EP0909898B1 - Druckluftwartungseinheit - Google Patents

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EP0909898B1
EP0909898B1 EP98114404A EP98114404A EP0909898B1 EP 0909898 B1 EP0909898 B1 EP 0909898B1 EP 98114404 A EP98114404 A EP 98114404A EP 98114404 A EP98114404 A EP 98114404A EP 0909898 B1 EP0909898 B1 EP 0909898B1
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EP
European Patent Office
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compressed air
module
modules
air conditioner
bus
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EP98114404A
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EP0909898A2 (de
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Kurt Dr. Stoll
Michael Berner
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Festo SE and Co KG
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    • F15B21/04—Special measures taken in connection with the properties of the fluid
    • F15B21/048—Arrangements for compressed air preparation, e.g. comprising air driers, air condensers, filters, lubricators or pressure regulators

Definitions

  • the invention relates to a compressed air maintenance unit comprising several attachable to each other in any order, with module housings modules, such as pressure regulators, filters, Oiler or the like, there is one of these modules as Monitoring module designed for the other modules and electrical connected to them.
  • module housings modules such as pressure regulators, filters, Oiler or the like
  • An object of the present invention is to provide a Compressed air maintenance unit of the type mentioned at the beginning create, in which the individual modules in almost any Number and order can be attached to each other, without making adjustments to electrical connection lines necessary or faulty connections occur can.
  • the individual modules in any desired and desired Sequence and number can be strung together.
  • the bus line of the Bus system which excludes faulty connections, because all modules connected in parallel in the same way become.
  • An adjustment of lines is also not necessary as the bus line from module to module can continue regardless of the order of the modules.
  • a further module is connected, this becomes only connected to the direct neighboring module.
  • Direct connections to the monitoring module are available at the erdassf bus system according to the invention is not required.
  • everyone Extension only needs to add another piece of bus line all bus line sections are identical. On this way is faster and absolutely safer electrical Connection possible between the modules, whereby the bus line when changing the order of the Modules can remain unchanged and only one plugging is required.
  • the number of modules can therefore can also be expanded as required, whereby with a new module, that was not previously planned, just reprogramming the central unit may be required.
  • the modules including the Monitoring module with electrical connectors for Plug in the bus subscriber stations of all modules and connecting the central unit and bus line provided with corresponding mating connectors are equipped, the bus line in particular designed as a bus line or bus line strip is.
  • the separate housings are preferably at least the bus subscriber stations with these electrical Provide plug-in devices for plugging in the bus line. This also allows the bus line to be plugged in easily attached after mechanical assembly and at any time be replaced in whole or in part. Even with one Change the mechanical order of the modules or at The bus line can be expanded by additional modules immediately made functional again by simply plugging it in again become possible without any faulty connections would.
  • the separate housings are also useful with additional electrical plug devices for plug connections provided with actuators and / or sensors of the respective module.
  • An even more flexible and easy adjustment with regard to changes in the order and expansion of the module arrangement is achieved in that the bus line strip trained bus line consists of individual strip elements, each of which is the connector of two adjacent modules connects each other and each plug device for receiving of two mating devices of two in a row Last elements is formed.
  • the Strip elements expediently in the inserted state with one another interlocked to a mechanical and therefore also electrically to achieve a more stable arrangement.
  • the module housing at least each of the modules provided with bus subscriber stations on two opposite, on the mutual fastening sides adjacent sides for attachment and / or recording of components required for the respective module function and / or formed by cover elements.
  • This allows in principle all modules are based on the same module housing that such components are plugged in or in any other way be attached. So not only the electronic Components, but also the mechanical or pneumatic Components in a simple way to the same module housing plugged in or attached in some other way.
  • Those for the respective module functions are also advantageous necessary components at least partially electrical mating devices provided with actuators and / or sensors of this respective component are connected, where when attaching this component to a module housing Mating connector a connector with the additional Plug device of the separate housing attached to the module housing automatically creates. This eliminates work and assembly processes for separate connection of actuators and sensors with the bus subscriber stations.
  • Actuators controlled by the central unit via the bus system are, for example, valves and / or heating devices or controllable pressure or flow regulators.
  • the monitoring module expediently has a connection device and a corresponding interface for connection the central unit to an external bus system. This allows the functions and activities of the compressed air maintenance unit from outside, for example influenced by a central computer become. This can also perform additional monitoring functions take over, for example, all compressed air maintenance units monitor a plant or building centrally and / or control.
  • the monitoring module is included Provide display and control elements.
  • the monitoring module in a second preferred Embodiment a diagnostic and user interface for Connection of a display to a remote location and Have control device leading cable. hereby is a remote control or remote diagnosis in an advantageous manner feasible, especially since such compressed air maintenance units often difficult to access places are arranged where the reading of display elements and the actuation of control elements is relatively difficult to carry out.
  • the monitoring module is at a plug-in or assembly location of the monitoring module attachable, especially attachable or insertable Equipment element provided that as with the display and control elements equipped equipment and / or as with equipment equipped with the diagnostic and operating interface is trained. Different equipment elements or even cover elements can thus alternatively be attached to the plug or assembly location.
  • a serial bus system is particularly suitable as the bus system.
  • a compressed air maintenance unit is a monitoring module 10 with three further modules 11 to 13 in a row arrangement connected.
  • the module 11 is designed as a switching valve module and has a switching valve 20 to the supplied on the input side Let compressed air through in a manner not shown or to shut off.
  • the module 12 is a pressure regulator module trained to set a desired, predetermined pressure to be able to.
  • the partially cut shown and in two parts separated module 13 is designed as a filter module.
  • the four modules 10 to 13 can also be in a different order be connected with each other, with others in their Function known modules can be applied, such as a soft start module for controlled pressure build-up, an oiler module for defined oil addition or a flow meter module for measurement of air flow.
  • a soft start module for controlled pressure build-up
  • an oiler module for defined oil addition
  • a flow meter module for measurement of air flow.
  • Modules 10 to 13 essentially consist of one unit Module housing 15 to 18, the top and bottom open is, as is the case for example with the module housing shown in section 18 is recognizable.
  • the adjacent module housing 15 to 18 lie together with one side and are with only schematically illustrated fasteners 19 together connected.
  • Such fasteners 19 can for example dovetail guides with clamping or Screw pieces, screw connections, snap connections, clamp connections or connections according to the above State of the art.
  • An air duct, not shown runs across the interconnected module housing 15, 18, such that the air flow at the opposite Openings of the module housing 15 to 18 connected or inserted devices or by these is passed through.
  • the module housing 15 to 18 point to this on the mutual fastening sides connection openings, not shown on when assembling the module housing 15 to 18 are connected to each other in a sealing manner.
  • a switching valve 20 is arranged, to interrupt the passage of the flowing air to be able to.
  • the lower opening is closed by a cover 21.
  • a housing 22 at the bottom for electronic components attached while the top of the corresponding module housing 15 is closed. This can done by a closed module housing 15, so far deviates from the remaining module housings 16 to 18, or by a cover.
  • a display and control panel 23 At the front of the module housing 15 is a display and control panel 23 with a display 24 and Controls 25 plugged in or snapped into place. This display- and control panel 23 can be operated by operating a Unlocking element 26 are unlocked and removed. This is explained in more detail in connection with Figure 4.
  • the module housing is 17 closed at the bottom, while an adjustable one at the top Pressure regulator unit 27 is used. This has a rotary knob 28 to set the desired pressure. This can alternatively or additionally by the monitoring module 10 be controlled or regulated.
  • the upper opening of the module housing 18 by a cover, not shown closed, while from below a filter unit 29 is used to filter the air flowing through.
  • This filter unit 29 has an exemplary embodiment a bayonet lock 30 on by an opening lever 31 can be opened again, but there are also others here known fastening devices possible.
  • the compressed air maintenance unit serves two attachable to the wall Holding devices 32, which are not shown in detail Are connected to the compressed air maintenance unit, for example screwed or locked. These fixtures 32 also carry a horizontally arranged holding rail 33.
  • the front sides of the module housings 16 to 18 have cover panels 34, the shape of the display and control panel 23 are adapted.
  • additional housings 35 to 38 On the back of the module housing 15 to 18 are additional housings 35 to 38, in particular according to FIG. 2 plugged in or locked.
  • the additional housings 36 to 38 each contain a bus subscriber station of a bus system, the is designed as a serial bus system. In principle would also be a parallel bus system is conceivable.
  • the on the monitoring module 10 plugged in additional housing 35 contains a central processing unit 40 of the bus system.
  • the bus subscriber stations 39 and the central unit 40 are one above the other a multi-core Bus line strip 42 containing bus line 41 is connected to one another.
  • This bus line strip 42 consists of individual strip elements 43, each at their ends mating connectors 44 which have corresponding plug devices 45 the additional housing 35 to 38 can be inserted are. From the central unit 40 and the bus subscriber stations 39 are only the corresponding ones in FIG. 2 for simplification Boards 46, 47 without the electronic components located thereon shown. Two plug devices 45 are on the boards 46, 47 arranged so that two abutting strip elements 43 can be inserted. These two connectors 45 are on a bus line on the boards 46, 47th each connected so that the bus line as a whole when plugging in a further strip element 43 accordingly is continued. The strip elements are in the inserted state 43 interlocked with one another via toothings 48.
  • the central unit 40 can also be accommodated in the housing 22, then the board 46 only for electrical signal transmission is set up.
  • the strip elements 43 or the bus line strip 42 is attached to the holding rail 33 or snapped on.
  • Detents 49 are used for this purpose. In a simpler version can of course also on the locking lugs 49 and the holding rails 33 are dispensed with.
  • FIG. 3 shows schematically the electrical connection of the bus subscriber stations 39 and the central unit 40 with one another via the bus line 41 or the strip elements 43 of the bus line strip 42.
  • the switching valve 20 is the switching valve 20 as an actuator with the bus subscriber station 39 connected. As a result, this switching valve 20 of the Central unit 40 are controlled from.
  • a condensate level sensor 50 To the bus subscriber station 39 in the form of a filter module Module 13 are a condensate level sensor 50, a condensate drain valve 51, a temperature sensor 52 and a heating device 53 connected. This can cause the condensate fill level automatically detected in the central unit 40 and the condensate drain valve 51 can be operated automatically when a maximum permissible fill level has been exceeded. Via the temperature sensor 52 and the heater 53, the temperature in the module 12 are recorded or regulated.
  • This module 13 which is designed as a filter module, can also be combined Filter controller module are formed, i.e., this module represents a combination of modules 12 and 13 as shown in Figures 1 and 2, the bottom of the corresponding module housing Filter unit 29 and the pressure regulator unit 27 mounted above is.
  • module 14 is an oiler module connected.
  • To the bus subscriber station 39 of this module 14 are an oil level sensor 54, an oil refill valve 55, a temperature sensor 56 and a heater 57 connected.
  • the central unit 40 accordingly the oil level is monitored and, if necessary, the oil refill valve 55 opened for refilling oil.
  • the temperature sensor 56 and the heater 57 are similarly one Temperature detection and control possible.
  • a pressure sensor is connected to the central unit 40 in the monitoring module 10 58, a diagnostic interface 59, one as a CP / CAN interface trained interface 60 and a power supply 61 connected. Via an external connection 62 the power supply 61 is supplied with a supply voltage and at the same time the interface 60 with an external Bus system connected, if there is one and a connection to the central unit 40 is desired.
  • the Power supply for electronic and electrical devices in modules 11 to 14 takes place via not shown Supply lines that run parallel to bus line 41 run, the connections in a corresponding manner by means of the bus line strip 42 are manufactured.
  • the digital interface 59 becomes even closer in connection with FIG explained.
  • the pressure sensor 58 is used to detect the pressure, this pressure sensor 58 also in the pressure regulator module or in a combined filter regulator module can be arranged.
  • connection of the actuators and sensors and optionally also the Interfaces takes place according to Figure 1 in that the to Module housing 15 to 18 attachable or insertable equipment elements, like the switching valve 20 or the filter unit 29 with electrical Mating connectors 62 are provided, which at the Anoder Insert or fasten to the respective module housing 15 to 18 in plug devices 63 of the additional housing 35 to 38 are inserted, so that automatically the electrical connection between the actuators and the sensors on the one hand and the assigned bus subscriber station 39 on the other hand becomes.
  • the boards 47 are at the top and bottom provided such plug devices 63, in a simpler Execution only provided such a plug device could be.
  • the housing 22 with such a mating device 62 (not recognizable) is provided when plugging in the module housing 15 with a plug device 63 of the additional Housing 35 is electrically connected regardless whether the additional housing 35 is integral with the module housing 15 connected or formed as a separate housing.
  • the electrical connection of the display and control panel 23 with the monitoring module 10 can be done in the same way.
  • the monitoring module 10 and the display and Control panel 23 shown schematically. As already described, then this display and control panel 23, the can also be box-shaped, to a corresponding one Slot 64 or in a corresponding slot inserted or releasably engaged according to Figure 1. This is also the electrical connection to the central unit 40 manufactured.
  • the detected Parameters are displayed and monitored in the modules. This can be done automatically or by means of the control elements 25. With the help of these controls 25 can also Limit values changed and / or directly control commands can be entered for actuators. Furthermore, in principle, too Reprogramming of the central unit 40 possible.
  • the display and control panel 23 can also with the diagnostic interface 59 provided connector 65 attached become. This can also be done via a line 66 with a Locally remote connector 67 are connected to the the display and control panel 23 can be plugged on. To this Ways can monitor and operate the compressed air maintenance unit also take place from a remote location and the The compressed air maintenance unit itself has no display and operating device more. Instead of the plug 67 and the Display and control panel 23 can of course also an alternatively designed display and control unit the location remote from the compressed air maintenance unit to step.
  • slot 64 can also be shaped accordingly Aperture 68 must be filled or covered.
  • the interface 60 can also be in a plug-in element 69 be arranged, according to Figure 4 below to the monitoring module 10 is designed to be pluggable. Of course, too other locations are feasible.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Druckluftwartungseinheit, die aus mehreren in beliebiger Reihenfolge aneinander befestigbaren, mit Modulgehäusen versehen Modulen, wie Druckregler, Filter, Öler oder dergleichen, besteht, wobei eines dieser Module als Überwachungsmodul für die anderen Module ausgebildet und elektrisch mit diesen verbunden ist.
Bei einer aus der W0 96/38 671 bekannten Druckluftwartungseinheit dieser Art besitzt das Überwachungsmodul an der Unterseite Steckeranschlüsse für Stecker von Übertragungsleitungen, die zu den übrigen Modulen führen, um Sensorsignale dieser Module dem Überwachungsmodul zuzuführen. Der Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß insbesondere bei einer großen Zahl von aneinandergereihten Modulen an der Unterseite ein Kabelgewirr entsteht, das noch größer wird, wenn durch das Überwachungsmodul zusätzlich noch Aktoren in den Modulen gesteuert werden sollen. Da jeder Steckeranschluß einem bestimmten Kabel eines der angeschlossenen Module zugeordnet ist, führt ein falsches Einstekken zu Fehlfunktionen. Will man, was vorgesehen und möglich ist, nachträglich eine andere Anordnung von Modulen wählen, d.h. beispielsweise ein zusätzliches Modul zwischenschalten, so stimmen die Kabellängen nicht mehr und die Kabel müssen ersetzt bzw. verkürzt oder verlängert werden. Schließlich besteht ein weiterer Nachteil darin, dass von vorneherein am Überwachungsmodul die maximal mögliche Zahl von Steckeranschlüssen vorgesehen sein muss, da sonst Erweiterungen durch weitere Module nicht möglich wäre. Da jedoch häufig nur eine geringere Zahl von Modulen gewählt wird, ist diese aufwändige Steckeranschlussanordnung unnötig teuer und platzaufwendig. Zusätzliche Module, die ursprünglich nicht vorgesehen waren und für die kein Steckeranschluss vorhanden ist, können nicht angebaut werden, selbst nicht bei einer Umprogrammierung oder Schaltungsänderung des Überwachungsmoduls. Aus der Zeitschrift "Ölhydraulik und Pneumatik", Vereinigte Fachverlage Mainz, Nr. 8, S. 622 bis 623 ist zwar bereits im Artikel "Das ABC der dezentralen Druckluftaufbereitung" die Verwendung eines Bus-Systems in Verbindung mit einer Druckluftwartungseinheit bekannt, jedoch handelt es sich dort um eine Fernüberwachung mittels eines PC oder einer SPS über ein Bussystem, nicht dagegen um ein Bus-System zur Informationsübertragung zwischen den einzelnen Modulen einer Druckluftwartungseinheit.
Ein Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Druckluftwartungseinheit der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der die einzelnen Module in nahezu beliebiger Zahl und Reihenfolge aneinander angebracht werden können, ohne dass Anpassungen von elektrischen Verbindungsleitungen erforderlich sind oder fehlerhafte Anschlüsse auftreten können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine die Module miteinander verbindende Busleitung eines Bussystems vorgesehen ist, dass das auch Steuerfunktionen ausführende Überwachungsmodul mit einer Zentraleinheit des Bussystems und die übrigen Module mit je einer Busteilnehmerstation versehen sind, wobei jeweils in oder an einem Modul vorhandene Sensoren und/oder Aktoren an die zugeordnete Busteilnehmerstation angeschlossen sind und dass die Zentraleinheit und/oder die Busteilnehmerstationen in separaten Gehäuse angeordnet und diese an den Modulgehäusen der Module ansteckbar oder auf andere Weise so befestigbar sind, dass eine Reihenanordnung gebildet wird.
Bei der erfindungsgemäßen Druckluftwartungseinheit können die einzelnen Module zunächst in beliebiger und gewünschter Reihendassfolge und Zahl aneinandergereiht werden. Zur elektrischen Verbindung dient lediglich die Busleitung des Bussystems, die fehlerhafte Verbindungen ausschließt, da alle Module in gleicher Weise parallel miteinander verbunden werden. Eine Anpassung von Leitungen ist ebenfalls nicht erforderlich, da die Busleitung von Modul zu Modul weitergeführt werden kann, unabhängig von der Reihenfolge der Module. Beim Anschluss eines weiteren Moduls wird dieses jeweils nur mit dem direkten Nachbarmodul verbunden. Direkte Verbindungen zum Überwachungsmodul sind beim erdassf indungsgemäßen Bussystem nicht erforderlich. Bei jeder Erweiterung muss nur ein weiteres Busleitungsstück angefügt werden, wobei alle Busleitungsstücke identisch sind. Auf diese Weise ist eine schnellere und absolut sicherere elektrische Verbindassdung zwischen den Modulen möglich, wobei die Busleitung bei einem Wechsel der Reihenfolge der Module unverändert bleiben kann und lediglich ein Umstecken erforderlich ist. Am Überwachungsmodul ist nur ein Busleitungsanschluss erforderlich, unabhängig davon, wie viele Module angeschlossen werden. Die Zahl der Module kann daher auch beliebig erweitert werden, wobei bei einem neuen Modul, das bisher nicht vorgesehen war, lediglich eine Umprogrammierung der Zentraleinheit erforderlich sein könnte.
Nahezu das gesamte Bussystem kann vor oder nach der mechanischen Montage angesteckt und einzelne Busteilnehmerstationen leicht ausgewechselt werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Module in sehr einfachen Ausführungen auch ohne Bussystem ausgeliefert werden, indem einfach die separaten Gehäuse entfallen.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahm en sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Druckluftwartungseinheit möglich.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Bussystems wird weiterhin dadurch erreicht, dass die Module einschließlich des Überwachungsmoduls mit elektrischen Steckeinrichtungen zum Einstecken der dadurch die Busteilnehmerstationen aller Module und die Zentraleinheit miteinander verbindenden und mit entsprechenden Gegensteckeinrichtungen versehenen Busleitung ausgestattet sind, wobei die Busleitung insbesondere als Busleitungsstrang oder Busleitungsleiste ausgebildet ist. Vorzugsweise sind dabei die separaten Gehäuse wenigstens der Busteilnehmerstationen mit diesen elektrischen Steckeinrichtungen zum Einstecken der Busleitung versehen. Hierdurch kann auch die Busleitung durch einfaches Einstecken nach der mechanischen Montage angebracht und jederzeit ganz oder teilweise ausgewechselt werden. Auch bei einer Änderung der mechanischen Reihenfolge der Module oder bei einer Erweiterung durch weitere Module kann die Busleitung durch einfaches Umstecken sofort wider funktionsbereit gemacht werden, ohne dass irgendwelche Fehlverbindungen möglich wären. Die separaten Gehäuse sind weiterhin zweckmäßigerweise mit zusätzlichen elektrischen Steckeinrichtungen für Steckverbindungen mit Aktoren und/oder Sensoren des jeweiligen Moduls versehen. Eine noch flexiblere und einfachere Anpassung im Hinblick auf Veränderungen der Reihenfolge und Erweiterung der Modulanordnung wird dadurch erreicht, daß die als Busleitungsleiste ausgebildete Busleitung aus einzelnen Leistenelementen besteht, von denen jedes die Steckeinrichtungen zweier benachbarter Module miteinander verbindet und jede Steckeinrichtung zur Aufnahme von zwei Gegensteckeinrichtungen zweier aneinandergereihter Leistenelemente ausgebildet ist. Bei gleicher Breite der Module können sämtliche Leistenelemente identisch ausgebildet werden, wobei bei einer Erweiterung noch ein weiteres Modul lediglich noch ein zusätzliches Leistenelement zur Erweiterung der Busleitung angesteckt zu werden braucht. Dabei sind die Leistenelemente im eingesteckten Zustand zweckmäßigerweise miteinander verzahnt, um eine mechanisch und dadurch auch elektrisch stabilere Anordnung zu erreichen.
Zur Erzielung eines besonders variablen Systems zum Aufbau von Modulen und der Druckluftwartungseinheit sind die Modulgehäuse wenigstens der mit Busteilnehmerstationen versehenen Module jeweils an zwei gegenüberliegenden, an die gegenseitigen Befestigungsseiten angrenzenden Seiten zur Befestigung und/oder Aufnahme von für die jeweilige Modulfunktion erforderlichen Bauteilen und/oder von Abdeckelementen ausgebildet. Dadurch können im Prinzip alle Module auf demselben Modulgehäuse basieren, an das jeweils solche Bauteile angesteckt oder auf andere Weise befestigt werden. Somit können nicht nur die elektronischen Komponenten, sondern auch die mechanischen bzw. pneumatischen Komponenten auf einfache Weise an jeweils gleiche Modulgehäuse angesteckt oder sonstwie befestigt werden.
In vorteilhafter Weise sind auch die für die jeweilige Modulfunktionen erforderlichen Bauteile wenigstens teilweise mit elektrischen Gegensteckeinrichtungen versehen, die mit Aktoren und/oder Sensoren dieses jeweiligen Bauteils verbunden sind, wobei beim Anbringen dieses Bauteils an ein Modulgehäuse die Gegensteckeinrichtung eine Steckverbindung mit der zusätzlichen Steckeinrichtung des am Modulgehäuse angebrachten separaten Gehäuses automatisch herstellt. Somit entfallen Arbeits- und Montagevorgänge zur gesonderten Verbindung der Aktoren und Sensoren mit den Busteilnehmerstationen.
Aktoren, die durch die Zentraleinheit über das Bussystem gesteuert werden, sind beispielsweise Ventile und/oder Heizeinrichtungen oder steuerbare Druck- oder Durchflußregler.
Das Überwachungsmodul besitzt zweckmäßigerweise eine Anschlußvorrichtung und eine entsprechende Schnittstelle zum Anschluß der Zentraleinheit an ein externes Bussystem. Dadurch können die Funktionen und Aktivitäten der Druckluftwartungseinheit von außen, beispielsweise durch einen Zentralrechner beeinflußt werden. Dieser kann auch zusätzliche Überwachungsfunktionen übernehmen, um beispielsweise sämtliche Durckluftwartungseinheiten einer Anlage oder eines Gebäudes zentral überwachen und/oder steuern.
In einer ersten Ausführungsform ist das Überwachungsmodul mit Anzeige- und Bedienungselementen versehen. Alternativ hierzu kann das Überwachungsmodul auch in einer zweiten bevorzugten Ausführungsform eine Diagnose- und Bedienungsschnittstelle zum Anschluß eines zu einer räumlich entfernt angeordneten Anzeigeund Bedienungsvorrichtung führenden Kabels aufweisen. Hierdurch ist eine Fernbedienung bzw. Ferndiagnose in vorteilhafter Weise realisierbar, zumal derartige Druckluftwartungseinheiten oft an schwer zugänglichen Stellen angeordnet sind, bei denen das Ablesen von Anzeigeelementen und die Betätigung von Bedienungselementen relativ schwierig durchführbar ist.
In einer besonders variablen Ausgestaltung des Überwachungsmoduls ist ein an einem Steck- oder Montageplatz des Überwachungsmoduls anbringbares, insbesondere an- oder einsteckbares Ausrüstelement vorgesehen, das als mit den Anzeige- und Bedienungselementen ausgestattetes Ausrüstelement und/oder als mit der Diagnose- und Bedienungsschnittstelle ausgestattetes Ausrüstelement ausgebildet ist. Unterschiedlich ausgestattete Ausrüstelemente oder sogar Abdeckelemente können somit alternativ an dem Steck- oder Montageplatz angebracht werden.
Als Bussystem eignet sich insbesondere ein serielles Bussystem.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1
eine perspektivische Darstellung einer aus vier Modulen einschließlich eines Überwachungsmoduls ausgestattete Druckluftwartungseinheit als Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 2
eine Querschnittsdarstellung durch die vier aneinandergereihten Modulgehäuse der in Figur 1 dargestellten Durckluftwartungseinheit, wobei jeweils in separaten Gehäusen angeordnete Busteilnehmerstationen angesteckt sind, die durch eine Busleitungsleiste verbunden sind,
Figur 3
eine schematische Blockdarstellung einer aus vier Modulen aufgebauten Druckluftwartungseinheit und
Figur 4
ein mit verschiedenen Ausrüstelementen verbindbares Überwachungsmodul.
Bei dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Druckluftwartungseinheit ist ein Überwachungsmodul 10 mit drei weiteren Modulen 11 bis 13 in einer Reihenanordnung verbunden. Das Modul 11 ist als Schaltventilmodul ausgebildet und besitzt ein Schaltventil 20, um die eingangsseitig zugeführte Druckluft in nicht näher dargestellter Weise durchlassen oder absperren zu können. Das Modul 12 ist als Druckreglermodul ausgebildet, um einen gewünschten, vorzugebenden Druck einstellen zu können. Das teilweise geschnitten dargestellte und in zwei Teile aufgetrennte Modul 13 ist als Filtermodul ausgebildet.
Die vier Module 10 bis 13 können auch in anderer Reihenfolge miteinander verbunden werden, wobei auch noch weitere in ihrer Funktion an sich bekannte Module angesetzt werden können, wie ein Softstartmodul zum gesteuerten Druckaufbau, ein Ölermodul zur definierten Ölzugabe oder ein Durchflußmessermodul zur Messung des Luftdurchsatzes. Beispielsweise ist es auch möglich, mehrere Modulfunktionen in einem Modul unterzubringen, beispielsweise ein kombiniertes Druckregler/Filtermodul.
Die Module 10 bis 13 bestehen im wesentlichen aus je einem einheitlichen Modulgehäuse 15 bis 18, das oben und unten offen ist, wie dies beispielsweise beim geschnitten dargestellten Modulgehäuse 18 erkennbar ist. Die jeweils benachbarten Modulgehäuse 15 bis 18 liegen mit einer Seite aneinander und sind mit nur schematisch dargestellten Befestigungseinrichtungen 19 miteinander verbunden. Solche Befestigungseinrichtungen 19 können beispielsweise Schwalbenschwanzführungen mit Klemm- oder Schraubstücken, Schraubverbindungen, Rastverbindungen, Klemmverbindungen oder Verbindungen gemäß dem eingangs angegebenen Stand der Technik sein. Ein nicht dargestellter Luftkanal verläuft quer durch die miteinander verbundenen Modulgehäuse 15, 18, derart, daß der Luftstrom an den an den gegenüberliegenden Öffnungen der Modulgehäuse 15 bis 18 angeschlossenen oder eingesteckten Einrichtungen vorbeigeführt oder durch diese hindurchgeführt wird. Die Modulgehäuse 15 bis 18 weisen hierzu an den gegenseitigen Befestigungsseiten nicht dargestellte Verbindungsöffnungen auf, die bei der Montage der Modulgehäuse 15 bis 18 aneinander dichtend miteinander verbunden werden.
An der oberen Öffnung des Modulgehäuses 16 des als Schaltventilmodul ausgebildeten Moduls 11 ist ein Schaltventil 20 angeordnet, um den Durchgang der durchströmenden Luft unterbrechen zu können. Die untere Öffnung ist durch eine Abdeckung 21 verschlossen. Beim Überwachungsmodul 10 ist unten ein Gehäuse 22 für elektronische Komponenten angebracht, während die Oberseite des entsprechenden Modulgehäuses 15 verschlossen ist. Dies kann durch ein geschlossenes Modulgehäuse 15 erfolgen, das insoweit von den übrigen Modulgehäusen 16 bis 18 abweicht, oder durch eine Abdeckung. An der Vorderseite des Modulgehäuses 15 ist eine Anzeige- und Bedienungsplatte 23 mit einem Display 24 und Bedienungselementen 25 angesteckt bzw. eingerastet. Diese Anzeige- und Bedienungsplatte 23 kann durch Betätigung eines Entrastungselements 26 entrastet und abgenommen werden. Dies wird in Verbindung mit Figur 4 noch näher erläutert.
Beim als Druckreglermodul ausgebildeten Modul 12 ist das Modulgehäuse 17 unten verschlossen, während oben eine einstellbare Druckreglereinheit 27 eingesetzt ist. Diese besitzt einen Drehknopf 28 zum Einstellen des gewünschten Drucks. Dieser kann auch alternativ oder zusätzlich durch das Überwachungsmodul 10 gesteuert oder geregelt werden.
Beim als Filtermodul ausgebildeten Modul 13 wird die obere Öffnung des Modulgehäuses 18 durch eine nicht dargestellte Abdekkung verschlossen, während von unten her eine Filtereinheit 29 eingesetzt wird zur Filterung der durchströmenden Luft. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist diese Filtereinheit 29 einen Bajonettverschluß 30 auf, der durch einen Öffnungshebel 31 wieder geöffnet werden kann, jedoch sind hier auch andere bekannte Befestigungseinrichtungen möglich. Zur Wandbefestigung der Druckluftwartungseinheit dienen zwei an der Wand befestigbare Haltevorrichtungen 32, die in nicht näher dargestellter Weise mit der Druckluftwartungseinheit verbunden sind, beispielsweise verschraubt oder verrastet. Diese Haltevorrichtungen 32 tragen auch eine horizontal angeordnete Halteschiene 33.
Die Vorderseiten der Modulgehäuse 16 bis 18 tragen Abdeckblenden 34, die in ihrer Gestalt der Anzeige- und Bedienungsplatte 23 angepaßt sind. An den Rückseiten der Modulgehäuse 15 bis 18 sind insbesondere gemäß Figur 2 zusätzliche Gehäuse 35 bis 38 angesteckt bzw. verrastet. Die zusätzlichen Gehäuse 36 bis 38 enthalten je eine Busteilnehmerstation eines Bussystems, das als serielles Bussystem ausgebildet ist. Prinzipiell wäre auch ein paralleles Bussystem denkbar. Das am Überwachungsmodul 10 angesteckte zusätzliche Gehäuse 35 enthält eine Zentraleinheit 40 des Bussystems. Die Busteilnehmerstationen 39 und die Zentraleinheit 40 sind untereinander über eine eine mehradrige Busleitung 41 enthaltende Busleitungsleiste 42 miteinander verbunden. Diese Busleitungsleiste 42 besteht aus einzelnen Leistenelementen 43, die jeweils an ihren Enden Gegensteckeinrichtungen 44 aufweisen, die in entsprechende Steckeinrichtungen 45 der zusätzlichen Gehäuse 35 bis 38 einsteckbar ausgebildet sind. Von der Zentraleinheit 40 und den Busteilnehmerstationen 39 sind in Figur 2 zur Vereinfachung nur die entsprechenden Platinen 46, 47 ohne die darauf befindlichen Elektronikbauteile dargestellt. Je zwei Steckeinrichtungen 45 sind auf den Platinen 46, 47 so angeordnet, daß zwei aneinanderstoßende Leistenelemente 43 eingesteckt werden können. Diese beiden Steckeinrichtungen 45 sind über eine Busleitung auf den Platinen 46, 47 jeweils miteinander verbunden, so daß die Busleitung insgesamt beim Anstecken eines weiteren Leistenelements 43 entsprechend weitergeführt wird. Im eingesteckten Zustand sind die Leistenelemente 43 über Verzahnungen 48 miteinander verzahnt.
In Abweichung vom dargestellten Ausführungsbeispiel könnte das angesetzte Gehäuse 35 auch einstückig mit dem Modulgehäuse 15 verbunden sein. Weiterhin könnte in alternativer Ausgestaltung die Zentraleinheit 40 auch im Gehäuse 22 untergebracht sein, wobei dann die Platine 46 nur zur elektrischen Signalübertragung eingerichtet ist. Die Leistenelemente 43 bzw. die Busleitungsleiste 42 ist an der Halteschiene 33 angesteckt bzw. angerastet. Hierzu dienen Rastnasen 49. In einer einfacheren Ausführung kann selbstverständlich auch auf die Rastnasen 49 und die Halteschienen 33 verzichtet werden.
Das in Figur 3 dargestellte Blockschaltbild zeigt schematisch die elektrische Verbindung der Busteilnehmerstationen 39 und der Zentraleinheit 40 miteinander über die Busleitung 41 bzw. die Leistenelemente 43 der Busleitungsleiste 42. Im Modul 11 ist das Schaltventil 20 als Aktor mit der Busteilnehmerstation 39 verbunden. Hierdurch kann dieses Schaltventil 20 von der Zentraleinheit 40 aus gesteuert werden.
An die Busteilnehmerstation 39 im als Filtermodul ausgebildeten Modul 13 sind ein Kondensat-Füllstandsensor 50, ein Kondensat-Ablaßventil 51, ein Temperatursensor 52 und eine Heizeinrichtung 53 angeschlossen. Hierdurch kann der Kondensat-Füllstand automatisch in der Zentraleinheit 40 erfaßt und das Kondensat-Ablaßventil 51 automatisch betätigt werden, wenn ein maximal zulässiger Füllstand überschritten ist. Über den Temperatursensor 52 und die Heizeinrichtung 53 kann die Temperatur im Modul 12 erfaßt bzw. geregelt werden.
Dieses als Filtermodul ausgebildete Modul 13 kann auch als kombiniertes Filterregler-Modul ausgebildet sind, d.h., dieses Modul stellt eine Kombination der Module 12 und 13 gemäß in Figuren 1 und 2 dar, wobei unten am entsprechenden Modulgehäuse die Filtereinheit 29 und oben die Druckreglereinheit 27 montiert ist.
Als weiteres, bisher nicht beschriebenes Modul 14 ist ein Ölermodul angeschlossen. An die Busteilnehmerstation 39 dieses Moduls 14 sind ein Ölfüllstands-Sensor 54, ein Öl-Nachfüllventil 55, ein Temperatursensor 56 und eine Heizeinrichtung 57 angeschlossen. Hier wird entsprechend durch die Zentraleinheit 40 der Ölstand überwacht und bei Bedarf das Öl-Nachfüllventil 55 zum Nachfüllen von Öl geöffnet. Durch den Temperatursensor 56 und die Heizeinrichtung 57 sind in entsprechender Weise eine Temperaturerfassung und -regelung möglich.
An die Zentraleinheit 40 im Überwachungsmodul 10 ist ein Drucksensor 58, eine Diagnoseschnittstelle 59, eine als CP/CAN-Interface ausgebildete Schnittstelle 60 sowie ein Versorgungsnetzteil 61 angeschlossen. Über einen externen Anschluß 62 wird das Versorgungsnetzteil 61 mit einer Versorgungsspannung versorgt und gleichzeitig wird die Schnittstelle 60 mit einem externen Bussystem verbunden, sofern ein solches vorhanden und eine Verbindung mit der Zentraleinheit 40 gewünscht wird. Die Spannungsversorgung der elektronischen und elektrischen Einrichtungen in den Modulen 11 bis 14 erfolgt über nicht dargestellte Versorgungsleitungen, die parallel zur Busleitung 41 verlaufen, wobei die Verbindungen in entsprechender Weise mittels der Busleitungsleiste 42 hergestellt werden. Die Digagnoseschnittstelle 59 wird in Verbindung mit Figur 4 noch näher erläutert. Der Drucksensor 58 dient zur Erfassung des Drucks, wobei dieser Drucksensor 58 auch im Druckreglermodul oder in einem kombinierten Filterreglermodul angeordnet sein kann.
Die Verbindung der Aktoren und Sensoren und optional auch der Schnittstellen erfolgt gemäß Figur 1 dadurch, daß die an die Modulgehäuse 15 bis 18 an- oder einsteckbaren Ausrüstelemente, wie das Schaltventil 20 oder die Filtereinheit 29 mit elektrischen Gegensteckeinrichtungen 62 versehen sind, die beim Anoder Einstecken bzw. Befestigen am jeweiligen Modulgehäuse 15 bis 18 in Steckeinrichtungen 63 der zusätzlichen Gehäuse 35 bis 38 eingesteckt werden, so daß automatisch die elektrische Verbindung zwischen den Aktoren und den Sensoren einerseits und der zugeordneten Busteilnehmerstation 39 andererseits hergestellt wird. Hierzu sind die Platinen 47 oben und unten mit solchen Steckeinrichtungen 63 versehen, wobei in einer einfacheren Ausführung auch nur eine solche Steckeinrichtung vorgesehen sein könnte. Dasselbe gilt auch für das Überwachungsmodul 10, wo das Gehäuse 22 mit einer derartigen Gegensteckeinrichtung 62 (nicht erkennbar) versehen ist, die beim Anstecken an das Modulgehäuse 15 mit einer Steckeinrichtung 63 des zusätzlichen Gehäuses 35 elektrisch verbunden wird, unabhängig davon, ob das zusätzliche Gehäuse 35 einstückig mit dem Modulgehäuse 15 verbunden oder als separates Gehäuse ausgebildet ist. Die elektrische Verbindung der Anzeige- und Bedienungsplatte 23 mit dem Überwachungsmodul 10 kann in derselben Weise erfolgen.
Selbstverständlich können auch die zusätzlichen Gehäuse 36 bis 38 entsprechend einstückig mit den zugeordneten Modulgehäusen 16 bis 18 verbunden sein.
In Figur 4 ist das Überwachungsmodul 10 und die Anzeige- und Bedienungsplatte 23 schematisch dargestellt. Wie bereits beschrieben, dann diese Anzeige- und Bedienungsplatte 23, die auch boxartig ausgebildet sein kann, an einen entsprechenden Steckplatz 64 bzw. in eine entsprechende Steckausnehmung anoder eingesteckt oder gemäß Figur 1 lösbar eingerastet werden. Damit sind gleichzeitig die elektrischen Verbindungen zur Zentraleinheit 40 hergestellt. Auf dem Display 24 können die erfaßten Parameter in den Modulen angezeigt und überwacht werden. Die kann automatisch oder mittels der Bedienungselemente 25 erfolgen. Mit Hilfe dieser Bedienungselemente 25 können auch Grenzwertevorgaben verändert und/oder auch direkt Steuerbefehle für Aktoren eingegeben werden. Weiterhin sind prinzipiell auch Umprogrammierungen der Zentraleinheit 40 möglich.
Anstelle der Anzeige und- und Bedienungsplatte 23 kann auch ein mit der Diagnoseschnittstelle 59 versehenes Steckelement 65 angebracht werden. Dieses kann über eine Leitung 66 auch mit einem örtlich entfernten Steckteil 67 verbunden werden, an das die Anzeige- und Bedienungsplatte 23 ansteckbar ist. Auf diese Weise kann die Überwachung und Bedienung der Druckluftwartungseinheit auch von einer entfernten Stelle aus erfolgen und die Druckluftwartungseinheit selbst besitzt keine Anzeige- und Bedienungsvorrichtung mehr. Anstelle des Steckteils 67 und der Anzeige- und Bedienungsplatte 23 kann selbstverständlich auch eine alternativ ausgestaltete Anzeige- und Bedienungseinheit an der räumlich von der Druckluftwartungseinheit entfernten Stelle treten.
Sind keinerlei Anzeige- und Bedienungsvorgänge erforderlich, so kann der Steckplatz 64 auch mit einer entsprechend geformten Blende 68 ausgefüllt bzw. abgedeckt werden.
Die Schnittstelle 60 kann ebenfalls in einem Steckelement 69 angeordnet sein, das gemäß Figur 4 unten an das Überwachungsmodul 10 ansteckbar ausgebildet ist. Selbstverständlich sind auch andere Anbringorte realisierbar.

Claims (14)

  1. Druckluftwartungseinheit, die aus mehreren in beliebiger Reihenfolge aneinander befestigbaren, mit Modulgehäusen versehenen Modulen (10-14), wie Druckregler, Filter, Öler oder dergleichen besteht, wobei eines dieser Module als Überwachungsmodul (10) für die anderen Module (11 - 14) ausgebildet und elektrisch mit diesen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Module (10 bis 14) miteinander verbindende Busleitung (41) eines Bussystems vorgesehen ist, dass das auch Steuerfunktionen ausführende Überwachungsmodul (10) mit einer Zentraleinheit (40) des Bussystems und die übrigen Module (11 bis 14) mit je einer Busteilnehmerstation (39) versehen sind, wobei jeweils in oder an einem Modul (11 bis 14) vorhandene Sensoren (50, 52, 54, 56) und/oder Aktoren (20, 51, 53, 55, 57) an die zugeordnete Busteilnehmerstation (39) angeschlossen sind und dass die Zentraleinheit (40) und/oder die Busteilnehmerstationen (39) in separaten Gehäusen (35 bis 38) angeordnet und diese an den Modulgehäusen (15 bis 18) der Module (10 bis 14) ansteckbar oder auf andere Weise so befestigbar sind, dass eine Reihenanordnung gebildet wird.
  2. Druckluftwartungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Module (10 bis 14) einschließlich des Überwachungsmoduls (10) mit elektrischen Steckeinrichtungen (45) zum Einstecken der dadurch die Busteilnehmerstationen (39) aller Module (11 bis 14) und die Zentraleinheit (40) miteinander verbindenden und mit entsprechenden Gegensteckeinrichtungen (44) versehenen Busleitung (41) ausgestattet sind, wobei die Busleitung (41) insbesondere als Busleitungsstrang oder Busleitungsleiste (42) ausgebildet ist.
  3. Druckluftwartungseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die separaten Gehäuse (35 bis 38) wenigstens der Busteilnehmerstationen (39) mit den elektrischen Steckeinrichtungen (45) zum Einstecken der Busleitung (41) versehen sind.
  4. Druckluftwartungseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die separaten Gehäuse (35 bis 38) weiterhin mit zusätzlichen elektrischen Steckeinrichtungen (63) für Steckverbindungen mit Aktoren und/oder Sensoren des jeweiligen Moduls versehen sind.
  5. Druckluftwartungseinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die als Busleitungsleiste (42) ausgebildete Busleitung (41) aus einzelnen Leistenelementen (43) besteht, von denen jedes die Steckeinrichtungen (45) zweier benachbarter Module (11 bis 14) miteinander verbindet und jede Steckeinrichtung (45) zur Aufnahme von zwei Gegensteckeinrichtungen (44) zweier aneinandergereihter Leistenelemente (43) ausgebildet ist.
  6. Druckluftwartungseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistenelemente (43) in eingestecktem Zustand miteinander verzahnt sind.
  7. Druckluftwartungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulgehäuse (15 bis 18) wenigstens der mit Busteilnehmerstationen (39) versehenen Module (11 bis 14) jeweils an zwei gegenüberliegenden, an die gegenseitigen Befestigungsseiten angrenzenden Seiten zur Befestigung und/oder Aufnahme von für die jeweiligen Modulfunktionen erforderlichen Bauteile (20, 27, 29) und/oder von Abdeckelementen (21) ausgebildet sind.
  8. Druckluftwartungseinheit nach Anspruch 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die für die jeweiligen Modulfunktionen erforderlichen Bauteile (20, 27, 29) wenigstens teilweise mit elektrischen Gegensteckeinrichtungen (62) versehen sind, die mit Aktoren und/oder Sensoren dieses jeweiligen Bauteils verbunden sind, wobei beim Anbringen dieses Bauteils an ein Modulgehäuse (15 bis 18) die Gegensteckeinrichtung (62) eine Steckverbindung mit der zusätzlichen Steckeinrichtung (63) des am Modulgehäuse angebrachten separaten Gehäuses (35 bis 38) herstellt.
  9. Druckluftwartungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Ventil (20, 51, 55) und/oder wenigstens eine Heizeinrichtung (53, 57) und/oder wenigstens ein steuerbarer Druck- oder Durchflussregler als Aktor vorgesehen ist.
  10. Druckluftwartungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachungsmodul (10) eine Anschlussvorrichtung (62) und eine entsprechende Schnittstelle (60) zum Anschluss der Zentraleinheit (40) an ein externes Bussystem besitzt.
  11. Druckluftwartungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachungsmodul (10) mit Anzeige- und Bedienungselementen (24, 25) versehen ist.
  12. Druckluftwartungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachungsmodul (10) eine Diagnose- und Bedienungsschnittstelle (59) zum Anschluss eines zu einer räumlich entfernt angeordneten Anzeige- und Bedienungsvorrichtung (23) führenden Kabels (66) aufweist.
  13. Druckluftwartungseinheit nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein an einem Steck- oder Montageplatz (64) des Überwachungsmoduls (10) anbringbares, insbesondere an- oder einsteckbares Ausrüstelement vorgesehen ist, das als mit den Anzeige- und Bedienungselementen (24, 25) ausgestattetes Ausrüstelement (23) und/oder als mit der Diagnose- und Bedienungsschnittstelle (59) ausgestattetes Ausrüstelement (65) ausgebildet ist.
  14. Druckluftwartungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bussystem ein serielles Bussystem ist.
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