(57)【要約】  本発明は、請求項１のプリアンブル部分に係る、バルブのスイッチング動作を制御するデバイスに関する。本発明の目的は、大部分を前もって製造が可能で、容易に異なる動作電圧またはデータプロトコルへと変換することができ、この制御デバイスの商品の在庫が減少し、以前よりも経済的な節約量が容易に達成されるように、制御デバイスを設計することである。この目的は、次のようにして達成される。つまり、制御デバイス（１）の内部制御ユニット（２）が標準化された動作電圧（ＵＢ）を含み、パイロットバルブ（５）が標準化された動作電圧で動作し、適合モジュール（Ｉ；Ｉ＊）が、内部インターフェイス（Ｂ）を介して内部制御ユニット（２）に接続されて制御デバイス（１）に含まれ、内部制御ユニット（２）及び適合モジュール（Ｉ；Ｉ＊）のそれぞれの信号の構成が内部インターフェイス（Ｂ）において等しく、内部制御ユニット（２）が適合モジュール（Ｉ；Ｉ＊）を介して電圧が供給される。【選択図】      図１
2008530743.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブのスイッチング動作を制御するデバイスであって、
前記制御デバイス（１）はモジュール構造を有し、
前記バルブ（１００）は、閉鎖部材（１０１；１０１＊）を支持すると共に並進式または回転式に動かされる少なくとも１つのバルブロッド（１０１ａ；１０１ａ＊）を含み、
該バルブロッド（１０１ａ；１０１ａ＊）は、圧力媒体によって作用されるバルブアクチュエータ（１０５）によって２つの終端位置である閉鎖（ＳＳ）及び開放（ＯＳ）位置へと導かれ、もし必要ならば、少なくとも１つのバルブロッド（１０１ａ；１０１ａ＊）は、これら２つの終端位置の間にある中間位置（ＺＳ）へと導かれ、関連する閉鎖部材（１０１；１０１＊）の部分的な開放位置を形成し、
前記制御デバイス（１）は、位置指示器（４）と共に、前記バルブアクチュエータ（１０５）のための前記圧力媒体（Ｄ）を制御する手段（５）を含み、前記位置指示器は、少なくとも前記終端位置及び、もし適用可能ならば、固定された参照系に関する前記バルブロッド（１０１ａ；１０１ａ＊）の前記中間位置（ＺＳ）を検出して、それに関する実際の位置の指示を与え、
前記制御デバイス（１）は、モジュール構造の内部制御ユニット（２）を含み、該内部制御ユニットは、一方では前記バルブ（１００）の周辺にある外部制御ユニット（３）とのデータ交換を実施し、また一方では、前記圧力媒体（Ｄ）を制御する手段（パイロットバルブ）（５）を作動させる、バルブのスイッチング動作を制御するデバイスにおいて、
・前記内部制御ユニット（２）は、標準化された動作電圧（ＵＢ）を含み、
・前記パイロットバルブ（５）は、前記標準化された動作電圧（ＵＢ）で動作し、
・適合モジュール（Ｉ；Ｉ＊）が、前記制御デバイス（１）内に含まれ、
・内部インターフェイス（Ｂ）を介して前記内部制御ユニット（２）と接続され、
・前記制御ユニット（２）及び前記適合モジュール（Ｉ；Ｉ＊）のそれぞれの信号の構成は、前記内部インターフェイス（Ｂ）において等しく、
・前記内部制御ユニット（２）は、前記適合モジュール（Ｉ；Ｉ＊）を介して電圧を供給される、
ことを特徴とするデバイス。
【請求項２】
前記標準化された動作電圧（ＵＢ）は２４ＶＤＣ（直流電圧）である、
ことを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
第一の適合モジュール（ＡＣインターフェイスモジュール）（Ｉ）は、前記標準化された動作電圧（ＵＢ）で動作する前記内部制御ユニット（２）の信号及び信号レベルを、前もって決められている２０から１３０ＶＡＣ（交流電圧）の範囲内のいずれかの動作電圧（ＵＶ）へ変換し、それを前記外部制御ユニット（３）が接続されている外部インターフェイス（Ａ）において供給し、それに対応する逆方向への変換もまた実施する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のデバイス。
【請求項４】
第二の適合モジュール（ＡＳインターフェイスモジュール）（Ｉ＊）は、前記標準化された動作電圧（ＵＢ）で動作する前記内部制御ユニット（２）の信号及び信号レベルを、それに対応する、２つのコアを有するバスラインで動作するＡＳインターフェイスバスデータ伝送システムの信号及び信号レベルへと変換し、それを前記外部制御ユニット（３）が接続されている外部インターフェイス（Ａ）において供給し、それに対応する逆方向への変換もまた実施する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のデバイス。
【請求項５】
前記外部インターフェイス（Ａ）は第一のターミナルストリップとして形成される、
ことを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項６】
前記内部インターフェイス（Ｂ）は第二のターミナルストリップとして形成される、
ことを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項７】
前記第二のターミナルストリップ（Ｂ）はブレードコネクタストリップとして形成される、
ことを特徴とする請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記ブレードコネクタストリップ（Ｂ）のコンタクトピン（Ｂｉ）は、前記適合モジュール（Ｉ；Ｉ＊）において提供される、
ことを特徴とする請求項７に記載のデバイス。
【請求項９】
前記コンタクトピン（Ｂｉ）は、前記内部制御ユニット（２）において、それぞれ関連するスクリューターミナルに付加される、
ことを特徴とする請求項８に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記適合モジュール（Ｉ；Ｉ＊）は前記内部制御ユニット（２）に完全に合うように接続される、
ことを特徴とする請求項１から９のうちのいずれか一項に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブのスイッチング動作を制御するデバイスに関する。この制御デバイスはモジュールの構造を有する。バルブは、閉鎖部材を支持し、並進式或いは回転式で移動する少なくとも一つのバルブロッドを含み、このバルブロッドは、二つの終端位置、すなわち閉鎖位置及び開放位置へと、圧力媒体によって作用を受けるバルブアクチュエータによって導かれる。もし必要ならば、少なくとも一つのバルブロッドがこれら終端位置の間の中間位置に導かれて、関連した閉鎖部材の部分的な開放位置を形成する。制御デバイスは、位置指示器と共に、バルブ作動のため圧力媒体を制御する手段を含む。そして、その位置指示器は少なくとも終端位置と、適用できる場合には固定された参照システムに関するバルブロッドの中間位置とを検出し、それに関する実際の位置の指示を与える。また、制御デバイスは、モジュールによる内部制御ユニットを含み、その内部制御ユニットは、一方ではバルブ周辺にある外部制御ユニットとデータを交換し、また一方では圧力媒体制御手段を駆動する。
【背景技術】
【０００２】
バルブロッドのシフト移動が継続的に路程測定システム（odometrical system）によってモニターされ、完全に開放した位置或いは完全に閉鎖した位置のような固定されたバルブ位置が検出される、バルブのスイッチング動作制御デバイスは、ＷＯ  ０２／０９３０５８  Ａ１により知られている。ここでは、デバイスは、バルブアクチュエータのために圧力媒体を制御する手段と、さらには位置検出器または位置指示器を有し、この位置検出器または位置指示器はバルブロッドに接続され、固定された参照系に対するバルブロッドの動作を示すバルブロッドの実際の位置を継続的に検出し、それに関する実際の位置の指示を与える。また、デバイスは、実際の位置の指示を継続的に格納する手段と、所定のデータ及び／或いはバルブ動作中に集められたデータとを比較し、計算する手段を有する。ここでは、位置指示器は非接触で動作する位置表示デバイスとして形成され、バルブ制御に必要とされる全ての手段は、バルブハウジングから離されたバルブアクチュエータ近傍にある制御ヘッドの中に配置される。
【０００３】
さらに、上述した従来技術に対して容易にされたバルブの動作スイッチング制御デバイスが知られており、それにおいては、継続的なバルブロッドの経路測定は行われずに済ますことができ、問題となるそれぞれのバルブにおける個々の固定されたバルブ位置のみが位置指示器によって検出され、内部及び／または外部のバルブ制御部へ知らされる。ここでは、位置指示器は、接触して、或いは非接触で、バルブロッドのそれぞれの位置を検出する。非接触で動作する位置指示器は、例えば磁気的に動作するものが知られており、例えば、バルブロッドに取り付けられた永久磁石が位置指示器の近傍に達して、磁界を検出したときにスイッチング信号を発生する。
【０００４】
上述したバルブのスイッチング動作制御デバイスは、以下では簡略して制御デバイスと記述したが、基本的には、内部制御ユニットがバルブアクチュエータに配置された制御ヘッドの中にあるように構成され、たとえば、一方ではメモリープログラマブル制御（ＳＰＳ）のような外部制御ユニットとのデータ交換を実施し、また、一方では、いわゆるパイロットバルブのような圧力媒体を制御する手段を作動させ、バルブアクチュエータへのこの圧力媒体の供給のために備えられる。ここでは、この内部制御ユニットは、電圧に関して、パイロットバルブが一方でそれが基礎を置く制御電圧によって作動するように構成され、外部制御ユニット（ＳＰＳ）との通信も可能である。ドイツでは、たとえば、２４ボルトＤＣ（２４ＶＤＣ）の動作電圧が主に常設されている。
【０００５】
外部制御ユニット（ＳＰＳ）は、ドイツでは動作しているが、主に外国では、２０ボルトから１３０ボルトの間の交流電圧（２０−１３０ＶＡＣ）で同様に動作している。もしパイロットバルブが上述した２４ＶＤＣとは異なった電圧で動作しているとすると、内部制御ユニットが、一方では外部制御ユニット（ＳＰＳ）に対する方向で、他方ではパイロットバルブに対する方向で通信できるよう考慮してこれらの電圧状態に特別に適合させる解決策が必要とされる。
【０００６】
このことは、種々の異なった内部制御ユニットによって、上述されたように異なった動作電圧の結果として、また与えられた変化するデータの交換の結果として起こる。このように状況が不十分であると、それぞれのバルブ制御の配置或いは再配置のために比較的大きな努力が必要とされる。もし、上述した全ての異形のために準備したいならば、多様なレイアウトの異なる製品を前もって製造することは、多くの商品の在庫を必要とする。この商品の減少は、結果として小さな群のサイズでの不経済な生産を招く。さらに、このような制御デバイスのレイアウトの異形の多様性によって、関連する開発途上の努力が必要となり、在庫の維持がその商品管理（コード番号）に関して大規模であり、それぞれのレイアウトの異形が高コストの承認試験によって認められなければならない。
【０００７】
上述したレイアウトの異形の数がたとえ増加しても、これは多くの場合共通した方法だが、内部制御ユニットが二つのコアを有するバスライン、いわゆるＡＳ−インターフェイスモジュール、すなわち、バイナリ信号によって、外部制御ユニット（ＳＰＳ）と通信する。
【０００８】
ＵＳ  ４  ６８３  ４５４  Ａには、電気的に適合させるモジュールによって電磁的に動作する機構が開示され、それは、バルブを流動体の制御のために作動させる。それぞれ利用される適合させるモジュールは、外部の電力供給システムと電磁気的動作機構の内部電気的制御ユニットに接続され、最も異なった形で利用される。ここでは、それぞれの適合モジュールは、特にそれぞれが通信する外部の電力供給システムへの電磁的動作機構の適合を実施する。適合モジュールは、外部の電圧（直流及び交流電圧）を内部で必要とされる電磁気的動作機構の電圧へと変換及び適合する手段も供給する。ここでは、バルブの閉鎖部材は電磁気的動作機構の電気的コイルシステムまでシャフトのような先端部分とかみあい、それによって直接作動する。圧力媒体を制御するパイロットバルブは、ゆえに必要とされない。知られている電磁気的動作機構は、バルブの終端位置あるいは中間位置を検出するためのバルブに関連した位置指示器を有しない。
【０００９】
本発明の目的は、大部分を前もって製造しておくことができ、異なった動作電圧或いはデータプロトコルに対して容易に変換できるような包括的なデバイスを設計することである。
【発明の開示】
【００１０】
この目的は、請求項１の特徴によって解決される。本発明に係るデバイスの有利な実施例は、従属している請求項の内容である。ここで、本発明の本質的な考えは、異なる動作電圧及び／またはデータプロトコルによってあらかじめ決められている制御デバイスの可能性のある全てのレイアウトの異形は、標準化された動作電圧を含む標準化された、いわゆるベースユニットとよばれる内部制御ユニットによって作動されることである。この内部制御ユニットは、この標準化された動作電圧と適合するようにパイロットバルブとして設計された圧力媒体を制御する手段もまた、制御する。内部制御ユニットは、パイロットバルブと共通して、或いは、外部制御ユニットのそれぞれの動作電圧に依存しないで三個のパイロットバルブまでが共通して前もって製造される。
【００１１】
第二の本発明の本質的な考えは、外部制御ユニット（たとえばＳＰＳ）のそれぞれの動作電圧に対する適合部、或いは、さらにデータ通信に対する適合部をそれぞれ適合モジュールの中に配置し、その適合モジュールは、内部インターフェイスを介して内部制御ユニットに接続されているということである。この点に関して、適合モジュールは、制御ユニット及び適合モジュールのそれぞれの信号の構成が内部インターフェイスにおいて同一になるように設計される。さらに、内部制御ユニットは適合モジュールを介して電圧が供給される。
【００１２】
本発明に係る制御デバイスは、単一の並進運動する閉鎖部材がそれに関連したシート表面に対して作用するリフトバルブにだけに適用できるのではなく、二つの閉鎖部材がそれぞれ独立して動作できるいわゆるダブルシートバルブにも適用することができる。この閉鎖部材は、ダブルシートバルブの開放位置と同様閉鎖位置において、少なくとも周囲のダブルシートバルブと接続経路に接続されて、その間にある漏出の穴を封入する。ここでは、それぞれの閉鎖部材は、関連したバルブロッドに接続されて、少なくともこれらのバルブロッドのうちの一つが、望ましくは独立して動作する閉鎖部材のバルブロッドが、関連した閉鎖部材（閉鎖位置、開放位置、中間位置）に接続されたそれぞれの位置に関して、本発明に係る制御デバイスの位置指示器によってモニターされる。
【００１３】
上述した本発明に係る制御デバイスはバルブに対しても適用可能であり、閉鎖部材は回転式の開放及び閉鎖動作（たとえばディスクバルブ）を行う。ここで、それぞれの閉鎖部材に関連したバルブロッドの回転動作は、一方では、本発明に係る制御デバイスによってモニターされ、直接的に制御される。しかしながら、また一方では、バルブロッドの回転動作を生み出す関連したバルブアクチュエータがモニターされ、制御されることによって、バルブロッドの回転動作はモニターされて非直接的にも制御されうる。このバルブアクチュエータでは、閉鎖部材及び関連したバルブロッドの回転動作は、圧力媒体によって作用されるピストンの、並進往復運動をする動作として生み出され、この並進運動は回転運動に比べてより容易に制御及びモニターすることができる。
【００１４】
本発明に係る制御デバイスの有利な実施例は、内部制御ユニットが標準化された２４ＶＤＣ（直流電圧）の動作電圧で動作することを予想している。この標準化された２４ＶＤＣの動作電圧によって、利用の標準例に適用することができ、内部制御ユニットは、内部インターフェイスを介して外部制御ユニットとの直接的なデータ交換を実施することができる。
【００１５】
更なる提案に関しては、第一の適合モジュールが、いわゆるＡＣインターフェイスモジュールとして提供され、標準化された動作電圧で動作する内部制御ユニットの信号及び信号レベルを、２０から１３０ＶＡＣ（交流電圧）の範囲のあらゆる動作電圧へと変換し、それを外部インターフェイスへと提供し、それを介して、外部制御ユニットに接続されて、逆方向への対応する変換も同様に実施する。それに関して、標準化された内部制御ユニットは第一の適合モジュールを介して、２０ボルトから１３０ＶＡＣの範囲において動作するどのような外部制御ユニットとも通信できる。必要とされる適合のステップはモジュール構造の第一の適合モジュール内に配置されるので、標準化された内部制御ユニットの構成及びレイアウトには影響を与えない。
【００１６】
さらに、第二の適合モジュール、いわゆるＡＳインターフェイスモジュールが提供され、標準化された動作電圧で動作する内部制御ユニットの信号及び信号レベルを、二つのコアを有するバスラインで動作するＡＳインターフェイスバスデータ伝送システムの対応する信号及び信号レベルへと変換し、それを外部インターフェイスへと提供し、それを介して、外部制御ユニットに接続されて、逆方向への対応する変換も実施する。この解決策においても、標準化された内部制御ユニットと外部制御ユニットとの間のデータ交換は現在、２つのコアを有するバスラインを介して起こり、標準化された内部制御ユニットがこの場合と同様に利用できるように、適合手段はモジュール構造の第二の適合モジュール内に提供される。
【００１７】
上述した本発明の本質的な考えは、さらにバスによる解決策や、それによって外部制御ユニットが動作する交流或いは直流電圧へと適用することも可能であり、もし適用できれば、上述した標準化された内部制御ユニットはどんな場合にでも利用することが可能となる。
【００１８】
本発明に係る制御デバイスの異なるモジュールの構成は、これがさらに提案され、もし外部インターフェイス及び内部インターフェイスがそれぞれターミナルストリップとして形成されると、特に容易に提供されうる。ここでは、第二のターミナルストリップが、ブレードコネクタストリップとして有益になるよう具体化され、更なる提案に関しては、ブレードコネクタストリップの接触ピンが適合モジュールにおいて提供される。
【００１９】
このことは更なる提案によって予想されるが、もし接触ピンがそれぞれ、内部制御ユニットにおいて関連したスクリューターミナル内に固定されると、適合モジュールと内部制御ユニットとの間の安全な接続は、この接触によってのみ得られ、それは、この２つのモジュール要素の完全に安全な接続のために、たとえば、適する位置における単一のスクリュー接続のように、単一の摩擦による接続を介してのみ、それぞれ接続されなければならない。
【００２０】
〔ＡＣインターフェイスモジュール（第一の適合モジュール）〕
ＡＣインターフェイスモジュールは、内部制御ユニットの電気的モジュールに対する制御信号の交換のための信号の適合を務め、圧力媒体によって作用される動作機構（望ましくは気体で動く機構）とともにはたらく。内部制御ユニットは、標準化された動作電圧、たとえば２４ＶＤＣの直流電圧、に基づく電気的ユニットを含み、制御信号を受け取り、モニターする目的で信号を供給する。上述した内部制御ユニットは標準化された動作電圧を必要とし、現在の場合、それは直流電圧２４ＶＤＣである。
【００２１】
機器に関して、上述した本発明に係る考えは、ＡＣインターフェイスモジュール、つまり第一の適合モジュールが、これもモジュールで構成されている内部制御ユニットに対して連結されることで実施される。ＡＣインターフェイスモジュールでは、２４ＶＤＣのパイロットバルブの作動を供給するために、２０ボルトから１３０ボルトの範囲のどんな交流電圧に対しても、２４ＶＤＣで動作する内部制御ユニット（ベースユニット）の信号レベルへの変換が起こる。個別のバルブ位置（閉鎖位置、完全な開放位置及び、もし適用可能であれば、中間位置）のためのフィードバック信号は、内部制御ユニットを介してＡＣインターフェイスモジュールに到達し、今度はそこでこのモジュールの入力レベルへと変換される。利用者はそれによって交流電圧信号でパイロットバルブを作動させることができ、フィードバックとして今度は、同じＡＣ信号レベル（交流電圧レベル）を受け取ることができる。
【００２２】
本発明に係るＡＣインターフェイスモジュールの詳細は、図面の図２ａ及び図２ｂに関連して説明される。
【００２３】
〔ＡＳインターフェイスモジュール（第二の適合モジュール）〕
ＡＳインターフェイスモジュールは、本発明によれば、バルブのスイッチング動作を制御するデバイスを使用するための任意の拡張モジュールとしてはたらき、内部制御ユニット（ベースユニット）は再度標準化されて、標準化された動作電圧、望ましくは２４ＶＤＣ（直流電圧）の電圧で動作する。ＡＳインターフェイスモジュールは、いわゆるＡＳインターフェイスバスを介してＡＳインターフェイスマスター或いはゲートウェイと接続される。ここで、二つのコアを有するバスラインが使用され、それは同時にＡＳインターフェイスモジュールのための動作電圧を供給し、ＡＳインターフェイスモジュールにおいて二つのターミナルを介して接触する。ＡＳインターフェイスモジュールの内部制御ユニットへの連結は、上述したＡＣインターフェイスモジュールの接続と同様の方法で起こり、それは内部インターフェイスを介している。
【００２４】
通常の場合には、内部制御ユニットが直接外部制御ユニットと通信するとき、内部制御ユニットの接続ターミナルは、信号の伝送のために、対応するラインによって外部制御ユニットへ接続され、続いてこのラインを介して、２４ＶＤＣのバイナリ信号がこの外部制御ユニット（ＳＰＳ）へと到達する。
【００２５】
外部制御ユニットがＡＳインターフェイスモジュールによって改良された場合には、外部制御ユニット（ＳＰＳ）へのラインのみが除去されて、対応するＡＳインターフェイスモジュールが同一の位置において接触する。このことは、標準化された内部制御ユニットが信号のために一つだけインターフェイスを有し、その信号が外部制御ユニット（ＳＰＳ）へと直接的に到達するか、ＡＳインターフェイスモジュールがそこに連結される場合には、これらの信号は、データ線を介してＡＳインターフェイスマスターとの通信が可能になるように、ＡＳインターフェイスモジュールにおいてＡＳインターフェイスデータプロトコルに変換されることを暗示している。
【００２６】
ＡＳインターフェイスモジュールのＥ／Ｏインターフェイス（入力／出力インターフェイス）は、ブレードコネクタストリップを介して、標準化された内部制御ユニットと電気的に接続される。このインターフェイスを介して、ＡＳインターフェイスモジュールからのデジタル出力信号は、内部制御ユニットのデジタル出力信号がＡＳインターフェイスモジュールへと伝送されるのと同様に、内部制御ユニットへと伝送される。上述したＡＳインターフェイスモジュールはその動作電圧を内部制御ユニットに供給する。
【００２７】
本発明に係るＡＳインターフェイスモジュールの詳細は、図面の図３ａ及び図３ｂに関連して説明される。
【００２８】
上述したような、本発明に係る二つの解決策（ＡＣインターフェイスモジュール、ＡＳインターフェイスモジュール）の利点は以下のように簡潔に要約される。
【００２９】
１．多数の特別な内部制御ユニットの代わりに、ＡＣインターフェイスモジュールか、もしデータバスによるデータ伝送が行われる場合にはＡＳインターフェイスモジュールかのどちらかが、全ての適用に使用可能な標準化された内部制御ユニットに連結され、望ましくは、２４ＶＤＣの動作電圧で動作する。
【００３０】
２．１に関する構成から、開発用の測定器具の減少、さらには在庫維持の観点から、当該の制御デバイスの構成要素のコード番号の減少、倉庫での資本の責任の減少と同様に必要とされる承認試験の減少が生じる。
【００３１】
３．標準化された内部制御ユニット（標準化された動作電圧、つまりベースユニットとして２４ＶＤＣ）を利用することによって、制御ヘッドとして形成される制御デバイスを前もって製造することが可能となる。
【００３２】
４．ＡＳインターフェイスモジュールを内部インターフェイスへ接続することによって、定義された信号の構造を構成して、製造者特有の標準インターフェイスに類似するため、ＡＳインターフェイスバスへの改良が可能である。
【００３３】
５．４項で言及されている標準化された内部インターフェイスにＡＣインターフェイスモジュールを接続することによって、広範囲の動作にわたるＡＣの適応性を改良することが可能となる。
【００３４】
６．唯一つのパイロットバルブ（２４ＶＤＣ）を使用することによって、他のパイロットバルブのタイプ（２４ボルトＡＣパイロットバルブ、１１５ボルトＡＣパイロットバルブ）は、在庫保持及び使用の必要がなくなる。
【００３５】
７．２４ＶＤＣの標準動作から、ＡＣインターフェイス或いはＡＳインターフェイスバス動作への変換は、制御デバイスに備えられたバルブへのフィードバックのどんな再適応も必要とせず、対応するインターフェイスモジュールを標準化された内部インターフェイスに連結するだけで済む。
【００３６】
８．インターフェイスモジュールにおける固定された接触配置によって、信号の交換が不可能となる。
【００３７】
本発明に係る実施例は図面の図において説明され、以下に記述される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明に係る制御デバイス１（図１）は、ハウジングユニット１．１内に、内部制御ユニット２と、第一及び第二の位置指示器４ａ、４ｂを有する位置指示器４と、圧力媒体Ｄの制御手段５（パイロットバルブ）とを有する。内部制御ユニット２が直接的に外部制御ユニット３（例えばメモリープログラマブル制御（ＳＰＳ））と通信する場合には、ここに記述された構成は従来と同様であり、バルブ１００のスイッチング動作を制御するように働き、図示された実施例ではリフトバルブとして設計される。後者は、閉鎖部材１０１を第一及び第二のバルブハウジング１００ａ或いは１００ｂの間にそれぞれ含む。これは、アクチュエータ１０５ｂに接続されたバルブロッド１０１ａを介して作動し、バルブロッドは上方に伸長して、これに永久磁石１０５ｃが取り付けられる。閉鎖部材１０１は、シートシール１０６を介してシート表面１０２とともに作動し、それぞれ第一及び第二のバルブハウジング１００ａ、１００ｂの間に指定されない接続ボアを制御し、それは第一の固定されたバルブ位置である図示された閉鎖位置ＳＳ、第二の固定されたバルブ位置である開放位置ＯＳを有する。この２つの固定されたバルブ位置の間に二つの終端位置、いわゆる閉鎖部材１０１のフルストロークＨが形成される。
【００３９】
上述の閉鎖部材１０１は、必要であれば、部分的な開放位置、つまり中間位置ＺＳにも到達しうる。
【００４０】
上記で示された一つの閉鎖部材１０１とともに動作するバルブ、いわゆる通常のバルブに加えて、本発明に係る制御デバイス１は、それぞれ独立して動作できる二つの閉鎖部材、閉鎖部材１０１及び第二の閉鎖部材１０１＊を含む、いわゆるダブルシートバルブにも適用されうる。それらは、関連したバルブロッド、閉鎖部材１０１に対するバルブロッド１０１ａ及び、第二の閉鎖部材１０１＊に対する第二のバルブロッド１０１ａ＊を介して動作する。
【００４１】
上記に示された二つのバルブタイプのフルストロークＨを提供するために、バルブロッド１０１ａを介して、バルブアクチュエータ１０５内で独立して作動する閉鎖部材１０１と接続されたピストン１０５ａは、バルブアクチュエータ１０５の外部からか、その内部からボア１０５ｄを介してかのどちらかによって、第一の圧力媒体接続１０３を介して圧力媒体Ｄによって作用を受ける。前記ボア１０５ｄは、図示していない接続経路を介して、ハウジングユニット１．１の内部へ集結させ、パイロットバルブ５を介して圧力媒体供給Ｚ１とそこで接続される。
【００４２】
閉鎖位置ＳＳ、つまり第一の固定バルブ位置に定義された閉鎖部材１０１の第一の終端位置は、関連するシート表面１０２の金属接合部によって影響を受ける。後者は、第一の固定された位置限界Ｘ１（第一の金属停止部）を形成する。バルブディスク１０１の開放位置ＯＳ、つまり第二の終端位置であってそれによって固定された第二のバルブ位置は、たとえば概略的に図示されているように、バルブアクチュエータ１０５における、第二の位置限界Ｘ２（第二の金属停止部）へのピストン１０５ａの当接によって提供される。閉鎖位置ＳＳ及び完全な開放位置ＯＳとして示されている二つの終端位置は、第一の位置指示器４ａ或いは第二の位置指示器４ｂによってそれぞれ検出され、内部制御ユニット２へとフィードバックされる。
【００４３】
後者は、パイロットバルブ５を作動させ、それを介して、圧力媒体供給Ｚ１からの圧力媒体Ｄは、ピストン１０５ａの下にあるバルブアクチュエータ１０５内の空間に到達する。この場合では、いわゆるスプリング閉鎖式のバルブアクチュエータ１０５が、パイロットバルブ５が作動していないとき、パイロットバルブ５および圧力媒体排出Ａ１を介して圧力媒体Ｄをピストン１０５ａの下のスペースから外へ移動させる。
【００４４】
上に示された実施例においては、更なる力によって、バルブディスク１０１を作動させない状態においてそのシート表面上に押し付けることが予想される。この目的のために、ピストン１０５ａは、後部にある第二の圧力媒体接続１０４を介して圧力媒体Ｄによって作用を受ける。
【００４５】
第二の圧力媒体接続１０４の作動は、いわゆるＮＯＴゲートを介して起こり、それは、第一の圧力媒体接続１０３を介したピストン１０５ａの作動がないときで、必要な場合に常に作動する。図示されていないＮＯＴゲートも、内部制御ユニット２によって作動する。
【００４６】
上述した制御デバイス１は、従来技術を形成しているが、もし内部制御ユニット２が、これに接続されてデータ交換を行う外部制御ユニット３とは異なる動作電圧で動作するならば、それぞれ特別に形成された内部制御ユニット２を必要とする。もし、パイロットバルブ５が２４ＶＤＣ標準から逸脱した動作電圧を有するならば、対応する更なる適合手段が必要となる。
【００４７】
内部制御ユニット２ではなく、第一の適合モジュールI、いわゆるＡＣインターフェイスモジュールにおいてか、或いはデータバスシステムが提供されるとき、第二の適合モジュールＩ＊，いわゆるＡＳインターフェイスモジュールにおいてかのどちらかで適合手段を提供することによって本発明に係るこの解決策が開始する。ＡＣ或いはＡＳインターフェイスモジュールＩ、Ｉ＊はそれぞれ、一方の側では、第二のターミナルストリップである内部インターフェイスＢを介して、内部制御ユニット２に接続されて、もう一方の側では、外部インターフェイスＡを介して外部制御ユニット３へ接続される（図２ａ、２ｂ、３ａ、及び３ｃを参照）。
【００４８】
〔ＡＣインターフェイスモジュールＩ（第一の適合モジュール）〕
ＡＣインターフェイスモジュールＩ（第一の適合モジュール）のためのハウジングは、望ましくはほぼ立方体状の形状を有し、出来る限り小さい寸法で電子回路を完全に中に収める。内部制御ユニット２におけるＡＣインターフェイスモジュールＩの取り付けは、モジュールに取り付けられたボアとラグによって、たとえばスクリュー接続によって、これらの二つの構成要素間に確かに合うような接続がなされるように実施される。外部の配線（外部制御ユニット３ａ（たとえばＳＰＳ）からのＡＣインターフェイスモジュールＩへの接続）は、ＡＣインターフェイスモジュールでは第一のターミナルストリップＡに配置される。ＡＣインターフェイスモジュールＩから内部制御ユニット２への接続は、ブレードコネクタストリップとして形成された第二のターミナルストリップＢを介して実施され、ブレードコネクタストリップＢのコンタクトピンＢｉは、内部制御ユニットに配置されているターミナルの中に直接的に押し込まれて、そこでボルトで留められる。第一のターミナルストリップＡ及び第二のターミナルストリップＢはそれぞれターミナル１１から２０までを含み、その使用法や役割は図２ｂから明らかになる。ターミナル１１から１３までは、固定されたバルブ位置（閉鎖位置ＳＳ、開放位置ＯＳ、及び、もし適用できるならば中間位置ＺＳ）のフィードバックのため入力ｅ１、ｅ２、及びｅ３が割り当てられる。ターミナル１４から１６までは、パイロットバルブＹ１、Ｙ２、及びＹ３につながる出力ａ１、ａ２、及びａ３のために提供される。
【００４９】
１．第二のターミナルストリップＢのための電気に関するパラメータは以下のようになる。
接続ターミナル          ：        ブレードコネクタストリップ
制御ユニット２の動作電圧（Ｌ＋、Ｌ−）：ＵＢ＝２４ＶＣＤ（１８−３０ＶＤＣ）
制御ユニット２の動作電流：ＩＢ
制御電流：ＩＬ；同時に起こる要素の最大値  ２（ＩＬ０＝ＩＬ１＝ＩＬ２）
信号電流：ＩＬＡＸ＝ＩＬＡ１＝ＩＬＡ２＝ＩＬＡ３
作動電圧：ＵＬＸ＝ＵＬ０＝ＵＬ１＝ＵＬ２＝２４ＶＤＣ
信号電圧：ＵＬａＸ＝ＵＬＡ１＝ＵＬＡ２＝ＵＬＡ３
第二のターミナルストリップＢの全ての電位は、Ｌ−とは逆の関係にある。
【００５０】
２．第一のターミナルストリップＡのための電気に関するパラメータは以下のようになる。
接続ターミナル          ：        スクリューターミナル
動作電圧：ＵＶ＝２０−１３０ＶＡＣ（ニュートラルコンダクタＮとライブラインＬの間）
作動電圧：ＵＸ＝Ｕ０＝Ｕ１＝Ｕ２
信号電圧：ＵＬＸ＝ＵＬ１＝ＵＬ２＝ＵＬ３
電流容量：ＩＡＸ＝ＩＡ１＝ＩＡ２＝ＩＡ３（同時に起こる要素の最大値  ２）
第一のターミナルストリップＡの全ての電位は、ニュートラルコンダクタＮとは逆の関係にあり、保護用コンダクタはＰＥとして明示される。
【００５１】
〔ＡＳインターフェイスモジュールＩ＊（第二の適合モジュール）〕
ＡＳインターフェイスモジュールＩ＊（第二の適合モジュール）の構造は、原則として図３aから明らかになる。それは、概ね、アドレスメモリ６、ＡＳ−ｉチップ７、電圧コンバータ８、入力レベル９（２４ＶＤＣ）及び出力レベル１０（２４ＶＤＣ）を含む。図中の位置づけに関しては、ＡＳインターフェイスモジュールＩ＊は、右側（内部制御ユニットＢ）で内部制御ユニット２と接続され、２つのコアを有するバスライン（＋ＡＳ−ｉ及び−ＡＳ−ｉ）による、いわゆるバス接続を介して左側（外部制御ユニットＡ）で外部制御ユニット３と接続される。また、同様に次のことが分かる。つまり、ＡＳインターフェイスモジュールＩ＊は内部制御ユニット２から見ると、バルブ位置（ターミナル１１から１３）からのフィードバックのため３つの入力ｅ１、ｅ２及びｅ３を含んでおり、パイロットバルブ５（Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３）のための３つの出力ａ１、ａ２及びａ３を介して内部制御ユニット２（ターミナル１４から１６）と接続されている。上述の内部制御ユニット２は、ＡＳインターフェイスモジュールＩ＊によってＵＢ＝２４ＶＤＣの動作電圧が供給され、さらに、内部制御ユニット２のセンサシステム１１の電子回路は、動作電圧ＵＢが供給されるターミナル１９及び２０において接続されている（図３ｂ参照）。内部インターフェイスＢの、残りのターミナルの役割については、図２ｂより分かる。
【００５２】
入力及び出力と、接続ターミナルの論理的な役割は、図３ｂから分かる。
ＡＳＩモジュールにおける入力ｅ１（データビットＤＩ０）＜−接続ターミナル１１（開始−＞）
ＡＳＩモジュールにおける入力ｅ２（データビットＤＩ１）＜−接続ターミナル１２（終了−＞）
ＡＳＩモジュールにおける入力ｅ３（データビットＤＩ２）＜−接続ターミナル１３（シートクリーニングＳＬ−＞）
ＡＳＩモジュールからの出力ａ１（データビットＤＯ０）−＞接続ターミナル１４（Ｙ１＜−）
ＡＳＩモジュールからの出力ａ２（データビットＤＯ２）−＞接続ターミナル１５（Ｙ２＜−）
ＡＳＩモジュールからの出力ａ３（データビットＤＯ３）−＞接続ターミナル１６（Ｙ３＜−）
【００５３】
ＡＳインターフェイスモジュールＩ＊の電気に関するパラメータは以下のようになる。
１．バス接続
接続ターミナル：＋ＡＳ−ｉ／−ＡＳ−ｉ（ＡＳＩのスペックに応じて）
総電流引き抜き：ＩＧ
２．内部制御ユニット２からのバルブフィードバックのための入力ｅ１からｅ３
信号レベル：２４ＶＤＣ
３．内部制御ユニット２へのパイロットバルブ作動のための出力ａ１からａ３
信号レベル：２４ＶＤＣ
同時に起こる要素：最大２出力が同時に起こる
４．内部制御ユニット２の動作電圧
電圧レベル：ＵＢ＝２４ＶＤＣ（１８−３０ＶＤＣ）
電流容量：ＩＢ
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る制御デバイスに接続された気体アクチュエータを有する例としての通常のバルブの概略図で、その制御デバイスにはＡＣインターフェイスモジュール或いはＡＳインターフェイスモジュールのどちらかが備えられうる。
【図２ａ】図１に示された本発明に係るＡＣインターフェイスモジュールの基本的な回路の概略図。
【図２ｂ】一方の側で内部制御ユニットへ連結され、もう一方の側で外部制御ユニットへ連結されている状態にある図２ａに係るＡＣインターフェイスモジュールの概略図。
【図３ａ】図１に示された本発明に係るＡＳインターフェイスモジュールの基本的な回路の概略図。
【図３ｂ】一方の側では内部制御ユニットに対しての、もう一方の側ではデータバスシステムに対しての、図３ａに係るＡＳインターフェイスモジュールの連結。
【符号の説明】
【００５５】
図１
１          制御デバイス
１．１      ハウジングユニット
２          内部制御ユニット
３          外部制御ユニット（たとえばメモリープログラマブル制御）
４          位置指示器
４ａ        第一の位置指示器
４ｂ        第二の位置指示器
５          圧力媒体Ｄの制御手段（パイロットバルブ）
Ｉ          第一の適合モジュール（ＡＣインターフェイスモジュール）
Ｉ＊        第二の適合モジュール（ＡＳインターフェイスモジュール）
１００      バルブ（リフトバルブ）
１００ａ    第一のバルブハウジング
１００ｂ    第二のバルブハウジング
１０１      閉鎖部材
１０１＊    第二の閉鎖部材
１０１ａ    バルブロッド
１０１ａ＊  第二のバルブロッド
１０２      シート表面
１０３      第一の圧力媒体接続
１０４      第二の圧力媒体接続
１０５      バルブギア
１０５ａ    ピストン
１０５ｂ    アクチュエータ／バルブロッド
１０５ｃ    磁石／永久磁石
１０５ｄ    ボア（バルブロッド１０１ａ内）
１０６      シートシール
Ａ１        圧力媒体排出
Ａ          外部インターフェイス（第一のターミナルストリップ）
Ｂ          内部インターフェイス（第二のターミナルストリップ）
Ｄ          圧力媒体
Ｈ          フルストローク
ＯＳ        開放位置
ＳＳ        閉鎖位置
ＺＳ        中間位置
Ｘ１        第一の位置限界
Ｘ２        第二の位置限界
Ｚ１        圧力媒体供給
図２ａ、図２ｂ
ターミナルストリップＡ
Ｌ          ライブライン（交流電圧）
Ｎ          ニュートラルコンダクタ
ＰＥ        保護用コンダクタ
ＩＡＸ       電流容量
ＩＡ１＝ＩＡ２＝ＩＡ３    電流容量（同時に起こる要素の最大値  ２）
ＵＬＸ                 信号電圧
ＵＬ１＝ＵＬ２＝ＵＬ３
ＵＶ        動作電圧
ＵＸ        作動電圧
Ｕ０＝Ｕ１＝Ｕ２
ターミナルストリップＢ      
ａ１       第一の出力（第一のパイロットバルブＹ１のための）
ａ２          第二の出力（第一のパイロットバルブＹ２のための）
ａ３          第三の出力（第一のパイロットバルブＹ３のための）
ｅ１          第一の入力（第一のフィードバックのための）
ｅ２          第二の入力（第二のフィードバックのための）
ｅ３          第三の入力（第三のフィードバックのための）
Ｂｉ          コンタクトピン
Ｌ＋        正電位
Ｌ―        負電位
ＩＢ        内部制御ユニット２の動作電流
ＩＬＸ      制御電流
ＩＬ０＝ＩＬ１＝ＩＬ２      制御電流（同時に起こる要素の最大値  ２）
ＩＬＡＸ     信号電流
ＩＬＡ１＝ＩＬＡ２＝ＩＬＡ３
ＵＢ        内部制御ユニット２の動作電圧
ＵＬＸ       作動電圧
ＵＬ０＝ＵＬ１＝ＵＬ２
ＵＬＡＸ     信号電圧
ＵＬＡ１＝ＵＬＡ２＝ＵＬＡ３
図３ａ、３ｂ
６         アドレスメモリ
７         ＡＳ−ｉチップ
８         電圧コンバータ
９         入力レベル２４ＶＤＣ
１０       出力レベル２４ＶＤＣ
１１       電子回路（センサシステム）
ＳＬ       シートクリーニング（中間位置ＺＳ）
Ｙ１       第一のパイロットバルブ
Ｙ２       第二のパイロットバルブ
Ｙ３       第三のパイロットバルブ
ターミナルストリップＡ
＋ＡＳ−ｉ       第一のバス接続（ＡＳＩ特性に応じてターミナルを接続する）
−ＡＳ−ｉ       第二のバス接続（ＡＳＩ特性に応じてターミナルを接続する）
ＩＧ        電流引き抜き
【図１】
2008530743.tif 000003
【図２ａ】
2008530743.tif 000004
【図２ｂ】
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【図３ａ】
2008530743.tif 000006
【図３ｂ】
2008530743.tif 000007
【国際調査報告】
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2008530743.tif 000009
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