EP2025949B1 - Valve module - Google Patents

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EP2025949B1
EP2025949B1 EP08012568.5A EP08012568A EP2025949B1 EP 2025949 B1 EP2025949 B1 EP 2025949B1 EP 08012568 A EP08012568 A EP 08012568A EP 2025949 B1 EP2025949 B1 EP 2025949B1
Authority
EP
European Patent Office
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valve
valve module
switching
module according
control
Prior art date
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Active
Application number
EP08012568.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP2025949A3 (en
EP2025949A2 (en
Inventor
Gerhard Nölle
Jürgen Arbter
Wolfgang Rammler
Michael Koch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Festo SE and Co KG
Original Assignee
Festo SE and Co KG
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Publication date
Application filed by Festo SE and Co KG filed Critical Festo SE and Co KG
Publication of EP2025949A2 publication Critical patent/EP2025949A2/en
Publication of EP2025949A3 publication Critical patent/EP2025949A3/en
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Publication of EP2025949B1 publication Critical patent/EP2025949B1/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/06—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with two or more servomotors
    • F15B13/08—Assemblies of units, each for the control of a single servomotor only
    • F15B13/0803—Modular units
    • F15B13/0832—Modular valves
    • F15B13/0839—Stacked plate type valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/06—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with two or more servomotors
    • F15B13/08—Assemblies of units, each for the control of a single servomotor only
    • F15B13/0803—Modular units
    • F15B13/0846—Electrical details
    • F15B13/086—Sensing means, e.g. pressure sensors

Definitions

  • additional switching devices for example a clamping device or a brake for clamping or braking a force tap of the working device, valves for interrupting fluid connections, for example in the event of a fault or the like, additional lines must be laid between these devices and the higher-level control. Furthermore, it is necessary for the superimposed control device to generate separate switching commands for switching the safety valves or the clamping device.
  • the at least one switching output can be parameterized. For example, limit values of the sensor values, switch-off times or switch-on times, braking values, tolerances, for example voltage tolerances, or the like can be set as parameters.
  • the parameterization can be done via the control interface or via a separate, Parameterization connection provided specially for the parameterization.
  • the valve module expediently generates the switching signal itself, for example as a function of at least one sensor signal and / or a control signal generated by a control device.
  • the control device may be, for example, a local control device contained in the valve module or a superimposed external control device.
  • the sensor signal may be generated by an external sensor connected to the valve module, for example a position sensor on the implement.
  • the valve on board the valve module is preferably a switching valve and / or a continuous valve and / or a control valve. Particularly preferred is on board the valve module, a 5/3-way valve.
  • a 5/3-way valve fulfills the function of otherwise required 3/3-pressure control valves.
  • the center position of the directional control valve is the closed position.
  • control interface and the at least one switching output are advantageously connected to one another, so that the switching output can be actuated directly via the control interface.
  • a higher-level control on the control interface can send a switching signal for deactivating or activating the implement to the valve module. This signal is forwarded by the control interface directly to the at least one switching output. This is simplifies the control of the working device.
  • the cabling effort is low, in particular, no separate cables must be placed between the superimposed control device and the switching device.
  • the switching output may expediently comprise a digital and / or an analog switching output.
  • the respective switching state at the switching output can be reported on via the control interface, for example to a higher-level control.
  • the valve module is preferably a separately operable, so to speak, stand-alone valve module.
  • the valve module is designed as a module for a valve battery, which contains a plurality of valve modules lined up, input / output modules and the like.
  • a fluid power arrangement 10a includes a pneumatic drive 11a as a fluid power tool 12a.
  • the drive 11a is a linear drive.
  • the drive 11a is acted upon by a valve module 13a with fluid, in the present case compressed air, so that an actuator element 35a arranged in the interior of the drive 11a drives a carriage 15, which is guided externally on the housing 14 of the drive 11a, back and forth between end stops 16, 17.
  • connections 27, 28 for connecting the valve module 13a to other devices, e.g. Control and sensor devices provided.
  • Display means 32 of the valve module 13a are used to display operating conditions, such as error conditions, correct supply voltage and the like.
  • a reliable and correct tubing or fluid connection between the devices 11a, 13a can be produced by appropriate, optional measures.
  • the device fluid port 18a and the valve module working port 20a have identical release rings 33 as a first mechanical coding.
  • Soldering rings 34 of the fluid ports 19a, 21a are mechanically different from the release rings 33 and thus form a second mechanical coding.
  • the release rings 33 continue to project in front of fluid connection bodies of the fluid connections 18a, 20a than the release rings 34 in the fluid connections 19a, 21a.
  • the fluid lines 22a, 23a and expediently also the fluid connections 18a, 20a or 19a, 21a have, for example, different color codes or corrugations, so that a clear color assignment from fluid line to fluid connection is provided.
  • the valve module 13a includes a valve 38 which is controllable via the control interface 36. Via the control interface 36, the valve module 13a receives position signals for a non-illustrated valve member of the valve 38. However, these position signals are not transmitted directly from the control interface 36 to the valve 38, but to a control device 39 of the valve module 13a.
  • the control device 39 further includes a control module 40, which forms a control device 72.
  • a processor 71 executes program code of the control module 40.
  • the control module 40 controls on the basis of the control interface 36th obtained valve position signals a respective position of the valve 38.
  • the valve 38 is a 5/3-way valve.
  • the control module 40 can be switched over between a position control and a pressure control as well as a proportional control, for example via corresponding control parameters which the valve module 13a receives at the control interface 36 or a parameterization interface 42.
  • the control device 39 evaluates sensor signals 47 obtained, for example, from pressure sensors 43, 44 and 45 of a sensor arrangement 46.
  • the pressure sensors 43, 44 are associated with the working ports 20a, 21a.
  • the pressure sensor 45 detects the supply pressure at the supply connection 24.
  • the sensors 43, 44 and 45 are assigned a pressure detection device 48, which preprocesses the sensor signals 47, for example for the control device 39, for example, adjusts levels, smoothes the sensor signals 47 or the like.
  • the valve module 13a not only pneumatically actuates the implement 12a, but also switches switching means 49a for deactivating the implement 12a.
  • the switching devices 49a comprise switching valves 50 of a valve arrangement 51.
  • the switching valves 50 are connected in the fluid lines 22a, 23a and can pass or block the compressed air flow on these fluid lines.
  • the valve module 13a switches the switching valves 50 via switching outputs 52a of a switching output device 53.
  • the switching outputs 52a are integrated into the housing 26 of the valve module 13a.
  • the valve module 13a has the switching outputs 52a on board.
  • the valve module 13a sends via lines 54a or optionally also via a wireless interface 54b switching signals 54 for switching the switching valves 50 in their blocking position or passage position. For example, in an error case switches the valve module 13a, the two switching valves 50 in their locked position, so that the implement 12a is blocked.
  • the valve assembly 51 forms a fail-safe valve assembly.
  • the valve module 13a reports a respective position of the switching valves 50 via the control interface 36, which forms a transmitting device 79 for transmitting at least one switching state of the switching device 49a.
  • the valve module 13a generates the switching signal 54 in response to, for example, the pressure sensor signals 47. At an unexpected pressure drop at one of the working ports 20a, 21a, at a pressure loss at the supply port 24 or the like, the valve module 13a generates the switching signal 54 for switching the switching valves 50 in their Locked position, so that the implement 12a is turned off.
  • valve module 13a has a temperature control.
  • a temperature sensor 55 monitors the temperature of the valve module 13a, for example the valve 38 or a power supply 61 of the valve module 13a.
  • the temperature sensor 55 generates a temperature sensor signal 56, which receives the switching output device 53 at an input interface 57.
  • the switching output device 53 switches the switching valves 50 into their blocking position.
  • the position sensor 31 can also be connected to the input interface 57, which is indicated by a connection line 73 shown in dashed lines.
  • the position sensor 31 generates a position sensor signal 58.
  • the switching output device switches For example, when a limit position is exceeded, the actuator member 35a approaches too close to the end stops 16 and 17, a predetermined limit speed is exceeded, or the like, the shift output device 53 switches the shift valves 50 to their locked positions.
  • a voltage sensor 59 and a current sensor 60 monitor the power supply 61 of the valve module 13a and the switching output device 53 generates the switching signal 54 on the basis of the sensor signals 74, 75 supplied by the sensors 60, 61, for example in the case of a current or voltage drop the switching valves 50 switches in blocking position.
  • a position sensor 62 of the valve module 13a detects the respective position of a valve member of the valve 38 and generates a position sensor signal 63 dependent on its position.
  • the control module 40 controls the position of the valve member on the basis of the position sensor signal 63.
  • the position sensor 62 also transmits the position sensor signal 63 to the switching output device 53. If, for example, the valve member jams or is braked by an obstacle in its movement, this is recognizable from the position sensor signal 63.
  • the switching output device 53 evaluates the position sensor signal 63 and thus recognizes, for example, a malfunction in the valve 38. In the event of a fault, the switching output device 53 switches the switching valves 50 into the blocking position via at least one switching output 52a.
  • the switching output 52a is a digital switching output.
  • the switching valves 50 could be connected in parallel to a single switching output 52a.
  • the switching output 52a can also be controlled directly by the switching output device 53 and / or the control module 40.
  • the control module 40 may control the switching output means 53 via a line 64 to switch the switching device 49a, for example Switching the switching valves 50 in blocking position or passage position.
  • the switching output device 53 is also controlled via the control interface 36, which is preferably a bus interface.
  • a line 65 is provided.
  • the switching outputs 52a are controlled directly by the control device 39 or by the control interface 36, that is to say that no switching output device 53 must be present.
  • the switching output device 53 can also be controlled via a message input 66, for example a digital or analog message input.
  • a position sensor 70 which signals an end position of the actuator member 35a, can be connected to the message input 66. If the actuator member 35a abuts against the end stop 17, for example, the position sensor 70, for example an inductive sensor, reports this to the signaling input 66.
  • the valve module 13a for example, switches the switching valves 50 into blocking position.
  • the message input 66 which may be a digital or analog message input, is connected to the control interface 36, so that an input signal detected by the message input 66 can be detected directly via the control interface 36, for example can be reported to the higher-level control device 29.
  • the valve module 13a transmits additional diagnostic information, for example a deadlock in the connected implement 12a and / or the valve 38, too high a temperature, too high a current and the like about the Control interface 36 or a diagnostic connection, not shown.
  • additional diagnostic information for example a deadlock in the connected implement 12a and / or the valve 38, too high a temperature, too high a current and the like about the Control interface 36 or a diagnostic connection, not shown.
  • the valve module 13a can be linked to other modules, in particular further valve modules.
  • a fluidic device 10a 'according to FIG. 3 shows, for example, such a concatenated system.
  • Working devices 12a, 12a ' are, for example, components of a multi-axis system, which can be controlled by the control device 29 in an integrated fashion.
  • the valve module 13a is connected via a linking line 69 to a further valve module 13a ', which drives a working device 12a', for example also a fluidic linear drive.
  • the linking line 69 is inserted, for example, in the terminal 28.
  • the linking line 69 is, for example, a bus line.

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Description

Die Erfindung betrifft ein fluidtechnisches, insbesondere pneumatisches, Ventilmodul mit einem Versorgungsanschluss zur Einspeisung von Fluid, und mit mindestens einem fluidtechnischen, insbesondere pneumatischen, über eine Steuerschnittstelle des Ventilmoduls steuerbaren Ventil zur Ansteuerung eines fluidtechnischen Arbeitsgeräts über Arbeitsanschlüsse anhand des eingespeisten Fluids gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a fluid-technical, in particular pneumatic, valve module with a supply connection for supplying fluid, and with at least one fluidic, in particular pneumatic, controllable via a control interface of the valve module valve for controlling a fluid power device via working ports on the basis of the fed fluid according to the preamble of the claim 1.

Ein derartiges Ventilmodul geht z.B. aus WO 01/59307 A1 hervor.Such a valve module goes out, for example WO 01/59307 A1 out.

Bei dem Arbeitsgerät handelt es sich beispielsweise um einen pneumatischen Zylinder, der durch das Ventilmodul pneumatisch angesteuert wird. Das Ventilmodul ist beispielsweise ein Servoventil, insbesondere ein Proportionalventil, das zur Ansteuerung eines pneumatischen Antriebes dient. Der pneumatische Antrieb ist beispielsweise ein pneumatischer Arbeitszylinder, der von dem Ventilmodul angesteuert wird. Das Ventilmodul erhält beispielsweise von einer überlagerten Steuerung Steuersignale zum Schalten seines Ventils. Aus der EP 1 586 777 A1 ist beispielsweise ein derartiges Ventilmodul bekannt. Dieses Ventilmodul hat zudem Sensoren an Bord, beispielsweise Drucksensoren.The working device is, for example, a pneumatic cylinder which is pneumatically controlled by the valve module. The valve module is, for example, a servo valve, in particular a proportional valve, which serves to control a pneumatic drive. The pneumatic drive, for example, a pneumatic working cylinder, which is controlled by the valve module. For example, the valve module receives control signals for switching its valve from a higher-level controller. From the EP 1 586 777 A1 For example, such a valve module is known. This valve module also has sensors on board, such as pressure sensors.

Wenn weitere Schalteinrichtungen benötigt werden, beispielsweise eine Klemmeinrichtung oder eine Bremse zum Klemmen oder Bremsen eines Kraftabgriffs des Arbeitsgerätes, Ventile zum Unterbrechen von Fluidverbindungen beispielsweise im Fehlerfall oder dergleichen, müssen zusätzliche Leitungen zwischen diesen Einrichtungen und der überlagerten Steuerung verlegt werden. Ferner ist es notwendig, dass die überlagerte Steuereinrichtung separate Schaltbefehle zum Schalten der Sicherheitsventile oder der Klemmeinrichtung erzeugen muss.If additional switching devices are required, for example a clamping device or a brake for clamping or braking a force tap of the working device, valves for interrupting fluid connections, for example in the event of a fault or the like, additional lines must be laid between these devices and the higher-level control. Furthermore, it is necessary for the superimposed control device to generate separate switching commands for switching the safety valves or the clamping device.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache Anbindung einer Schalteinrichtung zur weiteren Beeinflussung eines durch ein Ventilmodul der eingangs genannten Art angesteuerten Arbeitsgerätes bereit zu stellen.It is therefore the object of the present invention to provide a simple connection of a switching device for further influencing a controlled by a valve module of the type mentioned implement.

Zur Lösung der Aufgabe ist ein Ventilmodul gemäß der technischen Lehre des Anspruchs 1 vorgesehen.To solve the problem, a valve module according to the technical teaching of claim 1 is provided.

Mit dem integrierten Schaltausgang kann das erfindungsgemäße Ventilmodul ein angeschlossenes Gerät vorzugsweise direkt ansteuern, z.B. ein Schaltventil zwischen einer Sperr- und einer Freigabestellung umschalten.With the integrated switching output, the valve module according to the invention can preferably drive a connected device directly, e.g. switching a switching valve between a blocking and a release position.

Das erfindungsgemäße Konzept sieht vor, dass ein Schaltsignal, vorzugsweise ein Sicherheits-Schaltsignal, direkt von dem Ventilmodul erzeugt wird und an dem einen oder den mehreren Schaltausgängen zur Verfügung steht. Das Ventilmodul kann das Schaltsignal aber beispielsweise auch an der Steuerschnittstelle von der überlagerten Steuerung empfangen. Über die Steuerschnittstelle erhält das Ventilmodul ansonsten die üblichen Signale, beispielsweise Ventilstellungssignale zur Einstellung einer Stellung eines Ventilgliedes des Ventils an Bord des Ventilmoduls.The concept according to the invention provides that a switching signal, preferably a safety switching signal, is generated directly by the valve module and is available at the one or more switching outputs. However, the valve module may also receive the switching signal at the control interface from the higher-level controller, for example. The valve module otherwise receives the usual signals via the control interface, for example valve position signals for setting a position of a valve member of the valve on board the valve module.

Der mindestens eine Schaltausgang ist parametrierbar. So sind beispielsweise Grenzwerte der Sensorwerte, Abschaltzeiten oder Einschaltzeiten, Bremswerte, Toleranzen, beispielsweise Spannungstoleranzen, oder dergleichen als Parameter einstellbar. Die Parametrierung kann über die Steuerschnittstelle erfolgen oder über einen separaten, speziell für die Parametrierung vorgesehenen Parametrieranschluss.The at least one switching output can be parameterized. For example, limit values of the sensor values, switch-off times or switch-on times, braking values, tolerances, for example voltage tolerances, or the like can be set as parameters. The parameterization can be done via the control interface or via a separate, Parameterization connection provided specially for the parameterization.

Der mindestens eine Schaltäusgang ist z.B. ein leitungsgebundener optischer oder elektrischer Schaltausgang. Der mindestens eine Schaltausgang kann auch Bestandteil einer drahtlosen Schnittstelle, z.B. einer optischen Schnittstelle oder einer Funk-Schnittstelle, sein.The at least one switching operation is e.g. a wired optical or electrical switching output. The at least one switching output may also be part of a wireless interface, e.g. an optical interface or a radio interface.

Das Ventilmodul erzeugt das Schaltsignal zweckmäßigerweise selbst, beispielsweise in Abhängigkeit von mindestens einem Sensorsignal und/oder einem durch eine Steuereinrichtung erzeugten Steuersignal. Die Steuereinrichtung kann beispielsweise eine lokale, in dem Ventilmodul enthaltene Steuereinrichtung oder eine überlagerte, externe Steuereinrichtung sein. Das Sensorsignal kann von einem externen Sensor, der mit dem Ventilmodul verbunden ist, beispielsweise einem Positionssensor an dem Arbeitsgerät, erzeugt werden.The valve module expediently generates the switching signal itself, for example as a function of at least one sensor signal and / or a control signal generated by a control device. The control device may be, for example, a local control device contained in the valve module or a superimposed external control device. The sensor signal may be generated by an external sensor connected to the valve module, for example a position sensor on the implement.

Eine bevorzugte Variante der Erfindung sieht jedoch vor, dass an Bord des Ventilmoduls eine Sensoranordnung zur Erzeugung eines Sensorsignals vorgesehen ist. Die Sensoranordnung erzeugt das Sensorsignal in Abhängigkeit beispielsweise von einem Betriebszustand des Ventilmoduls oder des angeschlossenen Arbeitsgeräts. Die Sensoranordnung kann vorzugsweise einen oder mehrere Drucksensoren zum Erfassen eines an einem Arbeitsanschluss oder dem Versorgungsanschluss anliegenden Drucks umfassen. Auch eine Durchflussmessung für den Arbeitsanschluss und/oder den Versorgungsanschluss kann durch einen geeigneten Durchflusssensor durchgeführt werden. Die Sensoranordnung kann aber auch einen Positionssensor zur Erfassung einer Stellung eines Ventilglieds des Ventils an Bord des Ventilmoduls, einen Temperatursensor, einen Spannungssensor oder einen Stromsensor umfassen. Es versteht sich, dass je nach Bedarf auch weitere Sensormittel bei dem Ventilmodul vorhanden sein können.A preferred variant of the invention, however, provides that a sensor arrangement for generating a sensor signal is provided on board the valve module. The sensor arrangement generates the sensor signal as a function of, for example, an operating state of the valve module or the connected implement. The sensor arrangement may preferably comprise one or more pressure sensors for detecting a pressure applied to a working connection or to the supply connection. A flow measurement for the working connection and / or the supply connection can also be carried out by means of a suitable flow sensor. The sensor arrangement may also include a position sensor for detecting a position of a valve member of the valve on board the valve module, a temperature sensor, a voltage sensor or a current sensor include. It is understood that, depending on requirements, further sensor means may be present in the valve module.

Die Schalteinrichtung umfasst beispielsweise eine zwischen das Ventilmodul und das Arbeitsgerät geschaltete Ventilanordnung. Die Ventilanordnung bildet zweckmäßigerweise eine sogenannte Fail-Safe-Schaltung. Mit der Ventilanordnung kann ein Fluidfluss von und/oder zu dem Arbeitsgerät beeinflusst werden, beispielsweise unterbrochen werden. So kann das Arbeitsgerät beispielsweise abgeschaltet werden. Bei der Schalteinrichtung kann es sich aber auch um eine auf ein Aktorglied des Arbeitsgeräts wirkende Brems- und/oder Klemmeinrichtung handeln, die direkt oder indirekt auf das Aktorglied wirkt. Indirekt kann die Schalteinrichtung beispielsweise über einen mit dem Aktorglied verbundenen Kraftabgriff mit dem Aktor-glied zusammenwirken. Die Klemmeinrichtung kann im Fehlerfall beispielsweise das Aktorglied an Ort und Stelle halten.The switching device comprises, for example, a valve arrangement connected between the valve module and the working device. The valve arrangement expediently forms a so-called fail-safe circuit. With the valve arrangement, a fluid flow from and / or to the implement can be influenced, for example, interrupted. So the implement can be turned off, for example. The switching device may also be a braking and / or clamping device acting on an actuator element of the working device, which acts directly or indirectly on the actuator element. Indirectly, the switching device can cooperate with the actuator member, for example via a force tap connected to the actuator member. The clamping device can hold in case of failure, for example, the actuator member in place.

Zweckmäßigerweise ist an Bord des Ventilmoduls eine lokale Steuerungseinrichtung zur Steuerung des Ventils des Ventilmoduls vorgesehen. Auch eine Regelungseinrichtung, die auch einen Bestandteil der Steuerungseinrichtung bilden kann, zur Regelung des Ventils ist zweckmäßig. So ist beispielsweise eine Lage- oder Kraftregelung vorteilhaft. Dann ist das an der Steuerschnittstelle bereitgestellte Eingangssignal beispielsweise ein Ventilstellungssignal.Conveniently, a local control device for controlling the valve of the valve module is provided on board the valve module. Also, a control device, which may also form part of the control device for controlling the valve is appropriate. For example, a position or force control is advantageous. Then, the input signal provided at the control interface is, for example, a valve position signal.

Die Regelungseinrichtung kann aber auch zur Ansteuerung des Ventils als ein Proportionalventil, ein Druckregelventil, insbesondere ein Differenzdruckregelventil, ausgestaltet sein. Die Druckregelung erfolgt hochdynamisch. In diesem Betriebsfall erhält das Ventilmodul beispielsweise Drucksollwerte über die Steuerschnittstelle. Es versteht sich, dass die Regelungseinrichtung zwischen den verschiedenen Regelungsmodi zweckmäßigerweise umschaltbar sein kann, beispielsweise über die vorgenannte Parametrierschnittstelle oder die Steuerschnittstelle.The control device can also be used to control the valve as a proportional valve, a pressure control valve, in particular a differential pressure control valve be configured. The pressure control is highly dynamic. In this operating case, the valve module receives, for example, pressure setpoints via the control interface. It is understood that the control device between the various control modes may be conveniently switchable, for example via the aforementioned parameterization interface or the control interface.

Die Steuereinrichtung oder die Regelungseinrichtung sind vorteilhaft zur Ansteuerung des mindestens einen Schaltausgangs ausgestaltet. So kann die Steuereinrichtung beispielsweise in einem Fehlerfall ein Steuersignal über den Schaltausgang ausgeben, die die Schalteinrichtung zum Deaktivieren des Arbeitsgerätes anweist. Beispielsweise kann die vorgenannte Fail-Safe-Ventilanordnung zum Sperren der Fluidverbindungen zwischen dem Ventilmodul und dem Arbeitsgerät angesteuert werden.The control device or the control device are advantageously designed to control the at least one switching output. For example, in the event of an error, the control device can output a control signal via the switching output, which instructs the switching device to deactivate the working device. For example, the aforementioned fail-safe valve arrangement for blocking the fluid connections between the valve module and the implement can be controlled.

Das Ventil an Bord des Ventilmoduls ist vorzugsweise ein Schaltventil und/oder ein Stetigventil und/oder ein Regelventil. Besonders bevorzugt ist an Bord des Ventilmoduls ein 5/3-Wegeventil. Ein 5/3-Wegeventil erfüllt die Funktion von ansonsten erforderlichen 3/3-Druckregelventilen. Vorzugsweise ist die Mittelstellung des Wegeventils die Schließ-Stellung.The valve on board the valve module is preferably a switching valve and / or a continuous valve and / or a control valve. Particularly preferred is on board the valve module, a 5/3-way valve. A 5/3-way valve fulfills the function of otherwise required 3/3-pressure control valves. Preferably, the center position of the directional control valve is the closed position.

Die Steuerschnittstelle und der mindestens eine Schaltausgang sind vorteilhaft miteinander verbunden, sodass der Schaltausgang unmittelbar über die Steuerschnittstelle betätigbar ist. So kann beispielsweise eine überlagerte Steuerung an der Steuerschnittstelle ein Schaltsignal zum Deaktivieren oder Aktivieren des Arbeitsgerätes an das Ventilmodul senden. Dieses Signal wird von der Steuerschnittstelle unmittelbar an den mindestens einen Schaltausgang weitergeleitet. Damit ist die Ansteuerung der Arbeitseinrichtung vereinfacht. Der Verkabelungsaufwand ist gering, insbesondere müssen zwischen der überlagerten Steuereinrichtung und der Schalteinrichtung keine separaten Kabel gelegt werden.The control interface and the at least one switching output are advantageously connected to one another, so that the switching output can be actuated directly via the control interface. For example, a higher-level control on the control interface can send a switching signal for deactivating or activating the implement to the valve module. This signal is forwarded by the control interface directly to the at least one switching output. This is simplifies the control of the working device. The cabling effort is low, in particular, no separate cables must be placed between the superimposed control device and the switching device.

Die Steuerschnittstelle ist vorteilhaft eine Bus-Schnittstelle, beispielsweise eine Feldbus-Schnittstelle.The control interface is advantageously a bus interface, for example a fieldbus interface.

Das Ventilmodul hat zweckmäßigerweise eine Verkettungsschnittstelle zum Verketten mit weiteren Ventilmodulen oder weiteren, insbesondere über einen Bus mit dem Ventilmodul verbundenen Geräten. Beispielsweise ist die Steuerschnittstelle zu der Bus-Schnittstelle durchgeschleift.The valve module expediently has a linking interface for linking with further valve modules or further devices, in particular connected via a bus to the valve module. For example, the control interface is looped through to the bus interface.

Vorteilhaft hat das Ventilmodul eine Sendeeinrichtung zum Senden von Diagnosedaten und/oder Gerätedaten des Ventilmoduls, eines an das Ventilmodul angeschlossenen Geräts, beispielsweise des Arbeitsgerät oder der Schalteinrichtung. Somit kann die Sendeeinrichtung beispielsweise einen Schaltzustand der Schalteinrichtung melden.Advantageously, the valve module has a transmitting device for transmitting diagnostic data and / or device data of the valve module, a device connected to the valve module, for example, the implement or the switching device. Thus, the transmitting device can for example report a switching state of the switching device.

Der Schaltausgang kann zweckmäßigerweise einen digitalen und/oder einen analogen Schaltausgang umfassen. Vorteilhaft kann der jeweilige Schaltzustand am Schaltausgang über die Steuerschnittstelle weitergemeldet werden, zum Beispiel an eine überlagerte Steuerung.The switching output may expediently comprise a digital and / or an analog switching output. Advantageously, the respective switching state at the switching output can be reported on via the control interface, for example to a higher-level control.

Ferner ist das erfindungsgemäße Ventilmodul nicht nur zur Ausgabe von Schaltsignalen, sondern auch zur Erfassung von Eingangssignalen ausgestaltet, wofür zweckmäßigerweise mindestens ein in das Gehäuse des Ventilmoduls integrierter Meldeeingang vorgesehen ist. Der Meldeeingang kann zur Erfassung digitaler und/oder analoger Daten ausgestaltet sein. Über den Meldeeingang können beispielsweise Positionssensoren oder sonstige Sensoren, die insbesondere an dem Arbeitsgerät angeordnet sind, Meldesignale an das Ventilmodul melden. Der Meldeeingang und der Schaltausgang sind zweckmäßigerweise miteinander gekoppelt, beispielsweise direkt über eine Leitungsverbindung oder indirekt, beispielsweise über die Steuereinrichtung oder Regeleinrichtung des Ventilmoduls. Der Schaltausgang erzeugt das Schaltsignal in Abhängigkeit von mindestens einem Eingangssignal, das an dem Meldeeingang anliegt.Furthermore, the valve module according to the invention is designed not only for the output of switching signals, but also for the detection of input signals, for which purpose expediently at least one signal input integrated in the housing of the valve module is provided. The message input can be designed to detect digital and / or analog data. For example, position sensors can be used via the message input or other sensors, which are arranged in particular on the working device, report reporting signals to the valve module. The message input and the switching output are expediently coupled to one another, for example, directly via a line connection or indirectly, for example via the control device or regulating device of the valve module. The switching output generates the switching signal as a function of at least one input signal which is present at the message input.

Das Ventilmodul ist vorzugsweise ein separat betreibbares, sozusagen Stand-alone-Ventilmodul. Eine alternative Ausführungsform kann aber auch vorsehen, dass das Ventilmodul als ein Modul für eine Ventilbatterie ausgestaltet ist, die mehrere aneinandergereihte Ventilmodule, Ein-/Ausgabemodule und dergleichen enthält.The valve module is preferably a separately operable, so to speak, stand-alone valve module. However, an alternative embodiment may also provide that the valve module is designed as a module for a valve battery, which contains a plurality of valve modules lined up, input / output modules and the like.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Figur 1
eine schematische Ansicht einer fluidtechnischen Anordnung mit einem pneumatischen Linearantrieb und einem pneumatischen Ventilmodul zu dessen Ansteuerung,
Figur 2
eine perspektivische Ansicht der Anordnung gemäß Figur 1,
Figur 3
zwei miteinander verkettete Ventilmodule zur Ansteuerung jeweils eines Arbeitsgerätes und
Figur 4
eine schematische Ansicht eines Ventilmoduls als Bestandteil einer Ventilbatterie, das einen pneumatischen Arbeitszylinder ansteuert.
Hereinafter, embodiments of the invention will be explained with reference to the drawing. Show it:
FIG. 1
a schematic view of a fluid power arrangement with a pneumatic linear actuator and a pneumatic valve module to its control,
FIG. 2
a perspective view of the arrangement according to FIG. 1 .
FIG. 3
two concatenated valve modules for controlling a respective implement and
FIG. 4
a schematic view of a valve module as part of a valve battery that drives a pneumatic cylinder.

Bei den nachfolgenden Ausführungsbeispielen sind gleiche oder gleichartige Bauteile mit gleichen oder mit Indizes a, b versehenen Bezugszeichen bezeichnet.In the following embodiments, identical or similar components with the same or indices a, b provided reference numerals.

Eine fluidtechnische Anordnung 10a enthält einen pneumatischen Antrieb 11a als fluidtechnisches Arbeitsgerät 12a. Der Antrieb 11a ist ein Linearantrieb. Der Antrieb 11a wird durch ein Ventilmodul 13a mit Fluid, vorliegend Druckluft, beaufschlagt, sodass ein im Innern des Antriebes 11a angeordnetes Aktorglied 35a einen außen am Gehäuse 14 des Antriebs 11a geführten Schlitten 15 zwischen Endanschlägen 16, 17 hin und her antreibt.A fluid power arrangement 10a includes a pneumatic drive 11a as a fluid power tool 12a. The drive 11a is a linear drive. The drive 11a is acted upon by a valve module 13a with fluid, in the present case compressed air, so that an actuator element 35a arranged in the interior of the drive 11a drives a carriage 15, which is guided externally on the housing 14 of the drive 11a, back and forth between end stops 16, 17.

Für eine Vorwärtsfahrt V des Schlittens 15 in Richtung des Endanschlags 17 beaufschlagt das Ventilmodul 13a den Antrieb 11a an einem Geräte-Fluidanschluss 18a mit Fluid, während aus einem beim Endanschlag 17 angeordneten, abtriebsseitigen Geräte-Fluidanschluss 19a Druckluft ausströmen kann. In umgekehrter Richtung, das heißt bei einer Rückwärtsfahrt R, beaufschlagt das Ventilmodul 13a den Geräte-Fluidanschluss 19a mit Druckluft, während aus dem dann abströmseitigen Geräte-Fluidanschluss 18a Druckluft ausströmen kann.For a forward movement V of the carriage 15 in the direction of the end stop 17, the valve module 13a acts on the drive 11a at a device fluid port 18a with fluid, while compressed air can flow out of a discharge-side device fluid port 19a arranged at the end stop 17. In the reverse direction, that is to say in a reverse drive R, the valve module 13a pressurizes the device fluid connection 19a with compressed air, while compressed air can flow out of the then downstream device fluid connection 18a.

Die Geräte-Fluidanschlüsse 18a, 19a sind mit Ventilmodul-Arbeitsanschlüssen 20a, 21a des Ventilmoduls 13a über Fluidleitungen 22a, 23a verbindbar und zum Betrieb der Anordnung 10a verbunden. Die Fluidleitungen 22a, 23a sind flexible Schläuche, die in die Fluidanschlüsse 18a-21a einsteckbar sind und von diesen dann vorteilhaft selbsttätig verriegelt werden.The device fluid ports 18a, 19a are connectable to valve module working ports 20a, 21a of the valve module 13a via fluid conduits 22a, 23a and connected to operate the assembly 10a. The fluid conduits 22a, 23a are flexible hoses which can be inserted into the fluid connections 18a-21a and are then advantageously automatically locked by them.

Das Ventilmodul 13a ist über einen Versorgungsanschluss 24 mit Druckluft versorgbar. Aus dem Arbeitsgerät 12a in das Ventilmodul 13a zurückströmende Druckluft kann über eine Ablufteinrichtung 25, beispielsweise einen Schalldämpfer, ausströmen. Die Ablufteinrichtung 25 bildet vorteilhaft einen Bestandteil des Ventilmoduls 13a und ist an dessen Gehäuse 26 angeordnet.The valve module 13a can be supplied with compressed air via a supply connection 24. Compressed air flowing back from the implement 12a into the valve module 13a can be conveyed via an exhaust device 25, for example, a silencer, flow out. The exhaust device 25 advantageously forms part of the valve module 13 a and is arranged on the housing 26.

Am Gehäuse 26 sind ferner Anschlüsse 27, 28 zur Anbindung des Ventilmoduls 13a an weitere Einrichtungen, z.B. Steuerungs- und Sensoreinrichtungen, vorgesehen.On the housing 26 are also connections 27, 28 for connecting the valve module 13a to other devices, e.g. Control and sensor devices provided.

Beispielsweise ist der Anschluss 27 ein Bestandteil einer Steuerschnittstelle 36. Die Steuerschnittstelle 36 enthält eine Bus-Schnittstelle 37 zum Anschluss einer das Ventilmodul 13a steuernden oder regelnden Steuerungseinrichtung 29.For example, the connection 27 is part of a control interface 36. The control interface 36 contains a bus interface 37 for connecting a control device 29 controlling or regulating the valve module 13a.

Der Anschluss 28 ist Bestandteil einer Verkettungsschnittstelle 41 zum Verketten des Ventilmoduls 13a mit weiteren Ventilmodulen, z.B. einem Ventilmodul 13a' (siehe Figur 3). Die Verkettungsschnittstelle 41 ist z.B. eine Bus-Schnittstelle, z.B. eine Feldbus-Schnittstelle. Leitungen der Steuerschnittstelle 36 sind z.B. zu der Verkettungsschnittstelle 41 durchgeschleift.The connection 28 is part of a linking interface 41 for linking the valve module 13a to other valve modules, eg a valve module 13a '(see FIG FIG. 3 ). The linking interface 41 is, for example, a bus interface, eg a fieldbus interface. Lines of the control interface 36 are looped through to the interlinking interface 41, for example.

Eine Verbindungsleitung 30 zu einer Positionssensoreinrichtung 31 zur Erfassung einer jeweiligen Position des Schlittens 15 kann aber auch mit der Verkettungsschnittstelle 41 verbunden werden, wenn die Positionssensoreinrichtung 31 z.B. eine Bus-Schnittstelle aufweist.However, a connection line 30 to a position sensor device 31 for detecting a respective position of the carriage 15 may also be connected to the interlinking interface 41, if the position sensor device 31, e.g. has a bus interface.

Anzeigemittel 32 des Ventilmoduls 13a dienen zur Anzeige von Betriebszuständen, beispielsweise Fehlerzuständen, korrekter Versorgungsspannung und dergleichen.Display means 32 of the valve module 13a are used to display operating conditions, such as error conditions, correct supply voltage and the like.

Durch die Ausgestaltung der Anschlüsse 27 und 28 als Buchse und Stecker ist eine elektrisch korrekte elektrische Verkabelung der Anordnung 10 leicht herstellbar.Due to the configuration of the terminals 27 and 28 as a socket and plug an electrically correct electrical wiring of the assembly 10 is easy to produce.

Auch in fluidtechnischer oder pneumatischer Hinsicht kann eine betriebssichere und korrekte Verschlauchung beziehungsweise Fluid-Verbindung zwischen den Geräten 11a, 13a durch zweckmäßige, optionale Maßnahmen hergestellt werden. Beispielsweise haben der Geräte-Fluidanschluss 18a und der Ventilmodul-Arbeitsanschluss 20a als eine erste mechanische Kodierung identische Löseringe 33. Löseringe 34 der Fluidanschlüsse 19a, 21a unterscheiden sich mechanisch von den Löseringen 33 und bilden somit eine zweite mechanische Kodierung. Beispielsweise stehen die Löseringe 33 weiter vor Fluidanschlusskörper der Fluidanschlüsse 18a, 20a vor als die Löseringe 34 bei den Fluidanschlüssen 19a, 21a. Ferner haben die Fluidleitungen 22a, 23a und zweckmäßigerweise auch die Fluidanschlüsse 18a, 20a bzw. 19a, 21a beispielsweise unterschiedliche Farbkodierungen oder Riffelungen, sodass eine klare Farbzuordnung von Fluidleitung zu Fluidanschluss gegeben ist.Also in terms of fluid technology or pneumatics, a reliable and correct tubing or fluid connection between the devices 11a, 13a can be produced by appropriate, optional measures. For example, the device fluid port 18a and the valve module working port 20a have identical release rings 33 as a first mechanical coding. Soldering rings 34 of the fluid ports 19a, 21a are mechanically different from the release rings 33 and thus form a second mechanical coding. For example, the release rings 33 continue to project in front of fluid connection bodies of the fluid connections 18a, 20a than the release rings 34 in the fluid connections 19a, 21a. Furthermore, the fluid lines 22a, 23a and expediently also the fluid connections 18a, 20a or 19a, 21a have, for example, different color codes or corrugations, so that a clear color assignment from fluid line to fluid connection is provided.

Das Ventilmodul 13a enthält ein Ventil 38, das über die Steuerschnittstelle 36 steuerbar ist. Über die Steuerschnittstelle 36 erhält das Ventilmodul 13a Positionssignale für ein nicht dargestelltes Ventilglied des Ventils 38. Diese Positionssignale werden jedoch von der Steuerschnittstelle 36 nicht unmittelbar an das Ventil 38 übermittelt, sondern an eine Steuereinrichtung 39 des Ventilmoduls 13a.The valve module 13a includes a valve 38 which is controllable via the control interface 36. Via the control interface 36, the valve module 13a receives position signals for a non-illustrated valve member of the valve 38. However, these position signals are not transmitted directly from the control interface 36 to the valve 38, but to a control device 39 of the valve module 13a.

Die Steuereinrichtung 39 enthält ferner ein Regelungsmodul 40, das eine Regelungseinrichtung 72 bildet. Ein Prozessor 71 führt Programmcode des Regelungsmoduls 40 aus. Das Regelungsmodul 40 regelt anhand von über die Steuerschnittstelle 36 erhaltene Ventilstellungssignale eine jeweilige Stellung des Ventils 38. Das Ventil 38 ist ein 5/3-Wegeventil. Das Regelungsmodul 40 ist zwischen einer Positionsregelung und einer Druckregelung sowie einer Proportionalregelung umschaltbar, beispielsweise über entsprechende Steuerparameter, die das Ventilmodul 13a an der Steuerschnittstelle 36 oder einer Parametrierschnittstelle 42 erhält.The control device 39 further includes a control module 40, which forms a control device 72. A processor 71 executes program code of the control module 40. The control module 40 controls on the basis of the control interface 36th obtained valve position signals a respective position of the valve 38. The valve 38 is a 5/3-way valve. The control module 40 can be switched over between a position control and a pressure control as well as a proportional control, for example via corresponding control parameters which the valve module 13a receives at the control interface 36 or a parameterization interface 42.

Zu einer Druckregelung wertet die Steuereinrichtung 39 beispielsweise von Drucksensoren 43, 44 und 45 einer Sensoranordnung 46 erhaltene Sensorsignale 47 aus. Die Drucksensoren 43, 44 sind den Arbeitsanschlüssen 20a, 21a zugeordnet. Der Drucksensor 45 erfasst den Versorgungsdruck am Versorgungsanschluss 24. Optional ist den Sensoren 43, 44 und 45 eine Druckerfassungseinrichtung 48 zugeordnet, die die Sensorsignale 47 beispielsweise für die Steuereinrichtung 39 vorverarbeitet, beispielsweise Pegel anpasst, die Sensorsignale 47 glättet oder dergleichen.For a pressure control, the control device 39 evaluates sensor signals 47 obtained, for example, from pressure sensors 43, 44 and 45 of a sensor arrangement 46. The pressure sensors 43, 44 are associated with the working ports 20a, 21a. The pressure sensor 45 detects the supply pressure at the supply connection 24. Optionally, the sensors 43, 44 and 45 are assigned a pressure detection device 48, which preprocesses the sensor signals 47, for example for the control device 39, for example, adjusts levels, smoothes the sensor signals 47 or the like.

Das Ventilmodul 13a steuert jedoch nicht nur das Arbeitsgerät 12a pneumatisch an, sondern schaltet zudem noch Schalteinrichtungen 49a zum Deaktivieren des Arbeitsgerätes 12a. Die Schalteinrichtungen 49a umfassen Schaltventile 50 einer Ventilanordnung 51. Die Schaltventile 50 sind in die Fluidleitungen 22a, 23a geschaltet und können den Druckluftdurchfluss auf diesen Fluidleitungen durchlassen oder sperren. Das Ventilmodul 13a schaltet die Schaltventile 50 über Schaltausgänge 52a einer Schaltausgabeeinrichtung 53. Die Schaltausgänge 52a sind in das Gehäuse 26 des Ventilmoduls 13a integriert. Das Ventilmodul 13a hat die Schaltausgänge 52a an Bord. Das Ventilmodul 13a sendet über Leitungen 54a oder wahlweise auch über eine drahtlose Schnittstelle 54b Schaltsignale 54 zum Schalten der Schaltventile 50 in ihre Sperrstellung oder Durchlassstellung. Beispielsweise in einem Fehlerfall schaltet das Ventilmodul 13a die beiden Schaltventile 50 in ihre Sperrstellung, sodass das Arbeitsgerät 12a blockiert ist. Somit bildet die Ventilanordnung 51 eine Fail-Safe-Ventilanordnung.However, the valve module 13a not only pneumatically actuates the implement 12a, but also switches switching means 49a for deactivating the implement 12a. The switching devices 49a comprise switching valves 50 of a valve arrangement 51. The switching valves 50 are connected in the fluid lines 22a, 23a and can pass or block the compressed air flow on these fluid lines. The valve module 13a switches the switching valves 50 via switching outputs 52a of a switching output device 53. The switching outputs 52a are integrated into the housing 26 of the valve module 13a. The valve module 13a has the switching outputs 52a on board. The valve module 13a sends via lines 54a or optionally also via a wireless interface 54b switching signals 54 for switching the switching valves 50 in their blocking position or passage position. For example, in an error case switches the valve module 13a, the two switching valves 50 in their locked position, so that the implement 12a is blocked. Thus, the valve assembly 51 forms a fail-safe valve assembly.

Das Ventilmodul 13a meldet eine jeweilige Stellung der Schaltventile 50 über die Steuerungsschnittstelle 36, die insofern eine Sendeeinrichtung 79 zum Senden mindestens eines Schaltzustandes der Schalteinrichtung 49a bildet.The valve module 13a reports a respective position of the switching valves 50 via the control interface 36, which forms a transmitting device 79 for transmitting at least one switching state of the switching device 49a.

Das Ventilmodul 13a erzeugt das Schaltsignal 54 in Abhängigkeit beispielsweise der Druck-Sensorsignale 47. Bei einem unerwarteten Druckabfall an einem der Arbeitsanschlüsse 20a, 21a, bei einem Druckverlust am Versorgungsanschluss 24 oder dergleichen erzeugt das Ventilmodul 13a das Schaltsignal 54 zum Schalten der Schaltventile 50 in ihre Sperrstellung, so dass das Arbeitsgerät 12a abgeschaltet ist.The valve module 13a generates the switching signal 54 in response to, for example, the pressure sensor signals 47. At an unexpected pressure drop at one of the working ports 20a, 21a, at a pressure loss at the supply port 24 or the like, the valve module 13a generates the switching signal 54 for switching the switching valves 50 in their Locked position, so that the implement 12a is turned off.

Ferner hat das Ventilmodul 13a eine Temperaturüberwachung. Ein Temperatursensor 55 überwacht die Temperatur des Ventilmoduls 13a, beispielsweise des Ventils 38 oder einer Stromversorgung 61 des Ventilmoduls 13a. Der Temperatursensor 55 erzeugt ein Temperatur-Sensorsignal 56, das die Schaltausgabeeinrichtung 53 an einer Eingangsschnittstelle 57 empfängt. Bei Überschreiten eines beispielsweise an der Parametrierschnittstelle 42 einstellbaren Temperaturgrenzwertes schaltet die Schaltausgabeeinrichtung 53 die Schaltventile 50 in ihre Sperrstellung.Furthermore, the valve module 13a has a temperature control. A temperature sensor 55 monitors the temperature of the valve module 13a, for example the valve 38 or a power supply 61 of the valve module 13a. The temperature sensor 55 generates a temperature sensor signal 56, which receives the switching output device 53 at an input interface 57. When a temperature limit value that can be set, for example, at the parameterization interface 42 is exceeded, the switching output device 53 switches the switching valves 50 into their blocking position.

An die Eingangsschnittstelle 57 kann auch beispielsweise der Positionssensor 31 angeschlossen werden, was durch eine gestrichelt dargestellte Verbindungsleitung 73 angedeutet ist. Der Positionssensor 31 erzeugt ein Positions-Sensorsignal 58. In Abhängigkeit von dem Sensorsignal 58 schaltet die Schaltausgabeeinrichtung 53 die Schaltventile 50. Wenn beispielsweise eine Grenzposition überschritten ist, das Aktorglied 35a beispielsweise zu nahe an die Endanschläge 16 und 17 heranfährt, eine vorbestimmte Grenzgeschwindigkeit überschritten wird oder dergleichen, schaltet die Schaltausgabeeinrichtung 53 die Schaltventile 50 in ihre Sperrstellung.For example, the position sensor 31 can also be connected to the input interface 57, which is indicated by a connection line 73 shown in dashed lines. The position sensor 31 generates a position sensor signal 58. In response to the sensor signal 58, the switching output device switches For example, when a limit position is exceeded, the actuator member 35a approaches too close to the end stops 16 and 17, a predetermined limit speed is exceeded, or the like, the shift output device 53 switches the shift valves 50 to their locked positions.

Weiterhin ist es denkbar, dass beispielsweise ein Spannungssensor 59 und ein Stromsensor 60 die Stromversorgung 61 des Ventilmoduls 13a überwachen und die Schaltausgabeeinrichtung 53 anhand der von den Sensoren 60, 61 gelieferten Sensorsignale 74, 75 das Schaltsignal 54 erzeugt, beispielsweise bei einem Strom- oder Spannungsabfall die Schaltventile 50 in Sperrstellung schaltet.Furthermore, it is conceivable that, for example, a voltage sensor 59 and a current sensor 60 monitor the power supply 61 of the valve module 13a and the switching output device 53 generates the switching signal 54 on the basis of the sensor signals 74, 75 supplied by the sensors 60, 61, for example in the case of a current or voltage drop the switching valves 50 switches in blocking position.

Ein Positionssensor 62 des Ventilmoduls 13a erfasst die jeweilige Position eines Ventilglieds des Ventils 38 und erzeugt ein von dessen Position abhängiges Positions-Sensorsignal 63. Das Regelungsmodul 40 regelt anhand des Positions-Sensorsignals 63 die Position des Ventilglieds.A position sensor 62 of the valve module 13a detects the respective position of a valve member of the valve 38 and generates a position sensor signal 63 dependent on its position. The control module 40 controls the position of the valve member on the basis of the position sensor signal 63.

Der Positionssensor 62 übermittelt das Positions-Sensorsignal 63 auch an die Schaltausgabeeinrichtung 53. Wenn das Ventilglied beispielsweise klemmt oder durch ein Hindernis in seiner Bewegung gebremst wird, ist dies anhand des Positions-Sensorsignals 63 erkennbar. Die Schaltausgabeeinrichtung 53 wertet das Positions-Sensorsignal 63 aus und erkennt so beispielsweise eine Störung beim Ventil 38. Bei einer Störung schaltet die Schaltausgabeeinrichtung 53 über mindestens einen Schaltausgang 52a die Schaltventile 50 in Sperrstellung. Der Schaltausgang 52a ist ein digitaler Schaltausgang. Die Schaltventile 50 könnten parallel an einen einzigen Schaltausgang 52a angeschlossen sein.The position sensor 62 also transmits the position sensor signal 63 to the switching output device 53. If, for example, the valve member jams or is braked by an obstacle in its movement, this is recognizable from the position sensor signal 63. The switching output device 53 evaluates the position sensor signal 63 and thus recognizes, for example, a malfunction in the valve 38. In the event of a fault, the switching output device 53 switches the switching valves 50 into the blocking position via at least one switching output 52a. The switching output 52a is a digital switching output. The switching valves 50 could be connected in parallel to a single switching output 52a.

Der Schaltausgang 52a kann auch unmittelbar durch die Schaltausgabeeinrichtung 53 und/oder das Regelungsmodul 40 angesteuert werden. Wenn beispielsweise das Regelungsmodul 40 bei der Regelung des Ventils 38 eine Störung erkennt, einen Druckabfall an einem der Fluidanschlüsse 20a, 21a oder 24 erfasst oder dergleichen, kann das Regelungsmodul 40 über eine Leitung 64 die Schaltausgabeeinrichtung 53 zum Schalten der Schalteinrichtung 49a ansteuern, beispielsweise zum Schalten der Schaltventile 50 in Sperrstellung oder Durchlassstellung. Ferner ist es möglich, dass die Schaltausgabeeinrichtung 53 auch über die Steuerschnittstelle 36, die vorzugsweise eine Bus-Schnittstelle ist, angesteuert wird. Hierfür ist eine Leitung 65 vorgesehen. Bei beiden vorgenannten Ausführungsformen ist denkbar, dass die Schaltausgänge 52a unmittelbar von der Steuereinrichtung 39 oder von der Steuerschnittstelle 36 aus angesteuert werden, das heißt, dass keine Schaltausgabeeinrichtung 53 vorhanden sein muss.The switching output 52a can also be controlled directly by the switching output device 53 and / or the control module 40. For example, when the control module 40 detects a fault in the control of the valve 38, detects a pressure drop at one of the fluid ports 20a, 21a, or 24, or the like, the control module 40 may control the switching output means 53 via a line 64 to switch the switching device 49a, for example Switching the switching valves 50 in blocking position or passage position. Furthermore, it is possible that the switching output device 53 is also controlled via the control interface 36, which is preferably a bus interface. For this purpose, a line 65 is provided. In both of the aforementioned embodiments, it is conceivable that the switching outputs 52a are controlled directly by the control device 39 or by the control interface 36, that is to say that no switching output device 53 must be present.

Die Schaltausgabeeinrichtung 53 kann auch über einen Meldeeingang 66, beispielsweise einen digitalen oder analogen Meldeeingang, angesteuert werden. An den Meldeeingang 66 kann beispielsweise ein Positionssensor 70 angeschlossen werden, der eine Endposition des Aktorglieds 35a signalisiert. Wenn das Aktorglied 35a beispielsweise an den Endanschlag 17 anschlägt, meldet dies der Positionssensor 70, beispielsweise ein induktiver Sensor, an den Meldeeingang 66. Das Ventilmodul 13a schaltet beispielsweise die Schaltventile 50 in Sperrstellung.The switching output device 53 can also be controlled via a message input 66, for example a digital or analog message input. For example, a position sensor 70, which signals an end position of the actuator member 35a, can be connected to the message input 66. If the actuator member 35a abuts against the end stop 17, for example, the position sensor 70, for example an inductive sensor, reports this to the signaling input 66. The valve module 13a, for example, switches the switching valves 50 into blocking position.

Ferner ist der Meldeeingang 66, der ein digitaler oder analoger Meldeeingang sein kann, mit der Steuerschnittstelle 36 verbunden, sodass ein von dem Meldeeingang 66 erfasstes Eingangssignal unmittelbar über die Steuerschnittstelle 36 beispielsweise an die überlagerte Steuerungseinrichtung 29 weitergemeldet werden kann.Furthermore, the message input 66, which may be a digital or analog message input, is connected to the control interface 36, so that an input signal detected by the message input 66 can be detected directly via the control interface 36, for example can be reported to the higher-level control device 29.

Ein zweckmäßigerweise digitaler Schaltausgang 91 ist zum Schalten einer Schalteinrichtung, beispielsweise der Schalteinrichtung 49, unmittelbar über die Steuerschnittstelle 36 ansteuerbar. So kann beispielsweise die überlagerte Steuerungseinrichtung 29 den Schaltausgang 91 unmittelbar über die Steuerschnittstelle 36 aktivieren, beispielsweise ein Stellsignal zum Schalten der Schaltventile 50 (nicht dargestellt) ausgeben.A suitably digital switching output 91 can be controlled to switch a switching device, for example the switching device 49, directly via the control interface 36. Thus, for example, the superimposed control device 29 can activate the switching output 91 directly via the control interface 36, for example output a control signal for switching the switching valves 50 (not shown).

Anzeigemittel 76, beispielsweise akustische und/oder optische Anzeigemittel, z.B. eine LED-Anordnung 77, zeigen eine jeweilige Schaltstellung der Schaltausgänge 52a an.Display means 76, for example audible and / or visual display means, e.g. an LED array 77, indicate a respective switching position of the switching outputs 52a.

Weiterhin stehen umfangreiche Diagnose- und Parametriermöglichkeiten bei dem Ventilmodul 13a zur Verfügung. So sind beispielsweise in einem Gerätedatenspeicher 67 Kenndaten des Ventils 38, zum Beispiel Nenndurchfluss und Ventiltyp, eine Seriennummer des Ventilmoduls 13a und dergleichen gespeichert. Es ist ferner sogar möglich, dass in dem Gerätedatenspeicher 67 Kenndaten des angeschlossenen Arbeitsgerätes 12a gespeichert sind, beispielsweise Kolbendurchmesser und dergleichen. Das Ventilmodul 13a übermittelt diese Gerätedaten über die Steuerschnittstelle 36, die somit eine Sendeeinrichtung 78 zum Senden von Diagnosedaten und/oder Gerätedaten bildet.Furthermore, extensive diagnostic and parameterization options are available in the valve module 13a. For example, characteristic data of the valve 38, for example rated flow and valve type, a serial number of the valve module 13a and the like are stored in a device data memory 67. It is even possible that in the device data memory 67 characteristics of the connected implement 12a are stored, such as piston diameter and the like. The valve module 13a transmits this device data via the control interface 36, which thus forms a transmission device 78 for transmitting diagnostic data and / or device data.

Das Ventilmodul 13a übermittelt zusätzliche Diagnoseinformationen, beispielsweise eine Verklemmung bei dem angeschlossenen Arbeitsgerät 12a und/oder beim Ventil 38, eine zu hohe Temperatur, einen zu hohen Strom und dergleichen über die Steuerschnittstelle 36 oder einen nicht dargestellten Diagnoseanschluss.The valve module 13a transmits additional diagnostic information, for example a deadlock in the connected implement 12a and / or the valve 38, too high a temperature, too high a current and the like about the Control interface 36 or a diagnostic connection, not shown.

Das Ventilmodul 13a ist über die Parametrierschnittstelle 42 parametrierbar. Beispielsweise ist ein Parametriergerät 68 an die Parametrierschnittstelle 42 anschließbar, um Grenzwerte, Ausschaltzeiten, Sperrzeiten und dergleichen bei dem Ventilmodul 13a zu parametrieren.The valve module 13a can be parameterized via the parameterization interface 42. For example, a parameterizing device 68 can be connected to the parameterizing interface 42 in order to parameterize limit values, switch-off times, blocking times and the like in the valve module 13a.

Das Ventilmodul 13a ist mit weiteren Modulen, insbesondere weiteren Ventilmodulen, verkettbar. Eine fluidtechnische Anordnung 10a' gemäß Figur 3 zeigt beispielsweise ein solches verkettetes System. Arbeitsgeräte 12a, 12a' sind beispielsweise Bestandteile eines Mehrachssystems, das integriert von der Steuerungseinrichtung 29 aus ansteuerbar ist. Das Ventilmodul 13a ist über eine Verkettungsleitung 69 mit einem weiteren Ventilmodul 13a' verbunden, das ein Arbeitsgerät 12a', beispielsweise ebenfalls einen fluidtechnischen Linearantrieb, ansteuert. Die Verkettungsleitung 69 ist beispielsweise in den Anschluss 28 eingesteckt. Die Verkettungsleitung 69 ist beispielsweise eine Busleitung.The valve module 13a can be linked to other modules, in particular further valve modules. A fluidic device 10a 'according to FIG. 3 shows, for example, such a concatenated system. Working devices 12a, 12a 'are, for example, components of a multi-axis system, which can be controlled by the control device 29 in an integrated fashion. The valve module 13a is connected via a linking line 69 to a further valve module 13a ', which drives a working device 12a', for example also a fluidic linear drive. The linking line 69 is inserted, for example, in the terminal 28. The linking line 69 is, for example, a bus line.

Das erfindungsgemäße Konzept ist auch bei batterieartigen Ventilmodulen anwendbar. So enthält beispielsweise eine in Figur 4 dargestellte Ventilbatterie 80 ein Steuerungsmodul 81 zum Steuern weiterer Komponenten, nämlich eines Ein-/Ausgabemoduls 82 sowie Ventilmodulen 83 und eines erfindungsgemäßen Ventilmoduls 13b'. Das Steuerungsmodul 81 steuert die Module 82, 83, 13a über einen internen Bus 84, über den die vorgenannten Module miteinander kommunizieren. Das Ventilmodul 83 hat für den Bus 84 beispielsweise eine nicht dargestellte Steuerschnittstelle.The inventive concept is also applicable to battery-type valve modules. For example, in FIG. 4 illustrated valve battery 80, a control module 81 for controlling further components, namely an input / output module 82 and valve modules 83 and a valve module according to the invention 13b '. The control module 81 controls the modules 82, 83, 13a via an internal bus 84, via which the aforementioned modules communicate with each other. The valve module 83 has for the bus 84, for example, a control interface, not shown.

Das Ventilmodul 13b der fluidtechnischen Anordnung 10b steuert über seine Arbeitsanschlüsse 20a, 20b ein Arbeitsgerät 12b, einen pneumatischen Antrieb 11b, an. Fluidleitungen 22b, 23b führen von Geräte-Fluidanschlüssen 18b, 19b des Arbeitsgerätes 12b zu dem Ventilmodul 13b. Über Fluidbeaufschlagung seiner Arbeitsanschlüsse 20b, 21b betätigt das Ventilmodul 13b ein Aktorglied 35b, beispielsweise einen Kolben, des als pneumatischer Zylinder ausgestalteten Antriebs 11b. An dem Kolben beziehungsweise Aktorglied 35b ist eine Kolbenstange 87 angeordnet, die als Kraftabgriff dient und vor ein Gehäuse 14b des Antriebs 11b vorsteht.The valve module 13b of the fluid power arrangement 10b controls, via its working connections 20a, 20b, an implement 12b, a pneumatic drive 11b. Fluid lines 22b, 23b lead from device fluid ports 18b, 19b of the implement 12b to the valve module 13b. By applying fluid to its working ports 20b, 21b, the valve module 13b actuates an actuator member 35b, for example a piston, of the drive 11b designed as a pneumatic cylinder. On the piston or actuator member 35b, a piston rod 87 is arranged, which serves as a force tap and protrudes in front of a housing 14b of the drive 11b.

Die Kolbenstange 87 kann mittels einer Klemmeinrichtung 85 geklemmt werden, sodass sie an Ort und Stelle verbleibt. Dies ist insbesondere in einer Fehlersituation oder wenn der Antrieb 11b deaktiviert werden soll, vorteilhaft.The piston rod 87 can be clamped by means of a clamping device 85, so that it remains in place. This is particularly advantageous in an error situation or when the drive 11b is to be deactivated.

Nun wäre es zwar denkbar, beispielsweise über das Ein-/Ausgabemodul 82 die Klemmeinrichtung 85 anzusteuern. Bei dem Ventilmodul 13b ist jedoch eine einfachere Bauweise gewählt. Von einem Schaltausgang 52b des Ventilmoduls 13b führt eine Leitung 86 zu der Klemmeinrichtung 85, die eine Schalteinrichtung 49b bildet. Das Ventilmodul 13b kann beispielsweise auf einen über den internen Bus 84 empfangenen Befehl hin die Klemmeinrichtung 85 in Klemmstellung oder in Freigabestellung schalten. Ferner können interne Sensorsignale des Ventilmoduls 13b zu dieser Schalthandlung führen, beispielsweise ein plötzliches Auftreten von Überdruck am Versorgungsanschluss (nicht dargestellt) oder dergleichen.Now, it would be conceivable, for example, to control the clamping device 85 via the input / output module 82. In the valve module 13b, however, a simpler construction is chosen. From a switching output 52b of the valve module 13b, a line 86 leads to the clamping device 85, which forms a switching device 49b. For example, the valve module 13b can switch the clamping device 85 in the clamping position or in the release position in response to a command received via the internal bus 84. Furthermore, internal sensor signals of the valve module 13b can lead to this switching operation, for example a sudden occurrence of overpressure at the supply connection (not shown) or the like.

Claims (19)

  1. Fluidic valve module (13a; 13b) with a supply connection (24) for the supply of fluid, and with at least one fluidic, in particular pneumatic, valve (38) controllable via a control interface (36) of the valve module (13a; 13b), for the activation of a fluidic operating device (12a, 12a'; 12b) via operating connections (20a, 21a; 20b, 21b) and with the aid of the supplied fluid, wherein the valve module (13a; 13b) has at least one switching output (52a, 91; 52b) integrated in its housing (26) for the output of a switching signal (54) to switch a switching device (49a; 49b) to influence, in particular deactivate, the operating device (12a, 12a'; 12b), characterised in that the switching output or outputs (52a, 91; 52b) is or are parametrisable.
  2. Valve module according to claim 1, characterised in that it generates the switching signal (54) on the basis of at least one sensor signal (47, 56, 58, 63. 74, 75) or one control signal generated by a control unit (39).
  3. Valve module according to claim 1 or 2, characterised in that it has a sensor assembly (46) to generate a sensor signal (47, 56, 58, 63. 74, 75) on the basis of an operating state of the valve module (13a; 13b) or the operating device (12a, 12a'; 12b).
  4. Valve module according to claim 3, characterised in that the sensor assembly (46) includes at least one pressure sensor (43-45) to detect a pressure present at an operating connection (20a, 21 a) or the supply connection (24), and/or a position sensor (62) to detect a position of a valve member of the valve (38) and/or a temperature sensor (55) and/or a voltage sensor (59) and/or at least one current sensor (60).
  5. Valve module according to any of the preceding claims, characterised in that the switching device (49a; 49b) includes a valve assembly (51) connected between the valve module (13a; 13b) and the operating device (12a, 12a'; 12b).
  6. Valve module according to any of the preceding claims, characterised in that the switching device (49a; 49b) includes a braking and/or clamping device acting on an actuator element (35a; 35b) of the operating device (12a, 12a'; 12b).
  7. Valve module according to any of the preceding claims, characterised in that it has a control unit to control the valve (38) and/or an automatic control unit (72) for automatic control of the valve (38), wherein the automatic control unit (72) is designed in particular for the activation of a valve (38) in the form of a proportional valve and/or a pressure control valve and/or a differential pressure control valve.
  8. Valve module according to claim 7, characterised in that the control unit (39) or the automatic control unit (72) are designed to activate the switching output or outputs (52a, 91; 52b).
  9. Valve module according to any of the preceding claims, characterised in that it has a switching valve and/or an infinite-position valve and/or a control valve, in particular a 5/3-way valve (38).
  10. Valve module according to any of the preceding claims, characterised in that the control interface (36) and the switching output or outputs (52a, 91; 52b) are connected, and that the switching output or outputs (52a, 91; 52b) is or are directly actuable via the control interface (36), and/or the control interface (36) includes or forms a bus-interface (37), in particular a field bus interface.
  11. Valve module according to any of the preceding claims, characterised in that it has an interlinking interface (41) for the interlinking of further valve modules (13a; 13b).
  12. Valve module according to any of the preceding claims, characterised in that it has a transmitting device (78) for the transmission of diagnostic data and/or device data of the valve module (13a; 13b) and/or a device connected to the valve module (13a; 13b) and/or for the transmission of at least one switching state of the switching device (49a; 49b).
  13. Valve module according to claim 12, characterised in that it is designed to output a switching output status signal (88) indicating a particular switching status of the switching output or outputs (52a, 91; 52b) via the control interface (36).
  14. Valve module according to any of the preceding claims, characterised in that the switching output or outputs (52a, 91; 52b) include a digital and/or an analog switching output (52a, 91; 52b).
  15. Valve module according to any of the preceding claims, characterised in that it has at least one signal input (66) integrated in its housing (26) to detect at least one input signal, wherein the signal input or inputs (66) is or are preferably connected to the control interface (36) and input signals from the signal input or inputs (66) may be transmitted to the control interface (36).
  16. Valve module according to claim 15, characterised in that the signal input or inputs (66) and the switching output or outputs (52a, 91; 52b) are connected, and that the switching output or outputs (52a, 91; 52b) generates or generate the switching signal (54) on the basis of at least one input signal of the signal input or inputs (66).
  17. Valve module according to any of the preceding claims, characterised in that the switching output or outputs (52a, 91; 52b) includes or include a wired output and/or a wireless interface (54b).
  18. Valve module according to any of the preceding claims, characterised in that its housing (26) is designed for installation in a valve bank (80) which has several valve modules (13b, 83) lined up together.
  19. Fluidic assembly with at least one valve module (13a; 13b) according to any of the preceding claims and with a switching device (49a; 49b) connected to the valve module (13a; 13b).
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