DE10311475A1

DE10311475A1 - Modul für eine Ventilbatterie

Info

Publication number: DE10311475A1
Application number: DE2003111475
Authority: DE
Inventors: Bernd Kärcher
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2003-03-15
Filing date: 2003-03-15
Publication date: 2004-10-07
Anticipated expiration: 2023-03-16
Also published as: EP1604117B1; AU2003300233A1; ATE381676T1; WO2004083647A1; ES2297270T3; EP1604117A1; US20060151035A1; US7182102B2; DE10311475B4; DE50308867D1; CN100343537C; CN1759252A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Modul zur Aneinanderreihung an mindestens ein weiteres Modul einer in einer Reihenrichtung aneinandergereihte Module enthaltenden fluidtechnischen Ventilbatterie (10), mit Kommunikationsmitteln zur Kommunikation mit dem mindestens einen weiteren Modul der Ventilbatterie (10). Bei dem Modul ist vorgesehen, dass die Kommunikationsmittel als Hohlleiter-Kommunikationsmittel (19, 21, 23) zur Kommunikation über einen Hohlleiter (14) der Ventilbatterie (10) ausgestaltet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Modul zur Aneinanderreihung an mindestens ein weiteres Modul einer fluidtechnischen, in einer Reihenrichtung aneinander gereihte Module enthaltenden Ventilbatterie, mit Kommunikationsmittel zur Kommunikation mit dem mindestens einen weiteren Modul der Ventilbatterie.

Ein derartiges Modul ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift DE 198 01 234 D2 bekannt. Die Module der Ventilbatterie sind aneinandergereiht. An den Modulen befinden sich jeweils seitlich elektrische Kontakte. Im montierten Zustand der Ventilbatterie liegen diese elektrischen Kontakte aneinander an. Dadurch sind die Module miteinander elektrisch verbunden. Über die elektrischen Verbindungen werden beispielsweise Daten zur Steuerung der bei den Modulen vorhandenen Ventile übermittelt. Zur Daten- und Energieübertragung sind mehrere Kontakte erforderlich. Die Module sind daher in der Herstellung teuer. Durch mechanische Beschädigung und/oder Oxidation werden die Kontakteigenschaften der bekannten Federkontakte verschlechtert.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 199 42 508 A1 ist bekannt, eine pneumatische Vorrichtung, beispielsweise ein Ventil, über eine pneumatische Leitung mit Druck zu versorgen und zudem mit Hilfe von Druckänderungen, Mikrowellen oder Schallsignalen auf dem in der Leitung vorhandenen gasförmigen Medium Steuersignale an die pneumatische Vorrichtung zu übertragen. Aus der deutschen Offenlegungsschrift 199 42 509 A1 ist bekannt, bei einer pneumatischen Vorrichtung in der Art der Offenlegungsschrift DE 199 42 508 A1 die pneumatische Vorrichtung mittels Schallwellen, Mikrowellen oder Druckänderungen mit elektrischer Versorgungsenergie zu versorgen. Die pneumatischen Vorrichtungen sind jeweils einzelne Pneumatikzylinder, die über die pneumatische Leitung mit einem Steuergerät verbunden sind. Zu jeder Vorrichtung führt eine einzelne Druckluftleitung. Die Vorrichtungen eignen sich nicht für einen batterieartigen Aufbau.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einem Modul der eingangs genannten Art die Zuverlässigkeit der Kommunikationsmittel zu verbessern.

Diese Aufgabe wird bei dem Modul der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Kommunikationsmittel als Hohlleiter-Kommunikationsmittel zur Kommunikation über einen Hohlleiter der Ventilbatterie ausgestaltet sind.

Die Kommunikation über den Hohlleiter ist einfach und zuverlässig. Auf einem Hohlleiter kann mit verhältnismäßig hohen Übertragungsfrequenzen, z.B. 1 GHz, übertragen werden, so dass die Kommunikation der Ventilbatterie über einen einzigen Hohlleiter bewältigt werden kann. Prinzipiell sind aber auch mehrere Hohlleiter möglich.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen sowie in der nachfolgenden Beschreibung.

Vorzugsweise enthalten die Kommunikationsmittel mindestens eine Antenne. Bei dieser handelt es sich beispielsweise um eine Schlitzantenne.

Der Hohlleiter ermöglicht zweckmäßigerweise eine Übertragung in Uplink- und in Downlink-Richtung – er ist bidirektional.

Zweckmäßigerweise ist der Hohlleiter als ein von fluidtechnischen Arbeits- und Versorgungskanälen separater Übertragungskanal ausgestaltet. Der Hohlleiter kann für seine Zweckbestimmung als Kommunikationskanal z.B. geometrisch optimal ausgestaltet sein.

Vorteilhafterweise sind die Kommunikationsmittel zur Energieübertragung ausgestaltet. Dabei macht man sich zu Nutze, dass über eine Hohlleiter verhältnismäßig große Energien übertragen werden können. Beispielsweise kann jedem Modul der Ven tilbatterie ca. ein bis zwei Watt elektrische Leistung übertragen werden. Die von den Kommunikationsmittel empfangene Energie ist zweckmäßigerweise zum Betreiben eines Ventilantriebs geeignet. Der Ventilantrieb bildet vorzugsweise einen Bestandteil des Moduls.

Der Hohlleiter kann beispielsweise einen rechteckigen, runden oder elliptischen Querschnitt aufweisen.

Um einen reflexionsfreien Abschluss zu realisieren, ist für den Hohlleiter ein Abschlusswiderstand oder ein elektrisch leitfähiges Abschlusselement vorgesehen. Dieses ist zweckmäßigerweise in dem erfindungsgemäßen Modul enthalten. Für kleinere elektrische Leistungen eignen sich beispielsweise Folien, z.B. aus Kohle oder einem metallbeschichteten Material. Für größere Leistungen sind Abschlusswiderstände aus Ferrit oder einer Mischung aus Graphit und Sand geeignet. Prinzipiell könnte der Hohlleiter aber auch ein offenes Ende aufweisen.

Die elektrischen Abschlußwiderstände verhindern Reflexionen im Hohlleiter. Die elektrische Feldstärke ist somit im Hohlleiter gleichmäßig verteilt. Der Hohlleiter ist einfach zu justieren.

Vorzugsweise ist in dem Modul ein Hohlleiterabschnitt zur Bildung des Hohlleiters enthalten. Der Hohlleiter wird von den aneinander gereihten Module gebildet.

Der Hohlleiterabschnitt ist zweckmäßigerweise galvanisch vergütet. Beispielsweise ist er versilbert, verkupfert oder vergoldet. Die galvanische Vergütung befindet sich vorzugsweise im Innern des Hohlleiterabschnitts.

Am Hohlleiterabschnitt ist vorzugsweise ein Steckende zur Herstellung einer Steckverbindung mit einem benachbarten Hohlleiterabschnitt vorgesehen. Zweckmäßigerweise sind derartige Steckenden an beiden Seite des Hohlleiterabschnitts vorhanden. Die Module können somit aneinandergesteckt werden, wobei der Hohlleiter ausgebildet wird.

Zweckmäßigerweise weist der Hohlleiterabschnitt elektrisch leitfähige Kontaktmittel zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit einem benachbarten Hohlleiterabschnitt auf. Diese Kontaktmittel können beispielsweise durch entsprechend elektrisch leitende Steckenden gebildet werden. Ferner können die Kontaktmittel beispielsweise auch eine Rosette oder einen Flansch enthalten. Zweckmäßigerweise enthalten die Kontaktmittel versilberte und/oder verkupferte oder in sonstiger Weise elektrisch leitfähige federnde Elemente. Diese sorgen für eine optimale Kontaktsicherheit.

Vorzugsweise weist der Hohlleiterabschnitt einen Dichtring oder eine Dichtnut auf. Derartige Dichtmittel verhindern ein Eindringen von Druckmedium oder Einwirken sonstiger Umwelteinflüsse, die die Übermittlungsqualität im Innern des Hohlleiters beeinträchtigen können. Die Dichtmittel enthalten vorzugsweise elastische Elemente, z.B. aus Silikon oder Silikonkautschuk.

Zweckmäßigerweise befinden sich endseitig am Hohlleiter sozusagen zentrale Sende- und/oder Empfangseinrichtungen. Diese können in einem erfindungsgemäßen Modul vorhanden sein.

In dem Hohlleiter werden vorzugsweise Informationen und/oder Energie mit mindestens zwei Übertragungsfrequenzen übertragen. Beispielsweise dienen eine erste und eine zweite Übertragungsfrequenz zum Senden in Downlink-Richtung bzw. in Uplink-Richtung. Es können auch unterschiedliche Frequenzen für die Energie- und die Datenübermittlung vorgesehen sein.

Es versteht sich, dass auch mehrere Hohlleiter vorhanden sein können, wobei beispielsweise je ein Hohlleiter für eine Übertragungsrichtung vorgesehen ist.

Zwar ist es bevorzugt, dass der Hohlleiter durchgängig denselben Querschnitt aufweist. Zur Bildung von Übergängen ist jedoch gegebenenfalls bei dem Modul vorzugsweise ein Hohlleiter-Übergangsstück zur Verbindung von Hohlleitern mit unter schiedlichen Querschnitt vorgesehen. Die Länge des Überganges ist zweckmäßigerweise groß im Vergleich zur Hohlleiterwellenlänge. Es kann auch ein sogenanntes Twiststück zum Drehen der Polarisationsebene, z.B. um 90 Grad, vorhanden sein. Die erfindungsgemäße Ventilbatterie, z.B. auch ein erfindungsgemäßes Modul, kann auch einen Koaxialübergang zum Übergang vom Hohlleiter zu einer Koaxialleitung enthalten.

Bei dem Modul sind verschiedene Ausgestaltungen möglich:

Zweckmäßigerweise enthält das Modul eine zentrale Steuereinheit zur Steuerung weiterer Module der Ventilbatterie. Es bildet beispielsweise den Bus-Master eines auf dem Hohlleiter ausgebildeten Daten- und/oder Energiebusses. Man kann ein derartiges Modul auch als zentrales Steuermodul der Ventilbatterie bezeichnen.

Das Modul kann auch ein zentrales Diagnosemodul sein. Es enthält dann vorzugsweise eine zentrale Diagnoseeinheit zur Überwachung weiterer Module der Ventilbatterie.

Bei einer weiteren Variante der Erfindung ist das Modul ein lokales Steuermodul oder ein Ventilmodul. Modul enthält Steuer- und/oder Diagnosemittel zur Steuerung bzw. Überwachung mindestens eines Ventils und/oder Ventilantriebs. Das Ventil bzw. der Ventilantrieb können eine separate Baugruppe bilden, die durch das erfindungsgemäße Modul gesteuert bzw. überwacht wird. Diese Baugruppen sind zweckmäßigerweise in Reihenrichtung aneinandergereiht. Eine bevorzugte Variante der Erfindung sieht jedoch vor, dass das Ventil bzw. der Ventilantrieb in dem erfindungsgemäßen Modul enthalten sind. Es ist dann als ein Ventilmodul ausgestaltet. Im Zusammenhang mit einer Ventilbatterie kann man auch von einer Ventilscheibe sprechen.

Bei einer weiteren Variante der Erfindung ist das Modul als ein Abschlußmodul zum Abschluß des Hohlleiters ausgestaltet. Das Abschlußmodul kann eine Art passives Modul sein, das zum Beispiel den vorgenannten Abschlußwiderstand enthält. Es kann aber auch eine Art aktives Abschlußmodul sein, das die oben genannte zentrale Steuereinheit enthält.

Insbesondere bei dem letzteren zentralen Steuermodul ist es bevorzugt, dass es einerseits die Hohlleiterkommunikationsmittel zur Kommunikation mit den weiteren Modulen der Ventilbatterie enthält und andererseits zweite Hohlleiter-Kommunikationsmittel zur Kommunikation mit einer übergeordneten Steuerung aufweist.

Bei einer erfindungsgemäßen Ventilbatterie können mehrere unterschiedliche der vorgenannten Module aneinandergereiht sein, beispielsweise ein zentrales Steuermodul, mehrere Ventilmodule sowie ein Abschlussmodul.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ventilbatterie mit zwei Hohlleitern in perspektivischer Ansicht,
2 eine stark schematisierte Querschnittansicht einer Ventilbatterie mit einem Hohlleiter, der zwischen einem zentralen Steuermodul sowie dezentralen Steuermodulen ausgebildet ist, und
3 eine stark schematisierte Querschnittsansicht einer Ventilbatterie mit einem Hohlleiter, der zwischen einem zentralen Steuermodul und Ventilmodulen ausgebildet ist.
Bei einer Ventilbatterie 10 gemäß 1 sind ein zentrales Steuermodul 11, ein Diagnosemodul 12 sowie Ventilmodule 13 über einen Hohlleiter 14 miteinander verbunden. Das zentrale Steuermodul 11 steuert und überwacht die Ventilmodule 13. Das Diagnosemodul 12 stellte Diagnosewerkzeuge, beispielsweise zur Ermittlung und Visualisierung von Verschleiß, Fehlern oder dergleichen der Ventilmodule 13 zur Verfügung. Die Ventilmodule 13 enthalten nicht dargestellte Ventilantriebe und ebenfalls nicht dargestellte pneumatische Ventile, die von Steuermitteln 20 gesteuert und überwacht werden. Die Steuermittel 20 enthalten beispielsweise einen Prozessor sowie Speicher. Sie sind beispielsweise als ASIC (Application Specific Integrated Circuit) realisiert oder enthalten einen ASIC.
Die Ventilmodule 13 sind auf einem Verteilerblock 15 angeordnet, in dessen Innern sich ein nicht dargestelltes Kanalsystem z.B. zur Versorgung der Ventile der Ventilmodule 13 mit Druckluft befindet. An der Vorderseite des Ventilblocks 15 sind Speiseanschlüsse 16, Vorsteueranschlüsse 17 sowie Verbraucher- bzw. Arbeitsanschlüsse 18 angeordnet. An den Speiseanschlüssen 16 eingespeiste Druckluft strömt in Abhängigkeit von der Stellung der Ventile der Ventilmodule 13 an den Arbeitsanschlüssen 18 aus. Diese Ventile der Ventilmodule 13 werden durch Vorsteuerventile betätigt, zu deren Betrieb über die Vorsteueranschlüsse 17 Vorsteuer-Druckluft eingespeist wird. Zum Antreiben der Ventilglieder der Vorsteuerventile dienen elektrische Antriebe, beispielsweise elektromagnetische und/oder elektrostatische Antriebe, die durch die Steuermittel 20 angesteuert werden.
Ein zentrales Steuermittel 9, beispielsweise ein Prozessor und Speicher, im zentralen Steuermodul 11 sendet über eine Antenne 19 in der sogenannten Downlink-Richtung Steuersignale auf dem Hohlleiter 14. Die Antenne 19 bildet einen Bestandteil von Hohlleiter-Kommunikationsmitteln des Steuermoduls 11. Die Steuersignale werden von den Steuermitteln 20 mittels Antennen 21 empfangen. Vorliegend empfangen alle Steuermittel 20, die an den Hohleiter 14 angeschlossen, die Steuersignale. Es wird somit ein Bus gebildet. Z.B. durch entsprechende Adressangaben in den Steuersignalen können die jeweiligen Steuermittel 20 der Ventilmodule 13 ermitteln, ob das entsprechende Steuersignal für sie bestimmt ist.
In umgekehrter Richtung, also in der sogenannten Uplink-Richtung, versenden die Steuermittel 20 auf dem Hohlleiter 14 Daten. Die Steuermittel 20 senden über die Antennen 21 z.B. Meldeinformationen, die vom zentralen Steuermittel 9 empfangen werden. Ferner werden die Meldeinformationen von Diagnosemitteln 22 mit Hilfe einer Antenne 23 empfangen. Die Diagnosemittel 22 enthalten beispielsweise einen Prozessor sowie Speicher zur Auswertung der empfangenen Meldesignale sowie eine Anzeigevorrichtung, beispielsweise ein LCD-Display, zur Visualisierung der Informationen. An der Anzeigevorrichtung werden beispielsweise Fehler- oder sonstige Betriebszustände der Ventilmodule 13 angezeigt.
Der Hohlleiter 14 ist vorliegend ein Hohlleiter mit kreisförmigem Querschnitt. Er wird durch die Module 11 bis 13 gebildet. In diesem sind entsprechende Hohlleiterabschnitte vorhanden. Durch die Aneinanderreihung der Hohlleiterabschnitte wird der Hohlleiter 14 gebildet. Die Länge der Hohlleiterabschnitte ist zweckmäßigerweise auf den Querschnitt des Hohl leiters 14 sowie auf die benutzten Sende- und Empfangsfrequenzen optimiert.
Der Hohlleiter 14 verläuft vorliegend zusätzlich zu den an der Kommunikation über den Hohlleiter 14 teilnehmenden Modulen 12 bis 13 auch durch Schalldämpfermodule 30. Ein Schalldämpfermodul 30 befindet sich zwischen dem Diagnosemodul 12 und der durch die Ventilmodule 13 gebildeten Ventilmodul-Gruppe. Das andere Schalldämpfermodul 30 befindet sich an der entgegengesetzten Seite der Ventilmodulgruppe. Vorn an den Schalldämpfermodulen 30 sind Abluftanschlüsse 91 angeordnet.
Das zentrale Steuermittel 9 kommuniziert mit einer stark schematisch eingezeichneten übergeordneten Steuerung 24 mit Hilfe eines zweiten Hohlleiters 25. Auch der Hohlleiter 25 weist einen kreisrunden Querschnitt auf. Er wird vorliegend durch einen festen Hohlleiterabschnitt 26 sowie einen flexiblen Hohlleiterabschnitt 27, beispielweise einen elektrisch leitfähigen Schlauch, gebildet. Das Steuermittel 9 sendet und empfängt Daten mittels einer Antenne 28 auf dem Hohlleiter 25.
Als weitere, sozusagen konventionelle Kommunikationsmöglichkeit kann über eine serielle Schnittstelle 28 eine Verbindung, z.B. mit einem seriellen Busprotokoll, mit dem Steuermittel 9 hergestellt werden. Über einen Stecker 29 kann eine elektrische Verbindung zur seriellen Schnittstelle hergestellt werden.
Bei einer Ventilbatterie 40 gemäß 2 sind ein zentrales Steuermodul 41, Ventilmodule 42 sowie ein Abschlussmodul 43 aneinandergereiht. Das Steuermodul 41 sowie die Ventilmodule 42 kommunizieren über einen Hohlleiter 44 miteinander. Der Hohlleiter 44 wird durch Hohlleiterabschnitte 45, 46 und 47 der Module 41 bis 43 gebildet.
Die Ventilmodule 42 enthalten sozusagen dezentrale Steuermodule 48, die die Hohlleiterabschnitte 46 zur Bildung des Hohlleiters 44 enthalten, und Ventilbaugruppen 49 mit pneumatischen Ventilen 50. Die Ventile 50 sind stark schematisiert dargestellt.
Im Gegensatz zu den Ventilbatterie 10 ist bei der Ventilbatterie 40 kein Fluid- bzw. Druckluft-Verteilerblock vorgesehen. Stattdessen sind die Ventilmodule 42 als sogenannte Vollplattenventile ausgestaltet, die Kanäle und Kanalabschnitte zur Verteilung und Führung von Druckluft enthalten. Zur Druckmittelversorgung bzw. Entlüftung sind bei den Ventilbaugruppen 49 Versorgungskanäle 51 vorgesehen, in die über Speiseanschlüsse 51' am Abschlussmodul 43 Druckluft einspeisbar ist. In Abhängigkeit von der Stellung der pneumatischen Ventile 50 strömt diese Druckluft durch Arbeitskanäle 52, die vorderseitig an Arbeitsanschlüssen etwa in der Art der Arbeitsanschlüsse 18 vorn an der Ventilbatterie 40 ausmünden.
Das zentrale Steuermodul 41 erhält an einer elektrischen Schnittstelle 53 Steuerbefehle von einer nicht dargestellten übergeordneten Steuerung. Diese Steuerbefehle setzt ein Steuermittel 54 in Steuerbefehle für die Ventilmodule 42 um. Das Steuermittel 54 sendet die Steuerbefehle mittels einer Antenne 55 auf dem Hohlleiter 44. Die lokalen Steuermodule 48 empfangen mittels Antennen 56 die Steuerbefehle. Entsprechend der Steuerbefehle steuern Steuermittel 57, die beispielsweise ASICs enthalten, Ventilantriebe 58, z.B. Elektromagnete, an. Die Ventilantriebe 58 betätigen Ventilglieder der pneumatischen Ventile 50.
Die erfolgreiche oder fehlerhafte Umsetzung der Steuerbefehle melden die Steuermittel 57 dem zentralen Steuermodul 41 über den Hohlleiter 44. Dazu senden sie mit Hilfe der Antennen 56 entsprechende Meldebefehle, die mit der Antenne 55 empfangen werden und vom Steuermittel 54 interpretiert werden. Die Meldungen werden an einem Anzeigemittel 59, z.B. einem LCD-Display, visualisiert.
Der Hohlleiter 44 ist beidseits durch Abschlußwiderstände 90 abgeschlossen. Die Abschlußwiderstände 90 sind auf den Wellenwiderstand des Hohlleiters abgestimmt und bestehen aus elektrisch leitfähigem Material. Die Abschlußwiderstände 90 sind beim zentralen Steuermodul 41 sowie dem Abschlußmodul 43 vorgesehen. Sie befinden sich vorliegend an der endseitigen Stirnseite der Hohlleiterabschnitte 45 bzw. 47.
Der Hohlleiter 44 weist beispielsweise einen rechteckigen Querschnitt auf. Die Innenseite des Hohlleiters 44 ist vorliegend elektrisch leitfähig, beispielsweise ist sie galvanisch mit einer leitfähigen Oberfläche versehen. Die Gehäuse der Steuermodule 48 bestehen ansonsten beispielsweise aus Kunststoff.
Bei einer Ventilbatterie 60 gemäß 3 ist im Vergleich zur Ventilbatterie 40 das modulare Konzept etwas weniger ausgeprägt. Soweit die Ventilbatterie 60 jedoch ähnliche oder gleichwirkende Komponenten aufweist wie die Ventilbatterie 40, sind diese in 3 mit den selben Bezugszeichen versehen und werden im folgenden nicht näher erläutert.
Bei der Ventilbatterie 60 sind ein zentrales Modul 61 sowie Ventilmodule 62, 63 aneinandergereiht. Die Module 61 bis 63 kommunizieren über einen Hohlleiter 64. Ferner wird über den Hohlleiter 64 Energie übertragen. Die Ventilmodule 62, 63 gleichen im wesentlichen den Ventilmodulen 42, wobei keine Separierung zwischen Steuermodul und Ventilbaugruppe vorhanden ist. Die Ventilmodule 62, 63 enthalten die Steuermittel 75, Ventilantriebe 58 sowie pneumatische Ventile 50. Ferner sind bei den Ventilmodulen 62, 63 Kanalabschnitte in der Art von Durchbrüchen zur Bildung von Versorgungs- und Arbeitskanälen 51, 52 vorhanden. Wie die Ventilmodule 42 sind auch die Ventilmodule 62, 63 druckdicht aneinander gereiht. In die Versorgungskanäle 51 wird Druckluft über Speiseanschlüsse 51'' eingespeist, die am zentralen Steuermodul 61 vorgesehen sind. Das zentrale Steuermodul 61 sowie das Ventilmodul 63 bilden Abschlußmodule der Ventilbatterie 60.
Der Hohlleiter 64 wird von Hohlleiterabschnitten 65, 66, 67 der Module 61 bis 63 gebildet. An den äußeren Stirnseiten des Hohlleiters 64, in den Hohlleiterabschnitten 65 und 67 sind Abschlußwiderstände 68, 69 angeordnet, die den Hohlleiter 64 elektrisch abschließen. Die Hohlleiterabschnitte 65 bis 67 sind beispielsweise ineinander gesteckt. Es ist auch möglich, dass sie flächig aneinanderstoßen. Vorzugsweise sind sie elektrisch leitend miteinander verbunden.
Auf dem Hohlleiter 64 wird vorliegend mit unterschiedlichen Übertragungsfrequenzen kommuniziert. Ferner übermittelt das Steuermodul 61 auf dem Hohlleiter 64 elektrische Versorgungsenergie für die Ventilmodule 62, 63.
Das Steuermodul 61 erhält an einer Schnittstelle 71 Steuerbefehle von einer nicht dargestellten übergeordneten Steuerung. Diese übergeordneten Steuerbefehle setzt das Steuermittel 70 in lokale Steuerbefehle um, die sie mit Hilfe einer Antenne 72 auf dem Hohlleiter 64 an die Ventilmodule 62, 63 sendet.
Die Antenne 68 ist eine endseitige Sendeeinrichtung. Sie durchdringt den Abschlußwiderstand 68. Die Steuerbefehle werden über die Antenne 72 in einer ersten Sendefrequenz 73 versandt.
Zum Empfang der Daten auf der ersten Sendefrequenz 73 sind bei den Ventilmodulen 62, 63 Empfangsantennen 74 vorgesehen, die in den Hohlleiter 64 hineinragen. Entsprechend der empfangenen Steuerbefehle steuern die Steuermittel 75 Ventilantriebe 58 zum Antrieb der Ventilglieder der Ventile 50 an.
Vorliegend empfangen alle Ventilmodule 62, 63 die über die Antenne 72 gesendeten Befehle. Zum Versenden der Befehle wird beispielsweise ein Busprotokoll verwendet. Die Steuermittel 75 analysieren in den Steuernachrichten enthaltene Adressangaben. Es ist aber auch möglich, das für jedes der Ventilmodule 62, 63 eine andere Sendefrequenz verwendet wird, und die Ventilmodule 62, 63 nur in der ihnen zugeordneten Frequenz gesendete Befehle empfangen und zur Steuerung der Antriebe 50 umsetzen.
Ferner übermittelt das Steuermodul 61 auf der Sendefrequenz 73 die zum Betrieb der Ventilmodule 62, 63 erforderliche elektrische Versorgungsenergie. Diese wird durch Energiewandler 76 aus den empfangenen elektro-magnetischen Wellen gewonnen.
In der Uplink-Richtung senden die Steuermittel 75 Meldeinformationen in einer zweiten Sendefrequenz 77. Zum Senden auf der Frequenz 77 sind Antennen 78 bei den Ventilmodulen 62, 63 vorhanden. Das Steuermodul 61 empfängt mit Hilfe einer Antenne 79 die Meldungen der Ventilmodule 62, 63. Die Antennen 78, 79 sind auf die zweite Sendefrequenz 77 abgestimmt. Die Meldungen der Ventilmodule 62, 63 zeigt das zentrale Steuermodul 61 an Anzeigemitteln 80 an.
Man kann die Hohlleiter 14, 44, 64 auch als Mikrowellenbusse bezeichnen. Zur Kommunikation zwischen den angeschlossenen Modulen sowie gegebenenfalls zur Übertragung von Energie dienende elektromagnetische Wellen sind vorzugsweise sogenannte Mikrowellen. Ihre Wellenlänge liegt z.B. im Bereich von einigen Millimetern bis Zentimetern.

Claims

Modul zur Aneinanderreihung an mindestens ein weiteres Modul einer in einer Reihenrichtung aneinandergereihte Module enthaltenden fluidtechnischen Ventilbatterie (10; 40; 60), mit Kommunikationsmitteln zur Kommunikation mit dem mindestens einen weiteren Modul der Ventilbatterie (10; 40; 60), dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsmittel als Hohlleiter-Kommunikationsmittel (19, 21, 23) zur Kommunikation über einen Hohlleiter (14; 44; 64) der Ventilbatterie (10; 40; 60) ausgestaltet sind.
Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsmittel mindestens eine Antenne (19, 21, 23; 55, 56; 72, 74, 78, 79) enthalten.
Modul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlleiter (14; 44; 64) als ein von fluidtechnischen Arbeits- und Versorgungskanälen separater Übertragungskanal ausgestaltet ist.
Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsmittel zur Energieübertragung ausgestaltet sind.
Modul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass von den Kommunikationsmitteln empfangene Energie zum Betreiben eines Ventilantriebs (58) geeignet ist.
Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlleiter (14; 44; 64) einen rechteckigen, runden oder elliptischen Querschnitt aufweist.
Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Abschlusswiderstand (90) oder ein elektrisch leitfähiges Abschlusselement aufweist.
Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Hohlleiterabschnitt (45-47; 65-67) zur Bildung des Hohlleiters (14; 44; 64) enthält.
Modul nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlleiterabschnitt (45-47; 65-67) galvanisch vergütet, insbesondere versilbert, verkupfert oder vergoldet, ist.
Modul nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlleiterabschnitt (45-47; 65-67) ein Steckende zu Herstellung einer Steckverbindung mit einem benachbarten Hohlleiterabschnitt (45-47; 65-67) aufweist.
Modul nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlleiterabschnitt (45-47; 65-67) elektrisch leitfähige Kontaktmittel, insbesondere in Gestalt einer Rosette oder eines Flansches, zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit einem benachbarten Hohlleiterabschnitt (45-47; 65-67) aufweist.
Modul nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktmittel insbesondere versilberte und/oder verkupferte federnde Elemente enthalten.
Modul nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlleiterabschnitt (45-47; 65-67) einen Dichtring und/oder eine Dichtnut aufweist.
Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine endseitige Hohlleiter-Sende- und/oder Empfangseinrichtung (72) enthält.
Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Hohlleiter (14; 44; 64) Informationen und/oder Energie auf mindestens zwei Übertragungsfrequenzen (73, 77) übertragen werden.
Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hohlleiter-Übergangsstück zur Verbindung von Hohlleitern mit unterschiedlichem Querschnitt und/oder ein Twiststück zum Drehen der Polarisationsebene aufweist.
Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine zentrale Steuereinheit (9; 54; 70) zur Steuerung weiterer Module (13; 42; 62, 63) der Ventilbatterie (10; 40; 60) enthält.
Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine zentrale Diagnoseeinheit (22) zur Überwachung weiterer Module (13) der Ventilbatterie (10) enthält.
Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es Steuer- und/oder Diagnosemittel (57; 75) zur Steuerung bzw. Überwachung mindestens eines Ventils (50) und/oder Ventilantriebs (58) aufweist.
Modul nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass es als ein Ventilmodul (62) ausgestaltet ist, das das mindestens eine Ventil (50) bzw. den Ventilantrieb (58) enthält.
Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es als ein Abschlussmodul (11, 30; 41, 43; 61, 63) zum Abschluss des Hohlleiters (14; 44; 64) ausgestaltet ist.
Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlleiter-Kommunikationsmittel zur Kommunikation mit den weiteren Modulen (12, 13) der Ventilbatterie (10) vorgesehen sind, und das es zweite Hohlleiter- Kommunikationsmittel (28) zur Kommunikation mit einer übergeordneten Steuerung (24) aufweist.
Ventilbatterie mit mindestens einem Modul (11-13; 41, 48, 43; 61-63) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.