專利名稱：用于閥門組的模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在流體動力閥門組中與至少另一個模塊串連排列的模塊，該流體動力閥組包括數(shù)個在串連方向依次排成一行的模塊，這種模塊包括用于與閥門組中的所述至少另一個模塊通信的通信裝置。
例如，這樣的模塊公布在德國專利文獻(xiàn)198 01 234 D2中。閥門組模塊排成一行。模塊上分別橫向擁有電接觸器。在閥門組處于裝配狀態(tài)時，這些電接觸器互相接合。由此模塊之間相互電連接。比如，通過電連接傳遞用于模塊中閥門控制的數(shù)據(jù)。為了傳遞數(shù)據(jù)和能量，需要多個接觸器。因此模塊的制造成本昂貴。機械損傷和/或氧化作用使傳統(tǒng)彈簧接觸器的接觸特性變差。
德國專利文獻(xiàn)199 42 508 A1公開了一種氣功裝置，例如一種閥門，具有壓力氣動線路，并借助線路中的介質(zhì)的壓力變化、微波和聲音信號，將控制信號傳遞到氣動裝置。德國專利文獻(xiàn)199 42 509 A1公開了與上述德國專利公報199 42 508 A1同樣類型的氣動裝置，其通過聲波、微波或壓力變化供以電能。該氣動裝置是各自獨立的氣壓缸，氣壓缸通過氣動線路與一個控制裝置連接。一根單獨的壓縮空氣線路通向各個裝置。這種裝置不適合于類似組的結(jié)構(gòu)。
因此，本發(fā)明的目的在于改善上述類型的模塊的通信裝置的可靠性。
通過將通信裝置設(shè)計成用于通過閥門組的波導(dǎo)管通信的波導(dǎo)管通信裝置，在上述類型的模塊中實現(xiàn)了這個目的。
通過波導(dǎo)管通信是簡單而可靠的。在波導(dǎo)管上可以按相當(dāng)高的頻率，比如1GHz進(jìn)行傳遞，使得與閥門組的通信可以由單一波導(dǎo)管完成。然而理論上多個波導(dǎo)管也同樣可以。
本發(fā)明的優(yōu)選設(shè)計方案由從屬權(quán)利要求和以下的說明給出。
通信裝置優(yōu)選的包括至少一個天線。這種天線比如是一個縫隙天線。
波導(dǎo)管最好是能夠沿上行線和下行線方向傳遞是雙向的。
波導(dǎo)管優(yōu)選設(shè)計成一個與流體動力和供給管道分開的傳遞通道。波導(dǎo)管可以作為通信通道比如幾何最佳方式地設(shè)計用于其指定目的。
通信裝置優(yōu)選用來傳遞能量。在這方面，相當(dāng)多的能量可以利用波導(dǎo)管傳遞成為事實。例如，大約一到兩瓦的電能可以傳遞到閥門組的各個模塊。通信裝置接收到的能量優(yōu)選的用于閥門驅(qū)動器操作。閥門驅(qū)動器優(yōu)選的構(gòu)成模塊組成部分。
波導(dǎo)管可以有比如矩形、圓形或橢圓形橫截面。
為了確保無反射終止，給波導(dǎo)管設(shè)置有終端電阻器或?qū)щ娊K端元件。這種元件最好包括在本發(fā)明的模塊中。對于低電功率，比如薄膜是適合的，比如碳或金屬鍍層材料。對于高電功率，鐵素體或石墨與砂復(fù)合成的終端電阻器是適合的。然而理論上波導(dǎo)管也可以是沒有限制的。
這種電終端電阻器防止波導(dǎo)管中的反射。電場強度相應(yīng)的均勻分布在波導(dǎo)管中。波導(dǎo)管易于調(diào)整。
在模塊中優(yōu)選包括一個波導(dǎo)管段用于構(gòu)成波導(dǎo)管。波導(dǎo)管由串聯(lián)排列的模塊構(gòu)成。
波導(dǎo)管段優(yōu)選的通過電鍍強化。比如鍍銀、銅或金。電鍍材料優(yōu)選的位于波導(dǎo)管部分的內(nèi)部。
在波導(dǎo)管段上優(yōu)選的設(shè)有一個插入端用于建立與鄰近波導(dǎo)管段的插接。這種插入端最好在波導(dǎo)管段的兩側(cè)都有。因此模塊可以相互插接，形成波導(dǎo)管。
波導(dǎo)管段最好，擁有用于和鄰近波導(dǎo)管段電連接的導(dǎo)電接觸裝置。這種接觸裝置比如可以由相應(yīng)導(dǎo)電的插入端構(gòu)成。此外，接觸裝置例如也可包括插座或凸緣。接觸裝置優(yōu)選的包括鍍銀和/或銅的或其它方式導(dǎo)電的彈性元件。這也保證最佳接觸可靠性。
波導(dǎo)管段優(yōu)選具有一個密封環(huán)或一個密封槽。這種密封裝置防止液壓介質(zhì)的侵入或者可能阻礙波導(dǎo)管內(nèi)部傳遞質(zhì)量的環(huán)境影響的作用。密封裝置優(yōu)選包括彈性元件比如硅樹脂或硅樹脂橡膠。
在波導(dǎo)管的一端優(yōu)選的有中心發(fā)送和/或接收裝置。這種裝置可以出現(xiàn)在本發(fā)明的模塊中。
在波導(dǎo)管中最好以至少兩種傳遞頻率傳遞信息和/或能量。例如第一傳遞頻率和第二傳遞頻率分別用于下行線方向或上行線方向的發(fā)送。也可以沒有不同的頻率用于能量和數(shù)據(jù)傳輸。
很顯然，也可設(shè)置有多個波導(dǎo)管，比如分別為每個傳遞方向設(shè)置一個波導(dǎo)管。
盡管優(yōu)選波導(dǎo)管擁有從一端到另一端相同的橫截面。然而，為了形成過渡，必要時可以在模塊中設(shè)有一個用于將不同橫截面的波導(dǎo)管連接在一起的波導(dǎo)管接頭。過渡的長度優(yōu)選的比波導(dǎo)管的波長大。也可以是所謂扭轉(zhuǎn)接頭，用于偏振面的旋轉(zhuǎn)，比如旋轉(zhuǎn)90°。依照本發(fā)明的閥門組例如本發(fā)明的模塊也可以包括同軸過渡，用于從波導(dǎo)管過渡到同軸電纜。
對于模塊可有不同的設(shè)計方案模塊優(yōu)選的包括一個中央控制單元，用于控制閥門組的其它模決。它構(gòu)成了比如形成于波導(dǎo)管上的數(shù)據(jù)總線控制或能量總線主控器。這種模塊可以被稱作閥門組的中央控制模塊。
模決也可以是中央診斷模塊。優(yōu)選的包括用于監(jiān)控閥門組其它模塊的中央診斷模塊。
在本發(fā)明另一種形式中，模塊是局部控制模塊或閥門模塊。這種模塊包括控制和/或診斷裝置，用于控制或監(jiān)控至少一個閥門和/或閥門驅(qū)動器。這個閥門或閥門驅(qū)動器可以構(gòu)成獨立的組件，該組件受到本發(fā)明模塊的控制和監(jiān)控。這種組件優(yōu)選的在排列方向排成一行。但本發(fā)明的一個優(yōu)選形式是閥門或閥門驅(qū)動器包括在依照本發(fā)明的模決中。然后設(shè)計成閥門模塊。連同閥門組一起，也可以稱為閥門圓盤。
在本發(fā)明的另一種形式中，模塊設(shè)計成用于封閉波導(dǎo)管的下終端模塊形式。終端模塊可以是一種無源模塊，無源模決包括比如上述終端電阻器。然而，也可以是一種有源終端模塊，其包括上述中央控制單元。
特別的，在最后提到的中央控制模塊中，優(yōu)選的一方面包括用于與閥門組其它模塊通信的波導(dǎo)管通信裝置，另一方面包括用于與主控制器通信的第二波導(dǎo)管通信裝置。
在依照本發(fā)明的閥門組中，上述不同的模塊可以排列成一行，比如中央控制模塊，幾個閥門模塊和終端模塊。
以下將參考附圖，基于實施例，詳細(xì)說明本發(fā)明。


圖1為依照本發(fā)明有兩個波導(dǎo)管的閥門組的第一種實施例的透視圖。
圖2為帶有形成于中央控制模塊和另外的分散控制模塊之間的波導(dǎo)管的閥門組的橫截面示意圖。
圖3為帶有形成于中央控制模塊和閥門模塊之間的波導(dǎo)管的閥門組的橫截面示意圖。
在根據(jù)圖1的閥門組10中，中央控制模塊11、診斷模塊12和閥門模塊13通過波導(dǎo)管14連接起來。中央控制模塊11控制和監(jiān)控閥門模塊13。診斷模塊12提供診斷工具，比如用于檢測和觀察閥門模塊13中的磨損、故障等等。閥門模塊13包括圖中未示出的閥門驅(qū)動器和同樣未示出的氣動閥門，該氣動閥門受控制裝置20控制與監(jiān)控。控制裝置20包括比如處理器，也包括存儲器。它們是比如專用集成電路(ASIC)或包括ASIC。
閥門模塊13布置在一個分配器15上，分配器內(nèi)部有一個圖中未示出的通道系統(tǒng)，比如用于向閥門模決13的閥門供應(yīng)壓縮空氣。在分配器15的前端有饋電接頭16、預(yù)控制連接器17和用電器接頭或者說工作接頭18。供給這個饋電接頭16的壓縮空氣根據(jù)閥門模塊13閥門的位置流出工作接頭18。閥門模塊13的這些閥門由預(yù)控制閥操縱，為了操縱預(yù)控制閥，預(yù)控制壓縮空氣通過預(yù)控制連接器17供給。為了驅(qū)動預(yù)控制閥的閥門元件，采用由電驅(qū)動器，比如由控制裝置20起動的電磁和/或靜電驅(qū)動器。
在中央控制模塊11中的中央控制裝置9，比如處理器和存儲器，通過天線19在所謂下行線方向，在波導(dǎo)管14上發(fā)送控制信號。天線19構(gòu)成控制模塊11的波導(dǎo)管通信裝置的一個組成部分?？刂菩盘栍煽刂蒲b置20通過天線21接收。在當(dāng)前情況下，所有與波導(dǎo)管14連接的控制裝置20接收控制信號。因此形成總線。例如，利用控制信號中的相應(yīng)的地址數(shù)據(jù)，閥門模塊13的當(dāng)前控制裝置20可以檢測相應(yīng)的控制信號是否是供它們使用的。
在相反的方向，也就是所謂的上行線方向，控制裝置20在波導(dǎo)管14上發(fā)送數(shù)據(jù)?？刂蒲b置20就像從中央控制裝置9接收信號那樣使用天線21發(fā)送例如報告信息。此外，診斷裝置22借助天線23接收報告信息。診斷裝置22包括比如用于分析接收到的消息信號的處理器和存儲器，也包括用于觀測信息的顯示設(shè)備，比如LCD顯示器。在顯示設(shè)備上顯示閥門模塊13的故障或其它的工作狀態(tài)。
在當(dāng)前情況下，波導(dǎo)管14的橫截面是圓形的。它由模塊11至13構(gòu)成。在該波導(dǎo)管中有數(shù)個相應(yīng)的波導(dǎo)管段。由于波導(dǎo)管段排成一行形成波導(dǎo)管14。波導(dǎo)管段的長度優(yōu)選的最優(yōu)匹配于波導(dǎo)管14的橫截面及使用的發(fā)送和接收頻率。
波導(dǎo)管14在當(dāng)前情況下除了經(jīng)過參與波導(dǎo)管14的通信的模塊12和13外還經(jīng)過消聲器模塊30。消聲器模塊30位于診斷模塊12和由閥門模塊13構(gòu)成的閥門模決組之間。其它的消聲器模塊30位于閥門模塊組的相對側(cè)。在消聲器30的前端設(shè)置有廢氣連接器91。
中央控制裝置9借助第二波導(dǎo)管25與示意繪出的主控制器24通信。波導(dǎo)管25也有一個圓形橫截面。在當(dāng)前情況下，波導(dǎo)管25是由剛性波導(dǎo)管段26和彈性波導(dǎo)管段27比如導(dǎo)電軟管形成?？刂蒲b置9通過波導(dǎo)管25上的天線28發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。
作為另一種即傳統(tǒng)的通信方案性，可以通過串行接口28建立與例如一系列總線協(xié)議的連接和與控制裝置9的連接。通過插頭29，可以建立到串行接口的電連接。
在依據(jù)圖2的閥門組40的情況下，中央控制模塊41、閥門模塊42和終端模塊43排成一行。閥門模塊42也和控制模塊41通過波導(dǎo)管44互相通信。波導(dǎo)管由模塊41至43的波導(dǎo)管段45、46和47形成。
閥門模決42包括所謂的分散控制模塊48，分散控制模塊48包含形成波導(dǎo)管44的波導(dǎo)管段46，閥門模塊42還包括帶有氣動閥門50的閥門元件組49。閥門50只是簡單示意出。
不與閥門組10相反，在閥門組40中沒有流體或者說壓縮空氣分配器。作為替代，閥門模塊42設(shè)計成所謂實心板閥門形式，實心板閥門有用于分配和導(dǎo)向壓縮空氣的管道和管段。為了供應(yīng)或排放液壓介質(zhì)，在閥門元件組49中設(shè)置供應(yīng)管51，利用終端模塊43處的饋電接頭51’可以輸入壓縮空氣到供應(yīng)管中。根據(jù)氣動閥門50的位置，壓縮空氣流經(jīng)動力管52，動力管52在與位于閥門組40前面的工作接頭18類型通常相同的工作接頭的前面開口。
在電接口53處，中央控制模塊41接收圖中未示的主控制器的指令。這些控制指令通過控制裝置54轉(zhuǎn)變成用于閥門模塊42的控制指令?？刂蒲b置54利用波導(dǎo)管44上的天線55傳輸控制指令。局部控制模塊48利用天線56接收控制指令。依據(jù)控制指令，控制裝置57包括比如ASICs，起動閥門驅(qū)動器58比如電磁鐵。閥門驅(qū)動器58起動氣動閥門50的閥門元件。
控制指令的成功執(zhí)行和不成功執(zhí)行由控制裝置57通過波導(dǎo)管44報告給中央控制裝置41。為此，通過天線56發(fā)送相應(yīng)的消息指令，用天線55接收，由控制裝置54解釋。在顯示裝置59比如LCD顯示器上觀察和顯示消息。
波導(dǎo)管44兩端由終端電阻器90終止。終端電阻器90等于波導(dǎo)管的波阻力，由導(dǎo)電材料制成。終端電阻器90在中央控制模塊41的情況下設(shè)置，也在終端模塊43的情況下設(shè)置。這里它們位于波導(dǎo)管45和47的端面上。
波導(dǎo)管44具有比如矩形橫截面。波導(dǎo)管44的內(nèi)表面在當(dāng)前情況下是導(dǎo)電的，比如，其電鍍有導(dǎo)電表面?？刂颇K48的外殼另外還包括比如塑料。
在依據(jù)圖3的閥門組60中，模塊式的構(gòu)思不象閥門組40那樣突出。然而，閥門組60的與閥門組40類似或相同的組件，具有相同的附圖標(biāo)記，以下不再詳細(xì)說明。
在閥門組60中，中心模塊61和閥門模塊62、63排列成一行。模塊61至63通過波導(dǎo)管64通信。此外，通過波導(dǎo)管64傳遞能量。閥門模塊62基本與閥門模塊42相同，控制模塊與閥門元件組之間沒有分隔。閥門模塊62，63包括控制裝置75、閥門驅(qū)動器58和氣動閥門50。此外，在閥門模塊62和63中，有類似開口形式的管段形成供應(yīng)和動力通道51和52。和閥門模塊42一樣，閥門模塊62和63也采用氣密方式排成一行。壓縮空氣通過設(shè)置在控制模塊61上的饋電接頭51”輸入供應(yīng)通道51。中央控制模塊61和閥門模塊63構(gòu)成閥門組60的終端模塊。
波導(dǎo)管64由模塊61至63的波導(dǎo)管段65、66和67構(gòu)成。在波導(dǎo)管64的外端側(cè)，在波導(dǎo)管段65和67中設(shè)有終端電阻器68和69以封閉波導(dǎo)管64。波導(dǎo)管段65-67比如相互插入。對它們來說，也可以面接合。它們優(yōu)選的以導(dǎo)電方式連接在一起。
在當(dāng)前情況下，以不同傳遞頻率通過波導(dǎo)管通信。此外，控制模塊61沿波導(dǎo)管64為閥門模塊62和63傳遞電能。
在接口71處，控制模塊61接收圖中未示的主控制器的指令。這些主控制指令由控制裝置79解釋成局部控制指令，借助天線72傳遞到閥門模塊62和63上的波導(dǎo)管64。天線68是一個端部的發(fā)生裝置，穿過終端電阻器68?？刂浦噶钔ㄟ^天線72以第一傳遞頻率73發(fā)送。
為接收以第一傳遞頻率73傳遞的數(shù)據(jù)，在閥門模塊62，63中設(shè)置接收天線74，其延伸至波導(dǎo)管64內(nèi)。依據(jù)收到的控制指令，控制裝置75控制閥門驅(qū)動器58，驅(qū)動閥門50的閥門元件。
在當(dāng)前情況下，所有的閥門模塊62和63接收通過天線72發(fā)送的指令。為發(fā)送指令，要利用比如總線協(xié)議?？刂蒲b置75分析包含在控制消息中的地址數(shù)據(jù)。然而也可以對每個閥門模塊62和63使用不同的發(fā)送頻率，閥門模塊62和63僅僅接收以指定給它們的頻率發(fā)送的指令，并轉(zhuǎn)換用于控制驅(qū)動器50。
此外，控制模塊61以發(fā)送頻率73傳輸操作閥門模塊62和63所需要的電能。這些電能由能量轉(zhuǎn)換器76從接收的電磁波中獲得。
在上行線方向，控制裝置75以第二傳遞頻率77發(fā)送報告信息。為了以頻率77發(fā)送，在閥門模塊62和63處設(shè)置天線78。控制模塊61借助天線79接收閥門模塊62和63的報告。天線78和79調(diào)整到第二傳遞頻率77。閥門模塊62和63的報告由中央控制模塊61利用顯示裝置80顯示。
波導(dǎo)管14、44和64也可被稱為微波總線。用于相連的模塊之間通信以及需要的話用于能量傳遞的電磁波優(yōu)選所謂的微波。它們的波長例如在幾毫米到幾厘米的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種模塊，在流體動力閥門組(10；40；60)中與至少另一個模塊串連排列，其中流體動力閥組(10；40；60)包括數(shù)個在串連方向依次排成一行的模塊，所述模塊包括用于與閥門組(10；40；60)中的所述至少另一個模塊通信的通信裝置，其特征在于通信裝置(19，21，23)是波導(dǎo)管通信裝置，通過閥門組(10；40；和60)的波導(dǎo)管(14；44；64)進(jìn)行通信。
2.如權(quán)利要求1所述的模塊，其特征在于通信裝置包括至少一個天線(19，21，23；55，56；72，74，78，79)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的模塊，其特征在于波導(dǎo)管(14；44；64)是與流體動力和供應(yīng)通道分隔開的傳遞通道。
4.如上述權(quán)利要求中任一項所述的模塊，其特征在于通信裝置用于能量傳遞。
5.如權(quán)利要求4所述的模塊，其特征在于從通信裝置中接收的能量適合于操作閥門驅(qū)動器(58)。
6.如上述權(quán)利要求中任一項所述的模塊，其特征在于波導(dǎo)管(14；44；64)具有矩形、圓形或橢圓形橫截面。
7.如上述權(quán)利要求中任一項所述的模塊，其特征在于具有一個終端電阻器(90)或?qū)щ娊K端元件。
8.如上述權(quán)利要求中任一項所述的模塊，其特征在于有一個波導(dǎo)管段(45-47；65-67)用于形成波導(dǎo)管(14；44；64)。
9.如權(quán)利要求8所述的模塊，其特征在于所述波導(dǎo)管段(45-47；65-67)被電鍍強化，特別是鍍銀、鍍銅或鍍金。
10.如權(quán)利要求8或9所述的模塊，其特征在于所述波導(dǎo)管段(45-47；65-67)有一個用于與鄰近波導(dǎo)管段(45-47；65-67)插接的插入端。
11.如權(quán)利要求8至10中任一項所述的模塊，其特征在于所述波導(dǎo)管段(45-47；65-67)包括導(dǎo)電接觸裝置，特別是插座或凸緣形式，用于與鄰近波導(dǎo)管段(45-47；65-67)產(chǎn)生導(dǎo)電連接。
12.如權(quán)利要求11所述的模塊，其特征在于接觸裝置特別包括鍍銀和/或鍍銅的彈性元件。
13.如權(quán)利要求8至12中任一項所述的模塊，其特征在于波導(dǎo)管段(45-47；65-67)具有一個密封環(huán)和/或一個密封槽。
14.如上述權(quán)利要求中任一項所述的模塊，其特征在于具有一個終端的波導(dǎo)管發(fā)送和/或接收裝置(72)。
15.如上述權(quán)利要求中任一項所述的模塊，其特征在于在波導(dǎo)管(14；44；64)中以至少兩個傳遞頻率(73，77)傳遞信息和/或能量。
16.如上述權(quán)利要求中任一項所述的模塊，其特征在于具有一個用于將不同橫截面的波導(dǎo)管連接在一起的波導(dǎo)管過渡元件和/或一個用于偏振面旋轉(zhuǎn)的扭轉(zhuǎn)接頭。
17.如上述權(quán)利要求中任一項所述的模塊，其特征在于具有一個用于控制閥門組(10；40；60)其它模塊(13；42；62和63)的中央控制單元(9；54；70)。
18.如上述權(quán)利要求中任一項所述的模塊，其特征在于具有一個用于監(jiān)控控制閥門組(10)其它模塊(13)的中央診斷模塊。
19.如上述權(quán)利要求中任一項所述的模塊，其特征在于具有用于控制或者監(jiān)控至少一個閥門(50)和/或閥門驅(qū)動器(58)的控制和/或診斷裝置(57；75)。
20.如權(quán)利要求19所述的模塊，其特征在于該模塊是閥門模塊(62)，包括至少一個閥門(50)或者閥門驅(qū)動器(58)。
21.如上述權(quán)利要求中任一項所述的模塊，其特征在于該模塊是用于封閉波導(dǎo)管(14；44；64)的終端模塊(11，30；41，43；61 63)。
22.如上述權(quán)利要求中任一項所述的模塊，其特征在于波導(dǎo)管通信裝置用于與閥門組(10)的其它模塊(12，13)通信，所述模塊包括用于與主控制器(24)通信的第二波導(dǎo)管通信裝置(28)。
23.閥門組，帶有至少一個如上述權(quán)利要求中任一項所述的模塊(11-13；41，48，43；61-63)。
全文摘要
一種模塊，在流體動力閥門組(10)中與至少另一個模塊串連排列，流體動力閥組(10)包括在串連方向依次排成一行的模塊。該模塊包括用于與閥門組(10)中的所述至少另一個模塊通信的通信裝置。在這種模塊中，通信裝置(19，21，23)是波導(dǎo)管通信裝置，用于通過閥門組(10)的波導(dǎo)管(14)進(jìn)行通信。
文檔編號F15B13/08GK1759252SQ200380110170
公開日2006年4月12日 申請日期2003年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月15日
發(fā)明者B·凱歇爾 申請人:費斯托合資公司