörigen zweiten elektrischen Zentralschnittstelle 23 zu den einzelnen elektrisch betätigbaren Vorsteuerventilen übernehmen.
Anstelle des geschilderten modularen Aufbaus der Ventileinrichtung 34 bestünde auch die Möglichkeit, die einzelnen Hauptventile 53 gemeinsam in einer Ventilplatte vorzusehen und diese mit den Vorsteuerventilen 54 zu bestücken.
Da jedes Fluidsteuermodul 5 mit einem eigenen, von außen her zugänglichen Einspeise-Fluidleitungsanschluss 35 ausgestattet ist, kann das Steuergerät 1 bei Bedarf mit mehreren Fluidsteuermodulen 5 bestückt werden, in die Fluid mit voneinander abweichendem Betriebsdruck eingespeist wird. Dies ermöglicht sehr bequem einen Betrieb mit unterschiedlichem Druckpotential.
Es besteht im übrigen ohne weiteres die Möglichkeit, mehrere Fluidsteuermodule 5 zur Verfügung zu stellen, die sich in ihrer die Fluidsteuerung ermöglichenden Ausstattung voneinander unterscheiden. Beispielsweise können die Fluidsteuermodule 5 mit unterschiedlichen Ventileinrichtungen 34 ausgestattet sein. Die Basis 2 kann dann bei Bedarf gleichzeitig mit unterschiedlich ausgestatteten Fluidsteuermodulen 5 bestückt werden, deren Montage an jedem der Bestückungsplätze 3 möglich ist.
Sowohl bei den Anschlussmodulen 4 als auch bei den Fluidsteuermodulen 5 dient die interne Verdrahtung vorzugsweise lediglich zur Weiterleitung der Signale von der zweiten elektrischen Zentralschnittstelle 23 zu den Anschlussmitteln 32 bzw. zu den Vorsteuerventilen 54. Die Art und Weise der Ansteuerung kann bei Bedarf individuell in den Elektronikeinheiten 24 festgelegt werden, wobei es jedoch von Vorteil ist, wenn sämtliche vorhandenen Elektronikeinheiten 24 über einen standardisierten Aufbau verfügen.
Seitens der Ventileinrichtung 34 besteht im Übrigen die Möglichkeit, Ventile mit niedriger Funktionalität vorzusehen und diese dann, durch entsprechend individualisierte Ansteuerung, mit höheren Funktionalitäten zu betreiben. So könnte man beispielsweise in einem Fluidsteuermodul 5 acht Ventileinheiten mit 3/2-Funktionalität vorsehen, die sich durch entsprechende Programmierung der Steuerung in ihrer Betriebsweise so aufeinander abstimmen lassen, dass sie die Funktion von vier Ventilen mit jeweils 5/2- oder 5/3-Funktionalität ausüben.
Wenn ein Fluidsteuermodul 5 an einem Bestückungsplatz 3 installiert ist, wird die enthaltene Ventileinrichtung 34 zur Umgebung hin abgedeckt, während gleichzeitig die diversen Fluidleitungsanschlüsse 35, 36 von außen her gut zugänglich bleiben.
Jede Elektronikeinheit 24 kann mit optischen Anzeigemitteln 56 ausgestattet sein, die visuell Aufschluss über den momentanen Betriebszustand des jeweiligen Moduls 4, 5 geben. Mit den optischen Anzeigemitteln 56 kooperierende Anzeigezonen 57 in der Wandung des Modulgehäuses 45 - beispielsweise durchsichtige Wandbereiche - ermöglichen eine gute Sichtbarkeit von außen her.
Die Fluidleitungsanschlüsse 35, 36, 43 sind zweckmäßigerweise als Steckanschlüsse ausgebildet. Eine anzuschließende Fluidleitung, beispielsweise ein Druckmittelschlauch, braucht dann lediglich eingesteckt zu werden. Zur neuerlichen Entnahme wird kurzzeitig ein Löseelement des betreffenden Fluidleitungsanschlusses betätigt.
Das Basisgehäuse 7 kann prinzipiell aus einem Stück bestehen. Vorteilhaft ist jedoch eine Unterteilung in einzelne Gehäusesegmente 57, die sich in Richtung der Hauptachse 6 modular aneinandersetzen lassen, um ein individuell ausgestattetes Steuergerät 1 nach Bedarf zusammenstellen zu können.

Claims

Steuergerät, mit einer Basis (2), an der mindestens ein Bestückungsplatz (3) vorgesehen ist, der mit einer an einen in der Basis verlaufenden internen elektrischen Bus (13) angeschlossenen ersten elektrischen Zentralschnittstelle (22) ausgestattet ist, und mit mindestens einem elektrischen Anschlussmodul (4), das ein lösbares Anschließen vom Steuergerät wegführender elektrischer Kabel (33) ermöglichende elektrische Ein- und/oder Ausgänge (26) aufweist und das lösbar an dem mindestens einen Bestückungsplatz (3) montierbar ist, wobei es eine sich bei der Montage und Demontage des elektrischen Anschlussmoduls (4) selbsttätig bezüglich der ersten elektrischen Zentralschnittstelle (22) kontaktierende bzw. trennende zweite elektrische Zentralschnittstelle (23) aufweist, wobei mindestens ein zusätzliches, elektrisch ansteuerbares Fluidsteuermodul (5) vorgesehen ist, das wahlweise anstelle eines elektrischen Anschlussmoduls (4) an dem mindestens einen Bestückungsplatz (3) montierbar ist und das eine sich bei der Montage und Demontage des Fluidsteuermoduls (5) ebenfalls selbsttätig bezüglich der ersten elektrischen Zentralschnittstelle (22) des betreffenden Bestückungsplatzes (3) kontaktierende bzw. trennende zweite elektrische Zentralschnittstelle (23) aufweist, wobei das Fluidsteuermodul (5) ferner über von außen her zugängliche Fluidleitungsanschlüsse (35, 36) zum lösbaren Anschließen von einer Druckquelle kommender sowie zu mindestens einem Verbraucher (42) führender Fluidleitungen (37, 38) verfügt und außerdem eine elektrisch betätigbare Ventileinrichtung (34) aufweist, die auf Basis von über den internen elektrischen Bus (13) übermittelten Steuersignalen die Verbindung zwischen verschiedenen der Fluidleitungsanschlüsse (35, 36) steuern kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (34) des mindestens einen Fluidsteuermoduls (5) mehrere Ventileinheiten (52) aufweist, die sich jeweils aus einem die Verbraucher-Fluidleitungsanschlüsse (36) steuernden Hauptventil (53) und mindestens einem zur Betätigung des Hauptventils (53) dienenden, elektrisch betätigbaren Vorsteuerventil (54) zusammensetzen.
Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Basis (2) mehrere Bestückungsplätze (3) mit jeweils einer ersten elektrischen Zentralschnittstelle (22) vorgesehen sind, die jeweils wahlweise mit einem Anschlussmodul (4) oder einem Fluidsteuermodul (5) bestückbar sind.
Steuergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Bestückungsplätze (3) in einer Aufreihungsrichtung aufeinanderfolgend und in einer gemeinsamen Ausdehnungsebene liegend angeordnet sind.
Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten elektrischen Zentralschnittstellen (22, 23) als zueinander komplementäre Steckverbinder ausgebildet sind.
Steuergerät nach einem der Anschlüsse 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussmodule (4) und Fluidsteuermodule (5) jeweils mit ihrer Unterseite (27) voraus auf den betreffenden Bestückungsplatz (3) montierbar sind, wobei sich die zweite elektrische Zentralschnittstelle (23) an der Unterseite befindet.
Steuergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich bei den Fluidsteuermodulen (5) sämtliche zum Anschließen mindestens eines Verbrauchers (42) vorgesehenen Verbraucher-Fluidleitungsanschlüsse (36) an der im montierten Zustand vom zugeordneten Bestückungsplatz (3) abgewandten Oberseite (28) befinden.
Steuergerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei den Fluidsteuermodulen (5) sämtliche zum Anschließen einer Druckquelle vorgesehenen Einspeise-Fluidleitungsanschlüsse (35) seitlich platziert sind.
Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Vorsteuerventil (54) als Piezo-Ventil ausgeführt ist.
Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Fluidsteuermodul (5) eine elektrische Platine (48) aufweist, an der die zweite elektrische Schnittstelle (23) vorgesehen ist und an die die Ventileinrichtung (34) angeschlossen ist.
Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Anschlussmodule (4) und Fluidsteuermodule (5) über, abgesehen von den die Fluidleitungsanschlüsse (35, 36) und die Ein- und/oder Ausgänge (26) betreffenden Maßnahmen, identisch gestaltete Modulgehäuse (45) verfügen.
Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidsteuermodule (5) über ein Modulgehäuse (45) verfügen, in dem die Ventileinrichtung (34) so untergebracht ist, dass das Modulgehäuse (45) die Ventileinrichtung (34) im an einem Bestückungsplatz (3) montierten Zustand abdeckt, wobei an dem Modulgehäuse (45), von außen her zugänglich, die Fluidleitungsanschlüsse (35, 36) vorgesehen sind.
Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der interne elektrische Bus (13) an eine an Bord des Steuergerätes befindliche elektronische Zentraleinheit (14) angeschlossen ist, die über mindestens eine elektrische Schnittstelle (15) zum Anschließen einer externen elektronischen Steuereinrichtung (17) verfügt.
Steuergerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Zentraleinheit (14) eine speicherprogrammierbare Steuerung beinhaltet.