DE69111057T2

DE69111057T2 - Elektrische verbindungsvorrichtung für steuerventile in einer ventilanordnung.

Info

Publication number: DE69111057T2
Application number: DE69111057T
Authority: DE
Inventors: Anders Liljenberg; Hans Pettersson
Original assignee: Rexroth Mecman AB
Current assignee: Rexroth Mecman AB
Priority date: 1990-03-29
Filing date: 1991-03-06
Publication date: 1995-11-02
Anticipated expiration: 2011-03-07
Also published as: DE69111057D1; SE9001157D0; SE465493B; EP0523114A1; US5277622A; SE9001157L; WO1991015037A1; EP0523114B1

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Verbindungsvorrichtung für elektrisch gesteuerte, sogenannte Steuerventile, welche mit einer entsprechenden Anzahl von Ventilen in einer modularen Ventilanordnung verbunden sind, wobei jedes Steuerventil gleichmäßig angeordnete Kontaktstifte hat, üblicherweise drei Kontaktstifte, welche mit einem gemeinsamen Verbindungskabel mit einer Vielzahl von Leitern über ein elektrisches Verbindungsmodul verbunden sind. Mit "einer entsprechenden Anzahl" ist gemeint, daß entweder dieses Hauptventil (insbesondere ein pneumatisches, gerichtetes Ventil) ein einzelnes Steuerventil aufweist oder das zumindest zwei Steuerventile an jedem Hauptventil zum Steuern seiner Funktion montiert sind.
In einer bekannten Verbindungsvorrichtung einer ähnlichen Art sind die Verbindungsmodule in einer besonderen Steckeinheit enthalten, die an den Hauptventilen mechanisch befestigt ist und elektrische Verbindungen enthält, die mit den Kontaktstiften der Steuerventile in einer vorbestimmten Weise verbunden sind. Somit muß eine Steckeinheit dieser Art an die Abmessungen einer bestimmten Ventilanordnung und deren Anzahl von Ventilen angepaßt werden.
Die Erfindung zielt auf eine flexible verbindungsvorrichtung ab, welche in einer einfachen Weise an verschiedene Ventilanordnungen angepaßbar ist, wobei sowohl die elektrische als auch die mechanische Verbindung durch einfachere Mittel wunschgemäß variiert werden kann.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäß mit einer Verbindungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 erreicht. Auf diese Weise ist jedes Verbindungsmodul im wesentlichen aus einer Kopplungsplatte bzw. Verbindungsplatine mit Kontaktbuchsen zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit den Kontaktstiften des Steuerventils zusammengesetzt, so daß die Kopplungsplatte, insbesondere in Form einer Schaltungskarte (vgl. Anspruch 5), mit den Kontaktstiften des Steuerventils verbunden ist. Ferner hat die Kopplungsplatte oder die Schaltungskarte ein vielpoliges Kontaktmittel, welches an ein Kabelkontaktmittel, das an die Leiter des gemeinsamen flexiblen Verbindungskabels angeschlossen ist, und an eine Anordnung steuerbarer elektrischer Verbindungen anschließbar ist, insbesondere Kontaktbrücken, für die gewünschte Verbindung zwischen dem vielpoligen Kontaktmittel und den Kontaktbuchsen, die an die Kontaktstifte des Steuerventils anschließbar sind. Dabei kann das jeweilige Verbindungsmodul einfach an die Kontaktstifte des zugehörigen Steuerventils angebracht werden und kann ferner an die elektrische Verbindung zwischen den Kontaktstiften des Steuerventils und den Leitern des gemeinsamen flexiblen Verbindungskabels angepaßt werden. Das letztere ist vorzugsweise als Flachkabel ausgebildet, wie in Anspruch 2 angegeben, und erleichtert eine gewünschte elektrische Serienverbindung des Steuerventils unabhängig von deren relativer Ordnung und Entfernung. Auf diese Weise kann die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung in einer sehr einfachen Weise sowohl an die betreffende Ventilanordnung, d.h. an verschiedene mechanisch konstruktive Details (Typ, Nr., relativer Abstand, usw.) als auch an verschiedene elektrische Kopplungs- bzw. Verbindungsanordnungen (durch Austausch der Kopplungsplatte oder selektives Steuern der Kontaktbrücken der jeweiligen Kopplungsplatte) angepaßt werden.
Weitere vorteilhafte Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen 3, 4, 6, 7, 8, 9 und 10 dargelegt und werden durch die folgende detaillierte Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die anhängende Zeichnung verdeutlicht.
Fig. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Ventilanordnung und (in einer Explosionsansicht) die verschiedenen Teile einer erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungsvorrichtung; und
Fig. 2 zeigt ebenfalls in perspektivischer Ansicht die Ventilanordnung gemäß Fig. 1 mit der vollständig montierten elektrischen Verbindungsvorrichtung.
Die in Fig. 1 gezeigte Verbindungsvorrichtung umfaßt eine Anzahl (in diesem Fall 5) von seriell verbundenen pneumatischen Hauptventilen 1-5, die Teil eines kompakten Steuerungssystems sind. Die Ventile 1-5 sind auf tragende, gegenseitig befestigte (durch Schraubbefestigungen, nicht dargestellt) Montageplatten 6-10 mit einem gemeinsamen Einlaß 11 für Druckluft und ebenfalls gemeinsamen Auslaßöffnungen 12, 13 (verbunden mit einem Verbindungsabschnitt 14, der nur in Fig. 2 dargestellt ist) montiert. Die Montageplatten 6-10 sind an der Unterseite (nicht dargestellt) mit Einlaß- und Auslaßöffnungen versehen, die zum Beispiel mit pneumatischen Steuerzylindern verbunden sind.
Die Hauptventile 1-5, welche in dem Ausführungsbeispiel als Richtventile ausgebildet sind, sind der Reihe nach durch sogenannte Steuerventile 21-25 gesteuert, die unten mit den jeweiligen Ventilen 1-5 durch Einlaß- und Auslaßöffnungen (nicht sichtbar) verbunden sind und oben mit einem Solenoidteil versehen sind, welches elektrisch mit drei flachen Kontaktstiften 26, 27, 28 verbunden ist, nämlich für die Verbindung zum Signal-, Null- und Erdleiter eines herkömmlichen Verbindungskabels 29 über ein elektrisches Verbindungsmodul 30.
In Fig. 1 ist nur das zum Steuerventil 21 gehörende Verbindungsmodul 30 dargestellt (die anderen sind in ähnlicher Weise ausgebildet), wobei dieses Modul 30 im wesentlichen eine Kopplungsplatte in Form einer rechteckigen Schaltungskarte 32, die in einem Schutzgehäuse 31a, 31b enthalten und mit drei Kontaktbuchsen 33, 34, 35 (die Buchse 34 ist nicht dargestellt) versehen ist, eine Anordnung elektrischer Verbindungen in Form von Kontaktbrücken 36, ein vielpoliges Kontaktmittel 37 (nur teilweise sichtbar) zum Verbinden mit einem Kabelkontaktmittel 38, welches an das Verbindungskabel 29 angeschlossen ist, und auch andere elektrische Komponenten aufweist, d.h. eine Leuchtdiode zur Betriebsanzeige und ein Varistor 40 zum Schutz vor Ausgleichs- bzw. Schaltvorgängen in der Stromversorgung der Magnetspule des Steuerventils.
Die Kontaktbuchsen 33, 34, 35 passen auf die entsprechenden flachen Kontaktstifte 26, 27, 28 und dienen als kombinierte Kontakt- und Aufhängungsmittel für das Verbindungsmodul 30.
Die Kontaktbuchsen 33, 34, 35 sind mit den Kontaktbrücken 36 durch Leiter auf der Schaltungskarte verbunden, wobei diese Kontaktbrücken mit dem vielpoligen Kontaktmittel 37 durch Leiter auf der Schaltungskarte verbunden sind (auf der Rückseite, in der Figur der Schaltungskarte 32 nicht sichtbar). Die Kontaktbrücken 36 bestehen aus Blechkontaktelementen, welche vor, während oder nach der Installation herausgebrochen werden können, z.B. mittels eines Schraubenziehers oder dergl., so daß nur einer oder einige der Signalleiter des Verbindungskabels 29 mit dem Signalkontaktstift des Steuerventils verbunden sind.
Das vielpolige Kontaktmittel 37, welches auf der Rückseite der Schaltungskarte 32 angeordnet ist und dessen Stifte nicht dargestellt sind, ist in der Weise umgebogen, daß das Kabelkontaktmittel 38, welches als Buchsenkontakt ausgebildet ist, flach und parallel zur Rückseite der Schaltungskarte 32 liegt, wenn es angeschlossen ist.
Auf diese Weise werden die Kontaktstifte 26, 27, 28 des Steuerventils 21 mit dem Erd- und Nulleiter des gemeinsamen Verbindungskabels 29 nach Montieren des Verbindungsmoduls (und Herausbrechen der gewünschten Blechkontaktelemente der Kontaktbrücken 36) verbunden und mit einem oder mehreren der Signalleiter für die gewünschte Steuerung des Steuerventils 21 (und die anderen Steuerventile in einer entsprechenden Weise) durch eine Anzahl von Signalgeneratoren oder eine zentralen Steuereinheit (nicht dargestellt), möglicherweise durch einen Decoder (nicht dargestellt).
Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, ist das Verbindungskabel 29 vom Flachkabeltyp, d.h. in Form eines plastischen Bandes bzw. Kunststoffbandes mit einer Vielzahl von parallelen Adern, die zwischen umgebenden Streifen eines Kunststoffes w bzw. Kunststoffbezuges angeordnet sind. Das flexible Flachkabel 29 ist in eine Anzahl von Abschnitten 29a, 29b, 29c usw. eingeteilt, die in Serie (siehe Fig. 2) über die jeweiligen flachen Buchsenkontaktmittel 28 verbunden sind, wobei die Abschnitte vorzugsweise gekrümmte Schleifen zwischen den Verbindungsmodulen 30 formen. Die Schleife oder der Flachkabelabschnitt 29a ist mit einem gewöhnlichen vieladrigen Kabel 42 durch einen Verbinder 41 verbunden.
Die beschriebene Anordnung erleichert offensichtlich eine sehr einfache elektrische Verbindung der Steuerventile, ohne daß irgendwelche separaten Leiter zu den jeweiligen Kontaktstiften 26, 27, 28 oder zu irgendeinem anderen Kontaktmittel verbunden werden müßten, z.B. durch Löten. Es müssen einzig die Kontaktbuchsen 33, 34, 35 auf die Kontaktstifte 26, 27, 28 gepreßt und einige Blechkontaktelemente herausgebrochen werden. Falls eine veränderte Funktion gewünscht ist, kann die einzelne Schaltungskarte ausgetauscht werden, wobei die Verbindung zum Steuerventil und dem Kabelkontaktmittel einfach und schnell bewerkstelligt werden kann. Das Kabel 21 bleibt dabei unberührt.
Die montierte Schaltungskarte mit ihren Leitern, Komponenten und Kontaktmitteln ist durch ein zweiteiliges Schutzgehäuse geschützt, dessen innerer Teil 31a eng an die Außenseite des Steuerventilgehäuses (um die Kontaktstifte 26, 27, 28) angebracht ist und dessen äußerer Teil oder Körper 31b eng an den inneren Teil 31a jeweils mittels elastischer Dichtungen 43 und 44 angebracht ist. Die Schaltungskarte 32 liegt ungefähr bündig mit der Trennlinie des Schutzgehäuses 31a, 31b, und die Flachkabelabschnitte 29a, 29b liegen flach zwischen den Dichtungen 43, 44, so daß keine besonderen Durchführungsanordnungen benötigt werden.
Das Schutzgehäuse, zumindest seine Kappe 31b, ist transparent, wodurch ein Kontrollieren des Aufleuchtens der Leuchtdiode 39 bei aktiviertem betreffenden Steuerventil möglich ist.
Das gesamte Verbindungsmodul 30 mit seinem Schutzgehäuse 31a, 31b ist mittels durchgehender Befestigungsschrauben 45 befestigt.
Die beschriebene Verbindungsanordnung kann im Bereich der folgenden Ansprüche modifiziert werden. Prinzipiell können herkömmliche Kabel anstatt von Flachkabel- oder Streifenkabelabschnitten 29a, 29b usw. benutzt werden. Ferner kann die elektrische Verbindung in jeder anderen Weise getätigt werden, z.B. durch Schalter, so daß die Kontaktfunktion ohne Austausch der Schaltungskarte in dem jeweiligen Verbindungsmodul verändert werden kann. Alternativ können die elektrischen Verbindungen fixiert werden, wobei die Anpassung durch Austausch der Schaltungskarte vorgenommen wird. Das Schutzgehäuse 31a, 31b kann weggelassen werden, falls Schutz vor Staub, Spülung oder dergleichen nicht erforderlich ist.

Claims

1. Elektrische Verbindungsvorrichtung für elektrisch gesteuerte, sogenannte Steuerventile (21-25), welche mit einer entsprechenden Anzahl von Ventilen (1-5) in einer modularen Ventilanordnung verbunden sind, wobei jedes Steuerventil gleichmäßig angeordnete Kontaktstifte (26, 27, 28) hat, welche mit einem gemeinsamen Verbindungskabel (29) mit einer Vielzahl von Leitern über ein elektrisches Verbindungsmodul (30) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet,

- daß jedes Verbindungsmodul (30) im wesentlichen aus einer Kopplungsplatte bzw. Verbindungsplatine (32) besteht, die mit Kontaktbuchsen (33, 34, 35) versehen ist, die zur Verbindung mit den Kontaktstiften (26, 27, 28) des jeweiligen Steuerventils (21) dimensioniert und angeordnet sind, und auch mit einem vielpoligen Kontaktmittel (37) versehen ist, welches mit einem entsprechenden Kabelkontaktmittel (38) anschließbar ist, welches an die Leiter des gemeinsamen Verbindungskabel (29) angeschlossen ist;

- daß das Verbindungskabel (29) in Serie verbundene flexible Abschnitte (29a, 29b, 29c, etc.) zwischen den Verbindungsmodulen (30) umfaßt; und daß die Kopplungsplatte (32) mit einer Anordnung steuerbarer elektrischer Verbindungen (36), insbesondere Kontaktbrücken, für die gewünschte Verbindung zwischen dem vielpoligen Kontaktmittel (37) und den Kontaktbuchsen (33, 34, 35) versehen ist, wobei das jeweilige Verbindungsmodul (30) zum Erreichen elektrischer Verbindungen zwischen den Kontaktstiften (26, 27, 28) des verbundenen Steuerventils und gewünschten Leitern des gemeinsamen, flexiblen Verbindungskabels (29) programmierbar ist.

2. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Verbindungskabel aus einem Flachkabel (29) gebildet ist.

3. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden von zwei angrenzenden Flachkabelabschnitten in dein Kabelkontaktmittel (38) miteinander verbunden sind.

4. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabelkontaktmittel aus einem langgestreckten, relativ flachen Buchsenkontaktmittel (38) gebildet ist, welches sich entlang der Breite des Flachkabels ausdehnt, wohingegen das vielpolige Kontaktmittel aus einem entsprechenden Stiftkontaktmittel (37) gebildet ist, welches mit der Kopplungsplatte (32) verbunden ist.

5. Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsplatte aus einer Schaltungskarte (32) mit Komponenten einschließlich den Kontaktbuchsen (33, 34, 35), vielpoligen Kontaktmitteln (37) und elektrischen Verbindungen (36), die damit verbunden sind, gebildet ist.

6. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stiftkontaktmittel (37) in der Weise umgebogen ist, daß das verbundene Buchsenkontaktmittel (38) und die daran angeschlossenen Enden der Flachkabelabschnitte (29a, 29b) parallel zu der Schaltungskarte (32) liegen.

7. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten der Schaltungskarte Mittel zur Betriebsanzeige, z.B. eine Leuchtdiode (39), und/oder schützende Mittel einschließen, z.B. vor Ausgleichs- bzw. Schaltvorgängen schützende Mittel, z.B. ein Varistor (40), eine Zenerdiode oder dergleichen.

8. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbaren elektrischen Verbindungen (36) durch mechanisch herausbrechbare Kurzschluß-Blechelemente gebildet sind.

9. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstifte (26, 27, 28) des jeweiligen Steuerventils (21) zusammen mit der verbundenen Kopplungsplatte (32) und das Kontaktmittel in einem zu öffnenden vorzugsweise zweiteiligen Schutzgehäuse (31a, 31b) mit Durchführungsanordnungen für das Verbindungskabel (29) enthalten sind.

10. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzgehäuse (31a, 31b) in zwei Teile geteilt ist und daß die Schaltungskarte (32) im wesentlichen in der Trennlinie des Schutzgehäuses liegt, wobei beide Flachkabelabschnitte (29a, 29b), welche mit dem Buchsenkontaktmittel (38) verbunden sind, in der Trennlinie durch die Wand des Schutzgehäuses, vorzugsweise zwischen elastischen Dichtungen (43, 44) durchgeführt sind.