DE3215054A1 - System zur verteilung von pneumatischen steuersignalen auf elektrischem weg - Google Patents
System zur verteilung von pneumatischen steuersignalen auf elektrischem wegInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein System zur Verteilung von pneumatischen
Signalen auf elektrischem Weg, das einerseits aus einer Vielzahl von Sockeln besteht, die mit ihren
einander entgegengesetzten und zueinander parallelen Seitenflächen längs einer Längsrichtung aneinandergekoppelt
sind und deren jeder mindestens einen sich in Längsrichtung erstreckenden Kanalabschnitt zur Versorgung
mit Druckfluid, der sich zwischen seitlichen Kopplungsflächen erstreckt und mit den entsprechenden Kanalabschnitten
der benachbarten Sockeln verbunden ist, eine Verbindungsfläche, die mindestens zwei öffnungen aufweist,
die mit dem Kanalabschnitt bzw. mit mindestens einem pneumatischen Ausgangsanschluß verbunden sind, der sich in einem
Bereich des Sockels befindet und zur Speisung eines Verbrauchergeräts dient, und eine der Verbindungsfläche
entgegengesetzte Befestigungsfläche besitzt, und andererseits
aus einer Vielzahl von Magnetventilen, mit jeweils einem Steuerelektromagnet, der eine mit zwei elektrischen
Anschlüssen versehene Spule, einen beweglichen Anker und ein Ventil besitzt, das durch den Anker betätigt wird, um
eine Ausgangsöffnung entweder mit einer Drucköffnung oder mit einer Auslaßöffnung zu verbinden, wobei mindestens
die Ausgangsöffnung und die Drucköffnung auf einer Anlagefläche des Magnetventils vorgesehen sind, während
die Sockel durch Befestigungseinrichtungen an einem Träger befestigt sind und die Magnetventile jeweils mit den
Sockeln durch Verbindungseinrichtungen so verbunden sind, daß die Öffnungen der Sockel und der Magnetventile zusammenwirken
.
Es sind bereits Vorrichtungen zur Verteilung von Leistungsdruckluft bekannt, die diesen Aufbau haben. Diese Systeme
werden im allgemeinen dazu benutzt, um mit Hilfe von pneumatischen Verteilern Verbrauchern, wie Kolben-Zylinder-Ein-
heiten, große Fluidmengen zu liefern. Bei diesen Systemen
steuern Magnetventile direkt oder indirekt Verteilerschieber, die sich, in Bohrungen großer Abmessungen bewegen.
Ihre Abmessungen sind somit selbst sehr groß und ihr Einsatz erfordert außerdem, daß diese Systeme in unmittelbarer Nähe der Geräte angeordnet werden, die sie speisen
sollen. Dies ist zur Verringerung der Druckverluste erforderlich.
Die elektrischen Organe des Magnetventils befinden sich also selten in einer Umgebung, die für sie wünschenswert
wäre. Außerdem stellt der elektrische Kabelverlauf schwierige Probleme hinsichtlich der Verlegung, des Schutzes und
der Identifizierung. Dies wird noch bei Reparatur- und Einstellungsarbeiten erschwert, die häufig Personal mit
verschiedenen Qualifikationen erfordern.
Ferner ist es bei diesen bekannten Anlagen im allgemeinen nicht möglich, irgendeine elektrische Kombination der Steuersignale
herzustellen. Schon der einfache Versuch, örtlich zwei Magnetventile parallelzuschalten, um eine gleichzeitige
Steuerung durchzuführen, scheitert beispielsweise dadurch, daß die Spulenanschlüsse der Magnetventile durch elektrische
Kabel gespeist werden, die Stopfbuchsen durchqueren, was jede Zusammenschaltung unmöglich macht.
Die Steuerung dieser Magnetventile im Rahmen einer logischen Steuergleichung erfordert also, daß entweder örtlich elektrische
Anschlußkästen benutzt werden, wobei man den Nachteil der ungünstigen Umgebung hat, oder daß systematisch
für jedes Magnetventil (und häufig sind pro Verteiler zwei Magnetventile vorgesehen) zwei Leiter benutzt werden, die
bis zu dem Steuerschrank geführt werden müssen, in welchem die Steuerbefehle und -signale hergestellt und kombiniert
werden.
Wenn die Grenzen in der Anwendung vollpneumatischer Automatiksysteme
erreicht sind, wenn also beispielsweise äußerst umfangreiche oder komplexe Anlagen gesteuert
werden sollen oder wenn es sich um Anlagen handelt, in denen die elektrischen oder elektronischen Fühler unersetzlich
"sind, wenn die Komplexität der Steuerlogik den Einsatz der Elektronik erfordert, müssen "elektropneumatische"Mischsysteme
zur automatischen Steuerung benutzt werden, da mit den bekannten und oben beschriebenen Systemen
das gestellte Problem infolge der Unvereinbarkeit der von ihnen auszuführenden Funktionen nicht gelöst werden
kann.
Außerdem sind bei einem Austausch eines ausgefallenen Magnetventils
Ausbauarbeiten erforderlich und müssen elektrische Verbindungen gelöst werden, was einen beträchtlichen
Zeitaufwand erfordert.
Es sind bereits elektropneumatisch^ Verteilungssysteme für
die Verteilung von Signalen oder zur direkten Steuerung von kleinen Kolben-Zylinder-Einheiten bekannt, die eine
Vielzahl von aneinanderbaubaren Sockeln besitzen, deren 3eder mit durchgehenden Kanalabschnitten und einem pneumatischen
Steuerausgang versehen sind und die so ausgebildet sind, daß sie jeweils ein Magnetventil aufnehmen können,
das lösbar an ihnen befestigt ist. Diese Magnetventile, die jeweils einen Elektromagnet und ein Ventil enthalten,
besitzen im allgemeinen Anschlüsse, die einen abnehmbaren Verbinder aufnehmen können.
Bei diesem System ist zwar die für den Austausch eines ausgefallenen
Magnetventils erforderliche Zeit beträchtlich verringert, aber die Unmöglichkeit von Zusammenschließungen
bleibt bestehen. Außerdem sind der Zeitaufwand für die Verkabelung der Verbinder sowie ihre Kosten im Vergleich zu
den Kosten der übrigen Elemente des Systems übermäßig
hoch, während die Betriebssicherheit durch Arbeiten beeinträchtigt werden kann, bei denen die zu den Verbindern
führenden Leiter verlegt werden müssen.
Ziel der Erfindung ist es, automatische elektropneumatxsche Steuereinrichtungen zu schaffen, die in den obengenannten
Fällen in einem Verteilungssystem benutzt werden können und die nicht nur einen homogenen Aufbau, durch den sie gegen
die störenden Einflüsse durch die Umgebung geschützt sind, sondern auch geringe Abmessungen besitzen, so daß sie in
Schränke eingebaut werden können, wie sie für elektrische und elektronische Einrichtungen üblich sind, wobei ihr
elektrischer Anschluß sehr anpassungsfähig und betriebssicher ist und unter geringen Kosten hergestellt werden
kann.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Verbindungsfläche
einen ersten Bereich, der die Öffnungen enthält, und einen zweiten, den ersten benachbarten Bereich
besitzt, der Anschlußorgane enthält, die direkt mit den Anschlüssen der Spule zusammenwirken können, wenn
das Hagnetventil mit dem Sockel verbunden ist, und daß der Sockel in einer ersten Zone, die einer zweiten, die pneumatischen
Anschlüsse aufnehmenden Zone entgegengesetzt ist, mindestens ein elektrisches Anschlußelement aufweist, das
in einer bleibenden elektrischen Verbindung mit einem ersten Anschlußorgan ist und mindestens einen äußeren
elektrischen Einzelleiter aufnehmen kann, an welchem elektrische Steuersignale auftreten, während das zweite
Anschlußorgan elektrisch mit einem leitenden Teil verbunden ist, an welches eine ständige Spannung angelegt ist
und das so ausgebildet ist, daß es direkt oder indirekt mit mindestens einem zweiten, entsprechend ausgebildeten
leitenden Teil, das zu einem anderen Sockel gehört, ver-
KJ L·. . ^ J O 4
bunden werden kann, um diesem die ständige Spannung zuzuführen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels,
■wobei auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird. Eg zeigen:
Fig. 1a und Ib schematische Darstellungen von zwei bekannten
elektropneumatischen Anlagen,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer elektropneumatischen Anlage mit dem erfindungsgemäßen System,
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines elektropneumatischen
Verteilungssystems, das aus mehreren, in
einer Längsachse XX1 zusammengefügten Moduln besteht, von denen die beiden ersten ohne Magnetventil
dargestellt sind,
Fig. 4 einen Schnitt durch einen Modulsockel in einer zur
Achse XX1 senkrechten Ebene HR1,
Fig. 5 einen Schnitt durch ein Modul-Magnetventil in einer
zur Achse XX1 senkrechten Ebene SS1,
Fig. 6 eine Seitenansicht eines Magnetventils, Fig. 7 eine Seitenansicht eines Sockels,
Fig. 8 eine Draufsicht auf den Sockel im Fall einer ersten elektrischen Anschlußart, wobei der Sockel in einer
zur unteren Befestigungsfläche des Sockels parallelen
Ebene TT1 geschnitten ist,
Fig. 9 eine Seitenansicht und einen Schnitt durch den
Sockel in der Ebene W von Fig. 8,
Fig. 10 eine Draufsicht auf ein System mit zusammengebauten
Sockeln unter Verwendung einer zweiten elektrischen Anschlußart,
Fig. 11 und 12 Draufsichten auf ein System von zusammengebauten Sockeln unter Verwendung einer dritten
elektrischen Anschlußart,
Fig. 13 eine perspektivische Darstellung eines einzelnen
Sockels unter Verwendung einer dritten elektrischen Anschlußart und
Fig. 14a und 14b Ausführungsformen eines Magnetventils und eines Modulsockels, die die Abfuhr der in der
Spule auftretenden Wärme begünstigt.
In Fig. 1a, die schematisch eine bekannte Einrichtung zeigt, werden in einem Steuerschrank 1 elektrische Steuersignale S.
Sp, S, erzeugt, die an einer elektrischen Anschlußtafel bzw.
-leiste 30 auftreten, die ebensoviel Anschlußpaare 2,3,4-... besitzt, wie Signale zu übermitteln sind.
Die pneumatische Leistungsanlage 5 besitzt eine Vielzahl
von Verteilern 6,7,8,9···» die aneinandergefügt sind und mit einem durchgehenden Kanal zur Versorgung mit Leistungsfluid
unter einem Druck P und im allgemeinen mit einem durchgehenden Sammel-Auslaßkanal E verbunden sind.
Jeder Verteiler besitzt einen Verteilersockel, auf welchem
mindestens ein und im allgemeinen zwei Magnetventile 10,11 bzw. 12, 13 bzw. 14,15 usw. befestigt sind, denen Rohrstutzen
16,17,18,19 zugeordnet sind, die zu Kolben-Zylinder-Einheiten 22,23 usw. führen.
- -·-■ o2 , ο Jd4
Elektrische Kabel 25-26, 27-28, usw. mit jeweils zwei Leitern
sind mit jedem Paar von Magnetventilen eines Sockels verbunden und führen diesen die entsprechenden elektrischen
Signale zu.
Im rechten Bereich von Fig. 1a wird eine örtliche Anschlußdose
31 benutzt, um beispielsweise die gleichzeitige Erregung
der beiden Hagnetventile 10 und 11 über ein Kabel 20 zu erreichen und um zu vermeiden, daß ihre Versorgungskabel
32, 33 bis zu dem Schrank 1 geführt werden müssen. Dies veranschaulicht deutlich die oben erwähnten Nachteile.
Fig. 1b zeigt ein zweites bekanntes System, bei dem Organe Kit vergleichbaren Funktionen dieselben, jedoch mit einen.
Strich versehenen Bezugszahlen haben.
In einem Schrank 11, in dem elektrische Steuereinrichtungen
zusammengefaßt sind, ist eine Anschlußtafel 30' mit Anschlußpaaren
21, 31, 4·' vorgesehen, die mit Leiterpaaren 25', 26',
27', 28' verbunden sind.
Diese Leiter speisen Magnetventile 10'·, 11', 12', 13', die
auf miteinander verbindbaren Sockeln 34-* 35» 36, 37 befestigt
sind. Jedes Magnetventil ist an die entsprechenden Leiter über Steckverbindungen 24· angeschlossen.
Ein Bündel 21 von Schläuchen 29 führt von den pneumatischen Steuerausgängen zu einer Anlage 5'» die Leistungsverteiler
6', 71, 8f, 9' besitzt.
Diese Ausführungsform macht also die oben erwähnten Schwierigkeiten
bei der Verkabelung deutlich.
In Fig. 2, die schematisch eine Industrieanlage mit dem erfindungsgemäßen System zur Verteilung von pneumatischen
j ζ ι ο j ο
SteuerSignalen zeigt, werden in einem Steuerschrank 40
auf elektrischem oder elektronischem Weg (T,., T„, T,)
elektrische Steuersignale t., t2, t, hergestellt, die
an die Eingangsanschlüsse 42 einer Einheit 41 von stabförmigen
elektropneumatisehen Modulelementen 43 angelegt
werden, die miteinander verbunden sind und ähnlich wie die Anschlüsse einer elektrischen Anschlußtafel bzw. Leiste
auf einer genormten Profilschiene 50 befestigt sind. Ein
äußeres Signal t^,, das beispielsweise von einem elektrischen
Fühler oder Unterbrecher B geliefert wird, kann ebenfalls direkt an einen Eingangsanschluß 4? angelegt werden.
Jedes stabförmige elektropneumatisehe Modulelement besitzt
eine Stärke e, die in der Längsrichtung XX', in welcher die Modulelemente zusammengesetzt werden, gemessen wird. Diese
Stärke e ist klein und erreicht beispielsweise eine Abmessung von etwa 17,5 mm, was einem in der Elektrotechnik
häufig benutzten Maß entspricht.
Abgesehen von den Eingangsanschlüssen 42 besitzt jeder Modul noch einen pneumatischen Anschluß 44 mit relativ
geringem Querschnitt, der mit einem Schlauch 45 verbunden
ist, welcher aus dem Schrank herausgeführt ist und pneumatische Ausgangssignale einer pneumatischen Leistungsanlage 46 liefert, deren Verteiler pneumatisch gesteuert
werden. Diese Verteiler sind monostabil oder bistabil.
Eine den Moduln gemeinsame Luftquelle unter dem Druck P sowie ein Auslaßkanal E führen über zu XX1 parallele,
durchgehende Kanäle zu jedem Modul und speisen dieses' mit Pluid bzw. entleeren den unaktiv gewordenen Modul.
Eine innere Stromspeisung A mit zwei Polen oder Phasen a^, &2 speist einerseits direkt bei 49 die Einheit der
Moduln und andererseits nach einer entsprechenden logischen Behandlung die Eingangsanschlüsse 42.
3215354
Gegebenenfalls kann auch der äußere Fühler B durch diese Stromversorgung gespeist werden. Sämtliche Bauelemente des
Systems, die elektrischer Natur sind und elektrische Funktionen haben, sind also im Inneren eines gemeinsamen
Schrankes zusammengefaßt und nur pneumatische Ausgangssignale,
die der Natur der pneumatischen Leistungsanlage, für die sie bestimmt sind, entsprechen und die
somit nur ein Wartungspersonal mit einer einzigen Qualifikation erfordern, werden in einem Schlauchbündel 48 zu
der pneumatischen Anlage 46 geführt.
Eine logische Gleichung, die die pneumatische Leistungsanlage erfüllen soll, kann also auf sehr einfache Weise im
Inneren des Schrankes und mit üblichen elektrischen Verbin-Gungsmitteln hergestellt und geändert werden.
Jeder elektropneumatische Modul 43 besitzt, wie im Nachstehenden
noch erläutert wird, einen feststehenden Sockel, auf dem der Eingangsanschluß 42 vorgesehen ist und ein abnehmbares
Magnetventil 38, das Anschlüsse besitzt, mit denen es an dem Sockel so eingesteckt werden kann, daß es
an ihm befestigt ist und mit ihm elektrisch verbunden ist.
Ein Element oder Modul 43 des Systems 41 zur Verteilung
von pneumatischen Signalen mit der oben beschriebenen Punktion ist in Fig. 3 deutlicher dargestellt. Fig. 3
zeigt eine genormte Ketallprofilschiene 50, die in dem
Schrank befestigt ist und zwei parallele Schenkel derselben Höhe besitzt, deren Ränder in einem Abstand von
35 Em voneinander angeordnet sind. Eine derartige Profilschiene
ist in der Elektrotechnik gebräuchlich. Sie dient als Träger für eine "Vielzahl von elektropneumatischen 'Verteilermoduln
51» 51'» 51"···ι die aneinandergefügt sind.
2 15 3 5 4
Jeder Modul besteht hauptsächlich, wie Fig. 4 bis 7 zeigen,
aus einem Sockel 52 und einem Magnetventil 53- Dieses besitzt
auf bekannte Weise einen Elektromagnet 5^- mit einer
Spule 55» vorzugsweise einem Joch 56 für die Rückleitung
des Flusses, einem beweglichen Anker oder Tauchkern 57 und
einer Übertragungsstange 58, die die Bewegungen des Kerns auf ein Ventil 59 überträgt.
Dieses Ventil, das je nach den gewünschten Kenngrößen verschiedene
Formen besitzen kann, ist als Beispiel in einer vereinfachten Form dargestellt, bei der es einen in einer
Kammer 61 beweglichen Ventilkörper 60 besitzt, der unter der Einwirkung einer Rückholfeder 61' ein Ende 62 eines
Druckkanals verschließt, der über eine an seinem anderen Ende vorgesehene Drucköffnung 63 ständig mit Druck gespeist
ist.
Zwei weitere Kanäle 64- und 65 münden in diese Kammer und
werden durch diese miteinander verbunden, wenn das Ventil in einem nicht erregten Zustand des Elektromagnets den
Druckkanal 62 verschließt. Wenn das Ventil durch den Tauchkern nach links bewegt wird, ist der Druckkanal 62 durch
die Kammer 61 mit dem Kanal 6A- verbunden, der den Ausgangskanal
bildet, der auf der der Kammer entgegengesetzten Seite eine öffnung 66 besitzt. In diesem Arbeitszustand des Ventils,
der einem erregten Zustand des Elektromagnets entspricht, ist der Kanal 65» der ein Auslaßkanal ist, durch den Ventilkörper
geschlossen.
Die beiden Öffnungen 63 und 66 befinden sich notwendigerweise
auf einer gemeinsamen ebenen Außenfläche 67 des Körpers 69 des Magnetventils, die eine mit einer anderen
Fläche zusammenwirkende Fläche bildet, während die Öffnung 68, die sich an dem der Kammer 61 entgegengesetzten
Ende des Auslaßkanals 65 befindet, entweder auch auf die-
z. ι j
ser Fläche 67 oder auf einer anderen Außenfläche vorgesehen
sein kann.
Ein schematisch dargestellter Druckstößel 70 kann in dem
Körper 69 des Magnetventils vorgesehen sein und in die Kammer 61 so eintreten, daß eine Bewegung des Ventilkörpers
unabhängig von dem Tauchkern bewirkt wird, wenn sein äußeres Ende 71 manuell in Richtung F betätigt wird. Die
Fläche, auf welcher sich das Ende 71 befindet, ist vorzugsweise
der Fläche 67 entgegengesetzt.
Diese Fläche 67 wird durch eine zweite Fläche 72 verlängert,
die mindestens zwei elektrisch isolierte Anschlüsse 73 > 7^ besitzt, die mit den beiden Enden der Wicklung der
Spule 55 verbunden sind. Diese beiden Anschlüsse können
gegebenenfalls durch einen dritten Anschluß 75 ergänzt werden, der dann mit einem Metallteil des Magnetventils
verbunden ist, das als Masse dient.
Dieses Magnetventil bildet eine abnehmbare Untereinheit mit einer geringen Breite d (vgl. Fig. 6) und kann mit
einem oben beschriebenen Sockel beispielsweise durch eine Schraube 76 verbunden werden, die vorzugsweise in einem
Eereich 77 des Körpers angeordnet ist, die den Ventilkörper,
die Kammer und den Druckstößel enthält.
Diese abnehmbare Untereinheit 53 erfüllt die aktiven Funktionen des Moduls, während der Sockel 52 die passiven
Funktionen des elektrischen Anschlusses und der pneumatischen Übertragung übernimmt.
Dieser Sockel 52 (vgl. Fig. 4, 7 und 8) besitzt zwei einander
entgegengesetzte und zueinander parallele Seitenflächen, die KopplungsfIp"hen 80, 81 zur Koppelung mit
den entsprechenden Flächen der benachbarten Sockel bilden
:. :.-:"':' ·..■■-»- 3215354
deren gegenseitiger Abstand e gleich 17»5 mm beträgt
Eine untere Fläche oder Befestigungsfläche 82 besitzt Befestigungseinrichtungen,
beispielsweise eine Einrastung 83 und einen elastischen Haken 84, der die Befestigung des
Sockels an den parallelen und einander entgegengesetzten Abwinklungen 85, 86 der genormten Profilschiene 50 gestattet.
Kanalabschnitte 88 und 89, die von Speisefluid unter dem Druck P und von Auslaßfluid E durchflossen werden, durchqueren
parallel zur Längsachse XX1 den Körper 5 des
Sockels vollständig und münden an ihren einander entgegengesetzten Enden 90, 91 und 92, 93 an den seitlichen Kopplungsflächen
80, 81 aus.
Eine ebene Verbindungsfläche 94, die der Befestigungsfläche 82 entgegengesetzt ist und zu dieser im wesentlichen
parallel ist, besitzt einen ersten Bereich 95, der eine erste öffnung 96, die mit dem Kanalabschnitt 88
verbunden ist, und eine zweite öffnung 97 enthält, die über einen Kanal mit einem pneumatischen Anschluß 99 verbunden
ist, der sich in einer getrennten Zone 100 des Sockels befindet, die nicht auf der Verbindungsfläche
liegt. Beispielsweise ist der pneumatische Anschluß 99 an einem zur Fläche 94 senkrechten Ende 101 des Sockels
vorgesehen.
Gegebenenfalls, d.h. wenn das Magnetventil eine Auslaßöffnung
68 auf seiner Fläche 67 besitzt, ist eine dritte mit 89 verbundene öffnung 98 auf der Verbindungsfläche 94 vorgesehen,
und zwar in derselben Zone 95 wie die beiden anderen.
In einer anderen Zone 103» die der dem Bereich 95 benachbarten
Zone 100 entgegengesetzt ist, befindet sich mindestens ein elektrisches Anschlußelement 104. In einem
zweiten Bereich 105 der Fläche 94 zwischen 95 und 103 sind
mindestens zwei Durchgänge 102 und 109 vorgesehen, die zwei Anschlußorgane 106, 107 zugänglich machen, die sich
in Inneren des Körpers 87 des Sockels befinden und lösbar, d.h. durch Einstecken, durch Druck oder auf andere
Weise mit den Anschlüssen 731 7^· des Magnetventils zusammenwirken
können.
Bei dem in den Fig. 8 und 9 gezeigten Ausführungsbeispiel
ist im Inneren des Körpers 87 des Sockels ein durchgehendes, elektrisch leitendes Teil 108 vorgesehen, das sich
parallel zur Längsachse XX1 zwischen den Seitenflächen erstreckt, an denen es in lösbaren elektrischen Kopplungseinrichtungen 110, 111 endet, die beispielsweise wie
Steckstifte und Steckbuchsen ausgebildet sind oder dieselben Eigenschaften wie diese besitzen.
Die Anschlußorgane 106, 107 sind elektrisch einerseits mit dem elektrischen Anschlußelement 104 über 112 und andererseits
mit dem durchgehenden Teil 108 verbunden (vgl. auch Fig. 4).
Wenn eine Vielzahl von Sockeln mit ihren seitlichen Kopplungsflächen
miteinander gekoppelt sind, sind die Kanalabschnitte 88 und 89 pneumatisch dicht miteinander gekoppelt
und die durchgehenden Teile 108 sind elektrisch miteinander verbunden und bilden eine allen Sockeln gemeinsame
Stromversorgungseinrichtung.
Ein Eingangsanschlußblock 114 (Fig.3) besitzt Einrichtungen
115 zur Druckfluidversorgung und Abfuhreinrichtungen 116,
die einen gemeinsamen Auslaßausgang bilden. Dieser Anschlußblock hat die Funktion des pneumatischen Anschlusses (mit
Hilfe von nicht dargestellten inneren Kanälen, die pneumatisch mit den Kanalabschnitten des Sockels 52 gekoppelt
sind) und trägt gegebenenfalls zum Halt der Sockel auf der
Frofilschiene bei, an der er seinerseits befestigt ist.
Dieser Anschlußblock besitzt ferner mindestens einen elektrischen Anschluß 117» der über innere Leiter (in
der Figur nicht sichtbar) mit einer der elektrischen Koppl'ungseinrichtungen 111 verbunden ist, die sich an
einem Ende des durchgehenden Teils 108 befinden, das in dem Körper des Sockels 52 angeordnet ist.
Ein Endanschlußblock 118 befindet sich an dem dem Eingangsblock entgegengesetzten Ende des Sockelstapels. Er dient
zur Befestigung der Sockel, zum Schutz des letzten durchgehenden Teils der äußeren elektrischen Kontakte und zum
Verschließen der Leitungen P und E.
Die in dem ersten Bereich 105 vorgesehenen Anschlußorgane 106 und 107 und die in dem zweiten Bereich 95 des Sockels
52 vorgesehenen Öffnungen 96, 97 und 98 sind auf der Verbindungsfläche
94- so verteilt, daß die Anschlüsse 73» 7^
und die Öffnungen 63, 66, 68 des Magnetventils 53 mit
diesen Organen und Öffnungen zusammenwirken können, wenn die Anlagefläche 67 des Magnetventils mit der Verbindungsfläche 94 des Sockels verbunden ist und an dieser durch die
Befestigungsschraube 76 festgehalten wird.
Wenn an dem Magnetventil ein Erdungsanschluß 75 vorgesehen ist, ist in dem Sockel ein entsprechendes Anschlußorgan
121 vorgesehen, mit dem ein zweites zu XX1 paralleles, durchgehendes elektrisches Teil 122, das ähnlich wie das
Teil 108, 110, 111 ausgebildet ist, verbunden ist, um mit den entsprechenden Teilen der anderen Sockeln einen gemeinsamen
Erdungsleiter zu bilden (vgl. Fig. 8).
In diesem Fall besitzt der Anschlußblock 114 einen zusätzlichen elektrischen Anschluß 120 für die den Magnetventilen
gemeinsame Haupterdung (vgl. Fig. 3).
Bei der in Fig. 10 gezeigten abgewandelten Ausführungsform,
bei der Elemente mit gleichen Funktionen dieselben Bezugszahlen besitzen, enthält die Zone 103 des Sockels 152 ein
zweites elektrisches AnSchlußelement 123, das mit dem Anschlußorgan
107 ständig elektrisch verbunden ist. Diese Verbindung wird durch ein inneres leitendes Teil 113 hergestellt,
das mit dem Teil 112 vergleichbar ist. In diesem Fall kann ein Sockel und damit ein Magnetventil mit Hilfe
von zwei festen Leitern, die zu den Anschlußelementen 104 und 123 führen, gespeist werden.
Dieses zweite Anschlußelement 123, das von dem ersten Anschlußelement
104 ausreichend weit entfernt und isoliert ict, kann mit den entsprechenden zweiten Elementen anderer
Sockel beispielsweise durch Verbindungsleiter 125 (Fig. 10)
verbunden werden. Dieser Verbindungsleiter besitzt metallische, zueinander parallele Zähne 126, 127, 128, 129, die
in den Abstand e voneinander angeordnet sind und elektrisch
130,151,132 mit zweiten Anschluß element en /benachbarter Sockel 134-, 135,
136 elektrisch verbunden werden können.
Wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel besitzt dieser Verbindurjgsleiter 125 einen leitenden Teil 133, der sich
parallel zur Längsachse XX' erstreckt, der aber mit einem Fhasenleiter oder einem Pol einer Versorgungsquelle durch
ein besonderes Kabel 137 elektrisch verbunden ist, das beispielsweise an das zweite Anschlußelement I30 angeschlossen
ist.
Die Verwendung mehrerer Verbindungsleiter 125 zur Speisung
gewisser elektrischer Sockelgruppen gestattet die Abtrennung einer dieser Gruppen, ohne daß dies an den anderen
Gruppen ebenso vorgenommen werden muß, wenn ein Leiter 137 das ständige Potential einer Phase einem der Elemente 123,
130, 131 oder 132 zuführt.
Wenn diese Maßnahmen für eine selektive Abtrennung mancher
Sockel und Magnetventile jedoch nicht unbedingt erforderlich sind, kann auch, wie Fig. 11 und 12 zeigen, ein einziger
elektrischer Leiter, der sich parallel zur Richtung XX1 erstreckt, benutzt werden, und zwar beispielsweise
ein einfacher Draht 138 mit kreisförmigem Querschnitt,
der alle zweiten Anschlußelemente 123, 130, 131 >
132 mit einem der Pole oder einer der Phasen einer Stromquelle
verbindet.
Die ersten Anschlußelemente 104, 139, 140, 141 bilden die Eingänge des Verteilungssystems, die über die Kabel 142,
143, 144, 145 entweder elektrische Steuersignale T., T2»
T^, T^, die in dem Schrank durch eine geeignete Einrichtung
erzeugt werden, oder gegebenenfalls elektrische Signale
empfangen, die von äußeren Fühlern oder Sonden geliefert werden, die direkt Signale elektrischer Natur
liefern. Die Stromrückleitung erfolgt in dem Schrank über elektrische Verbindungen, die durch 138, 125 oder 113
zwischen den zweiten Anschlußelementen der Sockel oder zwischen den durchgehenden Leitern vorgesehen sind.
Wenn die ersten Anschlußelemente 104 Kontaktbereiche besitzen, die breit genug sind (vgl. Fig. 12), können mehrere
Leiter 146, 147 mit ihnen verbunden werden, so daß die Parallelschaltung und die gleichzeitige Erregung von
zwei Magnetventilen oder mehr, die den beiden Sockeln 152, 135 oder mehreren Sockeln zugeordnet sind, auf einfache
Weise durch ein und dasselbe Signal T^ erreicht werden.
Wenn eine relativ große Anzahl von derartigen Moduln zusammengebaut
sind, verursacht die Erwärmung der einzelnen Spulen vor allem angesichts des geringen Volumens,das mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung erreicht werden kann,
■-■-:- 3215334
eine Erhöhung der Gesamttemperatur, die die Lebensdauer
der Spulen beeinträchtigen kann.
Die Abfuhr der Värmeverluste der Magnetventile kann beträchtlich
verbessert werden, wenn die feststehenden Metallteile
des Elektromagnets, beispielsweise das Joch 56>
in engen Kontakt mit einer Metallmasse 146 des Körpers 69
eines Magnetventils 148 gebracht wird, in der die Kanäle 62, 64, 65 und die Kammer 61 vorgesehen sind(vgl. Fig.14a).
Eine noch wirksamere Wärmeabfuhr wird erreicht, wenn der zweite Bereich 95 eines Sockels 147, der sich in engem
Eontakt mit der Fläche 6? befindet, ebenfalls von einem
Ketallteil 149 getragen wird, das mit einem isolierenden Bereich 15O des Körpers 153 des Sockels fest verbunden ist
und in direktem Kontakt mit der Metallprofilschiene 50 ist
(Fig. 14b). Hierbei können diese Metallteile 146 und 149 gegebenenfalls auch zur Durchführung der Haupterdung der
Magnetventile dienen.
Die Teile I50, 151 der Körper 87, 89 des Sockels 147 und
des Magnetventils 148 bestehen stets aus isolierenden Stoffen, um die Befestigung und den Halt der einzelnen
Anschlußorgane 106, 107, Anschlußelemente 104, 123 und Anschlüsse 73» 7^ zu gewährleisten.
Um eine gute Isolierung der Anschlußelemente 104, 123 z
erreichen, können diese zweckmäßigerweise an dem Sockel in verschiedenen Höhen angeordnet werden (vgl. Fig. 13)
und durch isolierende Wände 154, 155» 156 voneinander
getrennt werden. In dem Isolierkörper des Sockels kann eine Nut 157 parallel zur Achse XX1 vorgesehen werden,
die einen gemeinsamen Leiter 138 schützt und ihn unter dem Kopf einer Klemmschraube 158 führt, die einen Teil
des Anschlußelements 123 bildet.
Ji. ι
Den Zonen 1OJ und 100, die an den einander entgegengesetzten
Enden 159 und 160 des Sockels vorgesehen sind, fallen unterschiedliche Funktionen des elektrischen
und des pneumatischen Anschlusses zu, so daß die Durchführung der Verkabelung der Zwischenverbindung, des Anschlusses
und der Überwachung sehr vereinfacht wird.
Die Zone 103 kann auch zur Aufnahme eines Identifizierungszeichens 161 und gegebenenfalls einer Kontrolleuchte 162
benutzt werden, die das Vorhandensein von Spannung oder Strom angibt und vorzugsweise eine Lumineszenzdiode enthält.
Diese Kontrolleuchte ist in der zur Fläche 82 senkrechten Richtung G sichtbar (Fig. 13). Diese Lumineszenzdiode
kann zweckmäßigerweise parallel zu einer Diodenserienschal tung geschaltet sein, um die Spannung an ihren
Anschlüssen zu stabilisieren, wenn zur Speisung verschiedener Magnetventilspulen verschiedene Spannungen benutzt
werden können.
Leerseite
Claims (9)
- Patentansprüchef 1 ·/ System zur Verteilung von pneumatischen Signalen auf elektrischem Weg, das einerseits aus einer Vielzahl von Sockeln besteht, die mit zueinander parallelen und einander entgegengesetzten Kopplungsflächen in einer Längsrichtung aneinandergekoppelt sind und deren jeder einen Kanalabschnitt zur Speisung mit in Längsrichtung fließendem Fluid, eine Verbindungsfläche mit mindestens zwei Öffnungen, die mit dem Kanalabschnitt bzw. mit einem pneumatischen Ausgangsanschluß zur Speisung eines Verbrauchergeräts verbunden sind, und eine der Verbindungsfläche entgegengesetzte Befestigungsfläche besitzt, und andererseitsaus einer Vielzahl von Magnetventilen mit jeweils einem Steuerelektromagnet, der eine mit zwei elektrischen Verbindungsanschlüssen versehene Spule, einen beweglichen Anker und ein Ventil besitzt , das durch den Anker betätigt wird, um eine Ausgangsöffnung entweder mit einer Drucköffnung oder mit einer Auslaßöffnung zu verbinden, wobei die Ausgangsöffnung und die Auslaßöffnung auf einer Anlagefläche vorgesehen sind, die mit der Verbindungsfläche gekoppelt und an dieser so befestigt ist, daß die Ausgangsöffnung und die Auslaßöffnung mit den Öffnungen in der Verbindungsfläche zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet , daß die öffnungen (96,97,98) sich in einem ersten Bereich (95) der Verbindungsfläche (9*0 des Sockels (52) befinden, daß ein zweiter Bereich (105) der Verbindungsfläche (94) Durchgänge (102, 109) besitzt, die Anschlußorgane (106, 107) zugänglich machen, die direkt mit den Anschlüssen (73, 74) der Spule (55) des Magnetventils (55) zusammenwirken können, wenn das Magnetventil mit dem Sockel gekoppelt ist, und daß der Sockel in einer ersten Zone (103), der einer zweiten, den Anschluß (99) aufnehmenden Zone (100) entgegengesetzt ist, mindestens ein elektrisches Anschlußelement (104) besitzt, das mit einem der Anschlußorgane (IO6) verbunden ist und mindestens einen elektrischen Leiter (142) aufnehmen kann, an welchem elektrische Steuersignale (t^j) auftreten, während ein zweites Anschlußorgan (107) elektrisch mit einem leitenden Teil (108 bzw. 123) verbunden ist, an welches eine ständige Spannung angelegt ist und das so ausgebildet ist, daß es direkt oder indirekt mit mindestens einem zweiten, entsprechend ausgebildeten leitenden Teil, das zu einem anderen Sockel gehört, verbunden werden kann, um diesem die ständige Spannung zuzuführen."■ *■""* 3 2 1 b j 5 —3—
- 2. Verteilungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das leitende Teil ein zweites Anschlußelement (123) ist, das ähnlich wie ein erstes Anschlußelement (104·) ausgebildet ist, das ein elektri sches Signal empfängt und sich in derselben Zone (103) befindet.
- 3. Verteilungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das leitende Teil (108) in dein Körper (87) des Sockels (52) parallel zur Längsachse (XX1) angeordnet ist und an den Seitenflächen (80,81) einander entgegengesetzte Enden (110, 111) besitzt, die mit den benachbarten Enden von ähnlich ausgebildeten leitenden Teilen, die zu benachbarten Sockeln gehören, zusammenwirken können.
- 4. Verteilungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Sockel (102) Einrichtungen, beispielsweise eine Hut (157) besitzt, die einen einzigen Längsleiter (138) unter einer Klemmeinrichtung (158) führen kann, die zu dem zweiten Anschlußelement (123) gehört.
- 5· Verteilungssystem nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein elektrisches Verbindungselement (125), das einen zur Längsachse parallelen, leitenden Teil (133) und zueinander parallele Zähne (126 ... 129) aufweist, die mit Anschlußelementen (123 ··· 132) zusammenwirken können, und das an die Anschlußelemente ein gemeinsames Potential anlegt.
- 6. Verteilungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Ventil (59) des Magnetventils (148) in einem metallischen Teil (146) des Körpers (69) des Magnetventils- ·..- : ■-■-'- 3215354angeordnet ist, das sich in einem guten thermischen Kontakt mit einem metallischen Teil (56) des Elektromagnets (54) befindet und die Anlagefläche (67) trägt.
- 7· Verteilungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel (147) eine Metallmasse besitzt, die die Verbindungsfläche (94·) aufweist.
- 8. Verteilungssystem nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet , daß die Metallmasse (149) mit einer aus Metall bestehenden Befestigungsprofilschiene (50)in Kontakt kommt.
- 9. Verteilungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Anschlußorgane (106, 107) zwischen dem ersten Bereich (95) und der ersten Zone (103) angeordnet sind, wobei die erste Zone (103) abgesehen von den elektrischen Anschlußelementen (104, 123) ein Identifizierungsetikett (Ιοί) und eine Kontrolleuchte (162) aufweist.
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