專利名稱：具有閥門檢測電子裝置的閥門單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于轉(zhuǎn)換壓縮空氣流的具有多個連接在一起的閥門的閥 門單元，其中，每個閥門被分配給至少一個用于流體和/或電子應(yīng)用系統(tǒng)
的基本元件，并且提供有由單獨的閥門側(cè)發(fā)射機應(yīng)答器(transponders) 和基本元件側(cè)讀取器件組成的閥門檢測電子裝置。
背景技術(shù)：
氣動閥門單元的應(yīng)用范圍主要延伸于氣動自動控制系統(tǒng)，利用該氣 動自動控制系統(tǒng)執(zhí)行加工過程。在一個閥門單元中，具有用于控制氣動 組件(例如空氣缸)的在本地位置被結(jié)合在一起的多個閥門，并且因此 可以為所述多個閥門以中心供應(yīng)方式提供壓縮空氣和電子控制信號。閥 門單元也可以具有其基本元件被直接集成入外殼內(nèi)的多個閥門，其中， 用于供應(yīng)和排出壓縮空氣的通道部分被合并集成入閥門外殼內(nèi)。然而， 以此處所感興趣的閥門單元的實體的形式，多個閥門以與基本元件相分 離的方式被體現(xiàn)。這樣使得在維護時每個單獨的閥門可以被替換，而不 會影響正常的壓縮空氣供應(yīng)。每個單獨的閥門可以被分配給其自身的基 本元件，所有這些基本元件依次通過相應(yīng)的通道部分而,皮鏈接在一起。 此外，本發(fā)明也可以應(yīng)用于單片基本元件(one-piece basic element),其 中，上述單片基本元件中的每個元件均至少被用于向多個閥門供應(yīng)壓縮 空氣。
專利DE102005041510A1公開了通常的閥門單元。此方案設(shè)置有指 示為閥門容器的基本元件，其中，每個所述的基本元件均持有至少一個 用于供應(yīng)和排出壓縮氣體的閥門。同時，閥門的電連接和控制信號向閥 門的傳輸也通過閥門容器(valvereceptacle)而發(fā)生，因此，用于閥門檢 測的電子裝置可以根據(jù)閥門的諸如電連接參數(shù)和相類似的參數(shù)等技術(shù)數(shù)
據(jù)而識別閥門。此信息通過閥門容器而被傳遞到中心控制單元，該中心 控制單元監(jiān)視閥門單元的閥門配置是否正確。閥門檢測典型地通過如下
事實而在技術(shù)上實現(xiàn)即具有前述特性的電子收發(fā)機在每個閥門外殼內(nèi) 被實現(xiàn)，其中，通過所分配的岡門容器側(cè)的讀取裝置，所述電子收發(fā)機 是可讀取的。用于以上面所描述的方式進行分析的中心控制單元可以獲 得從單獨的讀取裝置處所獲得的數(shù)據(jù)。由于獨特的讀取裝置被分配給每 個單獨的基本元件側(cè)收發(fā)機，故由此所產(chǎn)生的此技術(shù)方案的缺點在于其 具有與電子組件相關(guān)的高度復雜性。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的為進一步改進具有閥門檢測電子裝置的閥門 單元，以便最小化與用于閥門檢測的電子組件相關(guān)的必須的復雜性。
基于與權(quán)利要求1的前序部分以及其特征部分相對應(yīng)的閥門單元， 此目標任務(wù)可以解決。隨后的從屬權(quán)利要求描述了本發(fā)明進一步的優(yōu)選 實施方式。
本發(fā)明包括如下技術(shù)教導即，對于閥門檢測的必要讀取裝置包括 多個單獨的RFID讀取頭(RFID^"無線射頻識別")，其中，每個所述讀 取頭被分配給收發(fā)機，并且RFID讀取單元為所有RFID讀取頭共用，其 中，RFID讀取頭通過多路復用器單元與單獨的RFID讀取單元連接。
根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案的優(yōu)點特別地在于如下事實即每個閥門單 元僅需要一個RFID讀取單元。以多路復用器單元的形式呈現(xiàn)的附加的電 子復雜性是可接受的，因為此類電子組件可以以批量產(chǎn)品的形式而獲得。 多路復用器是包含模擬電路和數(shù)字技術(shù)的組合選擇電路，使用此電路多 個輸入端可以被連續(xù)選擇。通過對所有輸入信號的循環(huán)掃描，多路復用 器單元把并行的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為串行流。使用于本發(fā)明的解決方案的上下 文中的RFID讀取頭優(yōu)選地僅為天線，為了激活各自的被分配的收發(fā)機以 及為了其想要達到的目的而讀取這些收發(fā)機的數(shù)據(jù)，該天線可以由線圈 構(gòu)成。這將節(jié)省每個閥門槽(valve slot)下的單獨的讀取單元。
對于鏈接在一起并引導其流體和/或電供應(yīng)穿過以內(nèi)部縱向方式從一
個閥門延伸到另 一個閥門的通道的閥門，所述目標可通過如下方式一皮解
決使讀取裝置的收發(fā)機位于鏈接在一起的閥門的第一接觸表面的區(qū)域 內(nèi)，同時使RFID讀取頭位于收發(fā)機高度水平上的閥門的第二接觸表面的 區(qū)域處。如果閥門此時被鏈接在一起，則隨后每個被分配于此處的閥門 的收發(fā)機從與其鏈接的鄰近閥門處迅速靠近RFID讀取頭。從收發(fā)機處讀 取數(shù)據(jù)的行為通過此RFID讀取頭而發(fā)生，該讀取頭是讀取裝置的組件。 然而，為了能夠讀取所有閥門的收發(fā)機，附加的RFID讀取頭將被集成入 此處的前密封才反內(nèi)。
除了閥門，閥門單元優(yōu)選地具有以下特征即具有用于連接到串行 數(shù)據(jù)總線連接的總線盒(bus box),該總線盒進一步包含具有下游RFID 讀取單元的多路復用器單元。此特征使得用于閥門檢測電子裝置的單獨 外殼可以被省去，并且其可以恢復到可獲得的用于連接到上級控制單元 的串行數(shù)據(jù)總線連接。然而，可選地。在此處把闊門檢測電子裝置實現(xiàn) 為單獨結(jié)構(gòu)單元也是可行的，該單獨結(jié)構(gòu)單元可以是閥門單元除總線盒 《夕卜^纟且4牛。
多路復用器單元優(yōu)選地被構(gòu)造為用于將RFID讀取頭的并行信號轉(zhuǎn) 換為串行總線信號的標準多路復用器。多路復用器單元輸入端的數(shù)量最 少與RFID讀取頭的數(shù)量相對應(yīng)。在上下文中或在進一步改進本發(fā)明的方 案中，提出如下建議多路復用器可以模塊化地由具有預定數(shù)量的輸入 端的多個多路復用器元件構(gòu)造。此方案可以靈活地與期望數(shù)量的閥門相 匹配。例如，如果使用的每個多路復用器元件均具有四個輸入端，則此 方案能夠使多路復用器單元可根據(jù)需要而被構(gòu)造為具有四個、八個、十 二個輸入端等等。
如果RFID讀取頭僅僅基于一種天線而被實現(xiàn)，則根據(jù)進一步改進本 發(fā)明的方案,如下建議被提出將多路復用器單元的輸入端和每個RFID 讀取頭之間的連接實現(xiàn)為短接線。信號干擾因此而被限制，并且所有 RFID讀取頭共有的中性線可以被應(yīng)用于并連線路框架中，從而降低布線 的復雜度。
為了獲得通過對各個閥門使用閥門檢測電子裝置而檢測到的數(shù)據(jù)的
清晰地分配，如下方案被建議單獨分配的并通過RFID讀取頭被激活的 收發(fā)機的傳輸通路是最小的度量。例如，最小的間隔距離可以通過將壁 殼區(qū)域內(nèi)的RFID讀取器和收發(fā)機集成而實現(xiàn)，所述RFID讀取器和收發(fā) 機彼此直接相鄰。因為閥門外殼主要由塑料通過注塑模工藝而制成，所 以收發(fā)機可以很容易的模塑在該外殼上。同樣的情況也類似地適用于基 本元件側(cè)的RFID讀取頭。這將會防止易于毀壞的線連接從基本元件的表 面處^f申出。


進一步地，改進本發(fā)明的方法在從屬權(quán)利要求中描述，或者通過結(jié)
合本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的詳述以及參考附圖而在下面被詳細地說明。 其中
圖l為在第一實施方式中的氣動閥門單元的示意圖；和 圖2為在第二實施方式中的氣動閥門單元的示意圖。
具體實施例方式
根據(jù)圖1，閥門單元由多個連接在一起的電-氣閥門(l)組成，該閥 門的流體和電連接通過單獨分配的基本元件(2)而產(chǎn)生。單獨的基本元 件(2)同樣地連接在一起，并且擁有用于流體供應(yīng)的公共通道引導(未 示出)。
每個閥門(1)包含電子收發(fā)機，其中，序列號形式的閥門標識、閥 門功能的標識、生產(chǎn)日期以及批號標識被存儲。
被分配給在基本元件(2)側(cè)的每個收發(fā)機(3)的讀取裝置包括多 個單獨的RFID讀取頭(4),通過具有單獨的信號傳輸線(5)的并行線 路，每個所述讀取頭通向多路復用器單元(6)的入口。為了讀取各個收 發(fā)機(3)的單獨地被分配的信息內(nèi)容以及使得下游(downstream) RFID 讀取單元(7)可以作為串行信號而被所述內(nèi)容獲得，所有RFID讀取頭 (4)都可以通過多^各復用器單元(6)循環(huán)地;陂激活。
RFID讀取單元(7)處理信號并通過總線盒(8).使數(shù)據(jù)可被上級控
制單元(10)的每個串行數(shù)據(jù)總線連接(9)所獲得。
上級控制單元(10)將閥門單元的當前的閥門(1)配置狀態(tài)與存儲 在上級控制單元(IO)內(nèi)的給定的存儲目標配置狀態(tài)相比較。如果當前 配置狀態(tài)偏離于目標狀態(tài)，例如與閥門功能相關(guān)，則與此相關(guān)的錯誤的 閥門配置可以-故確認，并且電子控制單元(10)可以防止氣動系統(tǒng)的重 啟。
根據(jù)圖2,其涉及放棄了用于流體或電連接的基本元件的閥門單元。 通道(11)沿著鏈接在一起的閥門(1，)而被縱向布置。這些滿足了流體 連接的功能。收發(fā)機(3，)被置于每個閥門(l，)的每個第一接觸表面(12a) 的區(qū)域內(nèi)，而相對的第二接觸表面(12b)上的RFID讀取頭(4，)被置 于相同的閥門(1，)中。
為了保證能夠讀取閥門單元的所有閥門(1，)，附加的RFID讀取頭 (4") #:集成在前密封板(13) (closing plate)的側(cè)面上，該密封板主要 用于密封閥門內(nèi)的通道(11 )。
從RFID讀取頭(4，)(示例性的)處讀取到的閥門數(shù)據(jù)通過多路復 用器單元(6，)被路由到所有閥門(1，)共有的RFID讀取單元(7，)。中 心RFID讀取單元(7，)(在此方面)是總線盒(8，)的組件，通過該總 線盒，閥門(1，)主要接收其經(jīng)由每個數(shù)據(jù)總線連接(9，)的控制信號。 而且，通過數(shù)據(jù)總線(9'),數(shù)據(jù)還被路由到?jīng)]有進一步展示的用于將當 前閥門(1，)配置狀態(tài)與給定的目標配置狀態(tài)相比較的中心控制單元。
本發(fā)明不限于上述以示例的方式描述的優(yōu)選實施方式。而是，這些 示例性的優(yōu)選實施方式的各種可能的變化也包含于隨后的權(quán)利要求的保 護范圍內(nèi)。因此，例如如下的方案也是可行的即為了優(yōu)化閥門單元的 內(nèi)部線路而獲得可能的最短信號路徑，可將根據(jù)本發(fā)明的閥門檢測裝置 置于總線盒的外邊。
附圖標記列表
1 閥門
2 基本元件
3 收發(fā)機
4 RFID讀耳又頭
5 信號傳輸線
6 多路復用器單元
7 RFID讀取單元
8 總線盒
9 數(shù)據(jù)總線連接 10控制單元
11 通道(液體的) 12纟妻觸表面 13密封板 。
權(quán)利要求
1. 一種用于轉(zhuǎn)換壓縮空氣流并具有多個連接在一起的閥門(1；1’)的閥門單元，其中，每個所述閥門被分配給至少一個用于液體和/或電連接的基本元件(2)，并且設(shè)置有包括閥門側(cè)收發(fā)機(3；3’)和基本元件側(cè)讀取裝置的閥門檢測電子裝置，其特征在于，所述讀取裝置包括多個單獨的RFID讀取頭(4)，每個所述RFID讀取頭被分配給所述收發(fā)機(3)和所有所述RFID讀取頭(4)共有的RFID讀取單元(7)，其中，所述RFID讀取頭(4)通過多路復用器單元(6)與所述RFID讀取單元(7)相連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥門單元，其特征在于，除所述閥門(1) 外，所述閥門單元也設(shè)置有用于鏈接到串行數(shù)據(jù)總線連接(9)的總線盒 (8 ),所述總線盒進一步包括具有下游RFID讀取單元(7)的多路復用器 單元(6 )。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的閥門單元，其特征在于，所述總線盒(8) 與上級控制單元(10)相連接，所述上級控制單元用于將當前閥門(1) 配置狀態(tài)與給定的目標配置狀態(tài)相比較。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項權(quán)利要求所述的閥門單元，其特征 在于，所述單獨的基本元件(2)被分配給每個閥門(1)，并且所述閥門 4皮jt匕液體禾口/或電連4姿。
5. —種用于轉(zhuǎn)換壓縮空氣流閥門單元，所述閥門單元具有多個通過 相應(yīng)的接觸表面(12a， 12b)連接在一起的閥門(1; 1，)，其中，所述閥 門具有用于液體和/或電連接的縱向延伸的公共通道(11 ),并且其中，分 配的收發(fā)機(3; 3，)被集成入每個所述閥門中(1; 1，)中，以便所述收 發(fā)機可與電子裝置相互作用從而能夠進行閥門檢測，其特征在于，所述收發(fā)機(3，)被置于所述第一接觸表面(12a)的 區(qū)域內(nèi)，并且RFID讀取頭(4，)被置于在相對側(cè)的所述第二接觸表面(12b) 的區(qū)域內(nèi)，其中，讀取裝置包括所有RFID讀取頭(4')共有的RFID讀 取單元(7，)，并且所述RFID讀取頭(4，)通過多路復用器單元(6，)與所述RFID讀取單元(7，)相連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的閥門單元，其特征在于，用于連接到串行 數(shù)據(jù)總線連接(9，)的總線盒(8，)被置于所述閥門(1，)的所述接觸表 面(12a)上，并且其中，所述總線盒(8，)還包括具有下游RFID讀取 單元(7，)的多路復用器單元(6，)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的閥門單元，其特征在于，所述總線盒(8') 與上級控制單元(10，)相連接，所述上級控制單元用于將當前閥門(1，) 配置狀態(tài)與給定的目標配置狀態(tài)相比較。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項權(quán)利要求所述的閥門單元，其特征 在于，所述多路復用器單元(6; 6，)由一種多個多路復用器實現(xiàn)，所述 多路復用器單元用于將所述RFID讀取頭(4; 4，)的并行信號轉(zhuǎn)換為串 行總線信號，并且所述多路復用器單元的輸入端數(shù)量至少與所述RFID讀 取頭(4; 4')的數(shù)量相對應(yīng)。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項權(quán)利要求所述的閥門單元，其特征 在于，所述多路復用器單元(6; 6，)由多個具有預定的輸入端數(shù)量的多 路復用器元件模塊化構(gòu)成，用于靈活地與期望的閥門(1; l，)數(shù)量相適 合。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項權(quán)利要求所述的閥門單元，其特征 在于，在所述多路復用器單元(6; 6，)的輸入端和每個所述RFID讀取 頭(4; 4，)之間的連接實現(xiàn)為以沿所述閥門(1)延伸的并行線路，所述 并行線路具有信號傳輸線(5; 5，)和分配給每個RFID讀取頭(4; 4，) 的公共中性線。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項權(quán)利要求所述的閥門單元，其特征 在于，單獨分配的并通過RFID讀取頭(4; 4')激活的收發(fā)機(3; 3，) 的傳輸通路是最小的度量，以便產(chǎn)生明確的閥門(1; l，)分配。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于轉(zhuǎn)換壓縮空氣流并具有多個連接在一起的閥門(1；1’)的閥門單元，其中，設(shè)置有包括各個閥門側(cè)收發(fā)機(3)和讀取裝置的閥門檢測電子裝置，其中，該讀取裝置包括多個各自的RFID讀取頭(4；4’)，每個所述RFID讀取頭被分配給收發(fā)機(3；3’)和所有RFID讀取頭(4；4’)共有的RFID讀取單元(7；7’)，并且其中，該RFID讀取頭(4；4’)通過多路復用器單元(6；6’)與RFID讀取單元(7；7’)相連接。
文檔編號F16K37/00GK101377254SQ200810213919
公開日2009年3月4日 申請日期2008年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月30日
發(fā)明者弗朗克·雅各布斯, 赫伯特·克雷布斯 申請人:羅伯特·博施有限公司