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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem zum Steuern einer pneumatischen Vorrichtung, beispielsweise eines Luftzylinders, und insbesondere auf ein Steuersystem für eine pneumatische Vorrichtung mit einer Mehrzahl von Ventilanordnungen, die jeweils eine Mehrzahl von sequentiell angeschlossenen Verteilerventilen aufweist.
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Stand der Technik
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Im Allgemeinen wird eine Ventilanordnung, die durch sequentielles Anschließen einer Mehrzahl von Verteilerventilen gebildet wird, dazu verwendet, eine pneumatische Vorrichtung, beispielsweise einen Luftzylinder, zu steuern. Die Ventilanordnung ist normalerweise derart um die pneumatische Vorrichtung angeordnet, dass die jeweiligen Verteilerventile über Luftleitungen mit der pneumatischen Vorrichtung verbunden und außerdem über einen Leitungsdraht elektrisch mit einer seriellen Einheit gekoppelt sind. Die jeweiligen Verteilerventile können durch elektrische Signale von der seriellen Einheit angetrieben werden.
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Die ungeprüfte japanische Patentoffenlegungsschrift Nummer
JP 2002-51385 A beschreibt ein Steuersystem, das die oben genannte Ventilanordnung nutzt und so aufgebaut ist, dass es Elektromagnetventile (Verteilerventile) des Elektromagnetventilverteilers (Ventilanordnung) mit Hilfe von seriellen Signalen steuert. Das Steuersystem besteht aus dem Elektromagnetventilverteiler, der durch Anbringen einer Mehrzahl von Elektromagnetventilen (Solenoidventilen) an dem Verteiler strukturiert wird, und einer mobilen seriellen Transmissionseinheit (serielle Einheit) zur seriellen Übertragung zu dem Sequenzer. Das Elektromagnetventil wird nach Empfang von Strom von der mobilen seriellen Übertragungseinheit auf der Basis der seriellen Signale von dem Sequenzer angetrieben.
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Bei dem oben beschriebenen, allgemein eingesetzten Steuersystem korrespondieren der Elektromagnetventilverteiler und die mobile serielle Übertragungseinheit eins zu eins miteinander. Wenn die mobile serielle Übertragungseinheit 32 Punkte ausgibt, werden 16 Elektromagnetventile, die jeweils doppelte Elektromagneten (Solenoide) aufweisen, zusammengesetzt. Die oben genannten Elektromagnetventile werden über die jeweiligen Luftleitungen mit den zugeordneten Luftzylindern verbunden. Es sind jedoch nicht alle Pneumatikzylinder um den Elektromagnetventilverteiler angeordnet. In den meisten Fällen sind einige der Luftzylinder entfernt von dem Elektromagnetventilverteiler angeordnet. In einem solchen Fall ist eine lange Luftleitung erforderlich, um den Luftzylinder, der von dem Elektromagnetventilverteiler entfernt ist, anzuschließen, so dass der Luftverbrauch und die Antwortverzögerung zunehmen.
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Der Elektromagnetventilverteiler kann in eine Mehrzahl von Sektionen unterteilt werden, die um den Luftzylinder angeordnet werden, um das oben beschriebene Problem zu lösen. In diesem Fall muss auch die mobile serielle Übertragungseinheit in mehrere Sektionen unterteilt werden, oder die einzelne mobile serielle Übertragungseinheit muss über unterschiedliche Zahlen von Leitungsdrähten unterschiedlicher Länge mit den mehreren Gruppen der Elektromagnetventilverteiler mit den unterschiedlichen Zahlen der Elektromagnetventile und den unterschiedlichen Positionen verbunden werden, was zu einem komplizierten Systemaufbau führt.
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Die
WO 2007/042090 A1 beschreibt ein Modulsystem, das aus einer Reihe von aneinander gereihten Einzelmodulen mit einem Kopfmodul besteht. An das Kopfmodul grenzt ein passives Funktionsmodul an, gefolgt von weiteren Funktionsmodulen, welche jeweils von einer Seite zur gegenüberliegenden Seite eine interne serielle Busleitung, elektrische Versorgungsleitung, eine pneumatische Versorgungsleitung und elektrische Multipol-Leitungen, die in Multipol-Eingangsleitungen und in Multipol-Ausgangsleitungen unterteilt sind, durchführen. In jedem der Funktionsmodule sind ein Teil der Multipol-Eingangsleitungen und ein Teil der Multipol-Ausgangsleitungen abgezweigt. Durch die Bereitstellung von digitalen Multipol-Leitungen lassen sich Vorrichtungen schalten.
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Die
DE 198 40 597 A1 betrifft eine Ventilanordnung mit einer aus mehreren elektrisch betätigbaren Ventilen bestehenden Ventileinheit. Die Ventilanordnung umfasst eine zentrale Ventilstation mit aneinander gereihten Plattenventilen. Ein Gehäuseteil enthält eine Busstation, die über eine Busleitung mit einer Zentralstation verbindbar ist. Die Stromversorgung der zentralen Ventilstation erfolgt über ein Versorgungskabel, das mittels eines Steckers mit einer Versorgungs-Eingangsbuchse am Gehäuseteil verbindbar ist. Das Gehäuseteil besitzt eine Ausgangsbuchse, über die weitere Ventilstationen an die zentrale Ventilstation angeschlossen werden können. Die weiteren Ventilstationen weisen in ihren Seriell/Parallel-Wandler auf, die jeweils über Steuerleitungen mit den elektrischen Antrieben der Plattenventile der weiteren Ventilstationen verbunden sind.
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Die
EP 0 863 691 A2 beschreibt ein elektrisches Gerät, auf dessen Rückseite ein elektrischer Anschluss vorgesehen ist. Zwei als Steckblöcke ausgebildete Verbindungsmodule schließen Stiftleisten an Klemmleisten an. Die Verbindungsmodule bestehen aus einem Modulgehäuse, in das wahlweise eine erste Adapterplatte bzw. eine zweite Adapterplatte hinter der ersten Adapterplatte einsetzbar ist. Die erste Adapterplatte trägt eine Buchsenleiste als Mehrfachkontakt, wobei die Buchsenleiste auf einer gedruckten Schaltungsplatine angeordnet ist.
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In der
EP 1 094 260 A2 ist eine Magnetventilverteilerplatte mit einem Stromzuführungssystem beschrieben. Die Platte besteht aus mehreren auseinandernehmbar verbundenen Unterbodenplatten an denen jeweils Magnetventile montiert sind. Ein Stromzuführungssystem dient der Stromeinspeisung für jedes der Magnetventile und umfasst eine Steckverbinderhalterung, die in Montagenuten der Unterbodenplatten befestigt sind. Zum Stromzuführungssystem gehört ferner ein Verteilersteckverbinder. Magnetventilanschlüsse der Magnetventile und die Verteilersteckverbinder sind jeweils über Verbindungselemente verbunden.
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Beschreibung der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuersystem für eine pneumatische Vorrichtung vorzuschlagen, dass das Problem der Erhöhung des Luftverbrauchs und der Antwortverzögerung durch Verwenden einer Mehrzahl von Ventilanordnungen löst und das einen einfachen und rationellen Aufbau für die Verbindung der Leitungsdrähte mit den Ventilanordnungen aufweist.
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Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Das Steuersystem für eine pneumatische Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung besteht aus einer Mehrzahl von Ventilanordnungen einschließlich mehrerer sequenziell verbundener Verteilerventile und elektrischer Verbinder zur Verbindung mit Leitungsdrähten, und Leitungsdrahtanordnungen für die elektrische Verkopplung der elektrischen Verbinder der benachbarten Ventilanordnungen, und ist durch elektrische Kopplung der mehreren Ventilanordnungen in einer Reihenschaltung über die Leitungsdrahtanordnungen strukturiert.
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Das Verteilerventil umfasst Elektromagneten, mehrere Ventileingangsanschlüsse und mehrere Ventilausgangsanschlüsse. Ein Teil der Ventileingangsanschlüsse ist mit den Elektromagneten verbunden. Die Ventileingangsanschlüsse und die Ventilausgangsanschlüsse sind angeschlossen, wobei sie um eine Menge entsprechend der Zahl der mit den Elektromagneten verbundenen Anschlüsse verschoben sind. Die Ventilausgangsanschlüsse und die Ventileingangsanschlüsse des benachbarten Verteilerventils sind verbunden. Der Ventileingangsanschluss oder der Ventilausgangsanschluss des Verteilerventils an einem Ende der Reihe ist mit einem Verbinderanschluss der elektrischen Verbinder verbunden.
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Die Leitungsdrahtanordnung wird durch mehrere Leitungsdrähte und elektrische Verbindungselemente, die an beiden Enden des Leitungsdrahtes angebracht sind, gebildet, so dass die elektrischen Verbindungselemente von dem elektrischen Verbinder der Ventilanordnung lösbar sind. Die Zahl der Ventileingangsanschlüsse und der Ventilausgangsanschlüsse des Verteilerventils, der Verbinderanschlüsse der elektrischen Verbinder, der Leitungsdrähte der Leitungsdrahtanordnung und der Verbindungsanschlüsse des elektrischen Verbindungselements ist jeweils auf einen solchen Wert gesetzt, dass das Stromsignal parallel zu den Elektromagneten des Verteilerventils in einem gesamten System übertragen werden kann. Das Stromsignal wird parallel von den Ventilanordnungen an einer proximalen Seite der Reihe des Verteilerventils der Ventilanordnungen über die Verteilerventile der Ventilanordnungen und die Leitungsdrahtanordnungen zu einer vorderen Endseite übertragen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Leitungsdrahtanordnung eine Gerichtetheit (Festlegung der Richtung) im Hinblick auf den Anschluss der benachbarten Ventilanordnungen aufweisen. Die Gerichtetheit wird definiert durch eine Kombination eines Vorsprungs, der an einem der elektrischen Verbindungselemente ausgebildet ist, mit einem vertieften Abschnitt der in einem der elektrischen Verbinder ausgebildet ist.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform umfasst das Steuersystem drei oder mehr Ventilanordnungen und zwei oder mehr Leitungsdrahtanordnungen. Die elektrischen Verbinder aller Ventilanordnungen haben den gleichen Aufbau hinsichtlich der Zahl der Verbindungsanschlüsse und der Struktur zum Anschließen der Leitungsdrahtanordnungen. Alle Leitungsdrahtanordnungen haben den gleichen Aufbau hinsichtlich der Zahl der Leitungsdrähte und der Verbindungsanschlüsse und der Struktur für den Anschluss der elektrischen Verbinder.
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Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist an der ersten Ventilanordnung an der proximalen Seite der Reihe eine serielle Einheit angebracht. Die serielle Einheit ist so aufgebaut, dass sie ein Stromsignal von einer Vielzahl von Stromausgangsanschlüssen parallel auf der Basis eines seriellen Signals von einem Sequenzer ausgibt. Die Stromausgangsanschlüsse sind mit dem Ventileingangsanschluss des Verteilerventils an der proximalen Seite der ersten Ventilanordnung verbunden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann jedes der elektrischen Verbindungselemente der Leitungsdrahtanordnungen ein weibliches Verbindungselement sein, und jeder der elektrischen Verbinder der jeweiligen Ventilanordnungen kann ein männlicher Verbinder sein.
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Vorzugsweise sind die elektrischen Verbinder an den Ventilanordnungen angebracht, wobei die Verbinderanschlüsse (C) zu deren oberer Fläche gerichtet sind. Die elektrischen Verbindungselemente an beiden Enden der Leitungsdrahtanordnungen sind mit dem Leitungsdraht verbunden, der den Verbindungsanschluss in einer Richtung im rechten Winkel zu dem Leitungsdraht aufweist, um eine lösbare Befestigung der Leitungsdrahtanordnungen an den elektrischen Verbindern von der oberen Fläche der Ventilanordnungen aus zu erlauben.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann jede der mehreren Ventilanordnungen um die pneumatische Vorrichtung angeordnet sein, um die Verwendung einer kurzen Luftleitung zu ermöglichen, wodurch die Probleme eines erhöhten Luftverbrauchs und einer stärkeren Antwortverzögerung gelöst werden. Die mehreren Ventilanordnungen sind elektrisch in einer Reihe über die Leitungsdrahtanordnungen gekoppelt, so dass das elektrische Signal über die Ventilanordnung an einer proximalen Seite und die Leitungsdrahtanordnungen sequentiell zu der Ventilanordnung an einer vorderen Endseite übertragen wird. Der Aufbau zum Anschließen der jeweiligen Ventilanordnungen an den Leitungsdraht kann einfach und rationell hergestellt werden, was zu einer effizienten Signalübertragung führt.
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Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Steuersystems für eine pneumatische Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Zustand, in dem die Leitungsdrahtanordnung teilweise entfernt ist.
- 2 ist eine Ansicht auf eine untere Fläche der Leitungsdrahtanordnung.
- 3 ist ein elektrisches Schaltdiagramm des Steuersystems gemäß der vorliegenden Erfindung .
- 4 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen wesentlichen Abschnitt von 3 zeigt.
- 5 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen anderen wesentlichen Abschnitt von 3 zeigt.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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1 zeigt eine erste Ausführungsform eines Steuersystems für eine pneumatische Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Steuersystem umfasst eine Mehrzahl von Ventilanordnungen 1, 2 und 3 und mehr als eine Leitungsdrahtanordnung 4, 5, über welche die Ventilanordnungen 1, 2, 3 in Reihe elektrisch gekoppelt werden. Mit Bezug auf die Zeichnung besteht das Steuersystem aus drei Ventilanordnungen, der ersten bis dritten Ventilanordnung 1, 2 und 3, und den beiden Leitungsdrahtanordnungen, das heißt den ersten und zweiten Leitungsdrahtanordnungen 4, 5.
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Jede der drei Ventilanordnungen 1, 2, 3 umfasst mehrere in Reihe angeschlossene Verteilerventile 10, einen Zufuhr/Abfuhrblock 11, der an einer proximalen Seite oder einer vorderen Endseite relativ zu der Richtung der elektrischen Signalübertragung mit dem Verteilerventil 10 verbunden ist, und einen ersten Endblock 12 und einen zweiten Endblock 13, die mit den jeweiligen Seiten der Reihe verbunden sind, die das Verteilerventil 10 und den Zufuhr- bzw. Abfuhrblock 11 umfasst. Die Verteilerventile 10 der Zufuhr/Abfuhrblock 11 und die Endblöcke 12, 13 sind auf einer Schiene 14 in festgelegter Anordnung für die jeweiligen Ventilanordnungen 1, 2 und 3 angebracht.
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Wenn die Verteilerventile 10, die Zufuhr/Abfuhrblöcke 11 und die ersten und die zweiten Endblöcke 12 und 13, die mit dem jeweiligen Ventilanordnungen 1, 2 und 3 zusammen gebaut sind, unterschiedlich angeordnet sind, kann sich der detaillierte Aufbau der jeweiligen Anordnungen gegenüber den anderen Komponenten unterscheiden. Grundsätzlich haben sie jedoch im Wesentlichen den gleichen Aufbau und die gleiche Funktion. Dementsprechend wird der unterschiedliche Aufbau und die unterschiedliche Funktion in der nachfolgenden Erläuterung der Ausführungsform nur bei Bedarf beschrieben.
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Das Verteilerventil 10 umfasst die Funktion eines Verteilers, der eine gemeinsame Zufuhröffnung und eine gemeinsame Ablassöffnung aufweist, und die Funktion des Elektromagnetventils (Solenoidventils), welches den Strömungsdurchgang, der die Zufuhröffnung und die Ablassöffnung verbindet, durch Antreiben eines Ventilelements mittels Erregung von Elektromagneten (Solenoiden) 15a und 15b umschaltet (vergleiche 3 bis 5). Die Zufuhröffnung und die Ablassöffnung durchdringen das Innere eines Gehäuses 10a. Die jeweiligen Öffnungen stehen in Reihe in Verbindung miteinander, wenn sie die mehreren Verteilerventile 10 verbinden. Zwei Ausgangsanschlüsse 16 sind an oberen und unteren Abschnitten an der vorderen Endfläche der jeweiligen Verteilerventile 10 ausgebildet. Diese Ausgangsanschlüsse 16 sind mit der pneumatischen Vorrichtung, beispielsweise dem Luftzylinder, über eine nicht dargestellte Luftleiter verbunden.
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Bei der Ausführungsform bilden die Ventilverteiler 10 ein 5-Wegeventil mit doppelten Elektromagneten, das jeweils zwei Elektromagneten 15a und 15b aufweist, wie es in den 3 bis 5 deutlich gezeigt ist. Die Verteilerventile 10 oder ein Teil derselben können aber auch ein 3-Wegeventil bilden. Im Falle eines 3-Wegeventils ist lediglich ein Ausgangsanschluss 16 vorgesehen.
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Der Zufuhr/Abfuhrblock 11 umfasst einen Zufuhranschluss 17 und einen Ablassanschluss (nicht dargestellt) an der vorderen Endfläche, so dass der Zufuhranschluss 17 mit der gemeinsamen Zufuhröffnung des Verteilerventils 10 in Verbindung steht, und so dass der Ablassanschluss mit der Ablassöffnung in Verbindung steht. Der Zufuhranschluss 17 ist mit einer Luftzufuhrquelle (nicht dargestellt) über die Luftleitung verbunden, um den Ablassanschluss zur Umgebung zu öffnen.
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Wenn die Elektromagneten 15a und 15b jedes der jeweiligen Verteilerventile 10 eingeschaltet oder ausgeschaltet werden, wird Luft von der pneumatischen Vorrichtung über den Ausganganschluss 16 zugeführt oder abgeführt, um die pneumatische Vorrichtung zu steuern. Die Elektromagneten 15a, 15b der jeweiligen Verteilerventile 10 können durch die in 3 gezeigte elektrische Schaltung über eine Steuereinheit 20, die später beschrieben wird, gesteuert werden.
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Die ersten und die zweiten Endblöcke 12 und 13 umfassen eine Funktion zur Fixierung der Verteilerventile 10 und des Zufuhr/Abfuhrblockes 11 auf der Schiene 14 und eine Funktion zum Blockieren beider Endabschnitte der gemeinsamen Zufuhröffnung und der gemeinsamen Ablassöffnung.
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Von diesen drei Ventilanordnungen 1, 2 und 3 ist bei der ersten Ventilanordnung 1 an der proximalen Seite der Reihe der erste Endblock 12 an der Steuereinheit 20 angebracht, und der zweite Endblock 13 ist an einem elektrischen Verbinder 21 angebracht. Ein erstes elektrisches Verbindungselement 35, das an einer End- oder einer Signaleingangsseite der ersten Leitungsdrahtanordnung 4 angebracht ist, ist elektrisch mit dem elektrischen Verbinder 21 gekoppelt.
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Bei der zweiten Ventilanordnung 2 an einer mittleren Position der Reihe sind der erste Endblock 12 und der zweite Endblock 13 mit den elektrischen Verbindern 22 bzw. 23 verbunden. Der elektrische Verbinder 22, der an dem ersten Endblock 12 angebracht ist, ist mit einem zweiten elektrischen Verbindungselement 36 verbunden, das an dem anderen Ende oder einer Signalausgangsseite der ersten Leitungsdrahtanordnung 4 angebracht ist. Der elektrische Verbinder 23, der an dem zweiten Endblock 13 angebracht ist, ist mit dem ersten elektrischen Verbindungselement 35 verbunden, das an einer Eingangsseite einer zweiten Leitungsdrahtanordnung 5 angebracht ist.
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Bei der dritten Ventilanordnung 3 an der vorderen Endseite der Reihe ist der erste Endblock 12 an einem elektrischen Verbinder 24 angebracht, mit dem das zweite elektrische Verbindungselement 36 an der Ausgangsseite der zweiten Leitungsdrahtanordnung 5 verbunden ist. Mit dem zweiten Endblock 13 ist kein elektrischer Verbinder verbunden.
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Von den drei Ventilanordnungen 1, 2 und 3 dient die erste Ventilanordnung 1 an der vorderen Endseite als eine Hauptventilanordnung, die die Steuereinheit 20 aufweist. Die anderen, zweiten und dritten Ventilanordnungen dienen als Unteranordnungen, die keine Steuereinheit 20 aufweisen.
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Die an den zweiten Endblöcken 13 der ersten bzw. zweiten Ventilanordnungen 1 und 2 angebrachten elektrischen Verbinder 21 bzw. 23 dienen zum Ausgeben von elektrischen Signalen an die Ventilanordnung 2 und 3 stromabwärts in der Richtung der Signalübertragung. Die elektrischen Verbinder 22 und 24, die an den ersten Endblöcken 12 der zweiten bzw. dritten Ventilanordnungen 2 und 3 angebracht sind, dienen dem Empfang von elektrischen Signaleingaben.
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Die oben genannten vier elektrischen Verbinder 21, 22, 23 und 24 haben jeweils im Wesentlichen den gleichen Aufbau und können in im Wesentlichen gleicher Weise an den jeweiligen Endblöcken 12 und 13 angebracht werden.
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Die Steuereinheit 20 ist eine serielle Einheit, die eine Eingabeeinheit 25 und eine Ausgabeeinheit 26 aufweist, wie es in den 1, 3 und 4 dargestellt ist. Die Eingabeeinheit 25 umfasst einen seriellen Empfangsanschluss (nicht dargestellt) zum Empfangen eines seriellen Signals von einem Sequenzer als einer externen Vorrichtung und einen Stromaufnahmeanschluss (nicht dargestellt) zum Empfangen von Antriebsstrom von der Stromzufuhrvorrichtung. Die Ausgabeeinheit 26 umfasst eine Mehrzahl von Stromausgabeanschlüssen P für die parallele Ausgabe der elektrischen Signale zu den Elektromagneten 15a und 15b der jeweiligen Verteilerventile 10. Bei der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform gibt die serielle Einheit 20 32 Punkte (Grenzpunkt) aus, und der Stromausgabeanschluss P hat ebenfalls 32 Punkte. Nachdem zwei gemeinsame Anschlüsse com vorgesehen sind, ist die Gesamtzahl der Anschlüsse der Ausgabeeinheit 26 gleich 34.
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Die serielle Einheit 20 umfasst einen Steuerabschnitt 27, der eine Mehrzahl von Schaltkreisen zwischen dem Stromaufnahmeanschluss der Eingabeeinheit 25 und den jeweiligen Stromausgabeanschlüssen P aufweist. Auf der Basis des seriellen Signals, das durch die serielle Einheit 20 empfangen wird, aktiviert der Steuerabschnitt 27 den Schaltungskreis mit der designierten Adresse, so dass das Antriebsstromsignal von dem Stromausgabeanschluss P mit der designierten Adresse zu den Elektromagneten 15a und 15b des Ventilverteilers 10, der mit dem Stromausgabeanschluss P verbunden ist, übertragen wird.
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Die Gesamtzahl der Elektromagneten 15a und 15b, die durch die serielle Einheit 20 zur Ausgabe von 32 Punkten gesteuert werden kann, ist maximal 32. In dem Fall, in dem das Verteilerventil 10 zwei Elektromagnete 15a und 15b aufweist, können bis zu 16 Einheiten der Verteilerventile 10 durch die serielle Einheit 20 gesteuert werden. Bei der dargestellten Ausführungsform sind von den 16 Verteilerventilen 10 des Steuersystems 6 Verteilerventile 10 an der ersten Ventilanordnung 1 angebracht, und 5 Verteilerventile 10 sind jeweils an den zweiten und dritten Anordnungen 2 und 3 angebracht.
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Jedes der Verteilerventile 10 umfasst 32 Ventileingabeanschlüsse A und 32 Ventilausgabeanschlüsse B und somit die gleiche Zahl wie die der Stromausgabeanschlüsse P in der seriellen Einheit 20, sowie zwei gemeinsame Anschlüsse com. Zwei Ventileingangsanschlüsse an einem Ende der Anschlussreihe sind individuell mit den beiden Elektromagneten 15a und 15b verbunden. Die Ventileingangsanschlüsse A und die Ventilausgangsanschlüsse B sind verbunden, wobei sie entsprechend der Zahl der Anschlüsse, die mit den Elektromagneten 15a und 15b verbunden sind, verschoben sind. Im Einzelnen sind die ersten und die zweiten Ventileingangsanschlüsse A1 und A2 von dem Ende der Anschlussreihe mit den Elektromagneten 15a und 15b verbunden und außerdem mit den 32. und 31. Ventilausgangsanschlüssen B32 bzw. B31. Der dritte Ventileingangsanschluss A3 und anschließende Anschlüsse A4 bis A32 sind mit dem ersten Ventilausgangsanschluss B1 bzw. anschließenden Anschlüssen B2 bis B30 verbunden.
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Die beiden gemeinsamen Anschlüsse com1 und com2 sind direkt entsprechend angeschlossen. Der gemeinsame Anschluss com1 ist mit den Elektromagneten 15a und 15b verbunden.
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Der Ventileingangsanschluss A oder der Ventilausgangsanschluss B (beispielsweise der Ventileingangsanschluss A) ist ein männlicher Anschluss, der an einer Seitenfläche des Gehäuses 10a angeordnet ist. Hierbei ist der andere (beispielsweise der Ventilausgangsanschluss B) ein weiblicher Anschluss, der an der anderen Seitenfläche des Gehäuses 10a vorgesehen ist. In dem Fall, in dem die mehreren Verteilerventile 10 verbunden werden, können der Ventilausgangsanschluss B und der Ventileingangsanschluss A der benachbarten Verteilerventile 10, 10 durch Ineinanderstecken elektrisch gekoppelt werden. Die gemeinsamen Anschlüsse com können in der gleichen Weise verbunden werden, wie es oben beschrieben wurde.
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Die 3 bis 5 zeigen den elektrisch gekoppelten Anschluss, der lediglich für die Übertragung der elektrischen Signale zu den Elektromagneten 15a und 15b relevant ist. Tatsächlich sind alle der in der Zeichnung dargestellten Anschlüsse sequenziell angeschlossen.
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Bei der ersten Ventilanordnung 1 ist der Stromausgangsanschluss P der seriellen Einheit 20 elektrisch mit dem Ventileingangsanschluss A des Verteilerventils 10 an der proximalen Seite der Reihe von sechs Verteileranordnungen 10 über den ersten Endblock 12 und den Zufuhr/Abfuhrblock 11 elektrisch gekoppelt. Mit anderen Worten sind der Stromausgangsanschluss P und der Ventileingangsanschluss A miteinander über Relaisanschlüsse (nicht dargestellt), die an dem ersten Endblock 12 und dem Zufuhr/Abfuhrblock 11 vorgesehen sind, verbunden. Der Ventilausgangsanschluss B des Verteilerventils 10 an der vorderen Endseite der Reihe von sechs Verteilerventilen 10 ist mit einem Verbindungsanschluss C des elektrischen Verbinders 21 für die Ausgabe über einen Relaisanschluss (nicht dargestellt), der für den zweiten Endblock 13 vorgesehen ist, verbunden.
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Der elektrische Verbinder 21 ist ein männlicher Verbinder mit einem stiftähnlichen Verbindungsanschluss C und lösbar in einem vertieften Abschnitt 30 angebracht, der in einer oberen Fläche des zweiten Endblocks 13 ausgebildet ist, der den nach oben gerichteten Verbindungsanschluss C aufweist. Die Richtung des elektrischen Verbinders 21 kann so geändert werden, dass der Verbinderanschluss C seitlich positioniert ist.
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Die Zahl der Verbinderanschlüsse C kann die gleiche sein wie die der Stromausgangsanschlüsse P, das heißt 32. Die Stromzufuhr zu den Elektromagneten 15a und 15b von sechs Verteilerventilen 10, die mit der ersten Ventilanordnung 1 zusammengesetzt sind, über den elektrischen Verbinder 21 ist nicht erforderlich. Lediglich die Stromzufuhr zu den Elektromagneten 15a und 15b von zehn Verteilerventilen 10 in den zweiten und dritten Ventilanordnungen 2 und 3 ist notwendig. Dementsprechend kann die Zahl der Verbinderanschlüsse C kleiner sein als 32, solange sie wenigstens 20 beträgt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Zahl der Verbinderanschlüsse C auf 24 eingestellt, was größer ist als 20. Die Gesamtzahl von Anschlüssen des elektrischen Verbinders 21 einschließlich der beiden gemeinsamen Anschlüsse com beträgt 26.
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Befestigungsarme 31, 31 sind an beiden Längsenden des elektrischen Verbinders 21 so angebracht, dass sie um eine Stützwelle 32 nach innen und nach außen schwenken können. Die Befestigungsarme 31, 31 werden nach außen geschwenkt, wenn das elektrische Verbindungselement 35 an dem Ende der Leitungsdrahtanordnung 4 mit dem elektrischen Verbinder 21 verbunden wird. Nach dem Anschluss des elektrischen Verbindungselements 35 werden die Befestigungsarme 31, 31 so angehoben, dass Haken 31a an der Innenseite der oberen Enden der Befestigungsarme 31, 31 an dem elektrischen Verbindungselement 35 so befestigt werden, dass sie nicht heraus fallen.
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Bei der zweiten Ventilanordnung 2 ist der Verbinderanschluss C des elektrischen Verbinders 23 für die Eingabe, der an dem ersten Endblock 12 angebracht ist, elektrisch mit dem Ventileingangsanschluss A des Verteilerventils an der proximalen Seiten der Reihe von fünf Verteilerventilen 10 über den Relaisanschluss (nicht dargestellt) in dem ersten Endblock 12 gekoppelt. Der Verbinderanschluss C des elektrischen Verbinders 23 für die Ausgabe, der an dem zweiten Endblock 13 angebracht ist, ist elektrisch mit dem Ventilausgangsanschluss B des Verteilerventils 10 an einer vorderen Endseite der Reihe über den Relaisanschluss (nicht dargestellt), der in dem Zufuhr/Abfuhrblock 11 vorgesehen ist, gekoppelt.
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Bei der dritten Ventilanordnung 3 ist der Verbinderanschluss C des elektrischen Verbinders 24 für den Eingang, der an dem ersten Endblock 12 angebracht ist, mit dem Ventileingangsanschluss A des Verteilerventils 10 an der vorderen Seite der Reihe von fünf Verteilerventilen 10 elektrisch gekoppelt.
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Wie in 2 dargestellt ist, besteht jede der Leitungsdrahtanordnungen 4 und 5 aus einer Vielzahl von Leitungsdrähten 34, die parallel zueinander in einer flachen, kabelartigen Konfiguration verbunden sind, und zwei ersten und zweiten elektrischen Verbindungselementen 35 und 36, die an den jeweiligen Enden der Leitungsdrähte 34 angebracht sind. Die elektrischen Verbindungselemente 35 und 36 sind lösbar mit den elektrischen Verbindern 21 bis 24 der Ventilanordnungen 1, 2 und 3 verbunden. Das erste elektrische Verbindungselement 35 ist mit den elektrischen Verbindern 21 und 23 für den Ausgang in der Ventilanordnung stromaufwärts des ersten elektrischen Verbindungselements 35 verbunden. Das zweite elektrische Verbindungselement 36 ist mit den elektrischen Verbindern 22 und 24 für den Eingang in der Ventilanordnung stromabwärts des zweiten elektrischen Verbindungselements 36 verbunden.
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Die mehreren Leitungsdrähte 34 müssen nicht zu einer flachen, kabelartigen Konfiguration geformt sein, sondern können auch separat ausgebildet sein.
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Die ersten und zweiten elektrischen Verbindungselemente 35 und 36 werden jeweils gebildet, indem eine Mehrzahl von weiblichen Verbindungsanschlüssen D, in welche die Verbinderanschlüsse C der elektrischen Verbinder 21 bis 24 eingesetzt werden, in einem dünnen, rechteckigen Gehäuse 38 vorgesehen werden. Diese Verbinderanschlüsse D sind so angeordnet, dass sie in der Richtung im rechten Winkel zu den Leitungsdrähten 34 positioniert sind. Die elektrischen Verbindungselemente 35 und 36 sind so aufgebaut, dass sie von den elektrischen Verbindern 21 bis 24 der jeweiligen Ventilanordnungen von oben gelöst werden können.
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Die Zahl der Verbinderanschlüsse D ist die Gleiche wie die der Verbinderanschlüsse C der elektrischen Verbinder 21 bis 24. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel ist die Zahl der Verbindungsanschlüsse D einschließlich der beiden gemeinsamen Anschlüsse gleich 26. Dementsprechend ist die Zahl der Leitungsdrähte 34 einschließlich zweier gemeinsamer Drähte gleich 26.
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Die ersten und zweiten elektrischen Verbindungselemente 35 und 36 weisen jeweils einen Vorsprung 37 auf, um eine falsche Verbindung zu verhindern. Der Vorsprung 37 des ersten elektrischen Verbindungselements 35 ist in der Mitte der äußeren Seitenfläche des Gehäuses 38 in der Längsrichtung ausgebildet. Der Vorsprung 37 des zweiten elektrischen Verbindungselements 36 ist in der Mitte der inneren Seitenfläche des Gehäuses 38 in der Längsrichtung ausgebildet.
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Die elektrischen Verbinder 21 und 23 für die Ausgabe in den Ventilanordnungen 1 und 2 weisen jeweils einen vertieften Abschnitt 40 an dem Abschnitt eines rechteckigen Gehäuses 39 auf, die dem Vorsprung 37 des ersten elektrischen Verbindungselements 35 zugeordnet sind, d. h. der Mitte der Seitenwand, die zum Inneren der Ventilanordnung gerichtet ist. Die elektrischen Verbinder 22 und 24 für die Eingabe weisen jeweils den vertieften Abschnitt 40 in der Seitenwand des rechteckigen Gehäuses 39 auf, die dem Vorsprung 37 des zweiten elektrischen Verbindungselements 36 an der Seitenwand des rechteckigen Gehäuses 39 zugeordnet ist, d. h. der Mitte der Seitenwand, die zum Äußeren der Ventilanordnung gerichtet ist.
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Bei dem oben beschriebenen Aufbau ist das erste elektrische Verbindungselement 35 lediglich mit den elektrischen Verbindern 21 und 23 für die Ausgabe der Ventilanordnung stromaufwärts des ersten elektrischen Verbindungselements 35 verbindbar. Das zweite elektrische Verbindungselement 36 ist lediglich mit den elektrischen Verbindern 22 und 24 für die Eingabe der Ventilanordnung stromabwärts des zweiten elektrischen Verbindungselements 36 verbindbar. Dies kann verhindern, dass die Leitungsdrahtanordnungen 4 und 5 angeschlossen werden, wenn ihre seitliche Position (proximale und vordere Endseiten) umgekehrt sind. Mit anderen Worten weisen die Leitungsdrahtanordnungen 4 und 5 jeweils eine Gerichtetheit hinsichtlich der Verbindung mit den Ventileinheiten 1, 2 und 3 auf.
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Die Positionsbeziehungen zwischen den Vorsprüngen 37 der elektrischen Verbindungselemente 35 und 36 können zu der in der Zeichnung dargestellten umgekehrt werden. In diesem Fall kann die Beziehung zu den vorderen und hinteren Positionen der vertieften Abschnitte 40 in den jeweiligen elektrischen Verbindern 21 bis 24 zu der in der Zeichnung gezeigten Beziehung umgekehrt werden. Die elektrischen Verbindungselemente 35 und 36 können auch die vertieften Abschnitte 40 aufweisen, während die Vorsprünge 37 an den elektrischen Verbindern 21 bis 24 ausgebildet sein können.
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Die elektrischen Verbinder 21 bis 24 haben den gleichen Aufbau. Die vertieften Abschnitte 40 sind in den zweiten Endblöcken 13 der ersten und zweiten Ventilanordnungen 1 und 2 so ausgebildet, dass sie zu der proximalen Seite der Ventilanordnungsreihe gerichtet sind, so dass die elektrischen Verbinder 21 und 23 für die Ausgabe verwendet werden. Die vertieften Abschnitte 40 sind in den ersten Endblöcken 12 der zweiten und dritten Ventilanordnungen 2 und 3 an der gleichen Position vorgesehen, so dass die elektrischen Verbinder 22 und 24 für den Eingang verwendet werden.
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Die beiden Leitungsdrahtanordnungen 4 und 5 haben im Wesentlichen den gleichen Aufbau hinsichtlich der Zahl und Anordnung der Leitungsdrähte 34 und der Verbindungsanschlüsse D und des Aufbaus für die Verbindung mit den elektrischen Verbindern 21 und 24. Dementsprechend können die Leitungsdrahtanordnungen 4 und 5 ausgetauscht werden, so dass sie an umgekehrten Positionen verwendet werden können.
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Die Längen der Leitungsdrähte 34 der beiden Leitungsdrahtanordnungen 4 und 5 müssen nicht gleich sein. Wenn der Abstand zwischen den ersten und zweiten Ventilanordnungen 1 und 2 und der Abstand zwischen den zweiten und dritten Ventilanordnungen 2 und 3 sich unterscheiden, können die Längen der Leitungsdrähte 34 der beiden Leitungsdrahtanordnungen 4 und 5 unterschiedlich sein.
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Bei dem so aufgebauten Steuersystem für pneumatische Vorrichtungen sind die oben beschriebenen drei Ventilanordnungen 1, 2 und 3 um die pneumatische Vorrichtung, beispielsweise den Luftzylinder, angeordnet. Die Ventilanordnungen sind mit Hilfe der beiden Leitungsdrahtanordnungen 4 und 5 elektrisch in einer Reihe gekoppelt.
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Wenn die mit der ersten Ventilanordnung 1 zusammengesetzte serielle Einheit 20 das serielle Signal von dem Sequenzer empfängt, wird der Schaltungskreis des Steuerabschnitts 27 der seriellen Einheit 20 so aktiviert, dass das Antriebsstromsignal zu den Elektromagneten 15a, 15b, mit welchen das Stromsignal für die Ausgabe von dem Stromausgangsanschluss P mit der designierten Adresse verbunden ist, ausgegeben wird. Dann wird das entsprechende Verteilerventil 10 angetrieben.
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Wenn das anzutreibende Verteilerventil 10 mit der ersten Ventilanordnung 1 zusammengesetzt ist, wird das Stromsignal von dem Stromausgangsanschluss P der seriellen Einheit 20 direkt oder über das benachbarte Verteilerventil 10 zu dem Verteilerventil 10 übertragen. Wenn das anzutreibende Verteilerventil 10 mit der zweiten Ventilanordnung 2 zusammengesetzt ist, wird das Stromsignal von der ersten Ventilanordnung 1 über die erste Leitungsdrahtanordnung 4 zu dem Verteilerventil 10 übertragen. Wenn das anzutreibende Verteilerventil 10 mit der dritten Ventilanordnung 3 zusammengesetzt ist, wird das Stromsignal von der ersten Ventilanordnung 1 sequenziell über die erste Leitungsdrahtanordnung 4, die zweite Ventilanordnung 2 und die zweite Leitungsdrahtanordnung 5 zu dem Verteilerventil 10 übertragen.
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Bei dem oben beschriebenen Steuersystem können die Ventilanordnungen 1, 2 und 3 um die pneumatische Vorrichtung angeordnet sein, um das Problem einer Erhöhung des Luftverbrauchs durch die Verwendung einer kurzen Luftleitung zu vermeiden.
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Die mehreren Ventilanordnungen sind elektrisch in einer Reihe durch die Leitungsdrahtanordnungen angeschlossen, um das Stromsignal sequenziell von der Ventilanordnung an der proximalen Seite der Reihe zu der Ventilanordnung an der vorderen Endseite parallel über die Verteilerventile der Ventilanordnungen und der Leitungsdrahtanordnungen zu übertragen. Der sich ergebende Aufbau für die Verbindung der Leitungsdrähte mit den jeweiligen Ventiianordnungen wird einfach und rationell, so dass eine rationelle Signalübertragung durchgeführt werden kann.
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Das Steuersystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst drei Ventilanordnungen und zwei Leitungsdrahtanordnungen. Die jeweilige Zahl der Ventilanordnungen und Leitungsdrahtanordnungen ist jedoch nicht auf die oben beschriebene beschränkt. Beispielsweise kann das Steuersystem durch vier Ventilanordnungen jeweils mit vier Verteilerventilen und drei Leitungsdrahtanordnungen für die elektrische Kopplung dieser Ventilanordnungen gebildet werden. Beliebige Kombinationen der Ventilanordnungen und der Leitungsdrahtanordnungen können eingesetzt werden.
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Wenn der Ausgangspunkt der seriellen Einheit auf eine andere Zahl als 32 eingestellt wird, ändert sich auch die Zahl der Verteilerventile in dem System. Wird der Ausgangspunkt der seriellen Einheit gleich 16, so ist die maximale Zahl der Verteilerventile des System gleich 8. Die oben genannten Zahlen der Verteilerventile werden auf die mehreren Ventilanordnungen aufgeteilt, die zusammengesetzt werden.
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Bei der beschrieben Ausführungsform sind die elektrischen Verbindungselemente 35 und 36 an den jeweiligen Enden der Leitungsdrahtanordnungen 4 und 5 so aufgebaut, dass sie von oben von den elektrischen Verbindern 21 bis 24 der Ventilanordnungen getrennt werden können. Die elektrischen Verbinder 21 bis 24 können auch seitlich an den Endblöcken 12 und 13 angebracht werden, und die elektrischen Verbindungselemente 35 und 36 können auch seitlich an den Leitungsdrahtanordnungen 4 und 5 angebracht werden, so dass die elektrischen Verbindungselemente 35 und 36 von der Seite von den elektrischen Verbindern 21 bis 24 gelöst werden können. Alternativ kann eines der elektrischen Verbindungselemente 35 und 36 so aufgebaut sein, dass es seitlich von den zugeordneten elektrischen Verbindern 21, 23 oder 22, 24 getrennt werden kann, während das andere elektrische Verbindungselement so aufgebaut sein kann, dass es von oben von den zugeordneten elektrischen Verbindern 22, 24 oder 21, 23 getrennt werden kann.
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Die Verbindungsanschlüsse D wenigstens eines der elektrischen Verbindungselemente 35 und 36 und vorzugsweise der elektrische Verbindungsanschluss 35 an der Eingangsseite können als männliche Anschlüsse ausgebildet sein, ohne die Verbindungsanschlüsse D der elektrischen Verbindungselemente 35 und 36 an den jeweiligen Enden der Leitungsdrahtanordnungen 4 und 5 als weibliche Anschlüsse auszubilden. Wird der Verbindungsanschluss D des elektrischen Verbindungselements 35 als männlicher Anschluss ausgebildet, wird dementsprechend der Verbindungsanschluss C des zugeordneten elektrischen Verbinders als weiblicher Anschluss ausgebildet.
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Bei der dargestellten Ausführungsform sind alle Verteilerventile vom doppelten Typ mit zwei Elektromagneten. Ein Teil oder alle der Verteilerventile können aber auch nur einen einzelnen Elektromagneten aufweisen.
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Die Eingabeeinheit mit Anschlüssen mit gleicher Zahl wie die Gesamtzahl der Stromausgangsanschlüsse und der gemeinsamen Anschlüsse wird an Stelle der seriellen Einheit in der ersten Ventilanordnung vorgesehen. Die Eingabeeinheit und die serielle Einheit oder die andere Steuereinheit werden als externe Vorrichtungen parallel zueinander über die mehreren Leitungsdrähte oder Verbinder angeschlossen, so dass das Stromsignal parallel empfangen wird und dann zu den jeweiligen Ventilanordnungen übertragen wird.
