EP2606240B1 - Electrofluidic control device - Google Patents
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- EP2606240B1 EP2606240B1 EP10795241.8A EP10795241A EP2606240B1 EP 2606240 B1 EP2606240 B1 EP 2606240B1 EP 10795241 A EP10795241 A EP 10795241A EP 2606240 B1 EP2606240 B1 EP 2606240B1
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- F15B19/00—Testing; Calibrating; Fault detection or monitoring; Simulation or modelling of fluid-pressure systems or apparatus not otherwise provided for
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- F15B19/005—Fault detection or monitoring
Definitions
- the invention relates to an electrofluidic control device, comprising a modular control unit, which contains an electrotechnical module without fluidic functionality and a downstream in the axial direction of a device main axis fluidic assembly, wherein the electrical assembly comprises a control module with a connection of an external electrical bus enabling bus interface and a wherein the fluid power module is interspersed in the axial direction of the main axis of the device by a plurality of main fluid channels and is equipped with at least one communicating with at least one of the main fluid channels Elektrofluidischen working unit, and with a diagnostic module, the sensor means for detecting at least one operating state of the control unit has and how the at least one electro-fluidic working unit via one of the two B Assembly-passing internal electric bus is connected to the bus station.
- electrofluidic control device of this type contains two directly juxtaposed assemblies, one of which is designed as an electro-technical assembly and a fluid-technical assembly.
- the electrotechnical module contains a an external electronic control unit communicating control module, which is coupled via an internal electric bus with electro-fluidic working units of the fluid power assembly.
- the electrofluidic working units are electrically operated, pilot-operated multi-way valves, which communicate with a plurality of the main fluid passages passing through the fluidic assembly.
- the fluid power assembly is equipped with at least one diagnostic module that is capable of monitoring the operating state of at least one adjacently located multi-way valve and to report corresponding monitoring information via the internal bus to the control module.
- a module assembly which has a plurality of valve modules which are mounted to an electrical assembly having a control module connected to an external control module, a plurality of terminal-mounted electrical modules and a safety device equipped with a switching arrangement.
- the safety module is able to interrupt the voltage supply to the valve modules when safety-relevant states have been detected by a control and / or diagnostic device.
- EP 1 573 210 B1 discloses a fluid power control device having a modular assembly, which is composed of a plurality of alternately lined-up valve modules and diagnostic modules.
- the diagnostic modules are able to detect at least one operating state of one or both of the adjacent valve modules and to report to a control electronics.
- valve battery which has valve modules and a control module controlling the valve modules.
- controller position sensing modules are provided, which are arranged adjacent to the valve modules and can detect the switching position of the valve members of the valve modules to monitor the correct operation of the valve modules.
- a valve assembly which is equipped with at least one sensor to detect the switching position of a valve member and monitor.
- the WO 2009/120942 A2 discloses an electro-fluidic control device comprising a modular control device including an electro-technical assembly consisting of a plurality of I / O modules, which is mounted to a solenoid-equipped fluidic assembly with the interposition of a main communication module acting as a transition module.
- Each I / O module may include an internal detection circuit for detecting a potential voltage drop.
- the invention has for its object to provide an electro-fluidic control device of the type mentioned above, which allows for compact dimensions reliable monitoring of at least one operating state of the control unit.
- the diagnostic module is arranged as a transition module between the one hand, the electrical assembly and on the other hand, the fluidic assembly and penetrated by the internal electrical bus, it also forms a closure module for closing the front of him opening main fluid channels of the fluid power assembly.
- the diagnostic module simultaneously fulfills several functions. In addition to its main function, the monitoring of at least one operating state of the control unit, it assumes the function of a designated as a transition module adapter, with the help of the electrical assembly and the fluid power assembly are lined up securely and stably.
- the diagnostic module sits between these two assemblies, with on one side the electrotechnical Assembly and on the other side of the fluid power assembly is grown.
- the diagnostic module also functions as a closure module for the fluid-tight separation of the main fluid channels opening out from it to the electrotechnical assembly which adjoins on the opposite side. An additional, separate closure module can thus be dispensed with.
- the electrical assembly is in addition to the connection of an external electrical bus enabling bus interface equipped with multiple to the internal electrical bus and via this to the bus station electrical inputs and / or outputs.
- an external electrical bus enabling bus interface equipped with multiple to the internal electrical bus and via this to the bus station electrical inputs and / or outputs.
- connecting cables leading to external sensors can be connected to receive in this way feedback signals that are generated in the monitoring of external consumers, which are operated in particular by the mediation of at least one electro-fluidic working unit.
- external consumers are realized for example in the form of fluid-operated drives.
- the electrical outputs can be used, for example, to external consumers, such as external valve units or external electric drives, with the supply required electrical signals and / or electrical actuation energy.
- the control unit expediently has at least one input module provided with one or more electrical inputs and / or at least one output module provided with one or more electrical outputs and / or at least one combined input module provided with electrical inputs and electrical outputs. and output module. All existing input and / or output modules are arranged in series with the control module and the diagnostic module. At least one input and / or output module is expediently located between the control module and the diagnostic module, wherein it is considered particularly advantageous if all existing input and / or output modules are placed between the control module on the one hand and the diagnostic module on the other hand.
- the sensor means of the diagnostic module are expediently arranged and configured such that they can detect at least one state variable of the fluid located in at least one of the main fluid passages. Appropriately, all main fluid channels can be monitored in this way.
- the sensor means are preferably able to detect the pressure and / or the temperature and / or the humidity of the fluid. With the aid of pressure detection, it is possible to determine, for example, whether leakage occurs and / or whether the desired flow values are being achieved.
- the sensor means per main fluid channel to be monitored with at least one own sensor unit which is connected to the internal electric bus.
- the existing sensor units can within the diagnostic module are placed optimally with respect to the closed by the diagnostic module main fluid channels.
- a blind hole which is aligned with this main fluid channel and with which the sensor means communicate expediently exists in the diagnostic module per main fluid channel to be monitored.
- This blind hole can thus virtually form a monitoring space in which the desired condition monitoring can take place.
- control unit has an electrically operable valve unit, which is arranged either directly or immediately adjacent to the diagnostic module and for monitoring the sensor means of the diagnostic module are formed.
- the sensor means are able to detect at least one switching position of this valve unit in order to be able to monitor the proper operation of the valve unit.
- a valve unit arranged next to the diagnostic module can be formed, for example, by an electrofluidic working unit of the fluidic module arranged adjacent to the diagnostic module.
- an embodiment is particularly advantageous in which the valve unit monitored by the diagnostic module does not belong to the fluidic module, but is mounted individually on the diagnostic module.
- valve unit arranged on or next to the diagnostic module and monitored by its sensor means is expediently able to establish a fluid connection between two main fluid passages which pass through the fluidic module to control.
- the valve unit is capable of selectively connecting or disconnecting two such main fluid passages.
- control unit which is equipped with electro-fluidic working units in the form of piloted multi-way valves, to provide a communicating with all pilot valves pilot feed either with pressure medium or relieve pressure.
- the pilot control medium can thus be switched on or off.
- the monitorable by the diagnostic module valve unit can also be designed as a pressure build-up valve or soft-start valve to cause within the electrical assembly, in particular during their commissioning, a gradual pressure build-up and thereby prevent malfunction of connected consumers.
- the fluid power module is expediently equipped with a plurality of fluidic modules lined up in the axial direction of the main axis of the device, each of which has at least one electrofluidic working unit. At least one fluid power module can also be equipped with several electro-fluidic working units at the same time.
- At least one electrofluidic working unit of the electrotechnical module is expediently designed as an electrically operable multi-way valve, with which a connected, external consumption can be fluidly controlled.
- At least one electrofluidic working unit can also be designed as a vacuum generator unit, with which a negative pressure can be generated which, for example, in the Handling technology is available to operate a designed as a suction cup consumer.
- a plurality of fluidic modules of the electrotechnical module preferably each contain a distributor unit penetrated by the main fluid channels and the internal electrical bus and also at least one electrofluidic working unit mounted on this distributor unit in a preferably detachable manner, wherein the fluidic modules are juxtaposed with their distributor units and wherein the fluidic module is attached to the diagnostic module with an end-side distribution unit.
- Fig. 1 is a designated generally by reference numeral 1 electrofluidic control device, which also consists of a again in Fig. 2 and 3 illustrated control unit 2 and expediently also an only schematically indicated, external electronic control unit 3 composed.
- the control unit 2 is modular. It has a main extension direction, which is defined by a dash-dotted line indicated main device axis 4.
- the control unit 2 contains an electrotechnical assembly 5 and a fluid power assembly 6. In addition, it contains a arranged between the electrical assembly 5 and the fluid assembly 6 diagnostic module 7.
- the electrical assembly 5, the diagnostic module 7 and the fluid assembly 6 are axial direction of the main axis. 4 arranged consecutively and secured together.
- the diagnostic module 7 realizes the transition between the electrical component 5 and the fluid power module 6. It can therefore also be referred to as a transition module or adapter module. It has a first mounting surface 9a on a first end face 8a oriented in the axial direction of the device main axis 4 and has a second mounting face 9b on a second end face 8b oriented oppositely to the first end face 8a.
- the two mounting surfaces 9a, 9b are oriented opposite to each other in the axial direction of the device main axis 4.
- the electrical assembly 5 is attached and fixed.
- the fluidic assembly 6 is attached and fixed.
- the diagnostic module 7 expediently still a termination module that the better distinction in the electrical assembly 5 as the first termination module 12th and in the fluidic module 6 is referred to as the second termination module 13.
- the termination modules 12, 13 can also each be a component of the associated assembly 5, 6.
- the electrotechnical module 5 has only electrical and / or electromechanical functionalities. It has no fluidic functionalities, so it is neither penetrated by any fluid channels nor is they traversed by the operation of the control unit 2 of fluid. Fluidic functionalities are reserved for the fluidic module 6 and preferably also for the diagnostic module 7. In this case, it is of relevance for the diagnostic module 7 that it acts, as it were, as a bulkhead wall for separating the fluid-technical structures of the fluidic module 6 from the electrotechnical module 5. It can therefore also be referred to as a closure module.
- the fluidic module 6 is equipped with at least one and expediently with a plurality of electro-fluidic working units 14 whose operation is controlled by a control module 15 of the electrical component 5.
- the working units 14 are electrically actuated and control, depending on their electrical actuation, the flow of a fluid, in particular compressed air.
- the electrofluidic working units 14 of the exemplary embodiment are electrically actuatable multiway valves.
- Each multi-way valve 14 a contains at least one electrically actuatable drive part 16 and a fluid control part 17 with at least one valve member 18 arranged in the interior, which by the associated drive part 16 is movable and in particular switchable between different switching positions.
- the multiway valves 14a are preferably pilot operated multiway valves.
- the at least one drive part 16 is designed as a pilot valve 16a, in particular in a design as a solenoid valve.
- the at least one pilot valve 16a is capable of generating a fluidic control signal corresponding to the obtained electrical actuation signals, which acts on the associated valve member 18 to position it accordingly.
- the control module 15 has an internal bus station 22 as well as an externally accessible bus interface 23 which is electrically connected to the bus station 22.
- An external electrical bus 24 producing the connection to the external electronic control unit 3 is connected or connectable to the bus interface 23.
- sensor means 28 of the diagnostic module 7 are Also connected to the internal bus 25 .
- sensor means 28 of the diagnostic module 7 are also connected to the internal bus 25.
- the corresponding interfaces, which are also referred to below as sensor interfaces, are indicated at 32.
- the fluidic module 6 in the axial direction of the device main axis 4 passes through a plurality of fluid channels, which are designated for better distinction from other fluid channels as the main fluid channels 33.
- one of the main fluid channels 33 is a main feed channel 33a, which can be connected to an external pressure source P via a connection device 34 which is accessible from the outside.
- the pressure source P supplies a fluidic pressure medium, in particular compressed air, to be processed by the electro-fluidic working units 14.
- One or, as in the exemplary embodiment, two further main fluid passages 33 are designed as main discharge passages 33b, 33c, which expediently communicate with the atmosphere via a respective silencer 35 when the pressure medium is compressed air.
- the main discharge channels 33b, 33c are provided with interfaces through which they can be connected to a tank.
- Each of the aforementioned main fluid passages 33 communicates with each multiway valve 14a via a fluidic interface 36.
- each multiway valve 14a communicates with two individual working channels 37a, 37b, which lead to the outside of the control unit 2 accessible working ports 38, to which a controllable by the originating from the pressure source P pressure medium consumer can be connected.
- Each multi-way valve 14a which is preferably a 5/2-way valve, can be put into such switching states by appropriate actuation of its drive part 16 that two working ports 38 connected to it alternately with the main feed channel 33a or a Hauptabbowkanal 33b, 33c are connected.
- responsible for the fluidic connection is the respective switching position of the valve member 18 of the respective multiway valve 14a.
- the fluidic control signal required to switch over the valve members 18 is supplied by a fluidic pilot medium controlled by the drive members 16. This is supplied by way of example to all drive parts 16 via a further main fluid channel 33 which is connected to each pilot valve 16a via a respective fluidic interface 42 and which is referred to below as the pilot control feed channel 33d.
- fluidic interfaces are indicated at 39, via which the working channels 37a, 37b are connected to the multiway valves 14a.
- the pilot feed channel 33d could have its own, in Fig. 2 dash-dotted lines indicated pilot control feed port 43 are fed from the outside with the desired pilot medium.
- the control unit 2 of the embodiment offers the possibility to supply the pilot control feed channel 33d internally in the control unit 2 with pilot control medium by being connected to the main feed channel 33a. The pilot medium is thus diverted from the main feed channel 33a.
- the control unit 2 is equipped with a suitable valve unit 44.
- This valve unit 44 communicates, in particular with reference to FIG Fig. 2 apparent switching symbol is easy to understand, on the one hand with the main feed channel 33a, on the other with the pilot feed channel 33d and finally also with a leading to the atmosphere pre-tax discharge channel 45th
- the valve unit 44 can optionally take one of two switching positions, wherein the pilot feed channel 33d communicates with the main feed channel 33a in one switching position and with the pilot discharge channel 45 in the other switching position. In this way, the pilot control feed channel 33d can optionally be supplied with the necessary for operating the working units 14 pilot control medium or pressure moderately relieved. In pressure-relieved state of the pilot control feed channel 33d, the multi-way valves 14a can not be switched.
- valve unit 44 communicates with the main feed passage 33a, the pilot feed passage 33d, and the pilot discharge passage 45 are shown in FIG Fig. 3 indicated at 50.
- the pressure relief of the pilot feed channel 33d could take place through one of the main discharge channels 33b, 33c, instead of via the separately present pilot discharge channel 45.
- the diagnostic module 7 has the task of forming a closure module, by means of which the main fluid channels 33 passing through the fluidic module 6 are closed on their front side facing the diagnostic module 7.
- the main fluid channels 33 thus terminate either on the second mounting surface 9b or in the interior of the diagnostic module 7 and do not terminate at the first mounting surface 9a of the diagnostic module 7 facing the electrotechnical module 5. Consequently, there is no need for any sealing measures and, in particular, the electrotechnical assembly 5 can be grown and removed without the risk of fluid leakage from the main fluid channels 33.
- the electrotechnical module also contains an input module 46 and an output module 47.
- the input module 46 contains one or more electrical inputs 48
- the output module 47 contains one or more electrical outputs 49.
- the electrical inputs 48 and outputs 49 are designed to be able to connect electrical cables leading to external components which are to be connected to the control unit 2.
- the electrical inputs 48 can be connected, for example, with external sensors and the electrical outputs 49 can be connected to external electrical loads, for example with external valve devices or external electrical drives.
- control module 15 in addition to its bus interface 23 still have at least one electrical input and / or at least one electrical output.
- the electrical assembly 5 also have a combined input and output module, which is provided with both electrical inputs and electrical outputs.
- Both the electrical inputs 48 and the electrical outputs 49 are connected via internal interfaces 52 of the associated module 46, 47 with the internal electrical bus 25 in connection.
- the existing at least one input and / or output module 46, 47 is expediently arranged between the control module 15 and the diagnostic module 7. Apart from the optionally present first termination module 12, the control module closes 15 thus expediently the electrotechnical assembly 5 on the diagnostic module 7 opposite end side.
- the fluidic module 6 has a plurality of aligned in the axial direction of the main axis 4 and equipped with at least one electrofluidic working unit 14 or equipable fluidic modules 53.
- the fluidic module 6 can thus be modularly equipped with a different number of fluidic modules 53.
- three fluid power modules 53 are present.
- the series of fluidic modules 53 is mounted with one end face on the second mounting surface 9b and is provided on the opposite end side with the second termination module 13, which expediently carries the connection device 34 for the main feed channel 33a and the optionally existing silencers 35.
- the second termination module 13 also serves the end-side termination of the pilot control feed channel 33d.
- All fluid power modules 53 are interspersed on the one hand by the main fluid channels 33 and on the other by the internal electric bus 25.
- the fluid power modules 53 are in each case of modular construction and each contain a distributor unit 54 penetrated by all main fluid channels 33 and by the internal electrical bus 25, which is detachably equipped with at least one electrofluidic working unit 14.
- each distributor unit 54 has an assembly surface 55 on an outer surface oriented perpendicular to the main axis 4 of the device, to which at least one respective electrofluidic working unit 14 can be attached in a preferably releasable manner.
- the above-mentioned fluidic interfaces 36, 39 and 42 are also located on the mounting surfaces 55 as the other electrical interfaces 27.
- the mounting surface 55 is provided which has a corresponding equipment at fluidic and electrical interfaces, so in that a multi-way valve 14 a can be mounted thereon.
- each distributor unit 54 is provided with a mounting surface 55 which defines two mounting positions, so that two multiway valves 14a can be mounted next to one another in the axial direction of the main device axis 4.
- the fluid power modules 53 are strung together with their Vermaschinerein units 54 and attached to each other. About the diagnostic module 7 facing distribution unit 54, the entire fluid power assembly 6 is attached to the second mounting surface 9b of the diagnostic module 7.
- the sensor means 28 it is possible with the aid of the sensor means 28 to detect at least one state variable of the fluid or pressure medium located and / or flowing in at least one of the main fluid passages.
- each main fluid channel 33 in the diagnostic module 7 is expediently assigned at least one own sensor unit 28a of the sensor means 28, which is capable of determining at least one state variable of the fluid located in the associated main fluid channel 33.
- These sensor units 28a are preferably designed to determine the pressure and / or the temperature and / or the humidity or moisture of the pressure medium. On the basis of the determined measured values which are forwarded via the internal bus 25 to the bus station 22 and from there to the external electronic control unit 3, the correct functioning of the control unit 2 and its components can be reliably monitored by comparison with reference values.
- the evaluation of the measured values determined by the sensor means 28 can alternatively or additionally also take place in an internal electronic control unit 56, with which the control module 15 is expediently equipped and which is preferably integrated in the bus station 22.
- the detection takes place in a monitoring space 57 of the diagnosis module 7, to which the sensor means 28 are connected.
- the interstitial space 57 is formed by a respective blind hole which opens out to the second mounting surface 9b and which is connected to a subsequent main fluid channel 33 of the fluid-technical subassembly 6 is aligned. In this way, regardless of the design of the components of the fluid power module 6 always consistently good measurement conditions in the diagnostic module 7 are provided.
- the sensor means 28 are advantageously arranged and adapted to detect at least one operating state of the above-mentioned valve unit 44.
- the senor means 28 expediently have a detection device 28b, which cooperates with the valve unit 44.
- valve unit 44 An optimal interaction of the detection device 28b with the valve unit 44 is ensured in the embodiment in that the valve unit 44 is arranged directly on the diagnostic module 7. It is therefore located in close proximity to the sensor means 28 or their detection device 28b.
- the diagnostic module 7 has expediently at a right angle to the main axis of the device 4 oriented side on a mounting surface 58 to which the valve unit 44 is mounted in a preferably releasable manner.
- This mounting surface 58 is expediently oriented the same as the at least one mounting surface 55 of the distributor units 54.
- this mounting surface 58 On the said mounting surface 58 are the above-mentioned fluidic interfaces 50.
- this mounting surface 58 is provided with a connected in the interior of the diagnostic module 7 to the internal electrical bus 25 electrical interface 62, the mounted at Valve unit 44 with an electrically operable drive means 63 of the valve unit 44 is in communication.
- the detection device 28b is designed to detect at least one switching position of the valve unit 44 or of a valve member 64 of the valve unit 44.
- the detection device 28b for example, include a so-called Hall sensor, which is arranged in such a way next to the valve member 64 that it can be excited without contact by a motion-coupled to the valve member 64 permanent magnetic actuator 65.
- An advantage of this design is that the detection device 28 b can be placed completely outside the valve unit 44.
- valve unit 44 The detection of the operating state of the valve unit 44 is also possible if this valve unit 44 is not attached directly to the diagnostic module 7, but is located directly next to the diagnostic module 7 and is formed for example as part of the fluid power assembly 6. It could be detected by the diagnostic module 7, if no valve unit 44 is present, also directly the operating state of the first to the diagnostic module 7 subsequent electrofluidic working unit 14.
- valve unit 44 which, unlike the working units 14, does not serve to control an external consumer but is designed for internal control purposes, it is particularly advantageous if this valve unit 44 - which in the exemplary embodiment the case is - combined with the diagnostic module 7 to form an assembly or assembly.
- the diagnostic module 7 is stepped laterally to form its mounting surface 58, so that next to the mounting surface 58, a projection 66 of the diagnostic module 7 projects perpendicular to the device main axis 4 and mounted on the mounting surface 58 valve unit 44 in particular alongside flanked. Sensor means 28 accommodated in this projection 66 or a detection means 28b located there can optimally cooperate with the valve unit 44 placed next to it.
- the sensor means 28 need not necessarily have all the functionalities described above. For example, they could also be designed and arranged to detect the operating state of only the fluid flowing in the control unit 2 or only one valve unit 44 or working unit 14 arranged in the region of the diagnostic module 7.
- valve unit 44 is designed as a soft-start valve that provides for a gradual build-up of pressure in one of the main fluid passages 33.
- the diagnostic module 7 expediently has a module base body 67, which is expediently designed in the form of a housing and in the interior of which the sensor means 28 and the electrical conductors required for their electrical contacting with the internal electrical bus 25 are located. Also, the possibly existing monitoring chambers 57 are formed in the module base body 67. Furthermore, fluid channels can run in the interior of the module body 67, which communicate with the valve unit 44 and which can communicate with further fluid channels of the control unit 2.
- the internal electric bus 25 is expediently segmented in its longitudinal direction.
- a bus segment 68 which is implemented for example on a printed circuit board and is fixed in the relevant module so that when attaching two modules due existing interface means 72 sets a continuous bus connection.
- the main fluid channels 33 expediently each consist of a plurality of axially juxtaposed fluid channel sections, which pass through the fluid power modules 53 and aligned in the assembled state of the fluidic assembly 6 together correctly.
- a significant advantage of the control unit 2 is that the diagnostic module 7 is placed between the electrical and the fluidic part of the control unit. In this way, an optimal functional separation between the two modules of the control unit 2 is possible, which precludes mutual interference. If required, fluidic functions can be integrated into the diagnostic module 7, for example fluid channels which communicate at least partially with the main fluid channels 33 of the fluidic module 6 and which can be controlled by a valve unit 44 which is mounted on the diagnostic module 7.
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Description
Die Erfindung betrifft eine elektrofluidische Steuervorrichtung, mit einem modular aufgebauten Steuergerät, das eine elektrotechnische Baugruppe ohne fluidische Funktionalität und eine in Achsrichtung einer Gerätehauptachse darauffolgend angeordnete fluidtechnische Baugruppe enthält, wobei die elektrotechnische Baugruppe ein Steuermodul mit einer das Anschließen eines externen elektrischen Busses ermöglichenden Busschnittstelle und einer mit der Busschnittstelle elektrisch verbundenen Busstation aufweist und wobei die fluidtechnische Baugruppe in der Achsrichtung der Gerätehauptachse von mehreren Hauptfluidkanälen durchsetzt ist und mit mindestens einer mit wenigstens einem der Hauptfluidkanäle kommunizierenden elektrofluidischen Arbeitseinheit ausgestattet ist, und mit einem Diagnosemodul, das über Sensormittel zur Erfassung mindestens eines Betriebszustandes des Steuergerätes verfügt und das wie die mindestens eine elektrofluidische Arbeitseinheit über einen die beiden Baugruppen durchziehenden internen elektrischen Bus an die Busstation angeschlossen ist.The invention relates to an electrofluidic control device, comprising a modular control unit, which contains an electrotechnical module without fluidic functionality and a downstream in the axial direction of a device main axis fluidic assembly, wherein the electrical assembly comprises a control module with a connection of an external electrical bus enabling bus interface and a wherein the fluid power module is interspersed in the axial direction of the main axis of the device by a plurality of main fluid channels and is equipped with at least one communicating with at least one of the main fluid channels Elektrofluidischen working unit, and with a diagnostic module, the sensor means for detecting at least one operating state of the control unit has and how the at least one electro-fluidic working unit via one of the two B Assembly-passing internal electric bus is connected to the bus station.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrofluidische Steuervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei kompakten Abmessungen eine zuverlässige Überwachung mindestens eines Betriebszustandes des Steuergerätes ermöglicht.The invention has for its object to provide an electro-fluidic control device of the type mentioned above, which allows for compact dimensions reliable monitoring of at least one operating state of the control unit.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, dass das Diagnosemodul als Übergangsmodul zwischen einerseits der elektrotechnischen Baugruppe und andererseits der fluidtechnischen Baugruppe angeordnet und von dem internen elektrischen Bus durchsetzt ist, wobei es zugleich ein Verschlussmodul zum stirnseitigen Verschließen der zu ihm ausmündenden Hauptfluidkanäle der fluidtechnischen Baugruppe bildet.To solve this problem, it is provided that the diagnostic module is arranged as a transition module between the one hand, the electrical assembly and on the other hand, the fluidic assembly and penetrated by the internal electrical bus, it also forms a closure module for closing the front of him opening main fluid channels of the fluid power assembly.
Auf diese Weise erfüllt das Diagnosemodul gleichzeitig mehrere Funktionen. Neben seiner Hauptfunktion, der Überwachung mindestens eines Betriebszustandes des Steuergerätes, übernimmt es die Funktion eines als Übergangsmodul bezeichneten Adapters, mit dessen Hilfe die elektrotechnische Baugruppe und die fluidtechnische Baugruppe sicher und stabil aneinandergereiht sind. Das Diagnosemodul sitzt zwischen diesen beiden Baugruppen, wobei auf der einen Seite die elektrotechnische Baugruppe und auf der anderen Seite die fluidtechnische Baugruppe angebaut ist. Durch das Diagnosemodul hindurch erstreckt sich der interne elektrische Bus, um alle elektrischen und elektronischen Komponenten des Steuergerätes mit geringem Aufwand an das zur elektrotechnischen Baugruppe gehörende Steuermodul anzukoppeln. Darüber hinaus fungiert das Diagnosemodul auch noch als Verschlussmodul zum fluiddichten Abtrennen der zu ihm ausmündenden Hauptfluidkanäle von der sich auf der entgegengesetzten Seite anschließenden elektrotechnischen Baugruppe. Auf ein zusätzliches, separates Verschlussmodul kann somit verzichtet werden. Außerdem bietet sich auf diese Weise die vorteilhafte Möglichkeit, Betriebszustände des in den Hauptfluidkanälen befindlichen Fluides zentral zu überwachen.In this way, the diagnostic module simultaneously fulfills several functions. In addition to its main function, the monitoring of at least one operating state of the control unit, it assumes the function of a designated as a transition module adapter, with the help of the electrical assembly and the fluid power assembly are lined up securely and stably. The diagnostic module sits between these two assemblies, with on one side the electrotechnical Assembly and on the other side of the fluid power assembly is grown. Through the diagnostic module, the internal electric bus extends to couple all electrical and electronic components of the control unit with little effort to the belonging to the electrical module control module. In addition, the diagnostic module also functions as a closure module for the fluid-tight separation of the main fluid channels opening out from it to the electrotechnical assembly which adjoins on the opposite side. An additional, separate closure module can thus be dispensed with. In addition, offers in this way the advantageous possibility to centrally monitor operating conditions of the fluid located in the main fluid channels.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Zweckmäßigerweise ist die elektrotechnische Baugruppe zusätzlich zu der den Anschluss eines externen elektrischen Busses ermöglichenden Busschnittstelle mit mehreren an den internen elektrischen Bus und über diesen an die Busstation angeschlossenen elektrischen Eingängen und/oder Ausgängen ausgestattet. An die elektrischen Eingänge können zu externen Sensoren führende Verbindungskabel angeschlossen werden, um auf diese Weise Rückmeldesignale zu empfangen, die bei der Überwachung externer Verbraucher generiert werden, die insbesondere unter Vermittlung der mindestens einen elektrofluidischen Arbeitseinheit betätigt werden. Solche externen Verbraucher sind beispielsweise in Form von fluidbetätigten Antrieben realisiert. Die elektrischen Ausgänge sind beispielsweise nutzbar, um externe Verbraucher, beispielsweise externe ventileinheiten oder externer elektrische Antriebe, mit den erforderlichen elektrischen Signalen und/oder elektrischer Betätigungsenergie zu versorgen.Conveniently, the electrical assembly is in addition to the connection of an external electrical bus enabling bus interface equipped with multiple to the internal electrical bus and via this to the bus station electrical inputs and / or outputs. To the electrical inputs connecting cables leading to external sensors can be connected to receive in this way feedback signals that are generated in the monitoring of external consumers, which are operated in particular by the mediation of at least one electro-fluidic working unit. Such external consumers are realized for example in the form of fluid-operated drives. The electrical outputs can be used, for example, to external consumers, such as external valve units or external electric drives, with the supply required electrical signals and / or electrical actuation energy.
Das Steuergerät verfügt in seiner elektrotechnischen Baugruppe zweckmäßigerweise über mindestens ein mit einem oder mehreren elektrischen Eingängen versehenes Eingangsmodul und/oder mindestens ein mit einem oder mehreren elektrischen Ausgängen versehenes Ausgangsmodul und/oder mindestens ein sowohl mit elektrischen Eingängen als auch mit elektrischen Ausgängen versehenes kombiniertes Eingangs- und Ausgangsmodul. Alle vorhandenen Eingangs- und/oder Ausgangsmodule sind mit dem Steuermodul und dem Diagnosemodul in Reihe angeordnet. Mindestens ein Eingangs- und/oder Ausgangsmodul sitzt zweckmäßigerweise zwischen dem Steuermodul und dem Diagnosemodul, wobei es als besonders vorteilhaft angesehen wird, wenn sämtliche vorhandenen Eingangs- und/oder Ausgangsmodule zwischen einerseits dem Steuermodul und andererseits dem Diagnosemodul platziert sind.In its electrical assembly, the control unit expediently has at least one input module provided with one or more electrical inputs and / or at least one output module provided with one or more electrical outputs and / or at least one combined input module provided with electrical inputs and electrical outputs. and output module. All existing input and / or output modules are arranged in series with the control module and the diagnostic module. At least one input and / or output module is expediently located between the control module and the diagnostic module, wherein it is considered particularly advantageous if all existing input and / or output modules are placed between the control module on the one hand and the diagnostic module on the other hand.
Die Sensormittel des Diagnosemoduls sind zweckmäßigerweise derart angeordnet und ausgebildet, dass sie wenigstens eine Zustandsgröße des in mindestens einem der Hauptfluidkanäle befindlichen Fluides erfassen können. Zweckmäßigerweise können auf diese Weise sämtliche Hauptfluidkanäle überwacht werden. Die Sensormittel sind vorzugsweise in der Lage, den Druck und/oder die Temperatur und/oder die Feuchte des Fluides zu erfassen. Mit Hilfe der Druckerfassung lässt sich beispielsweise feststellen, ob Leckage auftritt und/oder ob die angestrebten Durchflusswerte erreicht werden.The sensor means of the diagnostic module are expediently arranged and configured such that they can detect at least one state variable of the fluid located in at least one of the main fluid passages. Appropriately, all main fluid channels can be monitored in this way. The sensor means are preferably able to detect the pressure and / or the temperature and / or the humidity of the fluid. With the aid of pressure detection, it is possible to determine, for example, whether leakage occurs and / or whether the desired flow values are being achieved.
Es ist zweckmäßig, die Sensormittel pro zu überwachendem Hauptfluidkanal mit mindestens einer eigenen Sensoreinheit auszustatten, die an den internen elektrischen Bus angeschlossen ist. Die vorhandenen Sensoreinheiten können innerhalb des Diagnosemoduls optimal in Bezug auf die durch das Diagnosemodul verschlossenen Hauptfluidkanäle platziert werden.It is expedient to equip the sensor means per main fluid channel to be monitored with at least one own sensor unit which is connected to the internal electric bus. The existing sensor units can within the diagnostic module are placed optimally with respect to the closed by the diagnostic module main fluid channels.
Um eine optimale Zustandsüberwachung zu ermöglichen, ist in dem Diagnosemodul zweckmäßigerweise pro zu überwachendem Hauptfluidkanal ein mit diesem Hauptfluidkanal fluchtendes Sackloch vorhanden, mit dem die Sensormittel kommunizieren. Dieses Sackloch kann somit quasi einen Überwachungsraum bilden, in dem die gewünschte Zustandsüberwachung stattfinden kann.In order to enable optimum condition monitoring, a blind hole which is aligned with this main fluid channel and with which the sensor means communicate expediently exists in the diagnostic module per main fluid channel to be monitored. This blind hole can thus virtually form a monitoring space in which the desired condition monitoring can take place.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung verfügt das Steuergerät über eine elektrisch betätigbare Ventileinheit, die entweder direkt oder unmittelbar neben dem Diagnosemodul angeordnet ist und zu deren Überwachung die Sensormittel des Diagnosemoduls ausgebildet sind. Insbesondere sind die Sensormittel in der Lage, mindestens eine Schaltstellung dieser Ventileinheit zu erfassen, um den ordnungsgemäßen Betrieb der Ventileinheit überwachen zu können.In a particularly advantageous embodiment, the control unit has an electrically operable valve unit, which is arranged either directly or immediately adjacent to the diagnostic module and for monitoring the sensor means of the diagnostic module are formed. In particular, the sensor means are able to detect at least one switching position of this valve unit in order to be able to monitor the proper operation of the valve unit.
Eine neben dem Diagnosemodul angeordnete Ventileinheit kann beispielsweise von einer benachbart zu dem Diagnosemodul angeordneten elektrofluidischen Arbeitseinheit der fluidtechnischen Baugruppe gebildet sein. Besonders vorteilhaft ist jedoch eine Ausgestaltung, bei der die vom Diagnosemodul überwachte Ventileinheit nicht zu der fluidtechnischen Baugruppe gehört, sondern individuell an dem Diagnosemodul montiert ist.A valve unit arranged next to the diagnostic module can be formed, for example, by an electrofluidic working unit of the fluidic module arranged adjacent to the diagnostic module. However, an embodiment is particularly advantageous in which the valve unit monitored by the diagnostic module does not belong to the fluidic module, but is mounted individually on the diagnostic module.
Die an oder neben dem Diagnosemodul angeordnete und von dessen Sensormitteln überwachte Ventileinheit ist zweckmäßigerweise in der Lage, eine Fluidverbindung zwischen zweien der die fluidtechnische Baugruppe durchziehenden Hauptfluidkanälen zu steuern. Die Ventileinheit ist insbesondere in der Lage, zwei solcher Hauptfluidkanäle wahlweise miteinander zu verbinden oder voneinander abzutrennen.The valve unit arranged on or next to the diagnostic module and monitored by its sensor means is expediently able to establish a fluid connection between two main fluid passages which pass through the fluidic module to control. In particular, the valve unit is capable of selectively connecting or disconnecting two such main fluid passages.
Insbesondere besteht die vorteilhafte Möglichkeit, bei einem Steuergerät, das mit elektrofluidischen Arbeitseinheiten in Gestalt von vorgesteuerten Mehrwegeventilen ausgestattet ist, einen mit sämtlichen Vorsteuerventilen kommunizierenden Vorsteuerspeisekanal wahlweise mit Druckmedium zu versorgen oder druckmäßig zu entlasten. Das Vorsteuermedium ist somit wahlweise zuschaltbar oder abschaltbar.In particular, there is the advantageous possibility, in a control unit which is equipped with electro-fluidic working units in the form of piloted multi-way valves, to provide a communicating with all pilot valves pilot feed either with pressure medium or relieve pressure. The pilot control medium can thus be switched on or off.
Die durch das Diagnosemodul überwachbare Ventileinheit kann auch als Druckaufbauventil bzw. Softstartventil ausgebildet sein, um innerhalb der elektrotechnischen Baugruppe, insbesondere während deren Inbetriebnahme, einen allmählichen Druckaufbau hervorzurufen und dadurch Fehlfunktionen angeschlossener Verbraucher zu verhindern.The monitorable by the diagnostic module valve unit can also be designed as a pressure build-up valve or soft-start valve to cause within the electrical assembly, in particular during their commissioning, a gradual pressure build-up and thereby prevent malfunction of connected consumers.
Die fluidtechnische Baugruppe ist zweckmäßigerweise mit mehreren in Achsrichtung der Gerätehauptachse aneinandergereihten fluidtechnischen Modulen ausgestattet, die jeweils über mindestens eine elektrofluidische Arbeitseinheit verfügen. Mindestens ein fluidtechnisches Modul kann auch gleichzeitig mit mehreren elektrofluidischen Arbeitseinheiten bestückt sein.The fluid power module is expediently equipped with a plurality of fluidic modules lined up in the axial direction of the main axis of the device, each of which has at least one electrofluidic working unit. At least one fluid power module can also be equipped with several electro-fluidic working units at the same time.
Mindestens eine elektrofluidische Arbeitseinheit der elektrotechnischen Baugruppe ist zweckmäßigerweise als elektrisch betätigbares Mehrwegeventil ausgebildet, mit dem sich ein angeschlossener, externer Verbrauches fluidisch ansteuern lässt. Mindestens eine elektrofluidische Arbeitseinheit kann auch als Vakuumerzeugereinheit ausgebildet sein, mit der sich ein Unterdruck erzeugen lässt, der beispielsweise in der Handhabungstechnik nutzbar ist, um einen als Sauggreifer ausgebildeten Verbraucher zu betätigen.At least one electrofluidic working unit of the electrotechnical module is expediently designed as an electrically operable multi-way valve, with which a connected, external consumption can be fluidly controlled. At least one electrofluidic working unit can also be designed as a vacuum generator unit, with which a negative pressure can be generated which, for example, in the Handling technology is available to operate a designed as a suction cup consumer.
Mehrere fluidtechnische Module der elektrotechnischen Baugruppe enthalten vorzugsweise jeweils eine von den Hauptfluidkanälen und von dem internen elektrischen Bus durchsetzte Verteilereinheit und außerdem mindestens eine auf dieser Verteilereinheit in bevorzugt lösbarer Weise montierte elektrofluidische Arbeitseinheit, wobei die fluidtechnischen Module mit ihren Verteilereinheiten aneinandergesetzt sind und wobei die fluidtechnische Baugruppe mit einer endseitigen Verteilereinheit an das Diagnosemodul angebaut ist.A plurality of fluidic modules of the electrotechnical module preferably each contain a distributor unit penetrated by the main fluid channels and the internal electrical bus and also at least one electrofluidic working unit mounted on this distributor unit in a preferably detachable manner, wherein the fluidic modules are juxtaposed with their distributor units and wherein the fluidic module is attached to the diagnostic module with an end-side distribution unit.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
- Fig. 1
- eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrofluidischen Steuervorrichtung in einer Seitenansicht und teilweise aufgebrochen,
- Fig. 2
- eine Draufsicht der Steuervorrichtung aus
Fig. 1 mit Blickrichtung gemäß Pfeil II, und - Fig. 3
- einen schematisierten Längsschnitt durch die Steuervorrichtung gemäß Schnittlinie III-III aus
Fig. 1 .
- Fig. 1
- an advantageous embodiment of the electrofluidic control device according to the invention in a side view and partially broken,
- Fig. 2
- a plan view of the control device
Fig. 1 with view according to arrow II, and - Fig. 3
- a schematic longitudinal section through the control device according to section line III-III
Fig. 1 ,
In
Das Steuergerät 2 ist modular aufgebaut. Es verfügt über eine Haupterstreckungsrichtung, die durch eine strichpunktiert angedeutete Gerätehauptachse 4 definiert ist.The
Das Steuergerät 2 enthält eine elektrotechnische Baugruppe 5 und eine fluidtechnische Baugruppe 6. Außerdem enthält sie ein zwischen der elektrotechnischen Baugruppe 5 und der fluidtechnischen Baugruppe 6 angeordnetes Diagnosemodul 7. Die elektrotechnische Baugruppe 5, das Diagnosemodul 7 und die fluidtechnische Baugruppe 6 sind Achsrichtung der Gerätehauptachse 4 aufeinanderfolgend angeordnet und aneinander befestigt.The
Das Diagnosemodul 7 realisiert den Übergang zwischen der elektrotechnischen Baugruppe 5 und der fluidtechnischen Baugruppe 6. Es kann deshalb auch als Übergangsmodul oder Adaptermodul bezeichnet werden. Es weist an einer in Achsrichtung der Gerätehauptachse 4 orientierten ersten Stirnfläche 8a eine erste Montagefläche 9a auf und verfügt an einer der ersten Stirnfläche 8a entgegengesetzt orientierten zweiten Stirnfläche 8b über eine zweite Montagefläche 9b. Die beiden Montageflächen 9a, 9b sind in Achsrichtung der Gerätehauptachse 4 einander entgegengesetzt orientiert.The diagnostic module 7 realizes the transition between the
An der ersten Montagefläche 9a ist, vorzugsweise lösbar, die elektrotechnische Baugruppe 5 angesetzt und befestigt. An der zweiten Montagefläche 9b ist, insbesondere lösbar, die fluidtechnische Baugruppe 6 angesetzt und befestigt.At the first mounting
An beide Baugruppen 5, 6 schließt sich an der dem Diagnosemodul 7 entgegengesetzten Stirnseite zweckmäßigerweise noch ein Abschlussmodul an, das zur besseren Unterscheidung bei der elektrotechnischen Baugruppe 5 als erstes Abschlussmodul 12 und bei der fluidtechnischen Baugruppe 6 als zweites Abschlussmodul 13 bezeichnet sei.At the two
Die Abschlussmodule 12, 13 können auch jeweils ein Bestandteil der zugeordneten Baugruppe 5, 6 sein.The
Die elektrotechnische Baugruppe 5 hat lediglich elektrische und/oder elektromechanische Funktionalitäten. Über fluidische Funktionalitäten verfügt sie nicht, sie ist also weder von irgendwelchen Fluidkanälen durchsetzt noch wird sie im Betrieb des Steuergerätes 2 von Fluid durchströmt. Fluidische Funktionalitäten sind der fluidtechnischen Baugruppe 6 und vorzugsweise auch dem Diagnosemodul 7 vorbehalten. Für das Diagnosemodul 7 ist hierbei von Relevanz, dass es quasi als Schottwand zur Abtrennung der fluidtechnischen Strukturen der fluidtechnischen Baugruppe 6 von der elektrotechnischen Baugruppe 5 fungiert. Es kann somit auch als Verschlussmodul bezeichnet werden.The
Die fluidtechnische Baugruppe 6 ist mit mindestens einer und zweckmäßigerweise mit mehreren elektrofluidischen Arbeitseinheiten 14 ausgestattet, deren Betrieb von einem Steuermodul 15 der elektrotechnischen Baugruppe 5 gesteuert wird. Die Arbeitseinheiten 14 sind elektrisch betätigbar und kontrollieren in Abhängigkeit von ihrer elektrischen Betätigung die Strömung eines Fluides, insbesondere Druckluft.The
Bei den elektrofluidischen Arbeitseinheiten 14 des Ausführungsbeispiels handelt es sich um elektrisch betätigbare Mehrwegeventile. Jedes Mehrwegeventil 14a enthält mindestens einen elektrisch betätigbaren Antriebsteil 16 und einen Fluidsteuerteil 17 mit mindestens einem im Innern angeordneten Ventilglied 18, das durch das zugeordnete Antriebsteil 16 bewegbar und insbesondere zwischen verschiedenen Schaltstellungen umschaltbar ist.The
Bei den Mehrwegeventilen 14a handelt es sich vorzugsweise um vorgesteuerte Mehrwegeventile. In diesem Zusammenhang ist das mindestens eine Antriebsteil 16 als Vorsteuerventil 16a ausgebildet, insbesondere in einer Bauform als Magnetventil. Das mindestens eine Vorsteuerventil 16a ist in der Lage, entsprechend den erhaltenen elektrischen Betätigungssignalen ein fluidisches Steuersignal zu generieren, das auf das zugeordnete Ventilglied 18 einwirkt, um dieses entsprechend zu positionieren.The multiway valves 14a are preferably pilot operated multiway valves. In this context, the at least one drive part 16 is designed as a pilot valve 16a, in particular in a design as a solenoid valve. The at least one pilot valve 16a is capable of generating a fluidic control signal corresponding to the obtained electrical actuation signals, which acts on the associated
Das Steuermodul 15 verfügt über eine interne Busstation 22 sowie über eine mit der Busstation 22 elektrisch verbundene, von außen her zugängliche Busschnittstelle 23. An die Busschnittstelle 23 ist ein die Verbindung zu der externen elektronischen Steuereinheit 3 herstellender externer elektrischer Bus 24 angeschlossen oder anschließbar.The
Durch die beiden Baugruppen 5, 6 und das dazwischen angeordnete Diagnosemodul 7 hindurch erstreckt sich ein interner elektrischer Bus 25, der zum einen über eine interne Schnittstelle 26 des Steuermoduls 15 an die Busstation 22 angeschlossen ist und der zum anderen über zu der fluidtechnischen Baugruppe 6 gehörende weitere Schnittstellen 27 an die Antriebsteile 16 sämtlicher elektrofluidischen Arbeitseinheiten 14 angeschlossen ist.An internal
Ebenfalls mit dem internen Bus 25 verbunden sind Sensormittel 28 des Diagnosemoduls 7, mit deren Hilfe sich mindestens ein Betriebszustand und zweckmäßigerweise mehrere Betriebszustände des Steuergerätes 2 erfassen und überwachen lassen. Die entsprechenden Schnittstellen, die im Folgenden auch als Sensorschnittstellen bezeichnet werden, sind bei 32 angedeutet.Also connected to the
Die fluidtechnische Baugruppe 6 in Achsrichtung der Gerätehauptachse 4 von mehreren Fluidkanälen durchsetzt, die zur besseren Unterscheidung von anderen Fluidkanälen als Hauptfluidkanäle 33 bezeichnet seien. Exemplarisch ist einer der Hauptfluidkanäle 33 ein Hauptspeisekanal 33a, der über eine von außen her zugängliche Anschlusseinrichtung 34 mit einer externen Druckquelle P verbindbar ist. Die Druckquelle P liefert ein von den elektrofluidischen Arbeitseinheiten 14 zu verarbeitendes fluidisches Druckmedium, insbesondere Druckluft. Ein oder - wie beim Ausführungsbeispiel - zwei weitere Hauptfluidkanäle 33 sind als Hauptabfuhrkanäle 33b, 33c konzipiert, die zweckmäßigerweise über je einen Schalldämpfer 35 hinweg mit der Atmosphäre kommunizieren, wenn es sich bei dem Druckmedium um Druckluft handelt. Wird das Steuergerät 2 mit einem flüssigen Druckmedium betrieben, sind die Hauptabfuhrkanäle 33b, 33c mit Schnittstellen versehen, über die sie mit einem Tank verbunden werden können.The
Jeder der vorgenannten Hauptfluidkanäle 33 kommuniziert über eine fluidische Schnittstelle 36 mit jedem Mehrwegeventil 14a. Darüber hinaus kommuniziert jedes Mehrwegeventil 14a mit zwei individuellen Arbeitskanälen 37a, 37b, die zu außen am Steuergerät 2 zugänglichen Arbeitsanschlüssen 38 führen, an die ein durch das von der Druckquelle P stammende Druckmedium ansteuerbarer Verbraucher anschließbar ist.Each of the aforementioned main fluid passages 33 communicates with each multiway valve 14a via a
Jedes Mehrwegeventil 14a, bei dem es sich vorzugsweise um ein 5/2-Wegeventil handelt, kann durch entsprechende Betätigung seines Antriebsteils 16 in derartige Schaltzustände versetzt werden, dass zwei mit ihm verbundene Arbeitsanschlüsse 38 wechselweise mit dem Hauptspeisekanal 33a oder einem Hauptabfuhrkanal 33b, 33c verbunden sind. Für die fluidische Verbindung verantwortlich ist die jeweilige Schaltstellung des Ventilgliedes 18 des betreffenden Mehrwegeventils 14a.Each multi-way valve 14a, which is preferably a 5/2-way valve, can be put into such switching states by appropriate actuation of its drive part 16 that two working
Das zum Umschalten der Ventilglieder 18 erforderliche fluidische Steuersignal wird durch ein von den Antriebsteilen 16 gesteuertes fluidisches Vorsteuermedium geliefert. Dieses wird exemplarisch allen Antriebsteilen 16 über einen weiteren Hauptfluidkanal 33 zugeführt, der über je eine fluidische Schnittstelle 42 mit jedem Vorsteuerventil 16a verbunden ist und der im Folgenden als Vorsteuerspeisekanal 33d bezeichnet wird.The fluidic control signal required to switch over the
Bei 39 sind im Übrigen fluidische Schnittstellen angedeutet, über die die Arbeitskanäle 37a, 37b mit den Mehrwegeventilen 14a verbunden sind.Incidentally, fluidic interfaces are indicated at 39, via which the working
Der Vorsteuerspeisekanal 33d könnte über einen eigenen, in
Die Ventileinheit 44 kann wahlweise eine von zwei Schaltstellungen einnehmen, wobei der Vorsteuerspeisekanal 33d in der einen Schaltstellung mit dem Hauptspeisekanal 33a und in der anderen Schaltstellung mit dem Vorsteuer-Abfuhrkanal 45 kommuniziert. Auf diese Weise kann der Vorsteuerspeisekanal 33d wahlweise mit dem für das Betätigen der Arbeitseinheiten 14 notwendigen Vorsteuermedium versorgt oder druckmäßig entlastet werden. Im druckmäßig entlasteten Zustand des Vorsteuerspeisekanals 33d können die Mehrwegeventile 14a nicht geschaltet werden.The
Die fluidischen Schnittstellen, über die die Ventileinheit 44 mit dem Hauptspeisekanal 33a, dem Vorsteuerspeisekanal 33d und dem Vorsteuer-Abfuhrkanal 45 kommuniziert, sind in
Die Druckentlastung des Vorsteuerspeisekanals 33d könnte anstatt über den gesondert vorhandenen Vorsteuer-Abfuhrkanal 45 auch durch einen der Hauptabfuhrkanäle 33b, 33c hindurch stattfinden.The pressure relief of the pilot feed channel 33d could take place through one of the main discharge channels 33b, 33c, instead of via the separately present
Das Diagnosemodul 7 hat unter anderem auch die Aufgabe, ein Verschlussmodul zu bilden, durch das die die fluidtechnische Baugruppe 6 durchsetzenden Hauptfluidkanäle 33 an ihrer dem Diagnosemodul 7 zugewandten Stirnseite verschlossen werden. Die Hauptfluidkanäle 33 enden also entweder an der zweiten Montagefläche 9b oder im Innern des Diagnosemoduls 7 und münden nicht an der der elektrotechnischen Baugruppe 5 zugewandten ersten Montagefläche 9a des Diagnosemoduls 7 aus. Dort bedarf es folglich keinerlei Abdichtmaßnahmen und es kann insbesondere die elektrotechnische Baugruppe 5 angebaut und entfernt werden, ohne dass die Gefahr eines Fluidaustrittes aus den Hauptfluidkanälen 33 bestünde.Among other things, the diagnostic module 7 has the task of forming a closure module, by means of which the main fluid channels 33 passing through the
Die elektrotechnische Baugruppe enthält beim Ausführungsbeispiel auch noch ein Eingangsmodul 46 und ein Ausgangsmodul 47. Das Eingangsmodul 46 enthält einen oder mehrere elektrische Eingänge 48, das Ausgangsmodul 47 einen oder mehrere elektrische Ausgänge 49.In the exemplary embodiment, the electrotechnical module also contains an
Die elektrischen Eingänge 48 und Ausgänge 49 sind ausgebildet, um elektrische Kabel anschließen zu können, die zu externen Komponenten führen, welche an das Steuergerät 2 angeschlossen werden sollen. Auf diese Weise lassen sich die elektrischen Eingänge 48 beispielsweise mit externen Sensoren verbinden und die elektrischen Ausgänge 49 können mit externen elektrischen Verbrauchern verbunden werden, beispielsweise mit externen Ventileinrichtungen oder externen elektrischen Antrieben.The
Bei Bedarf kann auch das Steuermodul 15 zusätzlich zu ihrer Busschnittstelle 23 noch mindestens einen elektrischen Eingang und/oder mindestens einen elektrische Ausgang aufweisen.If required, the
Abweichend vom Ausführungsbeispiel kann die elektrotechnische Baugruppe 5 auch über ein kombiniertes Eingangs- und Ausgangsmodul verfügen, das sowohl mit elektrischen Eingängen als auch mit elektrischen Ausgängen versehen ist.Notwithstanding the embodiment, the
Sowohl die elektrischen Eingänge 48 als auch die elektrischen Ausgänge 49 stehen über interne Schnittstellen 52 des zugeordneten Moduls 46, 47 mit dem internen elektrischen Bus 25 in Verbindung.Both the
Das vorhandene mindestens eine Eingangs- und/oder Ausgangsmodul 46, 47 ist zweckmäßigerweise zwischen dem Steuermodul 15 und dem Diagnosemodul 7 angeordnet. Abgesehen von dem optional vorhandenen ersten Abschlussmodul 12 schließt das Steuermodul 15 somit zweckmäßigerweise die elektrotechnische Baugruppe 5 auf der dem Diagnosemodul 7 entgegengesetzten Stirnseite ab.The existing at least one input and / or
Ein vorteilhafter struktureller Aufbau der fluidtechnischen Baugruppe 6 ist beim Ausführungsbeispiel realisiert und äußert sich darin, dass die fluidtechnische Baugruppe 6 mehrere in Achsrichtung der Gerätehauptachse 4 aneinandergereihte und jeweils mit mindestens einer elektrofluidischen Arbeitseinheit 14 ausgestattete oder ausstattbare fluidtechnische Module 53 aufweist. Entsprechend der Anzahl der erforderlichen elektrofluidischen Arbeitseinheiten 14 kann somit die fluidtechnische Baugruppe 6 mit einer unterschiedlichen Anzahl fluidtechnischer Module 53 modular ausgestattet werden. Exemplarisch sind drei fluidtechnische Module 53 vorhanden. Die Reihe fluidtechnischer Module 53 ist mit einer Stirnseite an der zweiten Montagefläche 9b montiert und ist an der entgegengesetzten Stirnseite mit dem zweiten Abschlussmodul 13 versehen, das zweckmäßigerweise die Anschlusseinrichtung 34 für den Hauptspeisekanal 33a und die gegebenenfalls vorhandenen Schalldämpfer 35 trägt. Das zweite Abschlussmodul 13 dient außerdem dem stirnseitigen Abschluss des Vorsteuerspeisekanals 33d.An advantageous structural design of the
Alle fluidtechnischen Module 53 sind zum einen von den Hauptfluidkanälen 33 und zum anderen von dem internen elektrischen Bus 25 durchsetzt.All
Zweckmäßigerweise sind die fluidtechnischen Module 53 ihrerseits jeweils modular aufgebaut und enthalten jeweils eine von sämtlichen Hauptfluidkanälen 33 und von dem internen elektrischen Bus 25 durchsetzte Verteilereinheit 54, die lösbar mit mindestens einer elektrofluidischen Arbeitseinheit 14 bestückt ist. Zur Bestückung mit den Arbeitseinheiten 14 weist jede Verteilereinheit 54 an einer rechtwinkelig zur Gerätehauptachse 4 orientierten Außenfläche eine Bestückungsfläche 55 auf, an die jeweils mindestens eine elektrofluidische Arbeitseinheit 14 in bevorzugt lösbarer Weise ansetzbar ist.Expediently, the
Die weiter oben erwähnten fluidischen Schnittstellen 36, 39 und 42 befinden sich ebenso an den Bestückungsflächen 55 wie die weiteren elektrischen Schnittstellen 27. Für jedes Mehrwegeventil 14a ist ein Bestückungsplatz der Bestückungsfläche 55 vorgesehen, der über eine entsprechende Ausstattung an fluidischen und elektrischen Schnittstellen verfügt, so dass daran ein Mehrwegeventil 14a montierbar ist.The above-mentioned
Exemplarisch ist jede Verteilereinheit 54 mit einer Bestückungsfläche 55 versehen, die zwei Bestückungsplätze definiert, so dass daran zwei Mehrwegeventile 14a in Achsrichtung der Gerätehauptachse 4 nebeneinander montiert werden können.By way of example, each
Die fluidtechnischen Module 53 sind mit ihren Verteilerein-heiten 54 aneinandergereiht und aneinander befestigt. Über die dem Diagnosemodul 7 zugewandte Verteilereinheit 54 ist die gesamte fluidtechnische Baugruppe 6 an der zweiten Montagefläche 9b des Diagnosemoduls 7 befestigt.The
Zur gegenseitigen Befestigung der diversen Module untereinander sind zweckmäßigerweise Schraubverbindungsmittel 56 vorhanden.For mutual attachment of the various modules with each other
Mit Hilfe der Sensormittel 28 des Diagnosemoduls 7 lassen sich verschiedene Betriebszustände des Steuergerätes 2 überwachen.With the aid of the sensor means 28 of the diagnostic module 7, various operating states of the
Zum einen besteht die Möglichkeit, mit Hilfe der Sensormittel 28 mindestens eine Zustandsgröße des in mindestens einem der Hauptfluidkanäle befindlichen und/oder strömenden Fluides bzw. Druckmediums zu erfassen.On the one hand, it is possible with the aid of the sensor means 28 to detect at least one state variable of the fluid or pressure medium located and / or flowing in at least one of the main fluid passages.
In diesem Zusammenhang ist zweckmäßigerweise jedem Hauptfluidkanal 33 in dem Diagnosemodul 7 mindestens eine eigene Sensoreinheit 28a der Sensormittel 28 zugeordnet, die in der Lage ist, mindestens eine Zustandsgröße des sich im zugeordneten Hauptfluidkanal 33 befindlichen Fluides zu ermitteln.In this connection, each main fluid channel 33 in the diagnostic module 7 is expediently assigned at least one own sensor unit 28a of the sensor means 28, which is capable of determining at least one state variable of the fluid located in the associated main fluid channel 33.
Diese Sensoreinheiten 28a sind vorzugsweise ausgebildet, um den Druck und/oder die Temperatur und/oder die Feuchte bzw. Feuchtigkeit des Druckmediums zu ermitteln. Auf der Grundlage der ermittelten Messwerte, die über den internen Bus 25 an die Busstation 22 und von dort an die externe elektronische Steuereinheit 3 weitergeleitet werden, lässt sich durch Vergleich mit Referenzwerten die korrekte Funktionsweise des Steuergerätes 2 und seiner Komponenten zuverlässig überwachen.These sensor units 28a are preferably designed to determine the pressure and / or the temperature and / or the humidity or moisture of the pressure medium. On the basis of the determined measured values which are forwarded via the
Die Auswertung der von den Sensormitteln 28 ermittelten Messwerte kann alternativ oder zusätzlich auch in einer internen elektronischen Steuereinheit 56 erfolgen, mit der das Steuermodul 15 zweckmäßigerweise ausgestattet ist und die vorzugsweise in die Busstation 22 integriert ist.The evaluation of the measured values determined by the sensor means 28 can alternatively or additionally also take place in an internal
Um die Zustandsgrößen des Druckmediums besonders zuverlässig ermitteln zu können, ist es zweckmäßig, wenn die Ermittlung in einem Überwachungsraum 57 des Diagnosemoduls 7 stattfindet, an den die Sensormittel 28 angeschlossen sind. Der Überwachungsraum 57 ist gebildet von je einem zu der zweiten Montagefläche 9b ausmündenden Sackloch, das mit einem sich anschließenden Hauptfluidkanal 33 der fluidtechnischen Baugruppe 6 fluchtet. Auf diese Weise können unabhängig von der Ausgestaltung der Komponenten der fluidtechnischen Baugruppe 6 stets gleichbleibend gute Messbedingungen in dem Diagnosemodul 7 zur Verfügung gestellt werden.In order to be able to determine the state variables of the pressure medium particularly reliably, it is expedient if the detection takes place in a
Beim Ausführungsbeispiel sind die Sensormittel 28 in vorteilhafter Weise angeordnet und ausgebildet, um wenigstens einen Betriebszustand der oben erwähnten Ventileinheit 44 zu erfassen.In the embodiment, the sensor means 28 are advantageously arranged and adapted to detect at least one operating state of the above-mentioned
Die Sensormittel 28 verfügen in diesem Zusammenhang zweckmäßigerweise über eine Erfassungseinrichtung 28b, die mit der Ventileinheit 44 kooperiert.In this context, the sensor means 28 expediently have a detection device 28b, which cooperates with the
Ein optimales Zusammenwirken der Erfassungseinrichtung 28b mit der Ventileinheit 44 ist beim Ausführungsbeispiel dadurch gewährleistet, dass die Ventileinheit 44 direkt an dem Diagnosemodul 7 angeordnet ist. Sie befindet sich daher in unmittelbarer Nähe zu den Sensormitteln 28 bzw. deren Erfassungseinrichtung 28b.An optimal interaction of the detection device 28b with the
Das Diagnosemodul 7 verfügt zweckmäßigerweise an einer rechtwinkelig zu der Gerätehauptachse 4 orientierten Seite über eine Bestückungsfläche 58, an der die Ventileinheit 44 in bevorzugt lösbarer Weise montiert ist. Diese Bestückungsfläche 58 ist zweckmäßigerweise gleich orientiert wie die mindestens eine Bestückungsfläche 55 der Verteilereinheiten 54.The diagnostic module 7 has expediently at a right angle to the main axis of the
An der besagten Bestückungsfläche 58 befinden sich die oben bereits erwähnten fluidischen Schnittstellen 50. Außerdem ist diese Bestückungsfläche 58 mit einer im Innern des Diagnosemoduls 7 mit dem internen elektrischen Bus 25 verbundenen elektrischen Schnittstelle 62 versehen, die bei montierter Ventileinheit 44 mit einer elektrisch betätigbaren Antriebseinrichtung 63 der Ventileinheit 44 in Verbindung steht.On the said mounting
Exemplarisch ist die Erfassungseinrichtung 28b ausgebildet, um mindestens eine Schaltstellung der Ventileinheit 44 bzw. eines Ventilgliedes 64 der Ventileinheit 44 zu erfassen. Hierzu kann die Erfassungseinrichtung 28b beispielsweise einen sogenannten Hall-Sensor beinhalten, der derart neben dem Ventilglied 64 angeordnet ist, dass er von einem mit dem Ventilglied 64 bewegungsgekoppelten permanentmagnetischen Betätigungsglied 65 berührungslos erregbar ist. Ein Vorteil dieser Bauform besteht darin, dass die Erfassungseinrichtung 28b völlig außerhalb der Ventileinheit 44 platziert sein kann.By way of example, the detection device 28b is designed to detect at least one switching position of the
Die Detektion des Betriebszustandes der Ventileinheit 44 ist auch dann möglich, wenn diese Ventileinheit 44 nicht direkt an dem Diagnosemodul 7 befestigt ist, sondern sich unmittelbar neben dem Diagnosemodul 7 befindet und beispielsweise als Bestandteil der fluidtechnischen Baugruppe 6 ausgebildet ist. Man könnte durch das Diagnosemodul 7, wenn keine Ventileinheit 44 vorhanden ist, auch direkt den Betriebszustand der ersten sich an das Diagnosemodul 7 anschließenden elektrofluidischen Arbeitseinheit 14 erfassen.The detection of the operating state of the
Insbesondere dann jedoch, wenn das Steuergerät 2 mit einer Ventileinheit 44 ausgestattet ist, die anders als die Arbeitseinheiten 14 nicht zur Steuerung eines externen Verbrauchers dient, sondern für interne Steuerungsaufgaben ausgelegt ist, ist es von besonderem Vorteil, wenn diese Ventileinheit 44 - was beim Ausführungsbeispiel der Fall ist - mit dem Diagnosemodul 7 zu einer Baugruppe oder Baueinheit zusammengefasst ist.In particular, however, when the
Bei einer solchen zusammengefassten Bauweise ist es zweckmäßig, wenn das Diagnosemodul 7 zur Bildung seiner Bestückungsfläche 58 seitlich abgestuft ist, so dass neben der Bestückungsfläche 58 ein Vorsprung 66 des Diagnosemoduls 7 rechtwinkelig zur Gerätehauptachse 4 hochragt und die an der Bestückungsfläche 58 montierte Ventileinheit 44 insbesondere längsseits flankiert. In diesem Vorsprung 66 untergebrachte Sensormittel 28 bzw. eine dort befindliche Erfassungseinrichtung 28b kann optimal mit der daneben platzierten Ventileinheit 44 kooperieren.In such a combined construction, it is expedient if the diagnostic module 7 is stepped laterally to form its mounting
Es versteht sich, dass die Sensormittel 28 nicht zwingend alle oben beschriebenen Funktionalitäten aufweisen müssen. Sie könnten beispielsweise auch ausgebildet und angeordnet sein, um den Betriebszustand lediglich des im Steuergerät 2 strömenden Fluides oder lediglich einer im Bereich des Diagnosemoduls 7 angeordneten Ventileinheit 44 oder Arbeitseinheit 14 zu detektieren.It is understood that the sensor means 28 need not necessarily have all the functionalities described above. For example, they could also be designed and arranged to detect the operating state of only the fluid flowing in the
Bei einer nicht weiter abgebildeten Ausführungsform ist die Ventileinheit 44 als Softstartventil konzipiert, das für einen allmählichen Druckaufbau in einem der Hauptfluidkanäle 33 sorgt.In a non-illustrated embodiment, the
Das Diagnosemodul 7 verfügt zweckmäßigerweise über einen Modulgrundkörper 67, der zweckmäßigerweise gehäuseförmig ausgebildet ist und in dessen Innern sich die Sensormittel 28 und die zu deren elektrischer Kontaktierung mit dem internen elektrischen Bus 25 erforderlichen elektrischen Leiter befinden. Auch sind in dem Modulgrundkörper 67 die gegebenenfalls vorhandenen Überwachungsräume 57 ausgebildet. Ferner können im Innern des Modulkörpers 67 Fluidkanäle verlaufen, die mit der Ventileinheit 44 kommunizieren und die mit weiteren Fluidkanälen des Steuergerätes 2 in Verbindung stehen können.The diagnostic module 7 expediently has a
Der interne elektrische Bus 25 ist in seiner Längsrichtung zweckmäßigerweise segmentiert. In jedem der miteinander verknüpften Module der elektrotechnischen Baugruppe 5 und der fluidtechnischen Baugruppe 6 sowie in dem Diagnosemodul 7 erstreckt sich ein Bussegment 68, das beispielsweise auf einer Leiterplatte implementiert ist und das im betreffenden Modul so fixiert ist, dass sich beim aneinander Ansetzen zweier Module aufgrund vorhandener Schnittstellenmittel 72 eine durchgehende Busverbindung einstellt.The internal
Die Hauptfluidkanäle 33 bestehen zweckmäßigerweise jeweils aus mehreren axial aneinandergereihten Fluidkanalabschnitten, die die fluidtechnischen Module 53 durchsetzen und im zusammengebauten Zustand der fluidtechnischen Baugruppe 6 zuordnungsrichtig miteinander fluchten.The main fluid channels 33 expediently each consist of a plurality of axially juxtaposed fluid channel sections, which pass through the
Ein wesentlicher Vorteil des Steuergerätes 2 besteht darin, dass das Diagnosemodul 7 zwischen dem elektrischen und dem fluidischen Teil des Steuergerätes platziert ist. Auf diese Weise ist eine optimale funktionelle Trennung zwischen den beiden Baugruppen des Steuergerätes 2 möglich, was gegenseitige Beeinflussungen ausschließt. Bei Bedarf können in das Diagnosemodul 7 fluidische Funktionen integriert werden, beispielsweise Fluidkanäle, die zumindest teilweise mit den Hauptfluidkanälen 33 der fluidtechnischen Baugruppe 6 kommunizieren und die durch eine Ventileinheit 44 steuerbar sind, die an dem Diagnosemodul 7 montiert ist.A significant advantage of the
Claims (15)
- Electrofluidic control unit with a modular control device (2) which contains an electrotechnical subassembly (5) without fluidic functionality and a fluidic subassembly (6), following in the axial direction of a device main axis (4), wherein the electrotechnical subassembly (5) has a control module (15) with a bus interface (23) facilitating the connection of an external electrical bus (24) and a bus station (22) connected electrically to the bus interface (23), and wherein several main fluid passages (33) pass through the fluidic subassembly (6) in the axial direction of the device main axis (4) and the fluidic subassembly (6) is equipped with at least one electrofluidic operating unit (14) communicating with at least one of the main fluid passages (33), and with a diagnostic module (7) which has sensor means (28) for detecting at least one operating state of the control device (2) and which, like the electrofluidic operating unit or units (14), is connected to the bus station (22) via an internal electrical bus (25) passing through the two subassemblies (5, 6), characterised in that the diagnostic module (7), through which the internal electrical bus (25) passes, is provided as a transition module between the electrotechnical subassembly (5) on the one hand and the fluidic subassembly (6) on the other hand, wherein at the same time it forms a terminating module for closing the end face of the main fluid passages (33) of the fluidic subassembly (6) leading to it.
- Control unit according to claim 1, characterised in that the electrotechnical subassembly (5), in addition to the bus interface (23), is equipped with several electrical inputs (48) and/or electrical outputs (49) connected to the internal electrical bus (25).
- Control unit according to claim 2, characterised in that the electrical inputs (48) and/or electrical outputs (49) are provided on at least one input and/or output module (46, 47) arranged in series with the control module (15) and with the internal electrical bus (25) passing through it, wherein expediently at least one such input and/or output module (46, 47) is provided between the control module (15) and the diagnostic module (7).
- Control unit according to any of claims 1 to 3, characterised in that the sensor means (28) are arranged and designed to detect at least one state variable of the fluid present in at least one of the main fluid passages (33).
- Control unit according to claim 4, characterised in that the sensor means (28) are designed to detect the pressure and/or temperature and/or moisture content of the fluid.
- Control unit according to claim 4 or 5, characterised in that the sensor means (28) in the diagnostic module (7) have at least one sensor unit (28a), which is connected to the internal electrical bus (25), for each main fluid passage (33) to be monitored.
- Control unit according to any of claims 1 to 6, characterised in that one or more of the main fluid passages (33) opening out into the diagnostic module (7) at the end face of the fluidic subassembly (6) merge(s) into a blind hole formed in the diagnostic module (7) and expediently functioning as a monitoring space, in which the sensor means (28) detect at least one state variable of the fluid present in the associated main fluid passage (33).
- Control unit according to any of claims 1 to 7, characterised in that the control device (2) has an electrically actuable valve unit (44), provided directly on the diagnostic module (7) or immediately next to the diagnostic module (7) and connected to the internal electrical bus (25), wherein the sensor means (28) are arranged and designed to detect at least one operating state of this valve unit (44).
- Control unit according to claim 8, characterised in that the sensor means (28) are designed to detect at least one switching position of a valve member (64) of the valve unit (44).
- Control unit according to claim 8 or 9, characterised in that the outside of the diagnostic module (7) is stepped and has a mounting face (58) carrying the valve unit (44) and next to which a projection (66) flanking the valve unit (44) extends upwards and is equipped with sensor means (28, 28b) which are able to detect at least one operating state of the valve unit (44) located on the mounting face (58).
- Control unit according to any of claims 8 to 10, characterised in that the valve unit (44) is designed to be able to control a fluid connection between two of the main fluid passages (33, 33a, 33d), wherein it is in particular able either to connect two main fluid passages (33a, 33d) to one another or to separate them from one another.
- Control unit according to any of claims 8 to 11, characterised in that the valve unit (44) is a soft-start valve providing for a gradual pressure build-up in a main fluid passage (33).
- Control unit according to any of claims 1 to 12, characterised in that at least one electrofluidic operating unit (14) of the fluidic subassembly (6) is formed by an electrically actuable multiway valve (14a), wherein the multiway valve (14a) is expediently of the piloted type equipped with at least one pilot valve (16a).
- Control unit according to any of claims 1 to 13, characterised in that the fluidic subassembly (6) has several fluidic modules (53), lined up in the axial direction of the device main axis (4) and each equipped with at least one electrofluidic operating unit (14), through which pass both the main fluid passages (33) and also the internal electrical bus (25).
- Control unit according to claim 14, characterised in that several fluidic modules (53) each contain a distributor unit (54) through which pass the main fluid passages (33) and the internal electrical bus (25), and at least one electrofluidic operating unit (14) mounted on the distributor unit (54), wherein these fluidic modules (53) with their distributor units (54) are lined up together and wherein the fluidic subassembly (6) is attached to the diagnostic module (7) by an end distributor unit (54).
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