DE102005057786A1

DE102005057786A1 - Elektro-fluidische Steuereinrichtung mit mindestens einer Ventilbatterie

Info

Publication number: DE102005057786A1
Application number: DE200510057786
Authority: DE
Inventors: Heinz Hohner; Achim Ziegele
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2005-12-03
Filing date: 2005-12-03
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2025-12-04
Also published as: DE102005057786B4

Abstract

Es wird eine elektro-fluidische Steuereinrichtung (1) vorgeschlagen, die mindestens eine Ventilbatterie (2) aufweist, welche mehrere an Installationsplätzen (6) installierte, elektrisch betätigbare Ventileinheiten (8) aufweist. Sie ist außerdem mit einer Multipol-Anschlusseinrichtung (25) ausgestattet, über deren Anschlusskontakte (27) eine externe elektronische Steuereinrichtung (3) die Betätigungssignale für die Ventileinheiten (8) einspeisen kann. Für die Kontaktierung der Ventileinheiten (8) ist eine Signalleiteranordnung (24) vorhanden, die in einem von der Belegung der Anschlusskontakte (27) unabhängigen und fest vorgegebenen Verteilungsmuster mit den Ventileinheiten (8) kontaktiert ist. Um eine individuelle elektrische Verschaltung zu erhalten, sind die Signalleiter (28) mit den einzelnen Anschlusskontakten (27) in ausgewählter Weise kontaktiert.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektro-fluidische Steuereinrichtung, mit mindestens einer Ventilbatterie, die mehrere elektrisch betätigbare Ventileinheiten enthält, die an in einer Reihe aufeinanderfolgenden Installationsplätzen installiert sind und die jeweils über mindestens einen im Betrieb die erforderlichen elektrischen Betätigungssignale liefernden Signalleiter einer batterieinternen Signalleiteranordnung mit den Anschlusskontakten einer Multipol-Anschlusseinrichtung verbunden sind, wobei eine auf die durch eine elektronische Steuereinrichtung vorgegebene Belegung der Anschlusskontakte abgestimmte individuelle elektrische Verschaltung vorliegt.

Eine aus der DE 102 03 792 B4 bekannte elektro-fluidische Steuereinrichtung dieser Art enthält eine Ventilbatterie mit auf einem Fluidverteiler vorgesehenen Installationsplätzen, an denen jeweils eine elektrisch betätigbare Ventileinheit installierbar ist. Eine interne Signalleiteranordnung enthält eine Vielzahl von elektrischen Signalleitern, die jeweils an sämtlichen Installationsplätzen vorbeiführen und die einenends mit einer Mulitpol-Anschlusseinrichtung kontaktiert sind. Über elektrische Betätigungssignale, die von einer elektronischen Steuereinrichtung in die Multipol-Anschlusseinrichtung eingespeist werden, ist eine programmgesteuerte Betätigung der vorhandenen Ventileinheiten möglich. Um eine zuordnungsrichtige Verschaltung der Ventileinheiten mit den Anschlusskontakten an der Multipol-Anschlusseinrichtung zu ermöglichen, ist jede Ventileinheit mit mindestens einer Kontaktleiste ausgestattet, die gleichzeitig an sämtlichen den zugeordneten Installationsplatz passierenden Signalleitern anliegt, wobei derjenige Signalleiter, mit dem eine elektrische Verbindung herzustellen ist, im Kontaktbereich abisoliert wird. Zu den anderen Signalleitern besteht auf Grund der vorhandenen elektrischen Isolation keine Verbindung.

Bei der bekannten Steuereinrichtung ist es zwingend erforderlich, jeden einzelnen Signalleiter der internen Signalleiteranordnung an jeden einzelnen der Installationsplätze heranzuführen. Dementsprechend wird eine aufwändige Leiterstruktur benötigt, die stets nur teilweise genutzt wird. Außerdem kann die Ventilbatterie nur mit speziell angepassten, mindestens eine Kontaktleiste aufweisenden Ventileinheiten bestückt werden, eine Ausrüstung mit konventionell gestalteten Ventileinheiten ist nicht möglich. Somit erkauft man sich die Variabi lität der elektrischen Verschaltung mit einem relativ hohen technischen Aufwand, der hohe Herstellungskosten mit sich bringt.

Aus der DE 42 22 637 A1 ist eine Ventilbatterie bekannt, die mit konventionellen Ventileinheiten betrieben werden kann, wobei jede Ventileinheit über mehrere elektrische Kontakte verfügt, die mit einem dem zugehörigen Installationsplatz speziell zugeordneten Signalleiter einer internen Signalleiteranordnung kontaktierbar ist. Die elektrischen Betätigungssignale werden auch hier von einer elektronischen Steuereinrichtung in eine mit der Signalleiteranordnung verbundene Multipol-Anschlusseinrichtung eingespeist. Jeder Anschlusskontakt der Multipol-Anschlusseinrichtung ist mit einem bestimmten Signalleiter verbunden, der zu einem bestimmten Installationsplatz führt. Normalerweise ist dabei der erste Anschlusskontakt mit dem ersten Installationsplatz, der zweite Anschlusskontakt mit dem zweiten Installationsplatz, usw. verbunden. Solange die Ventilbatterie eine Vollausstattung aufweist, also sämtliche Installationsplätze mit einer Ventileinheit bestückt sind, ergeben sich dabei keine Unzulänglichkeiten. Es treten jedoch Fälle auf, in denen ein Anwender eine geringere Anzahl an Ventileinheiten als die in der Ventilbatterie maximal mögliche benötigt. Entspricht in einem solchen Fall die ansteuerungstechnische Belegung der Anschlusskontakte durch die elektroni sche Steuereinrichtung nicht der Reihenfolge der Installationsplätze, bedarf es einer lückenhaften Bestückung der Ventilbatterie mit Ventileinheiten, wobei die nicht benötigten Installationsplätze mit Blindmodulen versehen werden müssen, sodass insgesamt, trotz der geringeren Anzahl von Ventileinheiten, eine Ventilbatterie mit großen Längenabmessungen vorliegt.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Maßnahmen vorzuschlagen, die es ermöglichen, auf kostengünstige Weise individuell verschaltete und dennoch kompakt bauende Ventilbatterien bereitzustellen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer elektro-fluidischen Steuereinrichtung der eingangs genannten Art vorgesehen, dass die Signalleiteranordnung der mindestens einen Ventilbatterie an den Installationsplätzen in einem von der signaltechnischen Belegung der Anschlusskontakte unabhängigen und fest vorgegebenen Verteilungsmuster mit den Ventileinheiten kontaktiert ist, wobei die individuelle elektrische Verschaltung aus einer selektiven Kontaktierung der Signalleiter mit den einzelnen Anschlusskontakten der Multipol-Anschlusseinrichtung resultiert.

Auf diese Weise kann man, ohne auf Spezialventile der in der DE 102 03 792 B4 beschriebenen Art zurückgreifen zu müssen, eine individuelle elektrische Verschaltung der an den einzelnen Installationsplätzen installierten Ventileinheiten mit den Anschlusskontakten der Multipol-Anschlusseinrichtung vornehmen. Die Installationsplätze werden von Signalleitern in einem fest vorgegebenen Verteilungsmuster angefahren, sodass an den einzelnen Installationsplätzen keine variable Verschaltung vorzunehmen ist und man die dortigen elektrischen Kontaktierungsmaßnahmen standardisiert ausführen kann. Die sich an der signaltechnischen Belegung der Anschlusskontakte der Multipol-Anschlusseinrichtung orientierende individuelle elektrische Verschaltung findet zwischen den von den Installationsplätzen kommenden Signalleitern und den Anschlusskontakten der Multipol-Anschlusseinrichtung statt, indem man bei der Herstellung einer Ventilbatterie eine anwenderspezifisch gewünschte selektive Kontaktierung zwischen diesen Komponenten vornimmt. Dies geschieht zweckmäßigerweise in einem eigens dafür vorgesehenen Kontaktierungsbereich der Ventilbatterie, der sich vorzugsweise unmittelbar bei der Multipol-Anschlusseinrichtung befindet. Er kann beispielsweise in einem Gehäuse untergebracht sein, das gleichzeitig auch die Multipol-Anschlusseinrichtung trägt.

Ein wesentlicher Vorteil, einer derart ausgebildeten elektro-fluidische Steuereinrichtung besteht darin, dass die einzelnen Ventilbatterien unabhängig von der signaltechnischen Belegung ihrer Anschlusskontakte und der Anzahl der in ihr befindlichen Ventileinheiten eine lückenlose Bestückung der Installationsplätze mit Ventileinheiten ermöglichen. Selbst wenn also die signaltechnische Belegung der Anschlusskontakte nicht der üblichen Reihenfolge entspricht, kann man durch die selektive Kontaktierung eine lückenlose Bestückung der Ventilbatterie mit Ventileinheiten ohne frei bleibende Installationsplätze gewährleisten. Somit lässt sich die Baulänge der Ventilbatterien in Fällen, in denen sie nicht bis zur maximalen Ausbaustufe bestückt sind, auf ein Mindestmaß reduzieren.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Innerhalb einer jeweiligen Ventilbatterie sind sämtliche Ventileinheiten zweckmäßigerweise an einen gemeinsamen Speisekanal und mindestens einen gemeinsamen Entlüftungskanal angeschlossen. Diese Kanäle verlaufen zweckmäßigerweise in einem die Installationsplätze zur Verfügung stellenden Fluidverteiler, der einstückig oder auch modular aufgebaut sein kann. Geht man von der Verwendung einer eine bestimmte maximale Anzahl von Anschlusskontakten aufweisenden standardisierten Multipol-Anschlusseinrichtung aus, so kann innerhalb einer Ventilbatterie durch Verkürzung des einstückigen Fluidverteilers oder durch Verwendung einer entsprechend reduzierten Anzahl von Fluidverteilermodulen die Anzahl der Installationsplätze verringert werden, wobei durch die selektive Kontaktierung dennoch die anwenderspezifisch geforderte elektrische Verschaltung zur Verfügung gestellt werden kann.

Bei der Multipol-Anschlusseinrichtung handelt es sich insbesondere um eine Steckvorrichtung, vorzugsweise eine sogenannte Sub-D-Steckvorrichtung. Die innerhalb einer jeweiligen Ventilbatterie vorhandene selektive Kontaktierung kann beispielsweise dadurch erzeugt worden sein, dass ursprünglich nicht vorhandene elektrische Verbindungen zwischen ausgewählten Anschlusskontakten und ausgewählten Signalleitern hergestellt wurden.

In diesem Zusammenhang kann in einem Kontaktierungsbereich ein Feld von mit den Anschlusskontakten verbundenen ersten Kontaktflächen und ein Feld von mit den Signalleitern verbundenen zweiten Kontaktflächen vorhanden sein, wobei die selektive Kontaktierung durch entsprechend dem gewünschten Verschaltungsmuster zwischen ausgewählten Paaren erster und zweiter Kontaktflächen verlegte Verbindungsdrähte realisiert ist. Hierbei kann insbesondere auf das sogenannte Drahtbonden zurückgegriffen werden, wobei unter Anwendung der beispielsweise aus der Chipherstellung bekannten Bondtechnik einzelne Bonddrähte zwischen den miteinander zu verbindenden ersten und zweiten Kontaktflächen verlegt werden.

Denkbar wäre allerdings auch, das jeweilige Verschaltungsmuster durch Einsetzen von Verbindungssteckern herzustellen, durch die bis dahin noch offene Verbindungen geschlossen werden.

Bei einer weiteren Realisierungsform der selektiven Kontaktierung geht man von einer Verbindungsleitermatrix aus, durch die sämtliche für den Empfang von elektrischen Betätigungssignalen seitens einer angeschlossenen elektronischen Steuereinrichtung ausgelegten Anschlusskontakte jeweils mit sämtlichen zu den einzelnen Installationsplätzen führenden Signalleitern verbunden sind. Ausgehend von dieser Verbindungsleitermatrix werden dann, insbesondere an vorbestimmten Solltrennstellen, die nicht gewünschten Verbindungen unterbrochen, sodass nur die der gewünschten individuellen elektrischen Verschaltung entsprechenden elektrischen Verbindungen geschlossen bleiben.

Das Unterbrechen der Verbindungen kann beispielsweise durch Bohren oder durch Laserbestrahlung durchgeführt werden.

Die beiden Verschaltungsvarianten können prinzipiell auch miteinander kombiniert werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. In dieser zeigen:

1 eine bevorzugte erste Bauform der erfindungsgemäßen elektro-fluidischen Steuereinrichtung, wobei perspektivisch ein Längenabschnitt einer an eine externe elektronische Steuereinrichtung angeschlossenen Ventilbatterie gezeigt ist,

2 das vereinfachte elektrotechnische Schaltbild der aus 1 ersichtlichen Ventilbatterie,

3 und 4 jeweils ein elektrotechnisches Schaltbild der aus 1 hervorgehenden Ventilbatterie in Verbindung mit einer unterschiedlichen Anzahl von Ventileinheiten und einer unterschiedlichen Belegung der Anschlusskontakte, und

5 das elektrotechnische Schaltbild einer in der Art ihrer selektiven Kontaktierung von der Bauform der 2 bis 4 abweichenden Ventilbatterie, wobei zusätzlich noch einige Fluidkanäle des Fluidverteilers der Ventilbatterie abgebildet sind.

Die aus 1 ersichtliche, insgesamt mit Bezugsziffer 1 versehene elektro-fluidische Steuereinrichtung enthält eine Ventilbatterie 2 und eine daran angeschlossene elektronische Steuereinrichtung 3. Die Steuereinrichtung kann noch weitere Ventilbatterien 2 beinhalten, die in ihrer Ausgestaltung und Ausstattung von der abgebildeten abweichen können und die zweckmäßigerweise an die gleiche elektronische Steuereinrichtung 3 angeschlossen sind. Auch eine elektrische Verkettung mehrerer Ventilbatterien 2 untereinander ist möglich.
Die Ventilbatterie 2 enthält einen Längserstreckung aufweisenden starren Fluidverteiler 4, der eine bevorzugt ebene Installationsfläche 5 definiert, die in der Längsrichtung des Fluidverteilers 4 in eine Vielzahl von einzelnen Installationsplätzen 6 unterteilt ist. Die Installationsplätze 6 sind also in einer mit der Längsachse des Fluidverteilers 4 zusammenfallenden Reihe aufeinanderfolgend angeordnet, wobei die Aufreihungsrichtung bei 7 durch einen Doppelpfeil kenntlich gemacht ist.
Jeder Installationsplatz 6 ist ausgelegt, um mit einer elektrisch betätigbaren Ventileinheit 8 bestückt zu werden. Beispielhaft ist die Ventilbatterie 2 zur gleichzeitigen Bestückung mit insgesamt sechzehn Ventileinheiten 8 ausgelegt, von denen in der Zeichnung nur sechs Stück ersichtlich sind, da die Ventilbatterie 2 nicht in ihrer gesamten Länge abgebildet ist.
Der Fluidverteiler 4 wird in seiner Längsrichtung von einem mit einer Druckquelle P verbindbaren Speisekanal 12 und mindestens einem mit der Atmosphäre "R" verbindbaren Entlüf tungskanal 13 durchsetzt. An jedem Installationsplatz 6 mündet je ein vom Speisekanal 12 bzw. vom Entlüftungskanal 13 abzweigender Zweigkanal, deren Kanalmündungen 12', 13' in der Zeichnung nur bei einem der Installationsplätze 6 angedeutet sind.
Mindestens eine weitere an jeder Installationsfläche 5 vorhandene Kanalmündung 15' gehört zu einem Arbeitskanal 15, der den Fluidverteiler 4 ebenfalls durchsetzt und mit einer Anschlussöffnung zur Außenfläche des Fluidverteilers 4 ausmündet, sodass über eine strichpunktiert angedeutete Fluidleitung 16 ein durch Druckmedium zu betätigender Verbraucher 17, beispielsweise ein fluidbetätigter Antrieb, angeschlossen werden kann.
Die Ventileinheiten 8 sind insbesondere unabhängig voneinander mittels Befestigungsschrauben 18 oder anderen Befestigungsmitteln lösbar am Fluidverteiler 4 befestigt. Sie enthalten jeweils ein fluidisches Steuerteil 2 mit einem nicht näher dargestellten Ventilglied, sowie mindestens ein mit dem fluidischen Steuerteil 22 zu einer Baueinheit zusammengefasstes elektrisches Antriebsteil 23.
In dem fluidischen Steuerteil 22 verlaufende, nicht näher dargestellte Ventilkanäle münden an der im installierten Zustand auf der Installationsfläche 5 liegenden Montagefläche der betreffenden Ventileinheit 8 und stehen mit den Kanalmündungen 12', 13', 15' des Fluidverteilers 4 in Verbindung. Durch das Antriebsteil 23 kann die Schaltposition des Ventilgliedes beeinflusst werden, um den mindestens einen Arbeitskanal 15 wahlweise mit dem Speisekanal 12 oder dem Entlüftungskanal 13 zu verbinden und dadurch fluidisches Druckmedium dem Verbraucher 17 zuzuleiten oder von diesem abzuführen.
Überwiegend wird die Ventilbatterie 2 mit Druckluft als Druckmedium betrieben. Sie eignet sich jedoch auch für andere gasförmige Medien sowie für hydraulische Medien.
Das elektrische Antriebsteil 23 ist beim Ausführungsbeispiel eine Elektromagneteinrichtung. Dies ist jedoch nicht zwingend. Beispielsweise könnte es sich auch um eine piezoelektrische oder um eine auf elektrostatischem Funktionsprinzip basierende Einrichtung handeln.
Der Aktivierungszustand des elektrischen Antriebsteils 23 gibt den Schaltzustand des fluidischen Steuerteils 22 vor. Die für die entsprechende Ansteuerung der Antriebsteile 23 erforderlichen elektrischen Betätigungssignale werden den einzelnen Ventileinheiten 8 mittels einer ventilbatterie-internen Signalleiteranordnung 24 zugeführt.
Die Ventileinheiten 8 des Ausführungsbeispiels sind als 3/2-Wegeventile konzipiert. Es kann sich um direkt betätigte oder um vorgesteuerte Ventile handeln. Auch Ventileinheiten mit anderer Funktionalität wären möglich, beispielsweise in Gestalt von 5/2-Wegeventilen.
Beim Ausführungsbeispiel enthält jede Ventileinheit 8 nur ein Antriebsteil 23. Die Rückstellung des nicht weiter dargestellten Ventilgliedes wird durch die Federkraft interner Rückstellfedermittel gewährleistet. Alternativ könnte jede Ventileinheit 8 jedoch auch zwei Antriebsteile 23 aufweisen, die jeweils für eine der beiden möglichen Schaltrichtungen zuständig sind. Beide Antriebsteile könnten dabei in einer gemeinsamen Antriebseinheit integriert sein.
Die elektrischen Betätigungssignale für die Ventileinheiten 8 stammen von der schon erwähnten elektronischen Steuereinrichtung 3 und werden von dieser über eine an Bord der Ventilbatterie 2 befindliche Multipol-Anschlusseinrichtung 25 eingespeist. Letztere ist insbesondere als Mehrfach-Steckvorrichtung ausgebildet, vorzugsweise als Sub-D-Steckvorrichtung. Für die Verbindung zwischen der elektronischen Steuereinrichtung 3 und der Multipol-Anschlusseinrichtung 25 kommt ein mehradriges Kabel 26 zum Einsatz.
In einem im Innern der Ventilbatterie 2 befindlichen Kontaktierungsbereich 32, der in 1 strichpunktiert angedeutet ist, sind die elektrischen Anschlusskontakte 27 der Multipol-Anschlusseinrichtung 25 mit den einzelnen Signalleitern 28 der Signalleiteranordnung 24 elektrisch verschaltet. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass die von der elektronischen Steuereinrichtung 3 eingespeisten Betätigungssignale jeweils zur richtigen Ventileinheit 8 gelangen.
Die Signalleiteranordnung 24 ist so ausgebildet, dass die einzelnen Signalleiter 28 unabhängig davon, in welcher Weise und in welchem Umfang die Anschlusskontakte 27 von der elektronischen Steuereinrichtung 3 belegt sind, in einem fest vorgegebenen Verteilungsmuster mit den vorhandenen Ventileinheiten 8 kontaktiert ist. Ausgehend von dem Kontaktierungsbereich 34 verläuft zu jedem Installationsplatz 6 mindestens ein gesonderter Signalleiter 28, der am zugeordneten Installationsplatz 6 mit einem ersten Kontaktelement 33 endet. Dies ist das einzige erste Kontaktelement 33 des betreffenden Signalleiters 28; an den anderen von ihm passierten Installationsplätzen 6 besitzt er kein solches Kontaktelement.
Ein zusätzlich vorhandener Nullleiter 35 erstreckt sich über sämtliche Installationsplätze 6 hinweg und verläuft insbesondere parallel zu der Signalleiteranordnung 28. Er ist an jedem Installationsplatz 6 mit einem zweiten Kontaktelement 34 versehen. Zweckmäßigerweise erstreckt sich der Nullleiter 35 ebenfalls ausgehend von dem Kontaktierungsbereich 32 in der Aufreihungsrichtung 7.
Jede Ventileinheit 8 enthält zwei nicht näher gezeigte Gegenkontaktelemente, wobei die Platzierung der Gegenkontaktelemente an den einzelnen Ventileinheiten 2 stets gleich ist. wird eine Ventileinheit 8 an einen Installationsplatz 6 angesetzt, erfolgt automatisch eine paarweise Kontaktierung der Gegenkontaktelemente mit den am betreffenden Installationsplatz 6 vorhandenen ersten und zweiten Kontaktelementen 33, 34. Letztere sind abweichend von der schematischen Darstellung der 1 an den einzelnen Installationsflächen 5 ebenfalls mit jeweils gleicher Verteilung angeordnet, sodass prinzipiell jede Ventileinheit 8 an jedem Installationsplatz 6 installiert werden könnte.
In dem Kontaktierungsbereich 32 liegt eine variabel auf die durch die elektronische Steuereinrichtung 3 vorgegebene Belegung der Anschlusskontakte 27 abgestimmte individuelle elektrische Verschaltung zwischen den Anschlusskontakten 27 und den einzelnen Signalleitern 28 vor. Diese resultiert aus einer ausgewählten Kontaktierung der Signalleiter 28 mit den einzelnen Anschlusskontakten 27. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, jeden Anschlusskontakt 27 wahlweise mit jedem der Signalleiter 28 zu verbinden, um die über einen bestimm ten Anschlusskontakt 27 von der elektronischen Steuereinrichtung 3 eingespeisten Betätigungssignale einem vorbestimmten Installationsplatz 6 und somit der dort installierten Ventileinheit 8 zuzuleiten. Diese selektive Kontaktierung kann unmittelbar bei der Herstellung der Ventilbatterie 2 stattfinden, auf der Basis der vom Anwender der Ventilbatterie erhaltenen Informationen hinsichtlich der durch die vor Ort befindliche elektronische Steuereinrichtung 3 vorgegebenen signaltechnischen Belegung der Anschlusskontakte 27.
Diese Maßnahme lässt sich zwar prinzipiell auch dann realisieren, wenn sämtliche für den externen Empfang von Betätigungssignalen ausgelegten Anschlusskontakte 27 der Multipol-Anschlusseinrichtung 25 mit einer Ventileinheit 8 zu verbinden sind. Ihre besonderen Vorteile offenbart die individuelle, selektive Kontaktierung jedoch dann, wenn eine geringere Anzahl an Ventileinheiten 8 anzusteuern ist als die Multipol-Anschlusseinrichtung 25 zum externen Empfang von Betätigungssignalen ausgelegte Anschlusskontakte 27 aufweist.
Die Schnittstellen zwischen einer elektronischen Steuereinrichtung und einer Ventilbatterie sind in der Regel standardisiert ausgeführt. Mit anderen Worten wird meist auf Verbindungseinrichtungen, insbesondere Steckverbindungseinrichtungen, zurückgegriffen, die vom gleichen Typ sind und die gleiche maximale Anzahl von Anschlusskontakten aufweisen. Bei ei ner Ventilbatterie mit Maximalausstattung können dann sämtliche Anschlusskontakte belegt sein. Soll jedoch eine geringere Anzahl von Ventileinheiten elektrisch angesteuert werden, ergibt sich dementsprechend auch eine geringere Anzahl an signaltechnisch belegten Anschlusskontakten 27 seitens der Multipol-Anschlusseinrichtung 27.
Hier ist dann noch auf die Besonderheit hinzuweisen, dass in Abhängigkeit von der anwenderspezifisch verwendeten elektronischen Steuereinrichtung 3 die von dieser zur Verfügung gestellten Betätigungssignale häufig über unterschiedliche Anschlusskontakte 27 in die Ventilbatterie 2 eingespeist werden. Nimmt man also beispielsweise an, es seien insgesamt sechzehn Anschlusskontakte vorhanden, die von "1" bis "16" durchnummeriert sind, so kann es geschehen, dass die Steuereinrichtung 3 des einen Anwenders die Steuersignale für drei Ventileinheiten über die Anschlusskontakte der Nummern "1", "2" und "3" einspeist, während die Steuereinrichtung eines anderen Anwenders die entsprechenden Steuersignale an den Anschlusskontakten der Nummern "2", "5" und "12" zur Verfügung stellt.
Durch die bei der Herstellung zur Verfügung stehende flexible Verschaltungsmöglichkeit in dem Kontaktierungsbereich 32 besteht bei der Erfindung nun die Möglichkeit, die von der Steuereinrichtung 3 bei dem vorgenannten Beispiel jeweils be legten unterschiedlichen drei Anschlusskontakte 27 so mit den Signalleitern 28 zu verbinden, dass stets die ersten drei Installationsplätze 6 der Installationsfläche 5 angesteuert werden und dort eine lückenlose Besetzung mit den Ventileinheiten 8 vorgenommen werden kann.
Man ist also nicht darauf angewiesen, einzelne Installationsplätze 6 zwischen besetzten Installationsplätzen 6 frei zu lassen, was zu einer unnötig großen axialen Baulänge der Ventilbatterie 2 führen würde.
Kennt man beim Hersteller der Ventilbatterie 2 das beim Anwender vorhandene Anschlussschema der Steuereinrichtung 3, kann man von vorne herein die Länge des Fluidverteilers 4 auf die tatsächlich benötigte Anzahl von Installationsplätzen 6 begrenzen. Handelt es sich um einen wie abgebildet einstückigen Fluidverteiler 4 geschieht dies durch Einbau eines auf die entsprechende Länge zugeschnittenen Fluidverteilers. Handelt es sich hingegen um einen modular aufgebauten Fluidverteiler, wobei der Fluidverteiler 4 in eine Mehrzahl von in der Aufreihungsrichtung 7 aufeinanderfolgend angeordnete Fluidverteilermodule 4' unterteilt ist (in 1 strichpunktiert angedeutet), kann man die Anzahl der zur Realisierung der Ventilbatterie 2 verwendeten Fluidverteilermodule 4' entsprechend reduzieren.
Jedenfalls hat man stets die Möglichkeit, unabhängig von der signaltechnischen Belegung der Anschlusskontakte 27 und auch von der Anzahl der benötigten Ventileinheiten 8, eine in der Aufreihungsrichtung 7 lückenlose Bestückung von Installationsplätzen 6 mit den Ventileinheiten 8 vorzunehmen, insbesondere ausgehend von einem axialen Endbereich der Installationsfläche 5.
Von Vorteil ist es, wenn sämtliche, die selektive Kontaktierung bewirkenden Kontaktierungsmittel in einem Kontaktierungsbereich 32 zusammengefasst sind. Dies vereinfacht die Kontaktierungsmaßnahmen. Von Vorteil ist dabei weiterhin, wenn sich der Kontaktierungsbereich 32 unmittelbar bei der Multipol-Anschlusseinrichtung 25 befindet, wobei die 1 eine mögliche Realisierungsform zeigt, bei der der Kontaktierungsbereich 32 in einem am Fluidverteiler 4 montierten Gehäuse 36 untergebracht ist, das auch mit der Multipol-Anschlusseinrichtung 25 bestückt ist.
Im Folgenden werden besonders vorteilhafte Maßnahmen zur selektiven Kontaktierung der Signalleiter 18 und der Anschlusskontakte 27 anhand der schematisierten Schaltbilder der 2 bis 5 näher erläutert. In diesen Schaltbildern sind mit den anhand der 1 bereits beschriebenen Komponenten übereinstimmende Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 2 bis 4 basiert die selektive Kontaktierung auf der Herstellung ursprünglich nicht vorhandener elektrischer Verbindungen zwischen ausgewählten Anschlusskontakten 27 und ausgewählten Signalleitern 28. Es werden also diejenigen Signalleiter 28, die zu den zu versorgenden Installationsflächen 5 führen, individuell an diejenigen Anschlusskontakte 27 angeschlossen, die von der angeschlossenen elektronischen Steuereinrichtung 3 signaltechnisch belegt sind.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht dabei vor, dass in dem Kontaktierungsbereich 32 ein Feld von ersten Kontaktflächen 37 vorhanden ist, die jeweils mit einem der Anschlusskontakte 27 verbunden sind, sowie ein Feld von zweiten Kontaktflächen 38, die jeweils mit einem der vorhandenen Signalleiter 28 verbunden sind. Im Ausgangszustand, der in 2 gezeigt ist, besteht zwischen den beiderseitigen Kontaktflächen 37, 38 keinerlei Verbindung. Um ausgehend hiervon die anwenderspezifisch individuell gewünschte Verschaltung zu erhalten, für die die 3 und 4 zwei alternative Verschaltungsmuster zeigen, werden die mit den belegten Anschlusskontakten 27 verbundenen ersten Kontaktflächen 27 durch die Herstellung einzelner elektrischer Verbindungen 31 mit denjenigen zweiten Kontaktflächen 38 kontaktiert, die an den zu den gewünschten Installationsplätzen 6 führenden Signalleitern 28 vorgesehen sind.
Beim Ausführungsbeispiel sind die elektrischen Verbindungen 31 durch Verbindungsdrähte 42 realisiert. Hierbei handelt es sich insbesondere um Bonddrähte, die im Rahmen des als solches bekannten sogenannten Drahtbondens an den zugeordneten Kontaktflächen 37, 38 angebracht werden. Im Wesentlichen beruht diese Verbindungstechnik darauf, dass elektrisch leitende Bonddrähte durch Reibverschweißung unter Anwendung von Ultraschall mit den Kontaktflächen 37, 38 elektrisch leitend verbunden werden.
Durch ein entsprechend programmierbares Arbeitsgerät können die Bondverbindungen innerhalb eines automatisierten Herstellungsprozesses problemlos und schnell hergestellt werden.
An Stelle der Verdrahtungen wäre es prinzipiell auch möglich, Verbindungsstecker vorzusehen, die man von Fall zu Fall einsteckt oder auch Mikroschalter, die man entsprechend dem jeweiligen Kontaktierungswunsch betätigt.
In der 2 ist eine Ventilbatterie 2 im unkontaktierten Zustand gezeigt, bei der die ersten acht von insgesamt sechzehn möglichen Installationsplätzen 6 mit Ventileinheiten 8 bestückt sind. Die Multipol-Anschlusseinrichtung 25 verfügt über insgesamt sechzehn Anschlusskontakte 27. Die mit den Signalleitern 28 verbundenen Kontaktflächen 38 können ausgehend hiervon mit ausgewählten der ersten Kontaktflächen 37 elektrisch verbunden werden.
Man erkennt in 2, dass die im Kontaktierungsbereich 32 vorhandene Anzahl zweiter Kontaktflächen 38 zweckmäßigerweise grundsätzlich der Anzahl der ersten Kontaktflächen 37 entspricht, auch wenn eine geringere Anzahl von Installationsplätzen 6 zu versorgen ist und dementsprechend auch eine nur geringere Anzahl von Signalleitern 28 benötigt wird. Nur von denjenigen zweiten Kontaktflächen 38, die im speziellen Fall mit einer Ventileinheit 8 zu kontaktieren sind, geht ein Signalleiter 28 aus. Durch die Anwendung einer modularen Verbindungstechnik können bei einer Ausstattung der Ventilbatterie 2 mit einer größeren Anzahl von Ventileinheiten 8 ohne weiteres auch die bis dahin brach liegenden ungenutzten zweiten Kontaktflächen 38 mit Signalleitern 28 verbunden werden.
Die 3 und 4 zeigen zwei Ventilbatterien 2 mit unterschiedlicher Anzahl von Ventileinheiten 8, die selektiv an die jeweils belegten Anschlusskontakte 27 angeschlossen sind. Ersichtlich unterscheidet sich in diesem Fall die elektrische Belegung der Anschlusskontakte 27, sodass die elektrischen Verbindungen 31 zwischen unterschiedlichen Paaren erster und zweiter Kontaktflächen 37, 38 vorhanden sind.
Beim Ausführungsbeispiel der 5 ergibt sich die selektive Kontaktierung daraus, dass in dem Kontaktierungsbereich 32 eine Verbindungsleitermatrix 43 vorhanden ist, durch die im Ursprungszustand jeder einzelne Anschlusskontakt 27 gleichzeitig mit jedem Einzelnen der vorhandenen Signalleiter 28 elektrisch verbunden ist. Diese elektrischen Verbindungen werden dann entsprechend dem gewünschten Verschaltungsmuster ausgewählt unterbrochen, sodass nur die für das gewünschte Verschaltungsmuster notwendigen elektrischen Verbindungen bleiben.
Eine besonders übersichtliche und einfach handhabbare Möglichkeit zur Realisierung dieser Kontaktierungsart besteht darin, zwischen jedem Signalleiter 28 und jedem Anschlusskontakt 27 eine als Solltrennstelle 44 bezeichnete Zone vorzusehen, an der bei Bedarf die Unterbrechung der elektrischen Verbindung vorzunehmen ist. Die Solltrennstellen 44 sind in 5 jeweils durch Paare aufeinanderzu weisender Dreiecke verdeutlicht, wobei solche Solltrennstellen 44, bei denen die elektrische Verbindung unterbrochen ist, durch einen zwischen den beiden Dreiecken eingezeichneten Querstrich markiert sind. Der Querstrich steht exemplarisch für eine elektrische Potentialtrennung.
Die Unterbrechung der unerwünschten elektrischen Verbindungen kann beispielsweise mechanisch durch Bohren oder mittels La serstrahlbehandlung vorgenommen werden. Insgesamt kann bei dieser Ausführungsform die gesamte Verbindungsleitermatrix 43 als gedruckte Schaltung ausgeführt sein, die sich einfach installieren lässt und die bei Bedarf auch ohne weiteres durch ein anderes und insbesondere sich im Ursprungszustand befindendes Exemplar austauschen lässt.
Auch das selektive Unterbrechen der elektrischen Verbindungen kann ohne weiteres computergesteuert im Rahmen eines automatisierten Fertigungsprozesses durchgeführt werden.
Die geschilderten selektiven Kontaktierungsmaßnahmen können sehr einfach im Rahmen eines Verfahrens zur Herstellung einzelner Ventilbatterien realisiert werden. Dadurch können hinsichtlich ihren Längenabmessungen optimierte Ventilbatterien in individuell auf den jeweiligen Anwendungsfall abgestimmter Weise äußerst rationell gefertigt werden.

Claims

Elektro-fluidische Steuereinrichtung, mit mindestens einer Ventilbatterie (2), die mehrere elektrisch betätigbare Ventileinheiten (8) enthält, die an in einer Reihe aufeinanderfolgenden Installationsplätzen (6) installiert sind und die jeweils über mindestens einen im Betrieb die erforderlichen elektrischen Betätigungssignale liefernden Signalleiter (28) einer batterieinternen Signalleiteranordnung (24) mit den Anschlusskontakten (27) einer Multipol-Anschlusseinrichtung (25) verbunden sind, wobei eine auf die durch eine elektronische Steuereinrichtung (3) vorgegebene Belegung der Anschlusskontakte (27) abgestimmte individuelle elektrische Verschaltung vorliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalleiteranordnung (24) der mindestens einen Ventilbatterie (2) an den Installationsplätzen (6) in einem von der signaltechnischen Belegung der Anschlusskontakte (27) unabhängigen und fest vorgegebenen Verteilungsmuster mit den Ventileinheiten (8) kontaktiert ist, wobei die individuelle elektrische Verschaltung aus einer selektiven Kontaktierung der Signalleiter (28) mit den einzelnen Anschlusskontakten (27) der Multipol-Anschlusseinrichtung (25) resultiert.
Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Ventileinheiten (8) der mindestens einen Ventilbatterie an einen gemeinsamen Speisekanal (12) und mindestens einen gemeinsamen Entlüftungskanal (13) angeschlossen sind, der die Ventilbatterie (2) jeweils in der Aufreihungsrichtung (7) der Installationsplätze (6) durchsetzt.
Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Installationsplätze (6) an einer von dem mindestens einen Speisekanal (12) und dem mindestens einen Entlüftungskanal (13) durchzogenen Fluidverteiler (4) vorgesehen sind.
Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Multipol-Anschlusseinrichtung (25) als Steckvorrichtung ausgebildet ist, insbesondere als Sub-D-Steckvorrichtung.
Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche die selektive Kontaktierung bewirkenden Kontaktierungsmittel (31, 37, 38, 43) in einem Kontaktierungsbereich (32) zusammengefasst sind.
Steuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kontaktierungsbereich (32) unmittelbar bei der Multipol-Anschlusseinrichtung (25) befindet und zweckmäßigerweise in einem mit der Multipol-Anschlusseinrichtung (25) ausgestatteten Gehäuse (36) untergebracht ist.
Steuereinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalleiteranordnung (24) pro Installationsplatz (6) mindestens einen ausgehend von dem Kontaktierungsbereich (32) zum betreffenden Installationsplatz (6) verlaufenden und mit der dort befindlichen Ventileinheit (8) kontaktierten Signalleiter (28) aufweist.
Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Multipol-Anschlusseinrichtung (25) über eine größere Anzahl an für den externen Empfang von Betätigungssignalen ausgelegten Anschlusskontakten (27) verfügt als zu den vorhandenen Installationsplätzen (6) führende Signalleiter (28) vorhanden sind, wobei diese Signalleiter (28) im gewünschten Verschaltungsmuster mit den tatsächlich von der anzuschließenden elektronischen Steuereinrichtung (3) belegten Anschlusskontakten (27) kontaktiert sind.
Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die selektive Kontaktierung zwischen den Signalleitern (28) und den Anschlusskontakten (27) der Multipol-Anschlusseinrichtung (25) zumindest teilweise aus der Herstellung ursprünglich nicht vorhandener elektrischer Verbindungen zwischen ausgewählten Anschlusskontakten (27) und ausgewählten Signalleitern (28) resultiert.
Steuereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Kontaktierungsbereich (32) ein Feld von mit den Anschlusskontakten (27) verbundenen ersten Kontaktflächen (37) und ein Feld von mit den Signalleitern (28) verbundenen zweiten Kontaktflächen (38) vorhanden ist, wobei die selektive Kontaktierung durch entsprechend dem gewünschten Verschaltungsmuster zwischen ausgewählten Paaren erster und zweiter Kontaktflächen (37, 38) vorgenommene elektrische Verbindungen (31) realisiert ist.
Steuereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Verbindungen durch Verbindungsdrähte (42) realisiert sind, insbesondere durch mittels Bonden an den Kontaktflächen (37, 38) fixierten Bonddrähten.
Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die selektive Kontaktierung zwischen den Signalleitern (28) und den Anschlusskontakten (27) der Multipol-Anschlusseinrichtung (25) zumindest teilweise daraus resultiert, dass ursprünglich zwischen jedem Signalleiter (28) und jedem für den externen Empfang von Betäti gungssignalen ausgelegten Anschlusskontakt (27) vorhandene elektrische Verbindungen entsprechend dem gewünschten Verschaltungsmuster ausgewählt unterbrochen worden sind, sodass nur die gewünschten elektrischen Verbindungen verblieben sind.
Steuereinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die unerwünschten elektrischen Verbindungen durch mittels Bohren oder Laserbestrahlung hervorgerufene Trennstellen unterbrochen sind.
Steuereinrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Kontaktierungsbereich (32) der mindestens einen Ventilbatterie (2) eine sämtliche Signalleiter (28) mit sämtlichen für den externen Empfang von Betätigungssignalen ausgelegten Anschlusskontakten (27) verbindende Verbindungsleitermatrix (43) vorhanden ist, die in den elektrischen Verbindungen zwischen jedem Signalleiter (28) und jedem der Anschlusskontakte (27) eine für eine fakultative Unterbrechung der elektrischen Verbindung ausgelegte Solltrennstelle (44) aufweist.
Steuereinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitermatrix (43) als gedruckte Schaltung ausgeführt ist.
Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch mehrere Ventilbatterien (2) mit einer unterschiedlichen Anzahl von Ventileinheiten (8), wobei die Ventileinheiten (8) jeweils ohne Auslassung von Installationsplätzen (6) aneinandergereiht sind.