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Die Erfindung betrifft eine Pneumatiksteuerungseinrichtung.
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Aus der
DE 10 2016 213 725 A1 ist ein Reihenmodul für eine modular ausgebildete Steuerungsanordnung bekannt, das eine erste Reihenschnittstelle und eine erste Busschnittstelle sowie eine zweite Reihenschnittstelle und eine zweite Busschnittstelle umfasst, wobei zwischen den beiden Busschnittstellen eine Buskommunikationsleitung und zwischen den beiden Reihenschnittstellen mehrere Verbindungsleitungen ausgebildet sind und wobei die Verbindungsleitungen zwischen den beiden Reihenschnittstellen zumindest teilweise Z-verkettet angeordnet sind.
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Die
EP 2 204 586 A1 offenbart ein Modulsystem mit einem Kopfmodul, das mindestens einen Anschluss für ein externes Bussignal, mindestens einen pneumatischen Versorgungsanschluss und, jeweils an derselben Seite herausgeführt: eine serielle Busschnittstelle für einen internen seriellen Bus, eine elektrische Versorgungsschnittstelle, eine Multipolschnittstelle und eine pneumatische Versorgungsschnittstelle umfasst und das ferner mindestens ein Funktionsmodul aufweist, das jeweils von einer Seite zur gegenüberliegenden Seite durchführend und an die eine entsprechende Schnittstelle des Kopfmoduls angeschlossen eine interne serielle Busleitung, elektrische Versorgungsleitungen, elektrische Multipolleitungen und pneumatischen Versorgungsleitungen umfasst, wobei das Kopfmodul serielle Bussignale in Multipolsignale umsetzt und diese an der Multipolschnittstelle ausgibt.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Funktionserweiterung für eine Pneumatiksteuerungseinrichtung bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird für eine Pneumatiksteuerungseinrichtung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Pneumatiksteuerungseinrichtung umfasst einen Busknoten, der an einer Koppelfläche mit einer ersten Kommunikationsschnittstelle, die zur Verbindung mit einer weiteren ersten Kommunikationsschnittstelle ausgebildet ist, und mit einer ersten Versorgungsschnittstelle, die zur Verbindung mit einer weiteren ersten Verbindungsschnittstelle ausgebildet ist, ausgerüstet ist, sowie ein Koppelmodul, das an einer ersten Koppelfläche mit der ersten Kommunikationsschnittstelle und der ersten Versorgungsschnittstelle ausgerüstet ist und das an einer zweiten Koppelfläche mit einer zweiten Kommunikationsschnittstelle, die zur Verbindung mit einer weiteren zweiten Kommunikationsschnittstelle ausgebildet ist, und mit einer zweiten Versorgungsschnittstelle, die zur Verbindung mit einer weiteren ersten Verbindungsschnittstelle ausgebildet ist, ausgerüstet ist, sowie ein Ventilmodul, das an einer ersten Koppelfläche und an einer zweiten Koppelfläche jeweils mit der zweiten Kommunikationsschnittstelle und mit der zweiten Versorgungsschnittstelle ausgerüstet ist, wobei das Koppelmodul an den Busknoten angereiht ist und wobei das Ventilmodul an das Koppelmodul angereiht ist. Hierbei ist ferner vorgesehen, dass angrenzend an das Ventilmodul ein Verbindungsmodul angereiht ist, das an einer ersten Koppelfläche mit der zweiten Kommunikationsschnittstelle und mit der zweiten Versorgungsschnittstelle ausgerüstet ist und das an einer zweiten Koppelfläche mit der ersten Kommunikationsschnittstelle und der ersten Versorgungsschnittstelle ausgerüstet ist, um eine Ankopplung eines weiteren Koppelmoduls und eines weiteren Ventilmoduls zu ermöglichen und dass nur jeweils gleichartig bezeichnete Schnittstellen jeweils elektrisch und mechanisch direkt miteinander gekoppelt werden können.
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Mit einem derartigen Verbindungsmodul wird eine Anreihung eines weiteren Koppelmoduls sowie wenigstens eines weiteren Ventilmoduls in einer vorgegebenen Anreihungsrichtung an ein vorausgehendes Ventilmodul ermöglicht. Hierbei wird davon ausgegangen, dass jedes der verwendeten Ventilmodule sowohl an seiner ersten Koppelfläche als auch an seiner zweiten Koppelfläche jeweils mit der zweiten Kommunikationsschnittstelle und mit der zweiten Versorgungsschnittstelle ausgerüstet ist. In diesem Fall ist es ohne Zwischenschaltung eines geeignet ausgebildeten Verbindungsmoduls nicht möglich, ein standardmäßiges Koppelmodul, dessen erste Koppelfläche mit der ersten Kommunikationsschnittstelle und der ersten Versorgungsschnittstelle ausgerüstet ist, in der Anreihungsrichtung an das vorhergehende Ventilmodul anzukoppeln. Vielmehr ist das Koppelmodul für eine Ankopplung an den in Anreihungsrichtung vorhergehenden Busknoten ausgebildet, dessen Koppelfläche mit der ersten Kommunikationsschnittstelle und mit der ersten Versorgungsschnittstelle ausgerüstet ist.
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Das als Adapter zwischen dem in Anreihungsrichtung vorausgehenden Ventilmodul und dem anzukoppelnden Koppelmodul dienende Verbindungsmodul stellt sich daher gegenüber dem in der Anreihungsrichtung vorausgehenden Ventilmodul als weiteres Ventilmodul dar. Zu diesem Zweck ist das Verbindungsmodul an seiner ersten Koppelfläche mit der zweiten Kommunikationsschnittstelle und der zweiten Versorgungsschnittstelle ausgerüstet, die mit der zweiten Kommunikationsschnittstelle und mit der zweiten Versorgungsschnittstelle des in Anreihungsrichtung vorausgehenden Ventilmoduls kompatibel ist. Ferner umfasst das Verbindungsmodul an seiner zweiten Koppelfläche die erste Kommunikationsschnittstelle und die erste Versorgungsschnittstelle, wie sie für eine in Anreihungsrichtung nachgelagerte Ankopplung des Koppelmoduls erforderlich sind. Hiermit ermöglicht das Verbindungsmodul eine Weiterleitung des über die ersten und zweiten Kommunikationsschnittstellen übertragenen Busprotokolls sowie eine Weiterleitung der über die ersten und zweiten Versorgungsschnittstellen übertragenen elektrischen Energie an wenigstens ein weiteres Koppelmodul, dem weitere Ventilmodule zugeordnet werden können, die auf diesem Weg elektrisch versorgt und angesteuert werden können.
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Grundsätzlich ist davon auszugehen, dass an einem Koppelmodul wenigstens ein Ventilmodul, vorzugsweise zwei Ventilmodule, insbesondere drei Ventilmodule, in der Anreihungsrichtung für die Pneumatiksteuerungseinrichtung angereiht werden und entsprechend elektrisch versorgt und angesteuert werden können. Mit Hilfe des Verbindungsmoduls können an eine derartige Gruppe aus Koppelmodul und einem, zwei oder drei Ventilmodulen, die auch als Modulgruppe bezeichnet werden kann, eine weitere Modulgruppe, die ihrerseits aus einem Koppelmodul und bis zu drei Ventilmodulen gebildet werden kann, angekoppelt werden, ohne dass hierfür über die Bereitstellung des Verbindungsmoduls hinaus weitere Maßnahmen an der Pneumatiksteuerungseinrichtung und an deren Komponenten wie den Busknoten, den Koppelmodulen oder den Ventilmodulen, erforderlich sind.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Zweckmäßig ist es, wenn das Koppelmodul an der zweiten Koppelfläche mehrere, insbesondere drei, Ausgangsschnittstellen aufweist, die elektrisch mit der ersten Versorgungsschnittstelle verbunden sind und denen jeweils eine Schalteinrichtung zur sicherheitsgerichteten Abschaltung der jeweils zugeordneten Ausgangsschnittstelle zugeordnet ist und die für eine Kopplung mit Eingangsschnittstellen des Ventilmoduls ausgebildet sind. Die Aufgabe der Ausgangsschnittstellen besteht darin, eine individuelle elektrische Versorgung der nachgelagert an der Koppelmodul angereihten Ventilmodule zu ermöglichen. Diese individuelle elektrische Versorgung der Ventilmodule erfolgt zusätzlich zu der elektrischen Versorgung, die über die jeweils zugeordneten ersten und zweiten Versorgungsschnittstellen an alle Komponenten der Pneumatiksteuerungseinrichtung bereitgestellt wird.
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Hierbei ist vorgesehen, dass jeweils zwischen der ersten Versorgungsschnittstelle, an der eine Bereitstellung von elektrischer Energie an das Koppelmodul stattfindet, und der jeweiligen Ausgangsschnittstelle des Koppelmoduls eine Schalteinrichtung, beispielsweise ein Relais oder ein elektronischer Halbleiterschalter, angeordnet sind. Mit dieser Schalteinrichtung kann das Koppelmodul in Abhängigkeit von einem Steuersignal, das über die Kommunikationsleitung übertragen wird, die sich durch sämtliche Komponenten der Pneumatiksteuerungseinrichtung unter Verwendung der ersten und zweiten Kommunikationsschnittstellen erstreckt, eine individuelle elektrische Versorgung des jeweils zugeordneten Ventilmoduls durchführen. Hierdurch dient das Koppelmodul als sicherheitsgerichtetes Abschaltungsmodul für die angeschlossenen Ventilmodule, so dass diese als Bestandteil einer sicherheitsgerichteten Architektur für die Pneumatiksteuerungseinrichtung angesehen werden können.
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Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Koppelmodul mehrere, insbesondere drei, Ausgangsschnittstellen aufweist, die elektrisch mit der ersten Versorgungsschnittstelle verbunden sind und denen jeweils eine Schalteinrichtung zur sicherheitsgerichteten Abschaltung der jeweils zugeordneten Ausgangsschnittstelle zugeordnet ist, wobei eine der Ausgangsschnittstellen an einer Anschlussfläche des Koppelmoduls angeordnet ist und für einen Anschluss eines externen Verbrauchers ausgebildet ist und wobei die anderen Ausgangsschnittstellen an der zweiten Koppelfläche des Koppelmoduls angeordnet sind und für eine Kopplung mit Eingangsschnittstellen des Ventilmoduls ausgebildet sind. Bei dieser alternativen Ausgestaltung des Koppelmoduls dient eine der drei Ausgangsschnittstellen zum Anschluss eines externen Verbrauchers, beispielsweise eines Elektromotors, während die beiden anderen Ausgangsschnittstellen für die elektrische Versorgung von nachgelagert angeordneten Ventilmodulen ausgebildet sind.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Ventilmodul an der ersten Koppelfläche eine erste Eingangsschnittstelle, eine zweite Eingangsschnittstelle und eine dritte Eingangsschnittstelle und an der zweiten Koppelfläche eine erste Ausgangsschnittstelle, eine zweite Ausgangsschnittstelle und eine dritte Ausgangsschnittstelle aufweist, wobei die erste Eingangsschnittstelle elektrisch mit einem Verbraucher im Ventilmodul verbunden ist und wobei die zweite Eingangsschnittstelle elektrisch mit der ersten Ausgangsschnittstelle verbunden ist und wobei die dritte Eingangsschnittstelle elektrisch mit der zweiten Ausgangsschnittstelle verbunden ist.
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Durch eine derartige elektrische Kopplung der Eingangsschnittstellen mit den jeweils zugeordneten Ausgangsschnittstellen wird eine so genannte Z-Verkettung verwirklicht, bei der stets ein im Ventilmodul enthaltener elektrischer Verbraucher mit der ersten Eingangsschnittstelle verbunden ist, während die an den beiden weiteren Eingangsschnittstellen bereitgestellten elektrischen Versorgungsspannungen an die erste und die zweite Ausgangsschnittstelle bereitgestellt werden können. Hiermit wird eine eindeutige Zuordnung der elektrischen Versorgungsspannungen, die an den Eingangsschnittstellen bereitgestellt werden, zu den jeweiligen Verbrauchern der vorzugsweise drei in Reihe aneinandergereiht angeordneten Ventilmodule gewährleistet.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Eingangsschnittstellen und die Ausgangsschnittstellen in einer vorgegebenen mechanischen Teilung an den jeweiligen Koppelflächen angeordnet sind, um bei einer Anreihung der Ventilmodule in der Anreihungsrichtung stets die gewünschte elektrische Kopplung zwischen den Ausgangsschnittstellen des vorausgehenden Ventilmoduls und den Eingangsschnittstellen des nachfolgenden Ventilmoduls zu erzielen.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Verbindungsmodul an der ersten Koppelfläche mehrere Eingangsschnittstellen aufweist, die zur Kopplung mit den Ausgangsschnittstellen des Ventilmoduls ausgebildet sind. Hierdurch wird eine vorteilhafte elektromechanische Kopplung zwischen dem Verbindungsmodul und dem vorausgehend längs der Anreihungsrichtung angeordneten Ventilmodul gewährleistet. Hierbei sind den Eingangsschnittstellen am Verbindungsmodul keine Ausgangsschnittstellen am Verbindungsmodul zugeordnet. Für Ventilmodule, die in Anreihungsrichtung nachgelagert zum Verbindungsmodul angeordnet sind, werden die einzeln schaltbaren Versorgungsleitungen von dem nachgelagert zum Verbindungsmodul angeordneten Koppelmodul an zugeordneten Ausgangsschnittstellen bereitgestellt und sind daher unabhängig von den Versorgungsspannungen des vorausgegangenen Ventilmoduls bzw. der vorausgegangenen Modulgruppe.
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Vorteilhaft ist es, wenn im Verbindungsmodul eine elektrische Verbindung zwischen der zweiten Kommunikationsschnittstelle und der ersten Kommunikationsschnittstelle sowie eine elektrische Verbindung zwischen der zweiten Versorgungsschnittstelle und der ersten Versorgungsschnittstelle ausgebildet sind. Hierdurch wird gewährleistet, dass ein in Anreihungsrichtung nachgelagert an das Verbindungsmodul angeordnetes Koppelmodul mit den gleichen elektrischen Signalen hinsichtlich der Kommunikation und der elektrischen Versorgung beaufschlagt werden kann, wie dies für das unmittelbar mit dem Busknoten verbundene Koppelmodul der Fall ist. Dementsprechend kann ein zweites oder ein weiteres Koppelmodul innerhalb der Pneumatiksteuerungseinrichtung die gleiche Funktionalität verwirklichen, wie dies auch für das unmittelbar mit dem Busknoten gekoppelte Koppelmodul der Fall ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass im Verbindungsmodul eine elektrische Verbindung zwischen der zweiten Kommunikationsschnittstelle und der ersten Kommunikationsschnittstelle ausgebildet ist und dass das Verbindungsmodul eine Einspeiseschnittstelle aufweist, die elektrisch mit der ersten Versorgungsschnittstelle verbunden ist. Bei dieser alternativen Ausgestaltung des Verbindungsmoduls werden die über die Kommunikationsschnittstellen vom vorausgegangenen Ventilmodul bereitgestellten Kommunikationssignale unverändert an das nachgelagerte Koppelmodul und die daran angebrachten Ventilmodule weitergeleitet. Hingegen erfolgt eine elektrische Versorgung des bzw. der nachgelagert angeordneten Koppelmodule und Ventilmodule über eine von extern eingespeiste elektrische Spannung, die an der Einspeiseschnittstelle des Verbindungsmoduls angeschlossen wird. Hierdurch können innerhalb einer Pneumatiksteuerungseinrichtung durch das Verbindungmodul unterschiedliche Spannungszonen verwirklicht werden. Alternativ ermöglicht die Einspeiseschnittstelle auch eine Zwischeneinspeisung einer elektrischen Spannung, um auch nachgelagert angeordnete Koppelmodule und Ventilmodule mit ausreichender elektrischer Leistung versorgen zu können.
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Vorteilhaft ist es, wenn im Koppelmodul zwischen der ersten Kommunikationsschnittstelle und der zweiten Kommunikationsschnittstelle ein Kommunikationspfad ausgebildet ist und zwischen der ersten Versorgungsschnittstelle und der zweiten Versorgungsschnittstelle ein Versorgungspfad ausgebildet ist und dass im Ventilmodul zwischen den zweiten Kommunikationsschnittstellen ein Kommunikationspfad ausgebildet ist und zwischen den zweiten Versorgungsschnittstellen ein Versorgungspfad ausgebildet ist.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt:
- 1 eine erste Ausführungsform einer Pneumatiksteuerungseinrichtung mit einem Busknoten, an dem eine erste Modulgruppe, ein Verbindungsmodul sowie eine zweite Modulgruppe angereiht sind,
- 2 eine Detaildarstellung des Verbindungsmoduls gemäß der 1,
- 3 eine zweite Ausführungsform einer Pneumatiksteuerungseinrichtung mit dem Busknoten und der ersten Modulgruppe sowie der zweiten Modulgruppe gemäß der 1 und einem abgewandelt ausgebildeten Verbindungsmodul, und
- 4 eine Detaildarstellung des Verbindungsmoduls gemäß der 3.
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Bei der nachstehenden Figurenbeschreibung werden aus Gründen der Übersichtlichkeit mehrfach vorhandene Komponenten in der Regel nur einmalig mit dem jeweils zugeordneten Bezugszeichen versehen, wobei die Anordnung der Bezugszeichen an den Komponenten nicht zwingend zur jeweils im Detail beschriebenen Komponente korrespondiert.
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Eine in der 1 dargestellte Pneumatiksteuerungseinrichtung 1 ist für eine Versorgung mehrerer nicht dargestellter Fluidverbraucher, insbesondere Pneumatikzylinder, mit Druckluft ausgebildet. Die Pneumatiksteuerungseinrichtung 1 kann beispielsweise für einen Betrieb einer nicht dargestellten Produktionsmaschine verwendet werden, bei der während einer Durchführung eines Produktionsvorgangs z.B. Werkstücke festgelegt und/oder transportiert werden müssen, was mit Hilfe von Pneumatikstellern wie beispielsweise Pneumatikzylindern durchgeführt werden kann. Diese werden von der Pneumatiksteuerungseinrichtung jeweils mit Druckluft versorgt.
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Beispielhaft ist vorgesehen, dass die Pneumatiksteuerungseinrichtung 1 mit einer nicht dargestellten Steuerung, insbesondere einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) verbunden ist, die über ein vorgegebenes Kommunikationsprotokoll Steuersignale an die Pneumatiksteuerungseinrichtung 1 bereitstellt. Hierzu umfasst die Pneumatiksteuerungseinrichtung 1 einen Busknoten 2, der mit einer Busschnittstelle 3 ausgerüstet ist, die für den Empfang von Steuersignalen der übergeordneten Steuerungseinrichtung sowie zur Weiterleitung dieser Steuersignale an nachgelagert angeordnete, nachstehend näher beschriebene Komponenten ausgebildet ist.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass im Busknoten 2 eine Wandlung der von der übergeordneten Steuerungseinrichtung an der Busschnittstelle 3 bereitgestellten Steuersignale in ein proprietäres Kommunikationsprotokoll vorgenommen wird. Die gewandelten Steuersignale werden dann an die nachgelagert angeordneten Komponenten der Pneumatiksteuerungseinrichtung 1 bereitgestellt. Bei diesem proprietären Kommunikationsprotokoll kann es sich beispielsweise um ein proprietäres digitales Busprotokoll oder alternativ um digitale oder analoge Steuersignale handeln, die über nicht näher dargestellte einzelne Steuersignalleitungen (einer Multipolleitungsanordnung) an die nachgelagert angeordneten Komponenten der Pneumatiksteuerungseinrichtung 1 bereitgestellt werden.
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Ferner ist am Busknoten 2 ein Versorgungsanschluss 4 ausgebildet, der zur Einkopplung von elektrischer Energie einer nicht näher dargestellten Versorgungsquelle ausgebildet ist. Die am Versorgungsanschluss 4 eingespeiste elektrische Energie ist sowohl zur Versorgung des Busknotens 2 als auch zur Weiterleitung an die nachstehend näher beschriebenen Komponenten der Pneumatiksteuerungseinrichtung 1 bestimmt.
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An einer Koppelfläche 5 des Busknotens 2 sind eine erste Kommunikationsschnittstelle 6 sowie eine erste Versorgungsschnittstelle 8 ausgebildet, wobei an der ersten Kommunikationsschnittstelle 6 das an der Busschnittstelle 3 eingespeiste und gewandelte Kommunikationssignal bereitgestellt wird, während an der ersten Versorgungsschnittstelle 8 die am Versorgungsanschluss 4 eingespeiste elektrische Versorgungsspannung bereitgestellt wird.
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In einer rein exemplarisch nach rechts ausgerichteten Anreihungsrichtung 10 für die Pneumatiksteuerungseinrichtung 1 ist angrenzend an den Busknoten 2 ein Koppelmodul 11 angereiht, das mit einer ersten Koppelfläche 15 an der Koppelfläche 5 des Busknotens 2 anliegt. Ferner weist das Koppelmodul 11 eine zweite Koppelfläche 16 auf, die abweisend vom Busknoten 2 ausgerichtet ist. An der ersten Koppelfläche 15 sind die erste Kommunikationsschnittstelle 6 sowie die erste Versorgungsschnittstelle 8 des Koppelmoduls ausgebildet. An der zweiten Koppelfläche 16 sind die zweite Kommunikationsschnittstelle 7 sowie die zweite Versorgungsschnittstelle 9 des Koppelmoduls 11 ausgebildet. Ausgehend von der ersten Kommunikationsschnittstelle 6 erstreckt sich durch das Koppelmodul 11 eine Kommunikationsleitung 20 bis zur zweiten Kommunikationsschnittstelle 7. Ferner erstreckt sich ausgehend von der ersten Versorgungsschnittstelle 8 des Koppelmoduls 11 eine Versorgungsleitung 21 bis zur zweiten Versorgungsschnittstelle 9, die an der zweiten Koppelfläche 16 des Koppelmoduls 11 ausgebildet ist.
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Für die vorliegende Pneumatiksteuerungseinrichtung 1 wird angenommen, dass jeweils gleichartig bezeichnete Schnittstellen jeweils elektrisch und mechanisch miteinander gekoppelt werden können. Beispielsweise können die erste Kommunikationsschnittstelle 6 des Busknoten 2 und des Koppelmoduls 11 jeweils als geringfügig von der jeweiligen Koppelfläche 5 bzw. 15 abragende elastische Kontaktelemente ausgebildet sein, um die gewünschte elektrische Kopplung zwischen dem Busknoten 2 und dem Koppelmodul 11 im Hinblick auf die erste Kommunikationsschnittstelle 6 zu gewährleisten.
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Ferner umfasst das Koppelmodul 11 an der ersten Koppelfläche 15 eine Pneumatikschnittstelle 17, die zur Einspeisung von Druckluft in die Pneumatiksteuerungseinrichtung 1 ausgebildet ist und die mit einer nur schematisch dargestellten Druckluftquelle 18 verbunden ist. Ausgehend von der Pneumatikschnittstelle 17 erstreckt sich eine Pneumatikleitung 22 bis zu einer Pneumatikschnittstelle 17 an der zweiten Koppelfläche 16 des Koppelmoduls 11.
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Das Koppelmodul 11 umfasst ferner beispielhaft drei Ausgangsschnittstellen 25, 26 und 27, die der zweiten Koppelfläche 16 zugeordnet sind und die elektrisch über jeweils zugeordnete, nur schematisch dargestellte Schalteinrichtungen 28, 29, 30 mit der Versorgungsleitung 21 verbindbar sind. Beispielhaft ist vorgesehen, dass die erste Schalteinrichtung 28, die zweite Schalteinrichtung 29 und die dritte Schalteinrichtung 30 jeweils als Halbleiterschalter ausgebildet sind. Eine Ansteuerung dieser Schalteinrichtungen 28 bis 30 wird von einer nicht näher dargestellten Verarbeitungseinrichtung des Koppelmoduls 11 vorgenommen, die in ebenfalls nicht näher dargestellter Weise mit der Kommunikationsleitung 20 verbunden ist, um hierdurch Steuerbefehle in entsprechende Schaltsignale für die Schalteinrichtungen 28 bis 30 umsetzen zu können. Dementsprechend kann mit Hilfe der Versorgungsleitung 21, der Schalteinrichtungen 28 bis 30 und der Ausgangsschnittstellen 25 bis 27 eine selektive Bereitstellung von elektrischer Energie an ein nachgelagert an das Koppelmodul 11 angereihtes Ventilmodul 35 vorgenommen werden.
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Das Ventilmodul 35 umfasst sowohl an einer ersten Koppelfläche 36, die dem Koppelmodul 11 zugewandt ist, als auch an einer zweiten Koppelfläche 37, die dem Koppelmodul 11 abgewandt ist, jeweils die zweite Kommunikationsschnittstelle 7 sowie die zweite Versorgungsschnittstelle 9. Ferner umfasst das Ventilmodul 35 an der ersten Koppelfläche 36 rein exemplarisch drei Eingangsschnittstellen 31, 32 und 33, die zur elektrischen Verbindung mit den zugeordneten Ausgangsschnittstellen 25, 26 und 27 des Koppelmoduls 11 ausgebildet sind. Darüber hinaus umfasst das Ventilmodul 35 an der zweiten Koppelfläche die korrespondierend zum Koppelmodul 11 ausgebildeten Ausgangsschnittstellen 25, 26 und 27. Zudem erstreckt sich im Ventilmodul 35 ausgehend von der Pneumatikschnittstelle 17 an der ersten Koppelfläche 36 die Pneumatikleitung 22 bis zur Pneumatikschnittstelle 17 an der zweiten Koppelfläche 37.
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Im Ventilmodul 35 ist rein exemplarisch ein Magnetantrieb 38 ausgebildet, der elektrisch mit der ersten Eingangsschnittstelle 31 verbunden ist. Der Magnetantrieb 38 dient zur elektromechanischen Ansteuerung eines rein exemplarisch als 2/2-Wegeventil ausgebildeten Schaltventils 39, dessen Eingangsanschluss 40 mit der Pneumatikleitung 22 verbunden ist und dessen Ausgangsanschluss 41 mit einem Arbeitsanschluss 42 verbunden ist. Dementsprechend kann bei Bereitstellung einer elektrischen Versorgungsspannung an der ersten Eingangsschnittstelle 31 des Ventilmoduls 35 der Magnetantrieb 38 aktiviert werden, um das Schaltventil 39 aus einer ersten Funktionsstellung, insbesondere einer Schließstellung, in eine zweite Funktionsstellung, insbesondere eine Öffnungsstellung, zu überführen. In der Öffnungsstellung wird eine kommunizierende Verbindung zwischen der Pneumatikleitung 22 und dem Arbeitsanschluss 42 hergestellt, so dass ein nicht näher dargestellter, am Arbeitsanschluss 42 angeschlossener pneumatischer Verbraucher mit Druckluft versorgt werden kann.
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Für eine vorteilhafte Weiterleitung der elektrischen Versorgungsspannungen, die an den Ausgangsschnittstellen 26 und 27 des Koppelmoduls 11 bereitgestellt werden, sind im Ventilmodul 35 rein exemplarisch zwei Verbindungsleitungen 45 und 46 ausgebildet. Die Verbindungsleitung 45 ist für eine elektrische Verbindung der zweiten Eingangsschnittstelle 32 mit der ersten Ausgangsschnittstelle 25 des Ventilmoduls 35 ausgebildet. Die Verbindungsleitung 46 ist für eine elektrische Verbindung der dritten Eingangsschnittstelle 33 mit der zweiten Ausgangsschnittstelle 26 des Ventilmoduls 35 ausgebildet. Hierdurch wird eine Z-Verkettung zwischen der zweiten Eingangsschnittstelle 32 und der ersten Ausgangsschnittstelle 25 sowie zwischen der dritten Eingangsschnittstelle 33 und der zweiten Ausgangsschnittstelle 26 im Ventilmodul 35 bewirkt, durch die eine definierte Weiterleitung der an den Eingangsschnittstellen 32 und 33 angelegten Versorgungsspannungen an nachgelagerte Ventilmodule 35 ermöglicht wird, wie dies auch aus der Darstellung der 1 zu ersehen ist.
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Beispielhaft ist vorgesehen, dass an das Ventilmodul 35, das unmittelbar an das Koppelmodul 11 angereiht ist, zwei weitere Ventilmodule 35 in identischer Bauweise angereiht sind, wobei die drei Ventilmodule 35 zusammen mit dem Koppelmodul 11 eine Modulgruppe 50 bilden. Aufgrund der Aufbauweise der Ventilmodule 35 sowie der Anzahl der Schalteinrichtungen 28 bis 30 im Koppelmodul 11 ergibt sich, dass innerhalb der Modulgruppe 50 genau drei Ventilmodule 35 mit gezielt schaltbaren Versorgungsspannungen über die jeweils zugeordneten Eingangsschnittstellen 31 bis 33 versorgt werden können.
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Bei einer Anreihung eines weiteren Ventilmoduls 35 an die Modulgruppe 50 wäre dieses ausschließlich über die Kommunikationsleitung 20, die Versorgungsleitung 21 sowie die Pneumatikleitung 22 mit dem vorhergehenden Koppelmodul 11 verbunden. Hingegen wäre eine unmittelbare Einflussnahme vom Koppelmodul 11 auf dieses Ventilmodul 35 mittels der Schalteinrichtungen 28, 29, und 30 in diesem Fall ausgeschlossen.
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Sofern vorgesehen sein sollte, an die Modulgruppe 50 eine weitere, insbesondere eine identisch ausgebildete, Modulgruppe 50 anzuschließen, ist ein Verbindungsmodul 54 vorgesehen. Das Verbindungsmodul 54 liegt mit einer ersten Koppelfläche 55 an der zweiten Koppelfläche 37 des Ventilmoduls 35 an und stellt eine zweite Koppelfläche 56 zur Ankopplung eines weiteren Koppelmoduls 11 bereit. Hierzu sind an der ersten Koppelfläche 55 die zweite Kommunikationsschnittstelle 7 und die zweite Versorgungsschnittstelle 9 ausgebildet, so dass sich das Verbindungsmodul 54 gegenüber dem Ventilmodul 35 wie ein weiteres Ventilmodul 35 darstellt. Hingegen sind der zweiten Koppelfläche 56 die erste Kommunikationsschnittstelle 6 und die erste Versorgungsschnittstelle 8 zugeordnet, so dass sich das Verbindungsmodul 54 gegenüber dem nachfolgend anzureihenden Koppelmodul 11 aus elektromechanischer Sicht wie ein Busknoten 2 darstellt.
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Beispielhaft ist vorgesehen, dass ferner an der ersten Koppelfläche 55 drei Eingangsschnittstellen 31 bis 33 ausgebildet sind, die innerhalb des Verbindungsmoduls 54 nicht weiter verbunden sind und die zu den Ausgangsschnittstellen 25, 26 und 27 des Ventilmoduls 35 korrespondieren. Vielmehr ist vorgesehen, dass lediglich die zweite Kommunikationsschnittstelle 7 mit der ersten Kommunikationsschnittstelle 6 elektrisch über eine zugeordnete Kommunikationsleitung 20 verbunden ist und dass die zweite Versorgungsschnittstelle 9 mit der ersten Versorgungsschnittstelle 8 über eine zugeordnete Versorgungsleitung 21 elektrisch verbunden ist. Ferner ist auch das Verbindungsmodul 54 an beiden Koppelflächen 55, 56 mit Pneumatikschnittstellen 17 ausgerüstet, die innerhalb des Verbindungsmoduls 54 über eine Pneumatikleitung 22 miteinander gekoppelt sind. An das Verbindungsmodul 54 kann entsprechend seiner Konfiguration der zweiten Koppelfläche 56 mit der ersten Kommunikationsschnittstelle 6 und der ersten Versorgungsschnittstelle 8 ein weiteres Koppelmodul 11 angebracht werden, das seinerseits mit weiteren, in der Anreihungsrichtung 10 angeordneten Ventilmodul 35 gekoppelt werden kann, um eine weitere Modulgruppe 50 zu bilden.
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Hierbei ist vorgesehen, dass über die ersten und zweiten Kommunikationsschnittstellen 6, 7 und die Kommunikationsleitung 20 jeweils Steuersignale vom Busknoten 2 an beide Modulgruppen 50 übertragen werden können und dort jeweils zur selektiven Ansteuerung der einzelnen Ventilmodule 35 genutzt werden können.
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Die in der 3 dargestellte Pneumatiksteuerungseinrichtung 61 unterscheidet sich von der Pneumatiksteuerungseinrichtung 1 gemäß der 1 lediglich durch ein abweichend ausgebildetes Verbindungsmodul 64, dessen erste Koppelfläche 65 mit einer zweiten Kommunikationsschnittstelle 7 und mit einer Pneumatikschnittstelle 17 versehen ist. Eine zweite Koppelfläche 66 des Verbindungsmoduls 64 ist mit einer ersten Kommunikationsschnittstelle 6 sowie mit einer ersten Versorgungsschnittstelle 8 ausgerüstet. Für eine Bereitstellung von elektrischer Energie an die erste Versorgungsschnittstelle 8 ist an einer Anschlussfläche 67 des Verbindungsmoduls 64 eine Einspeiseschnittstelle 68 ausgebildet. Hierdurch wird eine Einspeisung von elektrischer Energie an das in Anreihungsrichtung 10 nachgelagert angeordnete Koppelmodul 11 unabhängig vom vorgelagert angeordneten Busknoten 2 ermöglicht. Hierdurch können die an dem nachgelagert angeordneten Koppelmodul 11 angebrachten Ventilmodule 35 mit einer abweichenden Versorgungsspannung gegenüber der vorausgehenden, über den Busknoten 2 versorgten Modulgruppe 50 beaufschlagt werden.
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Beim Verbindungsmodul 64 ist übereinstimmend mit dem Verbindungsmodul 54 eine Pneumatikleitung 22 vorgesehen, die sich zwischen Pneumatikschnittstellen 17 an der ersten Koppelfläche 65 und der zweiten Koppelfläche 66 erstrecken.
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Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform eines Koppelmoduls ist eine der Schalteinrichtungen 28 bis 30 nicht mit einer der Ausgangsschnittstellen 25 bis 27 sondern mit einer zusätzlichen Anschlussschnittstelle verbunden, die nicht an einer Koppelfläche, sondern an einer auch im gekoppelten Zustand des Koppelmoduls frei zugänglichen Anschlussfläche angeordnet ist, wodurch das entsprechend modifizierte Koppelmodul eine unmittelbare Ansteuerung eines elektrischen Verbrauchers, der nicht als Ventilmodul ausgebildet ist, durchführen kann.
