AT500477A1 - LOCATION AND ACTUATING DEVICE FOR EARTH-INSTALLED VALVES - Google Patents
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- AT500477A1 AT500477A1 AT0104404A AT10442004A AT500477A1 AT 500477 A1 AT500477 A1 AT 500477A1 AT 0104404 A AT0104404 A AT 0104404A AT 10442004 A AT10442004 A AT 10442004A AT 500477 A1 AT500477 A1 AT 500477A1
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Description
Die Erfindung betrifft eine Steuer- und Betätigungseinrichtung für eine, an einer unter Flur verlaufenden Leitung, insbesondere an einer Rohrleitung für ein hydraulisches Medium, angeordneten Armatur, z.B. eine Servoarmatur, ein Absperrschieber, ein Absperrventil, mit einem aus einer Energiequelle, z.B. ein Generator, ein Stromnetz, mit einem Energiemittel ansteuerbaren Stellantrieb einer Antriebsvorrichtung für ein Sperrelement der Armatur, und mit einer Steuer- und/oder Kontrolleinrichtung zur Betätigung der Antriebsvorrichtung und der Zustandsüberwachung der Armatur sowie ein Verfahren zum steuern- und betätigen einer, an einer unter Flur verlaufenden Leitung, angeordneten Armatur, z.B. eine Servoarmatur, ein Absperrschieber, ein Absperrventil, bei dem mittels eines Energieabgabemittels, eines Energiemittels und eines Energieaufnahmemittels ein Stellantrieb einer Antriebsvorrichtung für ein Sperrelement der Armatur energieversorgt wird.The invention relates to a control and actuating device for a, on an under-floor duct, in particular on a pipeline for a hydraulic medium, arranged fitting, e.g. a servo fitting, a gate valve, a shut-off valve, with one from a source of energy, e.g. a generator, a power network, controllable with an energy means actuator of a drive device for a locking element of the valve, and with a control and / or control device for actuating the drive device and the condition monitoring of the valve and a method for controlling and operating a, at a below Corridor running line, arranged armature, eg a servo fitting, a gate valve, a shut-off valve in which an actuator of a drive device for a locking element of the valve is supplied with energy by means of a power delivery means, a power means and an energy absorbing means.
Aus der EP 0 200 535 Al ist ein Überprüfungssystem für ein Untertage-Steuergerät, für von der Erdoberfläche aus zu steuernde Ventile mit Einrichtungen zum Senden von Signalen an das Steuergerät und mit Einrichtungen zum Erfassen des Operationszustandes des Steuergeräts, bekannt. Aus diesem Dokument ist ebenfalls eine mit dem Steuergerät von der Oberfläche aus zum steuern des Ventils drahtlos kommunizierende Steuerstation bekannt die Einrichtungen zum Identifizieren des Ventils und Adressieren der Signale an ein bestimmtes Ventil eines Ventilsystems aufweist.EP 0 200 535 A1 discloses a checking system for an underground control unit, for valves to be controlled from the surface of the earth, with devices for transmitting signals to the control unit and with devices for detecting the operating state of the control unit. From this document, a control station wirelessly communicating with the controller from the surface to control the valve is also known having means for identifying the valve and addressing the signals to a particular valve of a valve system.
Aus der US 5,813,655 A ist eine drahtlos, femsteuerbare Ventilanordnung für eine Wasserleitung bekannt, wobei die Ventilanordnung ein Hauptventil mit einem wasserkraftbetriebenen Stellantrieb aufweist und ein aus einer Stromquelle, insbesondere einer Batterie mit Energie versorgtes und über einen Signalsender betätigbares Sekundärventil vorgesehen ist über das der Stellantrieb des Hauptventils mit Druckwasser aus der Wasserleitung zur Betätigung des Hauptventils betrieben wird. N2004/01000From US 5,813,655 A a wireless, femsteuerbare valve assembly for a water pipe is known, wherein the valve assembly comprises a main valve with a water-powered actuator and is provided from a power source, in particular a battery powered and operable via a signal transmitter secondary valve via the actuator the main valve is operated with pressurized water from the water line to actuate the main valve. N2004 / 01000
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuer- und Betätigungseinrichtung für eine unter Flur in einem Leitungssystem für ein Medium angeordnete Armatur zu schaffen, mit der die Betätigung einer Armatur aus einer Anzahl von Armaturen mit einer von der Armatur ortsunabhängigen Energiequelle und unabhängig von an der Oberfläche vorgesehener fest installierten Einrichtungen und ohne direkter Leitungsverbindungen erreicht wird und die eine Kontrolle der Schaltzustände der Armatur ermöglicht.The object of the invention is to provide a control and actuation device for a below-floor in a conduit system for a medium fitting, with the actuation of a valve from a number of valves with a location independent of the valve energy source and regardless of the surface provided permanently installed facilities and without direct line connections is achieved and allows control of the switching states of the valve.
Diese Aufgabe der Erfindung wird jeweils eigenständig durch eine eingangs genannte Steuer- und Betätigungseinrichtung gelöst, bei der eine Übertragungsvorrichtung für das Energiemittel aus der Energiequelle und durch ein mit der Energiequelle leitungsverbundenes Energieabgabemittel und einem von diesem in einem Abstand angeordneten und mit einem Steuergerät der Antriebsvorrichtung leitungsverbundenen Energieaufnahmemittel gebildet ist, bzw. durch ein eingangs genanntes Verfahren, bei dem zunächst von einem Energieabgabemittel über ein Energieaufnahmemittel ein Steuergerät der Armatur durch das Energiemittel drahtlos mit Energie versorgt wird und anschließend durch das Steuergerät ein eindeutiges Kennungssignal ausgegeben wird welches an eine Steuer- und/oder Kontrolleinrichtung übertragen wird. Der überraschende Vorteil dabei ist, dass ausgehend von einer einzigen Energiequelle in einem örtlich unbegrenzten Bereich in einem Leitungssystem angeordnete Armaturen gezielt Steuer- und kontrollierbar sind ohne das störende Einrichtungen an der Oberfläche erforderlich sind. Es ist damit möglich mit einer einzigen mobilen Steuer- und/oder Kontrolleinrichtung jede gewünschte Armatur anzu-steuem ohne elektrische oder mechanische Elemente von der Armatur bis an die Erdoberfläche führen zu müssen. Diese Elemente sind dadurch vor äußeren Einflüssen und Beschädigungen weitestgehend geschützt und kann weiters eine Bedienung der Armatur durch nicht autorisierte Personen verhindert werden. Ebenfalls ist von Vorteil, dass unabhängig von der Art und vom Aufbau der Armatur eine Ansteuerung und Energieversorgung mit einer einzigen Steuer- und/oder Kontrolleinrichtung erfolgen kann und das mitführen von gegebenenfalls mehreren verschiedenen Werkzeugen oder ähnlichem nicht erforderlich ist. Möglich ist auch, dass das Steuergerät mit mehreren Antriebsvorrichtungen von mehreren Armaturen wirkungsverbunden ist, wodurch der Vorteil entsteht, dass sich zum einen der Aufwand an elektronischen Bauteilen durch die gemeinsame Nutzung eines Steuergeräts xnnn>ι/λιλλλ • · · ·· Μ ·»«·· • »··· ♦ · · · * • · · · · · t « · · • · · t · # · ·» »··# ··· · · · · · f · ·Μ Μ M · · -3-von mehreren Armaturen minimiert und zum anderen bei räumlich enger Anordnung von mehreren Armaturen oder auch von Kombiarmaturen eine sichere Zuordnung bzw. Ortung des Steuergerätes erfolgen kann und keine gegenseitige Beeinflussung von mehreren eng nebeneinander angeordneten Steuergeräten möglich ist.This object of the invention is achieved in each case independently by a control and actuating device mentioned in the introduction, in which a transmission device for the energy means from the energy source and by a power supply line connected to the power source and a spaced from this and with a control device of the drive device line connected Energy intake means is formed, or by an initially mentioned method, in which first of a power delivery means via an energy absorbing means, a control unit of the fitting is supplied by the power means wirelessly with energy and then by the control unit, a unique identification signal is output to which a control and / or control device is transmitted. The surprising advantage of this is that, starting from a single energy source in a localized area in a line system arranged fittings targeted control and are controllable without the disturbing facilities on the surface are required. It is thus possible with a single mobile control and / or control device to control any desired valve-control without having to conduct electrical or mechanical elements of the valve to the surface. These elements are thus largely protected from external influences and damage and can further be prevented operation of the valve by unauthorized persons. It is also advantageous that regardless of the type and structure of the valve control and power supply can be done with a single control and / or control device and the entrainment of possibly several different tools or the like is not required. It is also possible that the control unit with several drive devices of several valves is functionally connected, creating the advantage that on the one hand, the cost of electronic components by sharing a control unit xnnn > ι / λιλλλ • · · · · · · »« ·········································································································· Minimized -3 of several fittings and on the other hand in a spatially close arrangement of several valves or combination valves a secure assignment or location of the controller can be done and no mutual interference of several closely juxtaposed control units is possible.
Gemäß einer Weiterbildung, wonach das Steuergerät mit einer Sende- und/oder Empfangseinrichtung zum Erfassen und Senden von Zustandsgrößen der Armatur und/oder des Steuergerätes ausgebildet ist, kann in einfacher Weise eine Übertragung dieser Informationen an die Steuer- und Kontrolleinrichtung ohne Störungen durch die Energiemittel erfolgen.According to a development, according to which the control device is designed with a transmitting and / or receiving device for detecting and transmitting state variables of the valve and / or the control device, a simple transmission of this information to the control and monitoring device without interference by the energy resources respectively.
Nach einer Weiterbildung ist es möglich, dass das Steuergerät mit Sensoren wirkungsverbunden ist, welche zum Erfassen und Übertragen von Informationen über den Status des Stellantriebes und/oder der Position des Sperrelements und/oder zur Abfrage von beispielsweise Betriebs- und Umgebungszuständen ausgebildet sind, wodurch in einfacher und sicherer Weise vom Benutzer die aktuelle Position des Sperrelements festgestellt werden kann, sowie sofort eine Kontrolle erfolgen kann, ob beispielsweise eine gewünschte Bewegung des Sperrelementes durch den Stellantrieb erfolgt oder können für den Betrieb relevante Daten erfasst und übertragen werden. Möglich ist auch, dass das Energieaufnahmemittel mit einer Sende- und/oder Empfangseinrichtung zum Empfangen und/oder Senden von Zustandsgrößen der Armatur und/oder des Steuergerätes ausgebildet ist und/oder das Energieabgabemittel mit einer Sende-und/oder Empfangseinrichtung zum Empfangen und/oder Senden von Zustandsgrößen der Armatur und/oder des Steuergerätes ausgebildet ist, wodurch der Vorteil entsteht, dass das bereits vorhandene Energieabgabe- bzw. Energieaufnahmemittel für einen Informations-bzw. Datenaustausch verwendet werden können und daher keine zusätzlichen Antennen vorgesehen werden müssen.According to a further development, it is possible for the control unit to be operatively connected to sensors which are designed to detect and transmit information about the status of the actuator and / or the position of the blocking element and / or to interrogate operating and environmental conditions, for example simple and safe way the user can see the current position of the blocking element, as well as immediately control can be done, for example, whether a desired movement of the blocking element is performed by the actuator or can be detected and transmitted data relevant to the operation. It is also possible that the energy absorbing means is formed with a transmitting and / or receiving device for receiving and / or transmitting state variables of the valve and / or the control unit and / or the energy delivery means with a transmitting and / or receiving device for receiving and / or Transmission of state variables of the valve and / or the control unit is formed, whereby the advantage arises that the already existing energy delivery or energy absorbing means for an information or. Data exchange can be used and therefore no additional antennas must be provided.
Wenn die Steuer- und/oder Kontrolleinrichtung mit einer Sende- und/oder Empfangseinrichtung zum Empfangen und/oder Senden von Zustandsgrößen der Armatur und/oder des Steuergerätes ausgebildet ist, ergibt sich der Vorteil, dass in einfacher Weise eine Übertragung dieser Informationen an das Steuergerät ohne Störungen durch die Energiemittel erfolgen kann. ΧΠΛΛΛ /Λ1ΠΛΛIf the control and / or monitoring device is designed with a transmitting and / or receiving device for receiving and / or transmitting state variables of the fitting and / or the control device, there is the advantage that in a simple manner a transmission of this information to the control unit can be done without interference from the energy resources. ΧΠΛΛΛ / Λ1ΠΛΛ
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Dadurch, dass dem Energieaufnahmemittel ein erstes Energiespeicherelement zugeordnet ist, ist es vorteilhaft möglich, dass eine Energieübertragung, beispielsweise an die Antriebsvorrichtung der Armatur, nicht kontinuierlich und auf einem dem Leistungsbedarf entsprechend hohem Niveau erfolgen muss, sondern zunächst eine Pufferung der Energie durch den Energiespeicher erfolgen kann und bei genügend großer gespeicherter Energiemenge beispielsweise der Stellantrieb angetrieben werden kann und das Sperrelement ohne Unterbrechung geöffnet oder geschlossen werden kann.Characterized in that the energy absorbing means is associated with a first energy storage element, it is advantageously possible that an energy transfer, for example, to the drive device of the valve, not continuously and at a power demand correspondingly high level must be done, but initially done buffering the energy through the energy storage can, for example, the actuator can be driven and the locking element can be opened or closed without interruption at a sufficiently large stored amount of energy.
Durch eine Weiterbildung, wonach das erste Energiespeicherelement als elektrisches oder mechanisches Energiespeicherelement, beispielsweise Kondensator, Batterie, Feder, ausgebildet ist, ist eine kostengünstige Bauweise sowie eine gegen äußere Einflüsse relativ unempfindliche Ausführung bei gleichzeitig hoher Lebensdauer gegeben.By a development, according to which the first energy storage element as an electrical or mechanical energy storage element, such as capacitor, battery, spring, is formed, a cost-effective design and a relatively insensitive to external influences execution is given at the same high life.
Dadurch, dass das Steuergerät ein nichtflüchtiges und/oder ein flüchtiges Datenspeicherelement enthält, können Daten, welche beispielsweise zur Identifizierung der Armatur dienen, oder auch Daten welche grundlegende Parameter, beispielsweise des notwendigen Energiebedarfes oder dgl. aufweisen, dauerhaft im Steuergerät gespeichert werden bzw. können Zustandsgrößen, welche durch zusätzlich angeordnete Sensoren erfasst werden, im Datenspeicherelement zwischengespeichert werden und bei hergestellter Kommunikationsverbindung mit der Steuer- und/oder Kontrolleinrichtung als Datenpaket ausgelesen und übertragen werden und einer Weiterverarbeitung bzw. Auswertung zugeführt werden.Characterized in that the controller includes a non-volatile and / or a volatile data storage element, data which serve, for example, to identify the fitting, or data which basic parameters, for example, the necessary energy requirements or the like., Can be permanently stored in the control unit or can State variables, which are detected by additionally arranged sensors, are temporarily stored in the data storage element and, when the communication connection is established with the control and / or monitoring device, are read out and transmitted as a data packet and sent for further processing or evaluation.
Von Vorteil ist es, wenn das Steuergerät zumindest einen Mikroprozessor und/oder Mikrocontroller enthält, da dadurch beispielsweise bereits eine Vorverarbeitung der aufgenommenen Sensordaten oder auch die Integration eines Energiemanagements für den Ladevorgang des Energiespeicherelements bzw. den Antrieb der Antriebsvorrichtung möglich ist.It is advantageous if the control unit contains at least one microprocessor and / or microcontroller, as this, for example, already preprocessing of the recorded sensor data or the integration of energy management for the charging of the energy storage element or the drive of the drive device is possible.
Gemäß einer Weiterbildung ist möglich, dass dem Steuergerät ein weiteres Energiespeicherelement zugeordnet ist, wodurch das Steuergerät unabhängig von der Antriebsvorrichtung bzw. vom ersten Energiespeicherelement funktionieren kann und dadurch eine sichere Energieversorgung auch bei einer hohen Belastung der Antriebsvorrichtung sichergestellt ist. ΧΠΛΛ Λ lf\ 1 ΛΛΛ • I · * ft · · ··«· « • · · · · ι I · ·· • t · · · · · * # · • · · ···· · · ·*· ·«· «··· · I« ♦ · · ·· M · · -5-According to one embodiment, it is possible that the control unit is assigned a further energy storage element, whereby the control unit can function independently of the drive device or the first energy storage element and thereby a secure power supply is ensured even at high load on the drive device. ΧΠΛΛ Λ lf \ 1 ΛΛΛ • · ft ft · · · · · · · I · · · · · · · · · · · · · ·········································
Gemäß einer Weiterbildung ist es vorteilhaft, dass die Übertragungsvorrichtung für einen kontakt- u/o drahtlosen Energiefluss ausgebildet ist, da dadurch eine hohe Flexibilität der Übertragungsvorrichtung, auch hinsichtlich der Ansteuerung mehrer unterschiedlicher Schieberelemente gegeben ist.According to a further development, it is advantageous that the transmission device is designed for a contact-u / o wireless energy flow, as this high flexibility of the transmission device, even with regard to the control of several different slide elements is given.
Durch eine Weiterbildung, wonach das Energieabgabemittel und das Energieaufnahme-mittel für einen induktiven Energiefluss ausgebildet ist, entsteht der Vorteil, dass eine E-nergieübertragung auch über größere Distanzen mit einer hohen Energiedichte erfolgen kann, wodurch beispielsweise die Aufladedauer eines Energiespeicherelementes gering gehalten werden kann.By means of a further development, according to which the energy delivery means and the energy absorption means are designed for an inductive energy flow, there is the advantage that an energy transfer can take place over greater distances with a high energy density, whereby, for example, the charging duration of an energy storage element can be kept low.
Gemäß einer Variante, wonach das Energieabgabemittel und das Energieaufnahmemittel für einen kapazitiven Energiefluss ausgebildet ist, entsteht der Vorteil, dass mit geringem baulichem Aufwand und dadurch geringen Kosten eine Energieübertragung erfolgen kann. Möglich ist auch, dass die Steuer- und/oder Kontrolleinrichtung zum Empfangen von Ortungssignalen, beispielsweise von GPS Signalen, ausgebildet ist, da es dadurch in einfacher Weise möglich ist, vorgegebene Koordinaten der gewünschten Armatur in einfacher und schneller Weise aufzufinden.According to a variant, according to which the energy delivery means and the energy absorption means are designed for a capacitive energy flow, there is the advantage that energy can be transferred with little constructional effort and thus low costs. It is also possible that the control and / or monitoring device is designed to receive locating signals, for example GPS signals, since this makes it possible in a simple manner to find predefined coordinates of the desired valve in a simple and fast manner.
Dadurch, dass der Stellantrieb mit einem Betätigungsorgan, bevorzugt mit einer Spindel, für das Sperrelement der Armatur in Antriebsverbindung steht, ist zum einen eine hohe mechanische Stabilität gegeben und zum anderen kann in einfacher Weise eine räumliche Distanz zwischen dem Sperrelement und dem Stellantrieb überbrückt werden. Möglich ist auch, dass die Energiequelle und das Energieabgabemittel auf einem Fahrzeug angeordnet sind, da dadurch eine hohe Flexibilität erreicht wird.The fact that the actuator with an actuator, preferably with a spindle for the locking element of the valve is in drive connection, on the one hand given a high mechanical stability and on the other hand, a spatial distance between the locking element and the actuator can be bridged in a simple manner. It is also possible that the energy source and the energy delivery means are arranged on a vehicle, as this high flexibility is achieved.
Das Energieabgabemittel kann nach einer Weiterbildung auf einer Hubvorrichtung angeordnet sein, wodurch eine einfache und für den Benutzer kraftsparende Platzierung an der gewünschten Position möglich ist.The energy delivery means may be arranged on a lifting device according to a further development, whereby a simple and force-saving for the user placement at the desired position is possible.
Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens ist von Vorteil, wenn durch das Energiemittel ein erstes Energiespeicherelement mit Energie versorgt wird, wodurch beispielsweise der Stellantrieb nach erfolgter Aufladung des ersten Energiespeicherelements kontinuierlich ΚΠΛΛ/I /AI ΛΛΛ »· * ·· »« ···· • • · ·· · · ♦ # · • • · • · · • · * • « • I • · « 9 • · · • « · • » • · • · · • ·· ♦ 9 · ·· M · • -6- mit Energie versorgt werden kann und somit ein Schaltvorgang der Armatur, ohne mehrmaliges Anlaufen des Motors, wie es beispielsweise bei Unterbrechungen bei direkter E-nergieversorgung des Antriebes auftreten würde, vermieden wird. Möglich ist es, dass die übertragene Energiemenge überwacht und die Energieversorgung nach Erreichen einer ausreichenden Energiemenge für einen Schaltvorgang der Armatur, unterbrochen wird, wodurch der Vorteil entsteht, dass eine optimale Zykluszeit dahingehend erreicht wird, dass kein unnötig langer Ladevorgang erfolgt, sondern sofort nach erreichen des richtigen Ladezustandes ein Schaltvorgang der Armatur durchgeführt werden kann.According to a development of the method, it is advantageous if a first energy storage element is supplied with energy by the energy means, whereby, for example, the actuator continuously after charging the first energy storage element ΚΠΛΛ / I / AI ΛΛΛ »· * ··» «···· • • ··········································································································································································································································· Can be supplied with energy and thus a switching operation of the valve without repeated starting of the engine, as it would occur, for example, in case of interruptions in direct e-nergy supply of the drive is avoided. It is possible that the amount of energy transmitted is monitored and the power supply is interrupted after reaching a sufficient amount of energy for a switching operation of the valve, which has the advantage that an optimal cycle time is achieved so that no unnecessarily long charging, but immediately after reaching the correct state of charge a switching operation of the valve can be performed.
Weiters ist möglich, dass durch die Steuer- und/oder Kontrolleinrichtung eine Grobortung des Steuergerätes bzw. des Energieaufhahmemittels mittels Ortungssignalen, beispielsweise mittels GPS Signalen, erfolgt, wodurch in einfacher und schneller Weise die gewünschte Armatur vom Benutzer mit hoher Genauigkeit aufgefunden werden kann.Furthermore, it is possible that by the control and / or control device, a coarse location of the control unit or the energy-absorbing means by means of location signals, for example by means of GPS signals occurs, whereby the desired fitting can be found by the user with high accuracy in a simple and fast way.
Dadurch, dass zwischen dem Energieabgabemittel und dem Energieaufnahmemittel Steuersignale bzw. Zustandsgrößen der Armatur und/oder des Steuergerätes drahtlos übertragen werden, ergibt sich der Vorteil, dass durch die minimale Distanz zwischen dem Sender und Empfänger der Daten eine hohe Signalstärke vorherrscht und dadurch ein sicherer Empfang der Daten möglich ist.The fact that control signals or state variables of the valve and / or the control unit are transmitted wirelessly between the energy delivery means and the energy absorbing means, there is the advantage that prevails by the minimum distance between the transmitter and receiver of the data, a high signal strength and thus a secure reception the data is possible.
Nach einer Variante, wonach zwischen der Steuer- und/oder Kontrolleinrichtung und dem Steuergerät Steuersignale bzw. Zustandsgrößen der Armatur und/oder des Steuergerätes drahtlos übertragen werden, ergibt sich der Vorteil, dass einfacher Weise eine Übertragung von Informationen an das Steuergerät ohne Störungen durch die Energiemittel erfolgen kann.According to a variant, according to which control signals or state variables of the fitting and / or the control unit are transmitted wirelessly between the control and / or monitoring device and the control unit, there is the advantage that a simple way of transmitting information to the control unit without interference from the Energy resources can be done.
Gemäß einer Weiterbildung, wonach durch das Energieabgabemittel oder durch eine Ortungseinrichtung der Steuer- und/oder Kontrolleinrichtung eine Feinortung des Energieaufhahmemittels mittels Funksignalen erfolgt, ergibt sich der Vorteil, dass ein hohe Positioniergenauigkeit erreicht wird und dadurch ein hoher Wirkungsgrad beim Übertragen der Energiemittel erreicht wird und dadurch die Ladezeit des Energiespeicherelements verkürzt werden kann.According to a further development, according to which a fine location of the energy-absorbing means by means of radio signals takes place by the energy delivery means or by a locating device of the control and / or control device, there is the advantage that a high positioning accuracy is achieved and thereby a high efficiency in transmitting the energy resources is achieved and As a result, the charging time of the energy storage element can be shortened.
Minft/i /m λλλ -7-Minft / i / m λλλ -7-
Dadurch, dass die Schwingungsfrequenz der elektromagnetischen Wellen des Energiemittels geringer als 30 kHz, vorzugsweise geringer als 20 kHz, ist, entsteht der Vorteil, dass durch die niedrige Absorptionsrate bzw. die hohe Eindringtiefe hohe Reichweiten bei gleichzeitig niedriger Leistungsaufnahme der Sende- bzw. Empfangseinheit erzielbar sind.Due to the fact that the oscillation frequency of the electromagnetic waves of the energy medium is less than 30 kHz, preferably less than 20 kHz, the advantage arises that high ranges can be achieved with simultaneously low power consumption of the transmitting or receiving unit due to the low absorption rate or the high penetration depth are.
Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Aus-fuhrungsbeispiele näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawings.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Steuer- und Betätigungseinrichtung in vereinfachter, schematischer Darstellung;1 shows a control and actuating device according to the invention in a simplified, schematic representation;
Fig. 2 eine Ausfuhrungsform der Steuer- und Betätigungseinrichtung.Fig. 2 shows an embodiment of the control and actuating device.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.By way of introduction, it should be noted that in the differently described embodiments, the same parts are provided with the same reference numerals or the same component names, wherein the disclosures contained in the entire description can be mutatis mutandis to the same parts with the same reference numerals or component names. Also, the location information chosen in the description, such as top, bottom, side, etc. related to the immediately described and illustrated figure and are to be transferred to the new situation mutatis mutandis when a change in position. Furthermore, individual features or combinations of features from the different exemplary embodiments shown and described can also represent independent, inventive or inventive solutions.
In der Fig. 1 ist eine Steuer- und Betätigungseinrichtung 1 für eine, in unter Flur verlegte Leitung 2 oder Leitungssystem, insbesondere für ein hydraulisches Medium, gemäß Pfeil 3 gezeigt. Das hydraulische Medium kann beispielsweise Wasser oder Öl sein. Die Leitung 2 ist einer Armatur 4 zugeordnet. Üblicherweise verlaufen derart verlegte Leitungen 2 im Freiland zum Schutz des Leitungssystems, insbesondere auch aus Gründen der Frostsicherheit, in einem Abstand 5 von einer Fluroberfläche 6, der zwischen 0,5 Meter bis zu 3,0 Meter betragen kann. Je nach geographischer Lage muss ein Abstand 5, welcher über der Frostgrenze liegt, gegeben sein. ΚΠΛΛ/1 /Λ1ΛΠΛ -8- •» ·· ····· • · · · · • · · · · · ···· 9 9 9 · 9 i 9 9 9 9 9 99 99 9 9FIG. 1 shows a control and actuating device 1 for a line 2 or line system laid in a corridor, in particular for a hydraulic medium, according to arrow 3. The hydraulic medium may be, for example, water or oil. The line 2 is assigned to a valve 4. Typically, such routed lines 2 extend in the field to protect the line system, in particular for reasons of frost protection, at a distance 5 from a corridor surface 6, which may be between 0.5 meters to 3.0 meters. Depending on the geographical location, there must be a distance 5 which is above the frost limit. 9/1 / Λ1ΛΠΛ -8- • »······························································································································································································································
Die Armatur 4 ist beispielsweise ein Schieberventil 7 mit einem, einen Strömungskanal 8 ausbildenden Gehäuse 9. In diesem ist ein Sperrelement 10 zum Sperren bis gänzlichem Freigeben des Strömungskanals 8 verstellbar angeordnet. Dazu ist eine Antriebsvorrichtung 11 vorgesehen, mit einem Stellantrieb 12 und einem mit diesem antriebsverbundenen, im Gehäuse 9 drehbar gelagerten, Betätigungsorgan, welches bevorzugt als Spindel 13 ausgefuhrt ist, welche nach einer bevorzugten Ausbildung mit einem Außengewinde versehen ist und mit einem Innengewinde des Sperrelements 10 zusammenwirkt.The valve 4 is for example a slide valve 7 with a, a flow channel 8 forming housing 9. In this, a locking element 10 is arranged to lock until fully releasing the flow channel 8 adjustable. For this purpose, a drive device 11 is provided with an actuator 12 and a drive connected to this, rotatably mounted in the housing 9, actuator, which is preferably designed as a spindle 13, which is provided according to a preferred embodiment with an external thread and with an internal thread of the locking element 10th interacts.
Der Stellantrieb 12 ist im gezeigten Ausfuhrungsbeispiel ein am Gehäuse 9 der Armatur 4 befestigter Elektromotor 14, bevorzugt ein Getriebe-Gleichstrommotor 15.The actuator 12 is in the illustrated embodiment, a fixed to the housing 9 of the valve 4 electric motor 14, preferably a gearbox DC motor 15th
Weiters ist an der Armatur 4 oder dem Elektromotor 14 ein Steuergerät 16 angeordnet, das über ein Schaltmittel 17 mit dem Elektromotor 14 leitungsverbunden ist, und eine Sende-und/oder Empfangseinrichtung 18 für eine drahtlose Signalübertragung mit Sende-und/oder Empfangseinrichtung 19 aufweist, die bevorzugt in einer mobilen, über Flur betriebenen Steuer- und/oder Kontrolleinrichtung 20 angeordnet ist.Furthermore, a control device 16 is arranged on the fitting 4 or the electric motor 14, which is line-connected via a switching means 17 to the electric motor 14, and has a transmitting and / or receiving device 18 for a wireless signal transmission with transmitting and / or receiving device 19, which is preferably arranged in a mobile, floor-operated control and / or monitoring device 20.
Zur Versorgung des Elektromotors 14 mit Energie, zur Vornahme eines Verstellvorganges des Stellantriebes 12 und damit einer Verstellung des Sperrelementes 10 um den Strömungskanal 8 zu sperren oder freizugeben, ist eine Übertragungsvorrichtung 21 vorgesehen. Diese besteht aus einem bevorzugt mobil zu betreibenden Energiequelle, beispielsweise einer Batterie oder einem Generator 22, der in einem Fahrzeug 23 integriert angeordnet sein kann und beispielsweise über das elektrisches Bordnetz des Kraftfahrzeuges 23 oder direkt von einem Antriebsmotor des Kraftfahrzeuges 23 betrieben wird. Des weiteren weist die Übertragungsvorrichtung 21 ein mit dem Generator 22 in Leitungsverbindung stehendes Energieabgabemittel 24 und ein mit dem Steuergerät 16 an der Armatur 4 leitungsverbundenes Energieaufnahmemittel 25 auf, das unter Flur in einem, je nach der Bodenbeschaffenheit wählbaren Abstand 26 von der Fluroberfläche 6 positioniert ist. Ein direkter Kontakt zwischen dem Energieabgabemittel 24 und dem Energieaufnahmemittel 25 ist nicht erforderlich da die Energieübertragung, gemäß Pfeil 27, kontakt- bzw. drahtlos erfolgt. Das Energieabgabemittel 24 bzw. das Energieaufnahmemittel 25 kann durch großflächige Spulen oder Kondensatorplatten gebildet werden. ΧΠΛΛ/1/Λ1ΛΑΛ -9 • · • · • · · I • · · ( • · < • Μ · I • · « • · Μ » · · · · • ·To supply the electric motor 14 with energy, to perform an adjustment of the actuator 12 and thus an adjustment of the locking element 10 to lock or release the flow channel 8, a transmission device 21 is provided. This consists of a preferably mobile to be operated power source, such as a battery or a generator 22, which may be arranged integrated in a vehicle 23 and is operated for example via the electrical system of the motor vehicle 23 or directly by a drive motor of the motor vehicle 23. Furthermore, the transmission device 21 has a power delivery means 24 in line connection with the generator 22 and a power receiving means 25 connected to the control unit 16 on the armature 4, which is positioned below the floor in a distance 26 which can be selected depending on the nature of the ground from the floor surface 6 , A direct contact between the energy delivery means 24 and the energy absorbing means 25 is not required because the energy transfer, as shown by arrow 27, contact or wireless. The energy-emitting means 24 or the energy-absorbing means 25 can be formed by large-area coils or capacitor plates. ΧΠΛΛ / 1 / Λ1ΛΑΛ -9 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
Die Steuer- und/oder Kontrolleinrichtung 20 dient zum Ansteuem des Steuergeräts 16 auf der unter Flur angeordneten Armatur 4.The control and / or control device 20 is used to drive the control unit 16 on the arranged below the floor valve 4.
Die Steuer- und/oder Kontrolleinrichtung 20 kann in einer im Fahrzeug 23, oder einer über eine Leitung 28 zur Energieversorgung an einer am Fahrzeug 23 vorgesehenen Schnittstelle 29 anschließbaren und tragbaren Steuer- und/oder Kontrollkonsole 30 integriert sein.The control and / or monitoring device 20 may be integrated into a portable and / or control console 30 that can be connected in the vehicle 23, or via a line 28 for supplying energy to an interface 29 provided on the vehicle 23.
Es jedoch auch ein vom Fahrzeug 23 unabhängiger Betrieb mittels Eigenenergieversorgung, z.B. durch einen Akku 31 möglich. Die Steuer- und/oder Kontrolleinrichtung 20 bzw. die Steuer- und/oder Kontrollkonsole 30 kann dabei mit einer Energieversorgung, beispielsweise einem Akku 31 in einem eigenen, bequem tragbaren Gehäuse angeordnet sein, und ist mit dem Energieabgabemittel 24 leitungsverbunden.However, it is also independent of the vehicle 23 by means of own energy supply, e.g. possible by a battery 31. The control and / or monitoring device 20 or the control and / or control console 30 can be arranged with a power supply, such as a battery 31 in its own, comfortably portable housing, and is connected to the power output means 24 wired.
Die Steuer- und/oder Kontrollkonsole 30 ist mit entsprechenden Bedien- und/oder Kon-trollelementen 32, z.B. Taster, Schalter, Kontrolllampen, Anzeigen, etc., wie sie für die Bedienung der Steuer- und Betätigungseinrichtung 1 erforderlich sind, versehen.The control and / or control console 30 is provided with corresponding control and / or control elements 32, e.g. Buttons, switches, indicator lights, displays, etc., as required for the operation of the control and actuator 1, provided.
Das Energieabgabemittel 24 kann zur leichteren Handhabung auf einer Hubvorrichtung 33, welche die Manipulation dieser erlaubt, angeordnet sein. Möglich ist auch, dass das Energieabgabemittel 24 als kompakte, mobile sowie tragbare Einheit ausgefuhrt ist, wodurch auch in unwegsamen Gelände eine einfache und effektive Anwendung der Steuer- und Betätigungseinrichtung 1 möglich ist und von einer einzelnen Person leicht durchgefuhrt werden kann.The energy delivery means 24 may be arranged on a lifting device 33 for easier manipulation, for ease of handling. It is also possible that the energy delivery means 24 is designed as a compact, mobile and portable unit, whereby a simple and effective application of the control and actuating device 1 is possible even in rough terrain and can be easily performed by a single person.
Die Energieversorgung bzw. Energieübertragung zwischen dem Energieabgabemittel 24 und dem Energieaufnahmemittel 25 der Übertragungsvorrichtung 21 kann nach dem Prinzip induktiv gekoppelter Transpondersysteme, also durch eine transformatorische Kopplung, erfolgen.The energy supply or energy transmission between the energy delivery means 24 and the energy absorbing means 25 of the transmission device 21 can according to the principle of inductively coupled transponder systems, ie by a transformer coupling done.
Zur Ortung der gewünschten Armatur 4 kann zunächst eine Grobortung, beispielsweise durch GPS-Ortungssignale, durch die Steuer- und/oder Kontrolleinrichtung 20 erfolgen. Die dazu notwendigen Koordinaten der Armatur 4 bzw. des Steuergerätes 16 werden beim Installieren der Armatur 4 einmalig festgestellt und können in einer entsprechenden Daten- κπλλ>ι /λ ιηηη • · · ·« ·· · · · t · • · t · · · · · · · • · · · · · · t · · • · · · · · · · Φ · · · · ··· · · · · · M ···*· * · · · -10-bank gesichert werden. Durch diese Grobortung kann eine Positionsbestimmung der Armatur 4 mit einer Genauigkeit < 5 m erfolgen.For locating the desired fitting 4, a coarse location, for example by GPS locating signals, can first be carried out by the control and / or monitoring device 20. The necessary coordinates of the fitting 4 and the control unit 16 are determined once during installation of the valve 4 and can in a corresponding data κπλλ> ι / λ ηηηη • · · · «·· · · · · · · · · English:. German: v3.espacenet.com/textdoc? be secured. As a result of this coarse location, a position determination of the fitting 4 with an accuracy < 5 m.
Da es zur Energieübertragung zwischen dem Energieabgabemittel 24 und dem Energieaufnahmemittel 25, welches in einem Abstand 26 unter Flur positioniert ist, von Vorteil ist, wenn deren Positionen möglichst genau übereinstimmen, kann nach erfolgter Grobortung eine Feinortung des Energieaufnahmittels 25 durch Funksignale oder auch durch Induktionsmessungen erfolgen.Since it is for energy transfer between the energy delivery means 24 and the energy absorbing means 25, which is positioned at a distance 26 below floor, is advantageous if their positions match as closely as possible, can be done after coarse locating a fine location of the energy absorbing means 25 by radio signals or by induction measurements ,
Diese Funksignale oder die Induktionsmessung können mittels einer Ortungseinrichtung 34 übertragen werden. Geortet wird beispielsweise eine Signalstärke eines vom Energieaufnahmemittel 25 reflektierten bzw. rückgesendeten Ortungssignals, welches von der Ortungseinrichtung 34, die bevorzugt an der Fluroberfläche 6 geführt wird, ausgesandt wird. Es kann auch eine Rückwirkung der von dem Energieabgabemittel 24 in das Energieaufnahmemittel 25 induzierten Spannung und dem daraus resultierenden Strom gemessen werden. Möglich ist weiters, dass Funksignale der an der Steuer- und/oder Kontrolleinrichtung 20 angeordneten Sende- und/oder Empfangseinrichtung 19 von dem Energieaufnahmemittel 25 oder der Sende- und/oder Empfangseinrichtung 18 empfangen werden und zur Feinortung herangezogen werden.These radio signals or the induction measurement can be transmitted by means of a locating device 34. For example, a signal strength of a locating signal reflected or sent back by the energy absorbing means 25 is emitted, which is emitted by the locating device 34, which is preferably guided on the ground surface 6. It is also possible to measure a reaction of the voltage induced by the energy delivery means 24 into the energy absorption means 25 and the resulting current. It is further possible that radio signals of the transmitting and / or receiving device 19 arranged on the control and / or monitoring device 20 are received by the energy receiving means 25 or the transmitting and / or receiving device 18 and are used for fine positioning.
Zum Betrieb der Übertragungsvorrichtung 21 wird zunächst im Energieabgabemittel 24 ein Magnetfeld durch eine großflächige Spule, die als Antenne dient, erzeugt. Das ausgesendete elektromagnetische Feld durchdringt das Erdreich und die Antennenspule des Energieaufnahmemittels 25 und induziert in dessen Spule eine elektrische Spannung. Diese Spannung kann gleichgerichtet auch zur Energieversorgung des Steuergerätes 16 dienen.For operation of the transmission device 21, a magnetic field is initially generated in the energy delivery means 24 through a large-area coil serving as an antenna. The emitted electromagnetic field penetrates the ground and the antenna coil of the energy absorbing means 25 and induces an electrical voltage in the coil. This voltage can rectified also serve to power the control unit 16.
Wird nun das Energieabgabemittel 24 über ein Energieaufnahmemittel 25 geführt, wird durch das Feld der Spule des Energieabgabemittels 24 eine Spannung in der Spule des E-nergieaufnahmemittels 25 erzeugt, welche zunächst zur Aktivierung des Steuergerätes 16 dient. Das Steuergerät 16 liest aus dem nicht flüchtigen Datenspeicherelement die eigene Kennung mittels des Mikroprozessors aus und überträgt dieses Kennungssignal an das E-nergieabgabemittel 24. Möglich ist auch, dass das Kennungssignal über die Sende- ΚΠΛΑ/1/Λ1ΛΛΛ ·· 4 4 4 · · 4 4 4 4 4 ·· ····· 4 4 4 4 4 4 4444 44 4444 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 ·4 4 4 4 4 -11 -und/oder Empfangseinrichtung 18 mittels Funksignalen an die Sende- und/oder Empfangseinrichtung 19 der Steuer- und/oder Kontrolleinrichtung 20 übertragen wird.If now the energy delivery means 24 is guided via an energy absorbing means 25, a voltage is generated in the coil of the E nergieaufnahmemittels 25 through the field of the coil of the energy delivery means 24, which first serves to activate the control unit 16. The control unit 16 reads its own identifier from the non-volatile data storage element by means of the microprocessor and transmits this identification signal to the e-energy delivery means 24. It is also possible for the identification signal to be transmitted via the transmission signal ΚΠΛΑ / 1 / Λ1ΛΛΛ ·· 4 4 4 · · 4 4 4 4 4 ·· ····· 4 4 4 4 4 4 4444 44 4444 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 · 4 4 4 4 4 -11 and / or receiving device 18 by means of radio signals is transmitted to the transmitting and / or receiving device 19 of the control and / or monitoring device 20.
In einer Ausführungsvariante ist es möglich, dass eine gesonderte Ortungseinrichtung 34 den ersten Kontakt mit dem Energieaufnahmemittel 25 herstellt. Die Ortungseinrichtung 34 weist dazu ebenfalls eine Spule auf, die im Energieaufhahmemittel 25 eine Spannung induziert. Möglich ist, dass die Signalstärke an der Steuer- und/oder Kontrollkonsole 30 durch geeignete Bedien- und/oder Kontrollelemente 32 grafisch, auch in einer Art zweidimensionalen Landkarte, dargestellt wird, sodass es durch den Benutzer in einfacher und schneller Weise ersichtlich ist, in welchem Bereich des durch die Grobortung definierten Gebietes sich das Energieaufnahmemittel 25 der gewünschten Armatur 4 befindet.In an embodiment variant, it is possible that a separate locating device 34 establishes the first contact with the energy absorbing means 25. The locating device 34 also has a coil for this purpose, which induces a voltage in the energy-receiving means 25. It is possible that the signal strength at the control and / or control console 30 by suitable operating and / or control elements 32 graphically, even in a kind of two-dimensional map, is displayed so that it can be seen by the user in a simple and quick way, in which region of the region defined by the coarse localization is the energy absorption means 25 of the desired fitting 4.
Um Schwierigkeiten bei der Auffindung der gewünschten Armatur 4 zu vermeiden, beispielsweise beim Vorhandensein mehrerer eng nebeneinander angeordneter Armaturen bzw. die Auswahl der richtigen Armatur 4 aus einer Gruppe zusammengehörender Armaturen 4 einer Kombiarmatur sicherzustellen, erfolgt vom Steuergerät 16 eine Abgabe eines Identifikationssignals, welches jeder einzelnen Armatur 4 eindeutig zugeordnet ist und erfolgt eine Übertragung dieses Signals an das Energieabgabemittel 24 oder an die Ortungseinrichtung 34 oder die Sende- und/oder Empfangseinrichtung 19. Für den Fall der positiven Identifikation der gewünschten Armatur 4 kann zunächst ein Ladevorgang, eines dem Energieaufnahmemittel 25 zugeordneten ersten Energiespeicherelements 35 erfolgen. Dieser Ladevorgang kann durch den Mikroprozessor des Steuergerätes 16 in Verbindung mit einem nicht flüchtigen Datenspeicherelement derart gesteuert werden, dass der Wirkungsgrad optimiert wird bzw. nur jene Energiemenge vom Energieabgabemittel 24 zum Energieaufnahmemittel 25 übertragen wird, welche nötig ist, um einen Schaltvorgang des Sperrelementes 10 mittels der Antriebsvorrichtung 11 der Armatur 4 durchzuführen.In order to avoid difficulties in finding the desired fitting 4, for example, in the presence of several closely juxtaposed fittings or to ensure the selection of the correct fitting 4 from a group of matching fittings 4 a combination fitting, carried by the control unit 16 is an output of an identification signal, which each Armature 4 is uniquely assigned and takes place a transmission of this signal to the energy delivery means 24 or to the locating device 34 or the transmitting and / or receiving device 19. In the case of positive identification of the desired valve 4, a first charging, one of the energy absorbing means 25 assigned first energy storage element 35 done. This charging process can be controlled by the microprocessor of the control unit 16 in conjunction with a non-volatile data storage element such that the efficiency is optimized or only that amount of energy from the energy delivery means 24 is transmitted to the energy absorbing means 25, which is necessary to a switching operation of the blocking element 10 means the drive device 11 of the valve 4 perform.
Das erste Energiespeicherelement 35 kann beispielsweise auch als mechanische Feder aus-geführt sein, und kann eine Energieübertragung vom Energieabgabemittel 24 zum Energieaufnahmemittel 25 und weiter zu einem mit der Feder wirkungsverbundenen motori- ΧΤΛΛΛ/Ι /Λ1 ΠΠΛ -12- schen Antrieb erfolgen, um die Feder zu spannen und die dadurch gespeicherte Energie zum Betrieb des Steuergerätes 16 und der Armatur 4 verwendet werden.The first energy storage element 35 may, for example, also be designed as a mechanical spring, and an energy transfer from the energy delivery device 24 to the energy absorption device 25 and further to a spring-connected motor drive can take place in order to achieve the Tension spring and the energy stored thereby for the operation of the control unit 16 and the valve 4 can be used.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante weist die Übertragungsvorrichtung eine Resonanzfrequenz <30 kHz, vorzugsweise geringer als 20 kHz, auf.In a preferred embodiment, the transmission device has a resonant frequency <30 kHz, preferably less than 20 kHz.
Die Energieübertragung der Energiemittel kann induktiv erfolgen, es ist jedoch auch möglich, eine kapazitive Kopplung zu verwenden.The energy transfer of the energy resources can be done inductively, but it is also possible to use a capacitive coupling.
Die Übertragung von Informationen, beispielsweise an das Steuergerät 16 von der Steuer-und/oder Kontrolleinrichtung 20 kann mittels hochfrequenter Funksignale erfolgen. Weiters ist es möglich, dass im Energieaufnahmemittel 25 ein Schwingkreis gebildet ist, dessen Resonanzfrequenz auf die Sendefrequenz des Energieabgabemittels 24 abgestimmt ist. Aus dieser induzierten Wechselspannung kann zusätzlich die Taktfrequenz des Mikroprozessors bzw. des Speichers abgeleitet werden. Ebenso kann im Energieabgabemittel 24 durch Resonanzüberhöhung im Schwingkreis der Wirkungsgrad der Energieübertragung erhöht werden, wodurch ein starkes Magnetfeld erzeugt werden kann.The transmission of information, for example to the control unit 16 of the control and / or monitoring device 20 can be carried out by means of high-frequency radio signals. Furthermore, it is possible that an oscillating circuit is formed in the energy absorbing means 25, the resonant frequency of which is tuned to the transmission frequency of the energy delivery means 24. In addition, the clock frequency of the microprocessor or of the memory can be derived from this induced alternating voltage. Likewise, the efficiency of the energy transfer can be increased in the energy delivery means 24 by resonance increase in the resonant circuit, whereby a strong magnetic field can be generated.
Das erste Energiespeicherelement 35 wird solange mit den Energiemitteln versorgt, bis eine ausreichende Energiemenge für einen Schaltvorgang der Armatur 4 zur Verfügung steht. Danach wird der Ladevorgang unterbrochen und findet der gewünschte Schaltvorgang statt. Während oder nach des Schaltvorgangs werden relevante Daten, wie beispielsweise die momentane Position des Sperrelementes 10, Informationen über den Betriebszustand des Stellantriebes 12 der Antriebsvorrichtung 11, sowie weitere Sensoren 36, welche beispielsweise die Flussrichtung des Mediums in der Leitung 2, die Temperatur des Mediums, dessen Druck, die Fließgeschwindigkeit, usw. erfasst.The first energy storage element 35 is supplied with the energy resources until a sufficient amount of energy is available for a switching operation of the fitting 4. Thereafter, the charging process is interrupted and takes place the desired switching operation. During or after the switching operation, relevant data, such as the current position of the blocking element 10, information about the operating state of the actuator 12 of the drive device 11, and other sensors 36, for example, the flow direction of the medium in the conduit 2, the temperature of the medium, its pressure, the flow rate, etc. recorded.
Diese Sensordaten werden vom Steuergerät 16 erfasst und gegebenenfalls vom Mikroprozessor vorverarbeitet bzw. in der Speichervorrichtung gespeichert und mittels der Sende-und/oder Empfangseinrichtung 18 an die Sende- und/oder Empfangseinrichtung 19 übertragen. Die gewünschten Befehle werden vom Benutzer mittels der Steuer- und/oder Kon-trollkonsole 30 eingegeben und werden diese Befehle von der Sende- und/oder Empfangseinrichtung 19 an die Sende- und/oder Empfangseinrichtung 18 drahtlos übertragen und ΜΊΠΛ/Ι/Λ1ΛΛΑ • · · ♦ · ·· ····· • ♦ «· · * · · ·· *· · · · · · · ♦ ♦ • · · ♦ · * · · · · ♦ · · ··· · · · Ί · • · «·· · · ·· 9 · -13-an das Steuergerät 16 weitergeleitet. Ebenso ist eine Übertragung dieser Daten mittels des Energieabgabemittels 24 und des Energieaufnahmemittels 25 möglich.These sensor data are detected by the control unit 16 and optionally preprocessed by the microprocessor or stored in the memory device and transmitted by means of the transmitting and / or receiving device 18 to the transmitting and / or receiving device 19. The desired commands are entered by the user by means of the control and / or control console 30 and are transmitted wirelessly from the transmitting and / or receiving device 19 to the transmitting and / or receiving device 18 and ΜΊΠΛ / Ι / Λ1ΛΛΑ • · ♦ ········································································································································································································································· · · · · ····································. Likewise, a transmission of this data by means of the energy delivery means 24 and the energy absorbing means 25 is possible.
In der Fig. 2 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform der Steuer- und Betätigungseinrichtung 1 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen wie in der vorangegangenen Fig. 1 verwendet werden.FIG. 2 shows a further embodiment of the control and actuating device 1, which is possibly independent of itself, again using the same reference numerals as in the preceding FIG. 1 for identical parts.
Dargestellt ist eine im Energieabgabemittel 24 integrierte Sende- und/oder Empfangseinrichtung 19 sowie eine im Energieaufnahmemittel 25 integrierte Sende- und/oder Empfangseinrichtung 18.Shown is a transmitting and / or receiving device 19 integrated in the energy delivery device 24 and a transmitting and / or receiving device 18 integrated in the energy receiving device 25.
Relevante Daten können von mehreren Sensoren 36, wie schon unter Fig. 1 beschrieben, erfasst werden und werden diese an das Steuergerät 16 zu einer Weiterverarbeitung weitergeleitet. Möglich ist auch, dass dem Steuergerät 16 ein weiteres Energiespeicherelement 37 zugeordnet ist, wodurch das Steuergerät 16 bzw. dessen Mikroprozessor und/oder Mikrocontroller und Speicher unabhängig von der Energie des ersten Energiespeicherelements 35 arbeiten kann und es dadurch zu einer erhöhten Ausfallsicherheit bzw. einer stabileren Signalübertragung kommt. Der Ladevorgang des weiteren Energiespeicherelements 37 erfolgt dabei wie unter Fig. 1 beschrieben beispielsweise durch Induktion.Relevant data can be detected by a plurality of sensors 36, as already described in FIG. 1, and these are forwarded to the control unit 16 for further processing. It is also possible that the control unit 16 is assigned a further energy storage element 37, whereby the control unit 16 or its microprocessor and / or microcontroller and memory can operate independently of the energy of the first energy storage element 35 and thereby to increased reliability or a more stable Signal transmission comes. The charging of the further energy storage element 37 is carried out as described in FIG. 1, for example, by induction.
Es ist auch möglich, dass Daten zwischen dem Energieabgabemittel 24 und dem Energie-aufnahmemittel 25 direkt übertragen werden, wobei hier sowohl Voll- als auch Halbduplexverfahren zum Einsatz kommen können. Dabei wird während der Energieübertragung ein höher frequentes Datensignal überlagert. Möglich ist auch, dass beispielsweise für den Fall einer Kombiarmatur oder dem Vorhandensein mehrerer Armaturen 4 und Sperrelemente 10, welche mit mehreren Stellantrieben 12 und Elektromotoren 14 wirkungsverbunden sind, das Steuergerät 16 nur für die an der Steuer- und/oder Kontrollkonsole 30 ausgewählte(n) Armatur(en) 4 mit dem entsprechenden Kennungssignal die entsprechenden Informationen erfasst bzw. Befehle ausführt.It is also possible for data to be transferred directly between the energy delivery means 24 and the energy absorbing means 25, in which case both full and half duplex methods can be used. In this case, a higher-frequency data signal is superimposed during the energy transmission. It is also possible that, for example, in the case of a combination fitting or the presence of several valves 4 and blocking elements 10, which are operatively connected to a plurality of actuators 12 and electric motors 14, the control unit 16 only for the selected on the control and / or control console 30 (n ) Armature (s) 4 with the appropriate identification signal detects the appropriate information or executes commands.
Das Steuergerät 16 ist dazu mit einer Leitung 38 mit sämtlichen zusammengehörenden Armaturen 4 verbunden. Die Energieversorgung erfolgt dabei über ein gemeinsames Ener- X ΙΛΛΛ Λ /Λ 1 ΛΑΑ * · • · < • · · · · · ♦ • · ♦ ♦ I · · » « % · f ♦ · · ♦ • 9 9 · • · « 9 -14-gieaufnahmemittel 25, wobei der Datentransfer über eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung 18 erfolgt. Die Daten der Sensoren 36 der weiteren Armatur 4 werden vom gemeinsamen Steuergerät 16 aufgenommen.The control unit 16 is connected to a line 38 with all associated fittings 4. The energy supply takes place via a common energy X ΙΛΛΛ Λ / Λ 1 ΛΑΑ * · • · < The data transfer via a transmitting and / or receiving device 18 takes place , The data of the sensors 36 of the further fitting 4 are received by the common control unit 16.
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten der Steuer- und Betätigungseinrichtung 1, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausfuhrungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausfuhrungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. Es sind also auch sämtliche denkbaren Ausfuhrungsvarianten, die durch Kombinationen einzelner Details der dargestellten und beschriebenen Ausführungsvariante möglich sind, vom Schutzumfang mitumfasst.The embodiments show possible embodiments of the control and actuating device 1, wherein it should be noted at this point that the invention is not limited to the specifically illustrated embodiments thereof, but also various combinations of the individual variants are possible with each other and this variation possibility due to the teaching technical action by objective invention in the skill of working in this technical field expert. So there are also all conceivable variants of the execution, which are possible by combinations of individual details of the illustrated and described embodiment variant of the scope of protection.
Der Ordnung halber sei abschließend daraufhingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der Steuer- und Betätigungseinrichtung 1 diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.For the sake of order, it should finally be pointed out that for a better understanding of the construction of the control and actuating device 1, these or their components have been shown partly unevenly and / or enlarged and / or reduced in size.
Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.The task underlying the independent inventive solutions can be taken from the description.
Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfin-dungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen. 1 ΑΛΑ 0« · 0 4 • * · · · ·· · ·· • · ·· ·· · ··· • · I ·«·« · · · Μ » ··» · * · * · • * « * · » * » · t ·Above all, the individual embodiments shown in FIGS. 1 and 2 can form the subject of independent solutions according to the invention. The relevant objects and solutions according to the invention can be found in the detailed descriptions of these figures. 1 ΑΛΑ 0 «· 0 4 * · »*» · T ·
BezugszeichenaufstellungREFERENCE NUMBERS
Steuer- und Betätigungseinrichtung 36 Sensor Leitung 37 weiteres Energiespeicherelement Pfeil 38 LeitungControl and actuation device 36 Sensor line 37 Additional energy storage element Arrow 38 Line
Armaturfitting
Abstanddistance
Fluroberflächehallway Area
Schieberventilspool valve
Strömungskanalflow channel
Gehäusecasing
Sperrelementblocking element
Antriebsvorrichtungdriving device
Stellantriebactuator
Spindelspindle
Elektromotorelectric motor
Getriebe-GleichstrommotorTransmission DC motor
Steuergerätcontrol unit
Schaltmittelswitching means
Sende- und/oder Empfangseinrichtung Sende- und/oder Empfangseinrichtung Steuer- und/oder Kontrolleinrichtung ÜbertragungsvorrichtungTransmitting and / or receiving device Transmitting and / or receiving device Control and / or monitoring device Transmission device
Generatorgenerator
Fahrzeugvehicle
EnergieabgabemittelEnergy delivery means
EnergieaufnahmemittelEnergy absorption means
Abstanddistance
Pfeilarrow
Leitungmanagement
Schnittstelleinterface
Steuer- und/oder Kontrollkonsole AkkuControl and / or control console battery
Bedien- und/oder KontrollelementOperating and / or control element
Hubvorrichtunglifting device
Ortungseinrichtung erstes EnergiespeicherelementLocating device first energy storage element
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Effective date: 20160515 |