-
Die Erfindung betrifft ein Steuergerät für ein pneumatisches Ventil nach Gattung des unabhängigen Anspruchs.
-
Aus der
DE 10 2007 038 611 A1 ist ein Ventilmodul zur Ansteuerung eines fluidtechnischen Arbeitsgeräts bekannt, bei dem ein Zylinder des Arbeitsgeräts durch das Ventilmodul pneumatisch angesteuert wird. Das Ventilmodul ist beispielsweise als Servoventil ausgebildet. Das Ventilmodul erhält von einer übergelagerten Steuerung Steuersignale zum Schalten des Ventils. Über einen Meldeeingang können beispielsweise Positionssensoren oder sonstige Sensoren, die insbesondere an dem Arbeitsgerät angeordnet sind, Meldesignale an das Ventilmodul melden. Der Schaltausgang des Ventilmoduls erzeugt ein Schaltsignal in Abhängigkeit von mindestens einem Eingangssignal, das an dem Meldeeingang anliegt.
-
Aus der
DE 44 44 024 A1 ist eine Steuereinrichtung zur Ansteuerung von Magnetventilen bekannt, das eine an einen Feldbus anschließbare Bus-Kommunikationseinheit aufweist, über die eine übergeordnete Einheit bei entsprechender Adressierung Ventile die dem Steuermodul zugeordnet sind ansteuern kann. Das Steuermodul ist derart ausgebildet, dass es direkt über einen Stecker mit dem Magnet-Ventilantrieb des Ventils verbunden werden kann.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfach montierbares Steuergerät für die Überwachung und Steuerung eines pneumatischen Ventils zur Verfügung zu stellen.
-
Die Aufgabe wird vorteilhaft durch das erfindungsgemäße Steuergerät gemäß dem unabhängigen Anspruch gelöst.
-
Vorteilhaft ist ein Steuergerät zur Steuerung und Überwachung eines pneumatischen Ventils vorgesehen, das ein Drucklufteingang und mindestens ein Druckluftausgang zum Anschluss des zu steuernden Ventils aufweist. Das Steuergerät weist ferner einen ersten elektrischen Anschluss zur Verbindung mit einem Feldbus, insbesondere einem AS-i-Bus sowie ein zweiten elektrischen Anschluss zur elektrischen Verbindung mit einem dem zu steuernden Ventil zugeordneten Sensor auf. Das Steuergerät ist derart ausgebildet, dass über den zweiten elektrischen Anschluss ein Rücksignal des Sensors empfangbar ist und in Abhängigkeit dieses Rücksignals ein Feldbussignal über den Öffnungszustand des Ventils am ersten elektrischen Anschluss bereitgestellt wird. Das Gehäuse des Steuergeräts ist zudem L-förmig ausgebildet und weist auf einer konkaven Seite des L-förmigen Gehäuses einen Befestigungsbereich zur mechanischen Verbindung mit dem Sensor auf, wobei zudem am Gehäuse mindestens ein Anzeigeelement angeordnet ist.
-
Dieses Vorgehen hat den Vorteil, dass die Steuerungs- und Sensorfunktionalität nicht im Ventil selbst angeordnet werden muss, sondern auf unterschiedliche separate und austauschbare Module aufgeteilt werden kann. Das Ventil kann somit einfach ausgeführt sein, wobei die Positionsbestimmung über einen separat anbringbaren Sensor erfolgt. Die Erfassung der Sensorsignale und die Ansteuerung des Ventils selbst erfolgt wiederum über das erfindungsgemäße Steuergerät. So können die Module beispielsweise bei Wartungsarbeiten unabhängig von einander ausgetauscht werden.
-
In einer weitern bevorzugten Ausführung ist das Steuergerät mit einem Steckmodul für den ersten elektrischen Anschluss ausgebildet, mit einem Steckmodul zur Durchführung eines Anschlusskabels auf. Das Steuergerät weist wiederum eine Gehäuseausnehmung für die Aufnahme des Steckmoduls auf, wobei innerhalb der Gehäuseausnehmung eine Anschlussklemme angeordnet ist. Zur mechanischen Befestigung des Steckmoduls weist das Steuergerät einen Befestigungsfortsatz und das Steckmodul eine entsprechende Befestigungsaufnahme auf, wobei die mechanische Befestigung über einen Zugriegel in einer Befestigungsposition fixierbar ist.
-
Dieser Aufbau hat den Vorteil, dass auch beispielsweise parallel verdrahtete Sensoren und/oder Busanschlüsse mit dem Steuergerät verbunden werden können.
-
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
-
Es zeigen:
-
1 ein erfindungsgemäßes Ventilsteuergerät,
-
2 ein Ventilsteuergerät mit einem zu steuernden Ventil
-
3 ein Steuergerät mit einem modularen Feldbusanschluss,
-
4 ein Steuergerät mit zwei Befestigungselementen,
-
5 ein Steuergerät mit rückseitigen Druckluftanschlüssen,
-
6 eine Unteransicht des Steuergeräts gemäß 5.
-
1 zeigt ein erfindungsgemäßes Steuergerät 1. Das Steuergerät 1 ist für die Überwachung und Steuerung eines pneumatischen Ventils 200 (s. 3) und zur Kommunikation mit einer übergeordneten Steuerung mit elektrischen und pneumatischen Anschlüssen 50, 51, 52, 30, 31, 32, 35 ausgestattet. Das zu steuernde Ventil 200 ist vorzugsweise mit einem Sensor 100 (s. 2 ff.) verbunden, der eine Rückmeldung über den Öffnungszustand des Ventils 200 erlaubt. Der Sensor 100 kann beispielsweise als induktiver Sensor ausgebildet sein, der in Abhängigkeit einer Position einer Ventilstange des Ventils 200 den Öffnungszustand des Ventils 200 erfasst. Über den Sensor 100 können insbesondere die Ventilzustände „offen“, „geschlossen“ und „Ventil angehoben“ erfasst werden. Selbstverständlich können die Ventilpositionen auch mit Hilfe eines anderen Sensorprinzips, beispielsweise über kapazitive oder induktive Verfahren, gewonnen werden. Grundsätzlich ist es vorgesehen, dass die Erfassung des Ventilzustands über einen separaten Sensor 100 und die Überwachung und Steuerung des Ventils 200 durch ein separates Steuergerät 1 durchgeführt wird.
-
Das Gehäuse 10 des in 1 gezeigten Steuergeräts 1 ist L-förmig ausgebildet und weist am Ende der kürzeren Gehäuseseite drei elektrische Anschlüsse 50, 51, 52 auf. Der erste elektrische Anschluss 50 dient vorzugsweise zur elektrischen Verbindung des Steuergeräts 1 mit einem Feldbus und insbesondere einem AS-i-Bus. Der zweite Anschluss 51 ist vorzugsweise als elektrischer Anschluss für den Sensor 100 vorgesehen. Der dritte Anschluss 52 ist im Ausführungsbeispiel mit einem Blindstopfen versehen und könnte beispielsweise als weiterer Rückkanal für den Sensor 100 vorgesehen sein. An dem längeren Ende des L-förmigen Gehäuses 10 sind drei pneumatische Anschlüsse 30, 31, 32 angeordnet und dienen als erster, zweiter und dritter Druckluftausgang 30, 31, 32 zur Ansteuerung eines pneumatischen Ventils. Ein Drucklufteingang 38 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel an einer unteren Seite des Gehäuses 10 angeordnet. Auf einer weiteren Gehäuseseite ist eine Druckluftentlüftung 35 angeordnet.
-
Auf einer konkaven Seite des L-förmigen Gehäuses 10 ist ein Befestigungsbereich 20 mit einer ersten und zweiten Öffnung 22 zur mechanischen Verbindung mit dem Sensor 100 vorgesehen.
-
Weiterhin weist das Gehäuse 10 drei Anzeigeelemente 40, vorzugsweise Leuchtdioden, auf, die insbesondere einen Zustand des Sensors und/oder des Steuergeräts 1 anzeigen.
-
Das Steuergerät ist im Betrieb über den zweiten elektrischen Anschluss 51 mit dem Sensor 100 verbunden. Über diesen Anschluss erhält das Steuergerät 1 Informationen über die Ventilstellung des Ventils 200. Je nach Ausbildung des Sensors 100 bzw. auch des Ventils 200 erfolgt über diesen Anschluss 51 eine Rückmeldung, ob das Ventil 200 geschlossen oder offen ist oder ob der Ventilsitz angehoben wurde.
-
Über den ersten elektrischen Anschluss 50 ist das Steuergerät 1 vorzugsweise mit einer übergeordneten Steuereinheit bzw. Recheneinheit beispielsweise über ein AS-i-Bus verbunden. Über diesen Feldbusanschluss 50 werden der übergeordneten Einheit unter anderem der Öffnungszustand des überwachten Ventils 200 gemeldet. In umgekehrter Richtung erhält das Steuergerät 1 vom übergeordneten System Anweisungen zur Steuerung des Ventils 200. Die Steuerbefehle werden durch das Steuergerät 1 durch Ansteuern der Druckluftausgänge 30, 31, 32, die mit dem überwachten und zu steuernden Ventils 200 verbunden sind, umgesetzt. Die Ansteuerung der Druckluftausgänge 30, 31, 32 erfolgt vorzugsweise über Magnetventile und insbesondere über ein Dreiwegeventil.
-
2 zeigt ein Steuergerät 1, dass mechanisch über den Befestigungsbereich 20 mit dem Sensor 100 verbunden ist. Steuergerät 1 und Sensor 100 sind wiederum zusammen mit einem nicht gezeigten Ventil 200 verbunden. Der Sensor 100 ist mit einer Öffnung 110 ausgebildet, in die eine Ventilstange des Ventils 200 eingreifen kann. Abhängig von der Bewegung des Ventilsitzes bewegt sich auch die Ventilstange innerhalb der Öffnung 110 des Sensors 100, der dann wiederum die Position der Ventilstange und somit letztendlich die Position des Ventilsitzes erfasst.
-
Ferner ist der Sensor 100 mit einem Kabelstecker 105 versehen, um den Sensor 100 mit dem zweiten elektrischen Anschluss 51 des Steuergeräts 1 verbinden zu können.
-
Weiterhin ist der erste elektrische Anschluss 50 im Unterschied zur Ausführung gemäß 1 als Kabeldurchführung ausgebildet, die beispielsweise für eine 24 Volt DC parallel verdrahtete Busverbindung verwendet werden kann.
-
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem der erste elektrische Anschluss 50 als Steckmodul 55 ausgebildet ist. Das Steckmodul 55 weist eine Kabeldurchführung 54 auf, durch die ein zu verdrahtendes Kabel, beispielsweise eine parallel verdrahtete Leitung bzw. ein Buskabel durchgeführt werden kann. Auf der Gehäuseseite 10 des Steuergeräts 1 ist eine Gehäuseausnehmung 15 zur Aufnahme des Steckmoduls 55 ausgebildet. Innerhalb dieser Ausnehmung 15 ist eine Anschlussleiste 57 auf einem Gehäusefortsatz angeordnet. Dem Gehäusefortsatz entsprechend weist das Steckmodul 55 eine mechanische Aufnahme auf, die so ausgebildet ist, dass bei einem Zusammenführen des Steckmoduls 55 mit dem Gehäuse 10 das Steckmodul 55 über einen Zugriegel 58 fixiert werden kann.
-
Dieser modulartige Aufbau erlaubt einen einfachen Anschluss eines zu verdrahtenden Kabels. Das Kabel wird zunächst durch das nicht mit dem Gehäuse 10 verbundenen Steckmoduls 55 geführt während die Kabellitzen mit der Anschlussleiste elektrisch verbunden werden können. Hiernach kann durch Aufstecken des Steckmoduls 55 und anschließender Verrieglung der Verkabelungsraum geschützt werden. Die Zugentlastung erfolgt in gewohnter Weise durch Anziehen der Kabeldurchführung.
-
Weiterhin ist in schematischer Weise ein Ventilgehäuse 200 gezeigt, auf dem der Sensor 100 mit Hilfe eines Flansches befestigt ist. Das Steuergerät 1 ist wiederum über einen zweiten Flanschbereich des Sensors 100 mit diesem verbunden.
-
4 zeigt eine weitere Gehäusevariante des Steuergerätes 1 mit zwei Gehäusefortsätzen 22, 23 zur Befestigung des Gehäuses 10 mit dem Sensor 100. Der erste Gehäusefortsatz 22 weist eine Befestigungsöffnung 22 auf und der zweite Gehäusefortsatz einen Befestigungsschlitz 23 auf. Durch diese Art der Befestigung wird die Montage des Gehäuses 10 mit dem Sensor 100 erheblich vereinfacht. Bei der Montage kann beispielsweise im Befestigungsbereich des Sensors eine erste Schraube mit wenigen Drehungen eingebracht werden. Die Befestigungsöffnung 22 wird nunmehr mit einer zweiten Schraube zunächst lose mit dem Sensor 100 verbunden. Durch Einschwenken des Steuergeräts kommt auch der Befestigungsschlitz 23 mit der ersten Schraube in Eingriff. Hiernach kann das Steuergerät durch Anziehen beider Schrauben fixiert werden.
-
5 zeigt eine weitere Ausführungsform des Steuergeräts 1 mit drei Druckluftausgängen 30, 31, 32, die zusammen mit dem Drucklaufeingang 38 auf einer Rückseite des Steuergeräts angeordnet sind. Die Druckluftentlüftung 38 ist in dieser Variante auf einer Unterseite des Steuergeräts 1, wie in 6 dargestellt, angeordnet.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Steuergerät
- 10
- Gehäuse
- 15
- Gehäuseausnehmung
- 20
- Befestigungsbereich
- 22
- Befestigungsöffnung
- 23
- Befestigungsschlitz
- 30
- erster Druckluftausgang
- 31
- zweiter Druckluftausgang
- 32
- dritter Druckluftausgang
- 35
- Druckluftentlüftung
- 38
- Drucklufteingang
- 50
- erster elektrischer Anschluss, Feldbusanschluss
- 51
- zweiter elektrischer Anschluss
- 52
- dritter elektrischer Anschluss
- 55
- Steckmodul
- 56
- Ausnehmung Steckmodul
- 57
- Anschlussleiste
- 58
- Zugriegel
- 100
- Ventilsensor, Sensor
- 105
- Stecker Ventilsensor
- 110
- Sensoröffnung
- 200
- Ventil
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102007038611 A1 [0002]
- DE 4444024 A1 [0003]
