[0001] Die Erfindung betrifft ein fluidtechnisches Steuergerät, das mehrere in einer Reihenrichtung
aufeinanderfolgend angeordnete und zu einer batterieartigen Einheit zusammengefaßte
Einzelgeräte enthält.
[0002] Ein fluidtechnisches Steuergerät dieser Art geht beispielsweise aus der DE 44 13
657 C1 hervor. Es beinhaltet dort eine Mehrzahl zu einer Baugruppe zusammengefaßter
Einzelgeräte, die untereinander übereinstimmend als Ventilgeräte ausgeführt sind,
so daß das Steuergerät insgesamt eine Ventilanordnung darstellt. Jedes Ventilgerät
läßt sich elektrisch aktivieren, um die Fluidbeaufschlagung eines angeschlossenen
Verbrauchers zu steuern.
[0003] Bei einem aus der US 4,861,232 hervorgehenden fluidtechnischen Steuergerät sind ebenfalls
mehrere Einzelgeräte zu einer batterieartigen Einheit zusammengefaßt. Die Einzelgeräte
sind hier Vakuumerzeugergeräte, durch die sich bei Bedarf Vakuum erzeugen läßt, das
bei Handhabungsvorrichtungen einsetzbar ist, um Gegenstände auf der Basis von Unterdruck
zu transportieren und handzuhaben.
[0004] Bei der Ansteuerung technischer Anlagen sind in aller Regel vielfältige Steuerungsaufgaben
gleichzeitig zu bewältigen.
[0005] Sind beispielsweise sowohl fluidbetätigte Arbeitszylinder als auch Vakuum-Handhabungsgeräte
anzusteuern, wobei meist auch noch rein elektrische Ansteuerungen hinzukommen, werden
die betreffenden Steuergeräte bisher separat installiert. Dies hat einen sehr hohen
Installationsaufwand zur Folge und führt zu einem beträchtlichen Platzbedarf für die
Unterbringung der einzelnen Komponenten.
[0006] Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Maßnahmen zu treffen, die den Installationsaufwand
und den Platzbedarf für die Komponenten einer fluidtechnischen Steuerung reduzieren.
[0007] Gelöst wird diese Aufgabe durch ein fluidtechnisches Steuergerät, mit mehreren in
einer Reihenrichtung aufeinanderfolgend angeordneten und zu einer batterieartigen
Einheit zusammengefaßten Einzelgeräten verschiedener Gerätearten, die zumindest teilweise
als Fluidgeräte ausgebildet sind und deren Gerätegehäuse, bei mit der Reihenrichtung
übereinstimmender Blickrichtung gesehen, über eine zumindest im wesentlichen identische
Außenkontur verfügen.
[0008] Auf diese Weise liegt ein Steuergerät vor, das gleichzeitig über Einzelgeräte unterschiedlicher
Gerätearten verfügt, so daß mit einem Zentralgerät verschiedene Steuerungsaufgaben
bewältigt werden können. Die sich bei Blick in Reihenrichtung darstellende Außenkontur
der Einzelgeräte ist zumindest im wesentlichen identisch aufgeführt, unabhängig von
der jeweiligen Geräteart, so daß bei Bedarf auf identische Befesti-. gungsmaßnahmen
zurückgegriffen werden kann, was eine sehr einfache Installation gestattet und zudem
den Platzbedarf auf ein Minimum reduziert.
[0009] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
[0010] Die Fluidgeräte unter den Einzelgeräten können beispielsweise zumindest teilweise
als Ventilgeräte und/oder als Vakuumerzeugergeräte und/oder als reine Elektronik-
bzw. Elektrogeräte ausgeführt sein. Es besteht so insbesondere die Möglichkeit, Ventilgeräte
und Vakuumerzeugergeräte in einem Steuergerät zusammenzufassen. Zusätzlich oder alternativ
können auch Elektronikgeräte integriert werden, beispielsweise elektronische Regler,
die eine geregelte elektronische Ansteuerung elektrischer Komponenten einer Maschine
oder Anlage gestatten. Die Kombinationsmöglichkeiten sind sehr vielfältig, wobei aufgrund
der übereinstimmenden äußeren Konturierung meist auch die Plazierungsreihenfolge innerhalb
der batterieartigen Einheit nach Bedarf variiert werden kann und insbesondere die
Möglichkeit besteht, ein fluidtechnisches Steuergerät individuell mit den für einen
speziellen Steuerungszweck benötigten Einzelgerätetypen auszustatten.
[0011] Die Einzelgeräte können durch mechanische Verbindung zu einer selbsttragenden Baugruppe
zusammengefaßt werden, wie dies beispielsweise aus der DE 44 13 657 C1 hervorgeht.
Möglich wäre aber auch eine Montage der Einzelgeräte auf einem gemeinsamen Geräteträger,
wie dies in der US 4,861,232 erläutert wird. Im letzteren Falle ist auch eine modulartige
Ausgestaltung des Geräteträgers denkbar, beispielsweise derart, daß jedes Einzelgerät
auf einem speziell angepaßten Geräteträgermodul sitzt, wobei die Geräteträgermodule
ihrerseits mechanisch miteinander verbunden sind, um schließlich den Geräteträger
zu erhalten.
[0012] Die Gerätegehäuse der Einzelgeräte können plattenartige Gestalt haben, wobei ihre
größeren Seitenflächen zweckmäßigerweise in und entgegen der Reihenrichtung orientiert
sind.
[0013] Obgleich die in Reihenrichtung gemessenen Breitenabmessungen der Gerätegehäuse insbesondere
in Abhängigkeit von der jeweiligen Geräteart variieren können, erscheint ein Aufbau
mit identischen Breitenabmessungen der einzelnen Gerätearten besonders vorteilhaft,
weil sich hier eine besonders einfache Vereinheitlichung der Schnittstellen zu externen
Einrichtungen, Kabeln, Fluidleitungen oder dergleichen realisieren läßt.
[0014] Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.
In dieser zeigen:
- Figur 1
- ein erstes Ausführungsbeispiel eines fluidtechnischen Steuergerätes in perspektivischer,
schematischer Darstellung,
- Figur 2
- das Steuergerät aus Figur 1 in Seitenansicht mit Blick gemäß Pfeil II, und
- Figur 3
- ein weiteres Ausführungsbeispiel eines fluidtechnischen Steuergerätes, wiederum in
schematischer Darstellung und in Seitenansicht.
[0015] Die Zeichnung zeigt verschiedene Ausführungsformen eines fluidtechnisches Steuergerätes
1, das zur Ansteuerung einer Maschine, einer Anlage oder einzelner Arbeitsgeräte verwendbar
ist, wobei die anzusteuernden Einrichtungen zumindest fluidisch, also beispielsweise
pneumatisch und/oder hydraulisch, betrieben werden. Vorzugsweise ermöglichen die Steuergeräte
zusätzlich auch die Ansteuerung elektrischer Einrichtungen, beispielsweise die Ansteuerung
elektrisch betätigter Ventile oder elektrisch betätigter Antriebe.
[0016] Allen abgebildeten Steuergeräten 1 ist gemeinsam, daß sie eine Mehrzahl von Einzelgeräten
2 beinhalten, die in einer durch einen Pfeil angedeuteten Reihenrichtung 3 aufeinanderfolgend
angeordnet und zu einer batterieartigen Geräteeinheit 4 zusammengefaßt sind.
[0017] Die Gerätegehäuse 5 der verschiedenen Einzelgeräte 2 sind hinsichtlich ihrer äußeren
Formgebung vereinheitlicht. Bei Betrachtung in Richtung der Reihenrichtung 3 ergibt
sich für die Gerätegehäuse 5 sämtlicher Einzelgeräte 2 eine zumindest im wesentlichen
und vorzugsweise insgesamt identische Außenkontur. Dabei kann es sich gemäß den Abbildungen
um eine rechteckförmige Außenkontur der Einzelgeräte 2 handeln.
[0018] Trotz dieser vereinheitlichten Gestaltung setzt sich das Steuergerät 1 aus Einzelgeräten
2 unterschiedlicher Gerätearten zusammen. Dabei ist zumindest ein Einzelgerät 2 als
Fluidgerät 6 ausgebildet, wobei im Falle der Ausführungsform gemäß Figuren 1 und 2
insgesamt vier Fluidgeräte 6 und im Falle der Figur 3 insgesamt sieben Fluidgeräte
6 vorhanden sind. Zusätzlich sind bei der Ausführungsform gemäß Figuren 1 und 2 zwei
als reine Elektronik- und/oder Elektrogeräte 7 ausgeführte Einzelgeräte 2 vorhanden,
gemäß Figur 3 ist nur ein derartiges Elektronik- und/oder Elektrogerät 7 vorhanden.
[0019] Die Fluidgeräte 6 innerhalb eines jeweiligen Steuergerätes 1 können ebenfalls von
unterschiedlicher Art sein. So sind gemäß Figuren 1 und 2 zwei Fluidgeräte 6 als Ventilgeräte
8 und zwei weitere Fluidgeräte 6 als Vakuumerzeugergeräte 9 ausgeführt. Die Ausführungsform
gemäß Figur 3 beinhaltet vier Ventilgeräte 8 und vier Vakuumerzeugergeräte 9.
[0020] Die Ventilgeräte 8 enthalten jeweils mindestens ein in Figur 2 nur schematisch angedeutetes
Ventilglied 12, das in verschiedene Stellungen positionierbar ist, wobei zur Positionierung
elektrische Antriebe vorhanden sind, denen über elektrische Kontaktmittel 13 die erforderliche
Betätigungsenergie zugeführt werden kann. Dabei kann es sich um vorgesteuerte oder
direktbetätigte Ventilgeräte 8 handeln. In Abhängigkeit vom Schaltzustand des jeweiligen
Ventilgerätes 8 erfolgt die Ansteuerung fluidisch angeschlossener Verbraucher, beispielsweise
fluidbetätigte Antriebe, wobei entsprechende Fluidleitungen in Figur 3 bei 14 angedeutet
sind.
[0021] Es kann sich bei den Ventilgeräten 8 um pneumatische und/oder hydraulische Ventilgeräte
handeln.
[0022] Die Vakuumerzeugergeräte 9 sind dazu ausgelegt, in abgehenden Fluidleitungen 15 bei
Bedarf einen Unterdruck zu erzeugen. Dieser Unterdruck kann beispielsweise dazu verwendet
werden, Handhabungarbeiten zu erledigen, beispielsweise ein Transportieren und/oder
Positionieren, von Gegenständen in der Verpackungsindustrie oder von Werkstücken in
der Fertigungs- und Montagetechnik. Die Fluidleitungen 15 können zu diesem Zweck mit
geeigneten Saugnäpfen bzw. Saugtellern in Verbindung stehen, die auf das handzuhabende
Produkt aufsetzbar sind.
[0023] In Figur 2 sind strichpunktiert Vakuumerzeugereinheiten 16 angedeutet, die in die
Vakuumerzeugergeräte 9 integriert sind und bei denen es sich in aller Regel um Ejektoreinrichtungen
handelt, die nach dem Strahlpumpenprinzip arbeiten. Der gewünschte Betriebszustand
läßt sich über mindestens ein in das betreffende Vakuumerzeugergerät 9 integriertes
Steuerventil 17 beeinflussen, das in Figur 2 strichpunktiert angedeutet ist und dessen
Betriebsenergie vergleichbar den Ventilgeräten 8 über elektrische Kontaktmittel 13'
zugeführt werden kann.
[0024] Die beim Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 1 und 2 vorhandenen Elektronik- bzw. Elektrogeräte
7 sind beispielsweise als elektronische Regler ausgeführt, die über elektrische Ausgänge
und/oder Eingänge 18 verfügen, über die in Verbindung mit weiterführenden elektrischen
Leitungen 22 elektrische Signale ausgegeben und eingespeist werden können. Diese Regler
lassen sich beispielsweise verwenden, um eine elektronisch gesteuerte Positionierung
fluidischer und/oder elektrischer Antriebe vorzunehmen.
[0025] Die Elektronik- und/oder Elektrogeräte 7 verfügen ebenfalls über elektrische Kontaktmittel
13'' zur Einspeisung von elektrischen Steuersignalen.
[0026] Alle Einzelgräte 2 stehen insbesondere über die erwähnten elektrischen Kontaktmittel
13, 13', 13'' mit einer Steuerelektronik 23 in Verbindung, die als Bestandteil des
fluidtechischen Steuergerätes 1 ausgeführt sein kann. Beim Ausführungsbeispiel der
Figur ist die Steuerelektronik 23 einer der Längsseiten der Geräteeinheit 4 zugeordnet,
wobei an dieser Längsseite auch die elektrischen Kontaktmittel 13, 13', 13'' vorhanden
sind, so daß eine elektrische Kontaktierung von einer einzigen Seite her erfolgen
kann. Die Steuerelektronik 23 kann hierbei zumindest eine Leiterplatte beinhalten,
die sich über die verschiedenen Einzelgeräte 2 hinweg erstreckt.
[0027] Im Falle der Bauform gemäß Figur 3 ist die Steuerelektronik 23 in einem Steuerblock
29 vorgesehen, von dem aus die Einzelgeräte 2 mit elektrischen Betätigungssignalen
versorgt werden. Wie auch im Falle der Figuren 1 und 2 kann die Steuerelektronik 23
ein eigenes Steuerprogramm beinhalten und/oder eine Feldbus-Einheit bilden, über die
unter Vermittlung eines angeschlossenen Feldbusses 24 eine Kommunikation mit weiteren
Steuergeräten oder mit einer übergeordneten externen Steuereinheit erfolgen kann.
[0028] Bei der Ausführungsform gemäß Figuren 1 und 2 sind die Einzelgeräte 2 mit plattenartigen
Gerätegehäusen 5 ausgestattet, deren zwei größere Seitenflächen jeweils in und entgegen
der Reihenrichtung 3 orientiert sind, wobei die Gerätegehäuse 5 unmittelbar benachbarter
Einzelgeräte 2 unmittelbar aneinander anliegen. Durch Verwendung geeigneter Verbindungsmittel
25, beispielsweise in Gestalt sämtliche Einzelgeräte 2 durchziehender Zuganker 21,
stellt die Geräteeinheit 4 eine fest zusammenhängende selbsttragende Baugruppe dar.
[0029] Dabei ist zweckmäßigerweise vorgesehen, daß die Geräteeinheit 4 in der Reihenrichtung
3 von einem oder mehreren Zentralkanälen durchsetzt wird, wobei gemäß Figuren 1 und
2 insgesamt drei solcher Zentralkanäle 25 vorhanden sind, von denen in Figur 2 einer
angedeutet ist. Diese Zentralkanäle 25 setzen sich aus einzelnen Fluidkanälen 26 zusammen,
die die einzelnen Gerätegehäuse 5 in Reihenrichtung 3 durchsetzen und die unter Bildung
der Zentralkanäle 25 miteinander fluchten. Zwischengefügte Dichtungsmaßnahmen bewirken
eine fluiddichte Verbindung zwischen den verschiedenen Einzelgeräten 2.
[0030] Beim Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 ist ein Zentralkanal 25 als zentraler
Speisekanal ausgeführt, über den ein Druckmedium, insbesondere Druckluft, in die Geräteeinheit
4 eingespeist wird und von dem die Fluidgeräte 6 gespeist werden. Zusätzlich sind
ein oder mehrere Zentralkanäle vorhanden, die als Entlüftungs- bzw. Entlastungskanäle
fungieren und über die das verbrauchte Druckmedium wieder abgeführt wird. Bei pneumatischen
Fluidgeräten 6 gemäß Ausführungsbeispiel kann die Entlüftung unmittelbar zur Umgebung
des Steuergerätes 1 erfolgen, und zwar vorzugsweise über geeignete Schalldämpfer 27,
die am Steuergerät 1 befestigbar sind.
[0031] Die Einspeisung und/oder Abfuhr des Druckmediums in die bzw. aus der Geräteeinheit
4 erfolgt zweckmäßigerweise an einer Stirnseite unter Vermittlung eines separaten,
vorzugsweise plattenartigen Abschlußteils 28, das an eines der beiden endseitigen
Einzelgeräte 2 der Geräteeinheit 4 angesetzt ist. Ein vergleichbares Abschlußteil
28' kann auch an der entgegengesetzten Stirnseite angebracht sein, so daß eine Einspeisung
und Abfuhr des Druckmediums über wahlweise eine der beiden Stirnseiten erfolgen kann,
wobei nicht benötigte Anschlußöffnungen durch Verschlußmittel 32 verschlossen werden
können.
[0032] Im Innern der Fluidgeräte 6 erfolgt die Verteilung des Druckmediums zu den internen
Einrichtungen über nicht näher gezeigte interne Fluidkanäle. Soweit gemäß Figuren
1 und 2 auch die reinen Elektronik- bzw. Elektrogeräte 7 von einem oder mehreren der
Zentralkanäle 25 durchsetzt werden, sind die entsprechenden Fluidkanäle als reine
Durchgangskanäle ausgeführt. Es kann jedoch zweckmäßig sein, beispielsweise zur Druckerfassung,
innerhalb einem oder mehreren der Elektronik- und/oder Elektrogeräte 7 einen oder
mehrere Sensoren zu installieren, die den Fluiddruck erfassen können, um ihn bei der
Ansteuerung angeschlossener Komponenten zu berücksichtigen.
[0033] Bei dem in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Einzelgeräte 2 unabhängig
voneinander einzeln auf einem platten- oder leistenförmigen Geräteträger 32 installiert.
Gleichwohl sind sie zum Erhalt einer kompakten Anordnung möglichst nahe beieinander
angeordnet und können sich sogar berühren. Die Versorgung der Einzelgeräte 2 mit fluidischer
und/oder elektrischer Energie erfolgt zweckmäßigerweise unter Vermittlung des Geräteträgers
32, der entsprechend mit internen Kanälen ausgestattet sein kann. Dabei kann der Geräteträger
32 als einstückiges Bauteil ausgeführt sein, möglich wäre jedoch auch ein modularer
Aufbau mit einer Unterteilung in in Reihenrichtung 3 aufeinanderfolgend angeordnete
Geräteträgermodule, die durch geeignete Verbindungsmittel aneinander fixiert werden,
so daß sich ein Aufbau vergleichbar der Geräteeinheit 4 gemäß Figuren 1 und 2 ergeben
kann.
[0034] Bei allen dargestellten Ausführungsformen verfügen die Gerätegehäuse sämtlicher Einzelgeräte
2 über die gleiche Baubreite (gemessen in der Reihenrichtung 3). Es können durchaus
auch Einzelgeräte 2 unterschiedlicher Breite miteinander kombiniert werden.
[0035] Durch die einheitliche äußere Gestaltung der Gerätegehäuse 5 der verschiedenen Einzelgeräte
2, unabhängig vom Typ bzw. der Art des jeweiligen Einzelgerätes 2, können sehr kompakte
Steuergeräte aufgebaut werden, wobei sich mechanische und/oder elektrische und/oder
fluidische und/oder optische Schnittstellen realisieren lassen, die vereinheitlicht
sind. Die besondere Bauform der Einzelgeräte 2 ermöglicht in modularer Bauweise die
Realisierung individueller Steuergeräte mit einer dem jeweiligen Bedarf entsprechenden
Ausstattung an Einzelgeräten 2.
[0036] Besonders vorteilhaft ist ein fluidtechnisches Steuergerät 1, das gemäß Figuren 1
und 2 einen quaderartigen und, bei entsprechender Anzahl von Einzelgeräten 2, auch
würfelartigen Aufbau hat, wobei sich äußerlich unabhängig von der individuellen Bestückung
mit Einzelgeräten 2 ein einheitliches Aussehen ergibt. Da der für die Installation
des Steuergerätes benötigte Einbauraum unabhängig von der Art der verwendeten Einzelgeräte
2 bezüglich der rechtwinkelig zur Reihenrichtung 3 benötigten Querabmessungen stets
gleichbleibt, läßt sich die Integration der Steuergeräte bei der Konstruktion einer
Maschine oder Anlage relativ einfach einplanen.
1. Fluidtechnisches Steuergerät, mit mehreren in einer Reihenrichtung (3) aufeinanderfolgend
angeordneten und zu einer batterieartigen Einheit (4) zusammengefaßten Einzelgeräten
(2) verschiedener Gerätearten, die zumindest teilweise als Fluidgeräte (6) ausgebildet
sind und deren Gerätegehäuse (5), bei mit der Reihenrichtung (3) übereinstimmender
Blickrichtung gesehen, über eine zumindest im wesentlichen identische Außenkontur
verfügen.
2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidgeräte (6) zumindest
teilweise als Ventilgeräte (8) ausgebildet sind.
3. Steuergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidgeräte (6)
zumindest teilweise als Vakuumerzeugergeräte (9) ausgebildet sind.
4. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelgeräte
(2) zumindest teilweise als reine Elektronik- und/oder Elektrogeräte (7) ausgebildet
sind, beispielsweise als elektronische Regler.
5. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß einander
benachbarte Einzelgeräte (2) unmittelbar in Kontakt miteinander stehen.
6. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelgeräte
(2) durch mechanische Verbindung zu einer selbsttragenden Baugruppe zusammengefaßt
sind.
7. Steuergerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß alle Einzelgeräte
(2) in der Reihenrichtung (3) von mindestens einem Fluidkanal (26) durchsetzt sind,
wobei die Fluidkanäle (26) benachbarter Einzelgeräte (2) derart miteinander in Verbindung
stehen, daß sich mindestens ein alle Einzelgeräte (2) durchziehender Zentralkanal
(25) ergibt.
8. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelgeräte
(2) gemeinsam auf einem Geräteträger (32) installiert sind, der insbesondere platten-
oder leistenförmig ausgebildet ist.
9. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gerätegehäuse
(5) der Einzelgeräte (2) plattenartige Gestalt haben, wobei die größeren Seitenflächen
in und entgegen der Reihenrichtung orientiert sind.
10. Steuergeräte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch Einzelgeräte (2)
unterschiedlichen Gerätetyps mit identischen oder unterschiedlichen Breitenabmessungen
ihrer Gerätegehäuse (5) in der Reihenrichtung (3).
11. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche
Einzelgeräte (2) untereinander über eine identische Außengestalt verfügen.
12. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine rechteckförmige
Außenkontur der Einzelgeräte (2).