DE19948991C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Fernsteuerung einer Mehrzahl von einzeln ansteuerbaren Aktoren - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zur Fernsteuerung einer Mehrzahl von einzeln ansteuerbaren Aktoren durch Übertragung von den einzelnen Aktoren zugeordneten Drucksignalen mit Hilfe eines gasförmigen oder flüssigen Druckmittels in als Schlauch- oder Rohrleitungen ausgebildeten Übertragungsleitungen ist vorgesehen, daß die Drucksignale den einzelnen Aktoren numerisch zugeordnet werden und ihre Zuordnung in binär codierter Form übertragen wird, in dem je nach Ordnungszahl eines angesteuerten Aktors gleichzeitig zwei oder mehrere Übertragungsleitungen die numerische Zuordnung und die Steuerung des Aktors bestimmende Drucksignale übertragen. Den Aktoren ist eine Decodiereinrichtung zugeordnet, die die ankommenden, binär codierten Drucksignale entschlüsselt und die steuernden Drucksignale dem angesteuerten Aktor zuleitet. Es wird weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens beschrieben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fernsteuerung einer Mehrzahl von einzeln ansteuerbaren Aktoren durch Übertragung von den einzelnen Aktoren zugeordneten Drucksi­ gnalen mit Hilfe eines gasförmigen oder flüssigen Druckmit­ tels in als Schlauch- oder Rohrleitungen ausgebildeten Übertragungsleitungen.

Fernsteuereinrichtungen für gasförmige oder flüssige Druck­ mittel werden beispielsweise angewendet um Anforderungen an Explosionssicherheit zu erfüllen oder eine hohe Leistungs­ dichte zu erreichen. Ein Nachteil derartiger Steuerungen wird vielfach in dem vergleichsweise hohen Aufwand an Lei­ tungen gesehen, die zur Übertragung der Drucksignale an die zu steuernden Verbraucher benötigt werden. So führt bei­ spielsweise bei einer bekannten pneumatischen Steuerein­ richtung zur Steuerung des Farbwechsels einer automatisch arbeitenden Lackieranlage zu jedem der bis zu 64 im explo­ sionsgeschützten Bereich befindlichen, pneumatisch gesteu­ erten Farbwechselventile eine separate Leitung von mehreren Metern Länge.

Aus DE 29 12 639 C2 ist eine programmierbare pneumatische Steuerungseinrichtung bekannt, bei der 3/2-Wegeventile in Matrixform angeordnet und zeilenweise mittels einer Leitung verbunden sind, wobei das eine Ende der Leitung mit einer Fluidquelle verbunden ist und das andere Ende den Ausgang darstellt. Hierbei können die Wegeventile durch die Werte von Eingangssignalen und durch Programmierung, die mittels mechanischer Vorgabe bewirkt wird, eine von zwei möglichen Schaltstellungen einnehmen, so daß in jeder Zeile der Matrix eine programmierbare UND-Verknüpfung ausführbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, welches eine Verringerung der Zahl der erforderlichen Übertragungsleitungen und damit des Bau- und Montageaufwands für die Herstellung einer pneumatischen oder hydraulischen Fernsteuereinrichtung ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Drucksignale den einzelnen Aktoren numerisch zugeordnet werden und ihre Zuordnung in binär codierter Form übertra­ gen wird, indem je nach Ordnungszahl eines angesteuerten Aktors gleichzeitig zwei oder mehrere Übertragungsleitungen die numerische Zuordnung und die Steuerung des Aktors bestimmende Drucksignale übertragen und daß den Aktoren eine Decodiereinrichtung zugeordnet ist, die die ankommen­ den, binär codierten Drucksignale entschlüsselt und die steuernden Drucksignale dem angesteuerten Aktor zuleitet.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Zahl der benö­ tigten Übertragungsleitungen bei einer pneumatischen oder hydraulischen Fernsteuerung erheblich reduziert werden. So sind beispielsweise zur Fernsteuerung von 16 Aktoren nur fünf Übertragungsleitungen im Gegensatz zu 16 bei herkömm­ lichen Anlagen erforderlich. Von den fünf Übertragungslei­ tungen dienen vier zur Übertragung des binär codierten Zuordnungssignals und eine der Übertragung des Steuersi­ gnals. Erhöht man die Zahl der Übertragungsleitungen auf sieben, so lassen sich damit 64 Aktoren steuern.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders geeigneten Steuereinrichtung für gasförmige oder flüssige Druckmittel, die durch Ansteuerung mit einem binär codier­ ten Drucksignal eine Verbindung zwischen einem Eingang und einem bestimmten, durch das Drucksignal bezeichneten Aus­ gang einer Mehrzahl von Ausgängen herstellt.

Die Erfindung sieht hierzu eine Steuereinrichtung vor mit wenigstens zwei zwischen einem Eingang und mehreren Ausgän­ gen angeordneten Gruppen von druckgesteuerten Ventilen, die zwei Schaltstellungen einnehmen können und in jeder der beiden möglichen Schaltstellungen einen anderen von zwei Ventilausgängen mit einem Ventileingang verbinden, wobei die Ventilausgänge der Ventile einer ersten Gruppe jeweils an einen Ventileingang eines gesonderten Ventils einer zweiten Gruppe von Ventilen angeschlossen sind, die Ventile jeder Gruppe jeweils über eine gemeinsame Steuerleitung zur Übertragung von Drucksignalen ansteuerbar sind und die Steuerleitung der einzelnen Gruppen voneinander getrennt sind.

Mit der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung lassen sich auf einfache Weise und mit geringem Bauaufwand eine vergleichs­ weise große Zahl von Aktoren pneumatisch oder hydraulisch steuern. Für die binär codierte Signalübertragung sind nur wenige Leitungen erforderlich und die Steuereinrichtung kann mit einfachen Wegeventilen üblicher Bauweise gebildet werden. Wird die Steuerung beispielsweise aus 3/2-, 4/2- oder 5/2-Wegeventilen aufgebaut, so ist die erforderliche Ventilzahl jeweils um eins kleiner als die Zahl der zu steuernden Ausgänge und damit auch kleiner als die Zahl der bei herkömmlicher direkter Ansteuerung der einzelnen Ver­ braucher benötigten Pilotventile. Anstelle der vorgenannten Wegeventile können zum Aufbau der erfindungsgemäßen Steuer­ einrichtung komplexere Wegeventile verwendet werden, die die Funktion von zwei oder mehreren Ventilen einer Gruppe in sich vereinigen.

Zur Erzeugung der binär codierten pneumatischen oder hydraulischen Steuersignale kann nach einem weiteren Vor­ schlag der Erfindung den Steuerleitungen ein Wandler vorge­ schaltet sein, der binär codierte elektrische Ausgangssi­ gnale in entsprechende pneumatische oder hydraulische Signale umwandelt. Ein derartiger Wandler kann aus mehreren elektromagnetisch betätigbaren Wegeventilen gebildet sein, die unabhängig voneinander ansteuerbar sind und jeweils eine Steuerleitung mit einer Druckquelle oder einem unter Atmosphärendruck stehenden Raum verbinden.

Liegen die Eingangssignale nicht in binär codierter Form, sondern als numerisch geordnete Einzelsignale vor, so kann den Steuerleitungen der Steuereinrichtung erfindungsgemäß eine pneumatische oder hydraulische Binärcodiereinrichtung vorgeschaltet sein, die eine Anzahl numerisch geordneten Signaleingängen aufgegebene Drucksignale in binär codierte Drucksignale an mit den Steuerleitungen verbundenen Ausgän­ gen umwandelt. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Binärco­ diereinrichtung weist erfindungsgemäß eine numerisch geord­ nete Zahl von Signaleingängen auf, von denen die Signalein­ gänge, deren Ordnungszahl 1 oder eine ganzzahlige Potenz der Basis 2 ist, jeweils durch eine Leitung mit einem Signalausgang verbunden sind und wobei die übrigen Signaleingänge jeweils über Rückschlagventile an diejenigen der Verbindungsleitungen angeschlossen sind, deren Ord­ nungszahlen in der Summe die Ordnungszahl des jeweils ange­ schlossenen Signaleingangs ergeben.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann die Ein­ richtung zur Decodierung des binären, die Zuordnung bestim­ menden Drucksignals in die Aktoren integriert sein, so daß eine direkte Ansteuerung der Aktoren mit codierten Drucksi­ gnalen möglich ist. Eine vorteilhafte Ausgestaltung eines derartigen Aktors weist eine durch Beaufschlagung mit einem gasförmigen oder flüssigen Druckmittel bewegbare Wand auf, die eine an eine Übertragungsleitung zur Fernsteuerung anschließbare Kammer begrenzt, wobei die bewegbare Wand durch zwei oder mehrere Sperren in einer Stellung festhalt­ bar ist und die Sperren unabhängig voneinander durch Beauf­ schlagung mit einem Druckmittel in eine Sperrstellung, in der sie die bewegbare Wand festhalten, oder in eine Löse­ stellung steuerbar sind, in der sie die bewegbare Wand freigeben. Bei dem erfindungsgemäßen Aktor läßt sich die bewegbare Wand, zum Beispiel zur Betätigung eines Ventils, nur dann bewegen, wenn sich alle Sperren in der Lösestel­ lung befinden. Die Sperren können unterschiedlich ausgelegt sein, nämlich bei Druck entweder die Sperrstellung oder die Lösestellung einnehmen, so daß sich bei n Sperren 2 ⁿ Über­ tragungsmöglichkeiten ergeben, d. h. es können mit n + 1 Übertragungsleitungen 2 ⁿ Aktoren einzeln angesteuert wer­ den. Zur Betätigung des Aktors können anstelle hydrauli­ scher oder pneumatischer Mittel auch elektromagnetische oder mechanische Mittel vorgesehen sein, die durch die Sperren verriegelbar sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausfüh­ rungsbeispielen näher erläutert, die in der Zeichnung dar­ gestellt sind. Es zeigen

Fig. 1 ein Schaltschema einer aus 5/2-Wegeventilen auf­ gebauten Steuereinrichtung zur Decodierung von Drucksignalen,

Fig. 2 ein Schaltschema einer pneumatischen Einrichtung zur Binärcodierung numerisch geordneter Drucksig­ nale,

Fig. 3 einen Querschnitt durch ein pneumatisch steuerba­ res 2/2-Wegeventil mit einem über binär codierte Drucksignale ansteuerbaren Aktor,

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine bei Druckbeaufschla­ gung in die Lösestellung bewegbare Sperre für einen Aktor gemäß Fig. 3,

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine bei Druckbeaufschla­ gung in die Sperrstellung bewegbare Sperre für einen Aktor gemäß Fig. 3,

Fig. 6 eine schematische Gegenüberstellung einer bekann­ ten und einer erfindungsgemäßen elektropneumati­ schen Steuereinrichtung zur Steuerung eines Farb­ wechslers mit 64 Ventilen und

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer anderen Aus­ führungsform einer erfindungsgemäßen elektro­ pneumatischen Steuereinrichtung zur Steuerung eines Farbwechslers mit 64 direkt über binär codierte Drucksignale ansteuerbaren Ventilen.

Fig. 1 zeigt eine pneumatische Steuereinrichtung zur Deco­ dierung binär codierter Drucksignale. Die Steuereinrichtung besteht aus pneumatisch steuerbaren 5/2-Wegeventilen 1-15, die in vier Gruppen G1, G2, G3, G4 gegliedert sind. In der Gruppe G1 ist ein Wegeventil, in der Gruppe G2 sind zwei, in der Gruppe G3 vier und in der Gruppe G4 acht Wegeventile angeordnet. Die Wegeventile 1-15 haben jeweils einen Ein­ gang und zwei Ausgänge für die Arbeitsluft und beiderseits des Eingangs einen Atmosphärenanschluß. An die beiden Aus­ gänge eines Wegeventils einer Gruppe sind jeweils voneinan­ der getrennt die Eingänge zweier Wegeventile der nächst höheren Gruppe angeschlossen. Als freie Anschlüsse der Steuereinrichtung verbleiben somit für die Arbeitsluft der Eingang E am Wegeventil 1 und die Ausgänge A0-A15 der Wege­ ventile 8-15. Die Steuerung der Wegeventile 1-15 erfolgt über vier Steuerleitungen S0-S3, wobei jeder Gruppe G1-G4 jeweils eine Steuerleitung zugeordnet ist, an die alle Ven­ tile der jeweiligen Gruppe angeschlossen sind, so bei­ spielsweise die Wegeventile 4-7 der Gruppe G3 gemeinsam an die Steuerleitung S1.

Durch den beschriebenen Aufbau der Steuereinrichtung gemäß Fig. 1 kann der Eingang E für die Zuführung von Arbeits­ luft jeweils mit demjenigen der Ausgänge A0-A15 verbunden werden, der durch das den Steuerleitungen S0-S3 aufgegebene binär codierte Drucksignal bezeichnet ist.

Die Steuerleitungen S0-S3 können entweder mit Atmosphären­ druck entsprechend dem Signalwert 0 oder mit einem höheren zur Umsteuerung der Wegeventile 1-15 geeigneten Druck ent­ sprechend dem Signalwert 1 beaufschlagt werden. Liegt an den Steuerleitungen S0-S3 der Signalwert 0 an, so befinden sich die Wegeventile 1-15 in der in Fig. 1 gezeigten ersten Stellung. In dieser Stellung ist der Eingang E ent­ sprechend dem anliegenden Drucksignal 0 mit dem Ausgang A0 verbunden. Durch Beaufschlagung der Steuerleitungen S0-S3 mit dem Signalwert 1 werden die Wegeventile 1-15 in ihre zweite Stellung umgesteuert. Bei der binär codierten Signalübertragung entspricht ein Drucksignal mit Signalwert 1 bei der Steuerleitung S3 dem Zahlenwert 2 ³, bei der Steu­ erleitung S2 dem Zahlenwert 2 ², bei der Steuerleitung S1 dem Zahlenwert 2 ¹ und bei der Steuerleitung S0 dem Zahlen­ wert 2 ⁰. Diese Zahlenwerte bezeichnen jeweils die Nummer des Ausgangs, der durch Beaufschlagung einer der Steuerlei­ tungen S0-S3 mit einem Druck entsprechend dem Signalwert 1 mit dem Eingang E verbunden wird. Die Steuerleitung S3 schaltet somit den Ausgang A8, die Steuerleitung S2 den Ausgang A4, Steuerleitung S1 den Ausgang A2 und die Steuer­ leitung S0 den Ausgang A1. Werden zwei oder mehrere Steuer­ leitungen mit dem Signalwert 1 angesteuert, so werden die Zahlenwerte der angesteuerten Steuerleitungen addiert. Um beispielsweise den Ausgang A11 mit dem Eingang E zu verbin­ den, müssen die Steuerleitungen S3, S1 und S0 mit dem Signalwert 1 angesteuert werden. Liegt an keiner Steuerlei­ tung ein Signalwert 1 an, so wird der Ausgang A0 mit dem Eingang E verbunden. Die beschriebene Steuereinrichtung ermöglicht somit die Ansteuerung von 16 Ausgängen über lediglich 5 Übertragungsleitungen, die zu dem Eingang E und zu den Steuerleitungen S0-S3 führen. Durch Hinzufügung einer weiteren an die Ausgänge A0-A15 angeschlossenen Gruppe von 16 Wegeventilen ist es mit nur einer zusätzli­ chen Übertragungsleitung möglich, 32 Ausgänge anzusteuern. Entsprechend kann durch Erweiterung der Steuereinrichtung um jeweils eine Gruppe und eine Übertragungsleitung die Anzahl der zu steuernden Ausgänge jeweils verdoppelt wer­ den.

Die Steuereinrichtung gemäß Fig. 1 kann immer dann vor­ teilhaft eingesetzt werden, wenn binär codierte Drucksi­ gnale eingangsseitig zur Verfügung stehen und ausgangssei­ tig Aktoren üblicher Bauweise einzeln anzusteuern sind. Liegen eingangsseitig Drucksignale numerischer Ordnung vor, so können diese mit Hilfe der in Fig. 2 gezeigten Codier­ einrichtung in binär codierte Signale umgewandelt werden.

Die in Fig. 2 gezeigte Codiereinrichtung weist 15 mit E1- E15 bezeichnete Eingänge und 4 mit AB0-AB3 bezeichnete Aus­ gänge auf. Über jeweils eins durchgehende Verbindungslei­ tung sind Eingänge E1 mit AB0, E2 mit AB1, E4 mit AB2 und E8 mit AB3 verbunden. Entsprechend bezeichnet ein an den Ausgängen AB0-AB3 anliegendes Drucksignal den Zahlenwert des dazugehörigen Eingangs, also AB3 den Zahlenwert 8 = 2³, AB2 den Zahlenwert 4 = 2², AB1 den Zahlenwert 2 = 2¹ und AB0 den Zahlenwert 1 = 2⁰. Die übrigen Eingänge E3, E5-E7 und E9-E15 sind über eine Verzweigung 16, jeweils ein Rück­ schlagventil 17 und Verbindungsleitungen an zwei der Ein­ gänge E1-E15 angeschlossen und zwar jeweils an die beiden Eingänge, deren summierter Zahlenwert der Nummer des ange­ schlossenen, vor der Verzweigung liegenden Eingangs ent­ spricht. Ein an einem dieser Eingänge, z. B. dem Eingang E3 anstehendes Drucksignal wird also an jeweils zwei, drei oder vier der Ausgänge AB0-AB3, im Beispiel vom E3 die Aus­ gänge AB0 und AB1 übertragen. Mit der beschriebenen und über Rückschlagventile zur Eingangsseite hin jeweils gesperrten Verbindung der Eingänge untereinander wird durch Erzeugung von einem, zwei, drei oder vier Drucksignalen an den wiederum numerisch geordneten Ausgängen AB0-AB3 auf einfache Weise eine binäre Codierung der numerischen Zuord­ nung eines an einem der Eingänge E1-E15 anliegenden Druck­ signals erreicht. Werden die Ausgänge AB0-AB3 der Codier­ einrichtung gemäß Fig. 2 mit den Steuerleitungen S0-S3 in gleicher numerischer Reihenfolge durch Übertragungsleitun­ gen verbunden, so bewirkt die Eingabe eines Drucksignals mit dem Signalwert 1 an einem der Eingänge E1-E15 eine Steuerung der Wegeventile 1-15 derart, daß die Arbeitsluft von dem Eingang E zu demjenigen der Ausgänge A1-A15 gelangt, dessen Nummer mit der Nummer des angesteuerten Eingangs übereinstimmt.

Auch die Codiereinrichtung gemäß Fig. 2 kann durch Hinzu­ fügen weiterer Ausgänge und dementsprechend weiterer Ein­ gänge beliebig erweitert werden. Wird ein weiterer Ausgang entsprechend dem Zahlenwert 2 ⁴ hinzugefügt, so kann die Codiereinrichtung um 16 Eingänge erweitert werden. Mit zwei weiteren Ausgängen erreicht man bereits 63 Eingänge.

Fig. 3 zeigt ein mit einem binär codierten Drucksignal pneumatisch ansteuerbares 2/2-Wegeventil 20, das unter anderem zur Steuerung des Farbwechsels in einer automatisch arbeitenden Lackieranlage eingesetzt werden kann. Das Wege­ ventil 20 weist ein Gehäuse 21 mit einer zylindrischen Ven­ tilbohrung 22 auf, in dem ein Ventilkolben 23 gegen die Kraft einer Rückstellfeder 24 in Längsrichtung bewegbar angeordnet ist. In die Ventilbohrung 22 münden radial auf entgegengesetzten Seiten eine Eingangsbohrung 25 und eine Ausgangsbohrung 26, die durch den Ventilkolben 23 in seiner dargestellten Sperrstellung voneinander getrennt sind und durch eine in dem Ventilkolben 23 ausgebildete Ringnut 27 verbunden werden, wenn der Ventilkolben 23 nach links in eine Durchgangsstellung bewegt wird. Zum Bewegen des Ven­ tilkolbens 23 ist in dem Gehäuse 21 eine Ringkammer 28 vor­ gesehen, die über eine Anschlußbohrung 29 mit Arbeitsluft beaufschlagbar ist. An seinem der Rückstellfeder 24 entge­ gengesetzten Ende weist der Ventilkolben 23 einen Stößel 30 mit drei im Abstand voneinander angeordneten schlitzförmi­ gen Ausnehmungen 31, 32, 33 auf. Den Ausnehmungen liegen im Gehäuse 21 Bohrungen gegenüber, in die pneumatisch betätig­ bare Sperren 34, 35, 36 eingesetzt sind. Die Sperren 34, 35 greifen in ihrer Grundstellung bei Atmosphärendruck nicht in die Ausnehmungen 31, 32 ein und werden durch Beaufschla­ gung mit einem höheren Druck in die Sperrstellung bewegt. Die Sperre 36 sperrt in ihrer Grundstellung bei Atmosphä­ rendruck durch Eingreifen in die Ausnehmung 33 den Stößel 30 und wird durch Beaufschlagung mit einem höheren Druck in eine Stellung bewegt, in der sie den Stößel 30 freigibt.

Die Festlegung des binären Codes, bei welchem das Wegeven­ til 20 in seine Offenstellung steuerbar sein soll, erfolgt durch die Wahl der Sperren 34, 35, 36, denen über drei getrennte Übertragungsleitungen die binär codierten Druck­ signale zugeführt werden. Je nachdem, welche Steuercharak­ teristik die einzelnen Sperren haben, werden für die Frei­ gabe des Stößels 30 andere Signalzustände benötigt. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel wird der Stößel 30 nur freigegeben, wenn an den Sperren 34 und 35 der Signalwert 0 und an der Sperre 36 der Signalwert 1 anliegt. Nimmt man an, daß die an die Sperre 36 angeschlossene Übertragungs­ leitung dem binären Zahlenwert 2 ² zugeordnet ist, so würde also das Wegeventil 20 durch ein dem numerischen Eingang E4 zugeführtes Drucksignal freigeschaltet. Bei jedem anderen binären Drucksignal, das mit drei Leitungen übertragen wer­ den kann, ist entweder an der Sperre 36 der Signalwert 0, die Sperre wird also nicht gelöst, oder der Signalwert 1 liegt gleichzeitig an der Sperre 36 und an einer oder bei­ den Sperren 34, 35 an, so daß gleichzeitig mit dem Lösen der Sperre 36 die Sperren 34 und/oder 35 schließen und den Stößel 30 festhalten. Mit der gezeigten Zahl von drei Sper­ ren, können insgesamt acht voneinander abweichende Schaltzustände erreicht werden. Es können daher acht derar­ tige Wegeventile angesteuert werden. Mit jeder Erhöhung der Zahl der Sperren an den Wegeventilen um 1 verdoppelt sich die Zahl der Wegeventile, die mit binär codierten Signalen über die gleichen Leitungen angesteuert werden können.

Fig. 4 zeigt eine mögliche Ausgestaltung der Sperre 36. Die Sperre 36 besteht aus einem pneumatisch betätigbaren Hubzylinder mit einem aus zwei topfförmigen, teleskopartig ineinandergreifenden Teilen 37, 38 gebildeten Gehäuse 39 und einem in dem inneren Gehäuseteil 37 angeordneten Kolben 40, der den von dem Gehäuse 39 umschlossenen Hohlraum in zwei Kammern 41, 42 unterteilt. Die Kammer 41 ist über einen das Gehäuseteil 37 durchdringenden Verbindungskanal 43 an einen im Gehäuseteil 38 ausgebildeten Anschlußkanal 44 für die Zuführung von Arbeitsluft angeschlossen. Ein zweiter, das Gehäuseteil 37 durchdringender Verbindungska­ nal 45 ist über eine Ringnut 50 in der Mantelfläche des Gehäuseteils 38 mit einem Entlüftungskanal 51 verbunden. In den Kammern 41, 42 befinden sich Druckfedern 46, 47, die den Kolben 40 in einer Ruhestellung halten. An den beiden Stirnseiten des Kolbens 40 sind aus dem Gehäuse 39 heraus­ ragende Stifte 48, 49 angebracht. Der Stift 48 dient als Sperrstift, der dazu bestimmt ist in die Ausnehmung 33 des Stößels 30 einzugreifen. Beide Stifte 48, 49 eignen sich auch als Indikator für den Sperrentyp. Wird die Kammer 41 mit Druck beaufschlagt, so wird der Stift 48 in das Gehäuse zurückgezogen und gibt dadurch den Stößel 30 frei.

Fig. 5 zeigt eine mögliche Ausgestaltung der Sperre 34, die mit der Sperre 35 übereinstimmt. Die Sperre 34 besteht aus Vereinfachungsgründen aus den gleichen Bauteilen wie die in Fig. 4 gezeigte Sperre 36 und unterscheidet sich von dieser lediglich durch die Lage, in der die Gehäuse­ teile 37, 38 miteinander verbunden sind. Bei der Sperre 34 ragt das Gehäuseteil 37 nur soweit in das Gehäuseteil 38 hinein, daß die Länge des Gehäuses 39 gleich der Gesamt­ länge der aus dem Kolben 40 und den Stiften 48, 49 gebil­ deten Einheit ist. Die Stifte 48, 49 ragen daher in der Grundstellung nicht aus dem Gehäuse 39 heraus. Der Anschlußkanal 44 ist bei dieser Ausführung mit dem Verbin­ dungskanal 45 verbunden, so daß die Arbeitsluft der Kammer 42 zugeführt wird. Von dem Entlüftungskanal 51 ist die Kam­ mer 42 getrennt und die Kammer 41 ist über eine Ringnut 52 an einen Entlüftungskanal 53 angeschlossen. Durch Druckbe­ aufschlagung der Kammer 42 über den Anschluß 44 kann der Stift 48 aus dem Gehäuse 39 herausgedrückt werden, um zum Sperren des Stößels 30 in die Ausnehmung 31 im Stößel 30 einzudringen.

Fig. 6 zeigt ein Anwendungsbeispiel für das erfindungsge­ mäße Verfahren und die beschriebenen Einrichtungen zu sei­ ner Durchführung. In der oberen Hälfte von Fig. 6 ist ein bekannter Aufbau einer elektropneumatischen Steuereinrich­ tung zur Steuerung der 64 Ventile eines Farbwechslers gezeigt. Eine elektronische Steuereinrichtung SPS zur Aus­ gabe von 64 elektrischen Ausgangssignalen ist über 64 elek­ trische Leitungen mit 64 Magnetventilen eines elektropneu­ matischen Wandlers W verbunden. Von den Wegeventilen führen 64 Schlauch- oder Rohrleitungen in einen explosionsgefähr­ deten Bereich, in dem sich ein Farbwechsler mit 64 Farb­ wechselventilen befindet, die jeweils an eine Leitung ange­ schlossen sind.

Die untere Hälfte von Fig. 6 zeigt eine erfindungsgemäße Lösung für den gleichen Anwendungsfall. Außerhalb des explosionsgefährdeten Bereichs wird unmittelbar an den elektropneumatischen Wandler W eine pneumatische Binärco­ diereinrichtung BC in der Ausführung gemäß Fig. 2 ange­ schlossen. Von der Binärcodiereinrichtung BC führen sechs Übertragungsleitungen für binärcodierte Signale und par­ allel dazu eine Übertragungsleitung für Schaltluft zu einer in dem explosionsgefährdeten Bereich angeordneten pneumati­ schen Decodierungseinrichtung DC, in der in Fig. 1 gezeig­ ten auf 63 Ventile erweiterten Ausführung. Die Deco­ dierungseinrichtung hat 64 Ausgänge an die jeweils ein Ven­ til des Farbwechslers angeschlossen ist. Durch die erfin­ dungsgemäße Gestaltung der Signalübertragung werden auf der Übertragungsstrecke von dem normalen in den explosionsge­ fährdeten Bereich 57 Übertragungsleitungen eingespart. Hierdurch werden der Bauaufwand, der Montageaufwand und die Zeiten für Montage und Inbetriebnahme so erheblich redu­ ziert, daß trotz der zusätzlichen Kosten für die Binärco­ dier- und Decodiereinrichtung ein deutlicher Kostenvorteil erreicht werden kann.

Eine weitere Vereinfachung und Verbilligung kann durch den Einsatz einer elektrischen Systemsteuerung SPS erreicht werden, die binär codierte elektrische Ausgangssignale zur Verfügung stellt. In diesem Fall kann, wie in Fig. 7 gezeigt, der elektropneumatische Wandler auf einen Umfang von sieben Magnetventilen verkleinert werden und die pneu­ matische Binärcodiereinrichtung entfallen. Bei dem in Fig. 7 gezeigten Anwendungsbeispiel wurde darüber hinaus die pneumatische Decodiereinrichtung durch die Verwendung von Farbwechselventilen entbehrlich, die wie das Ausführungs­ beispiel gemäß Fig. 3 mit einem binär codierten Drucksi­ gnal angesteuert werden können.

Claims (12)

1. Verfahren zur Fernsteuerung einer Mehrzahl von einzeln ansteuerbaren Aktoren durch Übertragung von den einzel­ nen Aktoren zugeordneten Drucksignalen mit Hilfe eines gasförmigen oder flüssigen Druckmittels in als Schlauch- oder Rohrleitungen ausgebildeten Übertra­ gungsleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Druck­ signale den einzelnen Aktoren numerisch zugeordnet wer­ den und ihre Zuordnung in binär codierter Form übertra­ gen wird, indem je nach Ordnungszahl eines angesteuer­ ten Aktors gleichzeitig zwei oder mehrere Übertragungs­ leitungen die numerische Zuordnung und die Steuerung des Aktors bestimmende Drucksignale übertragen und daß den Aktoren eine Steuereinrichtung als Decodiereinrich­ tung zugeordnet ist, die die ankommenden, binär codier­ ten Drucksignale entschlüsselt und die steuernden Drucksignale dem angesteuerten Aktor zuleitet.

2. Steuereinrichtung für gasförmige oder flüssige Druck­ mittel mit wenigstens zwei zwischen einem Eingang und mehreren Ausgängen angeordneten Gruppen von druckge­ steuerten Ventilen, die zwei Schaltstellungen einnehmen können und in jeder der beiden möglichen Schaltstellun­ gen einen anderen von zwei Ventilausgängen mit einem Ventileingang verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilausgänge der Ventile einer ersten Gruppe je­ weils an einen Ventileingang eines gesonderten Ventils einer zweiten Gruppe von Ventilen angeschlossen sind, die Ventile jeder Gruppe jeweils über eine gemeinsame Steuerleitung zur Übertragung von Drucksignalen ansteu­ erbar sind und die Steuerleitung der einzelnen Gruppen voneinander getrennt sind.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß den Steuerleitungen ein Wandler vorgeschaltet ist, der binär codierte elektrische Ausgangssignale in entsprechende pneumatische oder hydraulische Signale umwandelt.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Wandler aus mehreren elektromagnetisch betätigbaren Wegeventilen gebildet ist, die unabhängig voneinander ansteuerbar sind und jeweils eine Steuer­ leitung mit einer Druckquelle oder einem unter Atmo­ sphärendruck stehenden Raum verbinden.

5. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß den Steuerleitungen der Steuereinrichtung eine Binärcodiereinrichtung für gas­ förmige oder flüssige Druckmittel vorgeschaltet ist, die eine Anzahl numerisch geordneten Signaleingängen aufgegebene Drucksignale in binär codierte Drucksignale an mit den Steuerleitungen verbundenen Ausgängen umwan­ delt.

6. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Binärcodiereinrichtung eine numerisch geordnete Zahl von Signaleingängen auf­ weist, von denen die Signaleingänge, deren Ordnungszahl 1 oder eine ganzzahlige Potenz der Basis 2 ist, jeweils durch eine Verbindungsleitung mit einem Signalausgang verbunden sind und daß die übrigen Signaleingänge jeweils über ein Rückschlagventil an diejenigen der Verbindungsleitungen angeschlossen sind, deren Ord­ nungszahlen in der Summe die Ordnungszahl des jeweils angeschlossenen Signaleingangs ergeben.

7. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in die Aktoren eine Ein­ richtung zur Decodierung des binären, die Zuordnung bestimmenden Drucksignals integriert ist.

8. Steuereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Aktor eine durch Beauf­ schlagung mit einem gasförmigen oder flüssigen Druck­ mittel bewegbare Wand aufweist, die eine an eine Über­ tragungsleitung zur Fernsteuerung anschließbare Kammer begrenzt, wobei die bewegbare Wand durch zwei oder meh­ rere Sperren in einer Stellung festhaltbar ist und die Sperren unabhängig voneinander durch Beaufschlagung mit einem Druckmittel in eine Sperrstellung, in der sie die bewegbare Wand festhalten, oder in eine Lösestellung steuerbar sind, in der sie die bewegbare Wand freige­ ben.

9. Steuereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß der Aktor zwei unterschiedlich ausgelegte Sperren hat, eine Sperre, die bei Druck die Sperrstel­ lung und eine Sperre, die Lösestellung einnimmt.

10. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegbare Wand einen in einem Gehäuse längsverschieblichen Stößel aufweist, der im Abstand voneinander mehrere Ausnehmungen hat, in die in einer Stellung des Stößels quer zur Längsachse des Stößels bewegbare Sperrstifte einsteckbar sind.

11. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperre aus einem Hubzy­ linder mit einem Gehäuse und einem gegen die Kraft einer Rückstellfeder in diesem bewegbar angeordneten Kolben besteht, der einen in einer Betriebsstellung des Kolbens aus dem Hubzylinder herausragenden Sperrstift trägt.

12. Steuereinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse des Hubzylinders aus zwei teleskopartig ineinander steckbaren Gehäuseteilen gebildet ist, wobei das innere Gehäuseteil die Zylin­ derbohrung für den Kolben bildet und zwei Verbin­ dungskanäle aufweist, die im Abstand voneinander die Wand des inneren Gehäuseteils radial durchdringen und daß das äußere Gehäuseteil in zwei unterschiedlichen Stellungen mit dem inneren Gehäuseteil verbindbar ist und einen Anschlußkanal hat, der in jeder der beiden Stellungen mit einem anderen der Verbindungkanäle ver­ bunden ist.