Die Erfindung betrifft eine Adaptervorrichtung nebst Verfahren zur Regelung eines Steuerstroms einer Magnetkraft-Betätigungseinrichtung eines Ventils, insbesondere in Form eines Coaxialventils.

Aus der DE 10 201 1 010 938 A1 ist ein magnetisch direkt gesteuertes Ventil in Coaxialbauweise bekannt, das über eine Elektronik gesteuert ist, die zu jedem Zeitpunkt der Ventilbetätigung die angelegte Spannung und den Stromfluss erfasst und auswertet, der durch eine im Ventil angeordnete Magnetspule fließt, die als Magnetkraft-Betätigungseinrichtung für einen Magnetanker dient, mit dem sich das angesprochene Ventil mittels eines axial in einem Ventilgehäuse in gegenläufige Richtungen bewegbaren Ventilkolben öffnen und schließen lässt.

Die an die bekannte Magnetspule angelegten Strom- sowie Spannungswer- te, die für die Spulenansteuerung eingesetzt werden, können hierbei analog oder digital mittels der Elektronik verändert werden. Dergestalt ist es möglich, die angelegte Spannung respektive den durch die Magnetspule hindurchfließenden Strom auf analoge Art und Weise zu verändern oder in digitaler Form, beispielsweise mittels einer Pulsweitenmodulation, zu re- geln. Die Magnetkraft-Betätigungseinrichtung in Form der Magnetspule ist bei der bekannten Lösung zwecks deren Bestromung an ein Steckerteil angeschlossen, das unmittelbar von außen auf das Ventilgehäuse fest verdrahtet mit der Magnetspule aufgesetzt ist und mithin in nicht tauschbarer Weise an die Spulenansteuerung der Elektronik angeschlossen ist, die auf ihrer Eingangsseite neben der Stromzufuhr über einen entsprechenden Signaleingang verfügt.

Dergestalt lässt sich das druckausgeglichene, bekannte Coaxialventil mit sehr geringer elektrischer Leistung betreiben und stufenlos von der Ventil- Stellung her gesehen regeln; allein ist das Steckerteil nebst der vorgeschalteten Elektronik von der Ausgestaltung und technischen Auslegung her immer an einen bestimmten Ventiltyp angepasst und demgemäß nicht modular für verschiedene Arten von Ventilen und Ventiltypen einsetzbar. Auch verwenden verschiedene Hersteller verschiedene Arten von genormten Steck- erteilen zum Ansteuern der einzelnen, unterschiedlichen Ventiltypen, auch in Form von Coaxialventilen, mit unterschiedlichem Durchflussverhalten, so dass, um jedem Steckertyp sowie Ventiltyp gerecht zu werden, eine jeweils eigenständige Elektronik zu entwerfen und dem Steckerteil vorzuschalten ist. Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte Lösung zu verbessern.

Eine dahingehende Aufgabe ist durch eine Adaptervorrichtung mit der Gesamtheit der Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Adaptervorrichtung dient der Regelung eines Steuerstroms einer Mag- netkraft-Betätigungseinrichtung eines Ventils, insbesondere in Form eines Coaxialventils, mit einem Gehäuse, in das eine Hardware und eine Software zur Regelung des Steuerstroms der Magnetkraft-Betätigungseinrichtung des Ventils integriert sind, und das eine Anschlusseinrichtung zum wieder lösbaren Verbinden mit dem Ventil und eine weitere An- Schlusseinrichtung zum wieder lösbaren Verbinden mit einem Steckerteil aufweist, über das die Adaptervorrichtung zumindest von außen bestrombar ist; jedoch ist auch ein Anschluss von Messwertgeräten und Auswerteeinrichtungen ohne Weiteres möglich. Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist über die Adaptervorrichtung mit integrierter Hard- und Software eine Art Zwischenstecker realisiert, der platzsparend sich zwischen das jeweilige Ventil respektive Coaxialventil mit seinerjeweiligen Magnetspule und dem eigentlichen Standardsteckerteil, das herstel lerseitig vorgegeben ist, in modular austauschbarer Weise anbringen lässt.

Dergestalt ist montagetechnisch auch eine einfache Nachrüstung an bereits bestehende Bestandsarmaturen in Form in Fluidsystemen eingesetzter Ventile, wie Coaxialventile, möglich. Aufgrund der in der Hardware der Adaptervorrichtung individuell implementierbaren Software lassen sich komple- xe Steuer- und Auswertevorgänge für die Ansteuerung des jeweils angeschlossenen Ventils eines vorgebbaren Ventiltyps direkt vor Ort erreichen. Es lassen sich dabei in besonders kostengünstiger Weise aber auch nur Einzelfunktionen der Software„aktivschalten", die beispielhaft besonders der Dämpfung von Schließschlägen dienen können, die regelmäßig beim Be- trieb von Coaxialventilen in angeschlossenen fluidischen Systemen verstärkt auftreten können oder ein sog.„Condition-Monitoring" des Ventils ist mittels der implementierten Software durchführbar, ohne dass ein zusätzlicher Mess- und Auswerteaufbau extern in einem Schaltschrank oder am Ventil selbst notwendig wäre, was regelmäßig den Einsatz einer komplexeren Ge- samtsteuerung nebst Software voraussetzt. Durch die erfindungsgemäße

„Insellösung" mit integrierter Software-Implementierung vor Ort, also direkt am Ventil, hat sich gezeigt, dass der Steuer- und Regelaufwand sich gezielt reduzieren lässt. Ohne jeglichen Eingriff in das Fluidsystem vornehmen zu müssen, an das das jeweilige Ventil angeschlossen ist, kann anwenderseitig mit der erfindungsgemäßen Adaptervorrichtung eine dahingehend bestehende Anlage in vorteilhafter Weise nachgerüstet werden, ohne hierfür apparatetechnisch gesehen einen hohen Aufwand betreiben zu müssen. Insbesondere wird es der dahingehende Anwender solcher Systeme begrüßen, dass er die bereits von ihm erworbenen und verwendeten genormten Steckerteile durch einfaches Aufstecken auf die Verbindungseinrichtung der Adaptervorrichtung weiter benutzen und insoweit an dem von ihm eingeführten Verschaltungs- konzept festhalten kann. Dies hat so keine Entsprechung im Stand der Technik.

Ferner wird die vorstehende Aufgabe gemäß der Merkmalsausgestaltung des Patentanspruchs 18 auch durch ein Verfahren zur Regelung eines Steu- erstroms einer Magnetkraft-Betätigungseinrichtung eines Ventils, wie eines Coaxialventils, gelöst, das mindestens eine Spule aufweist, die mit der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Adaptervorrichtung ausgestattet ist. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Anschlusseinrichtung Mittel zum wieder lösbaren mechanischen und elektrischen Verbinden der Adaptervorrichtung mit dem Ventil, insbesondere zum Verbinden mit der Magnetspule der Magnetkraft-Betätigungseinrichtung des Ventils, und die weitere Anschlusseinrichtung Mittel zum wieder lösbaren mechanischen und elektrischen Verbinden der Adaptervorrichtung mit dem Steckerteil auf. Zum wieder lösbaren mechanischen und elektrischen Verbinden dienen hierbei Stecker- und Buchsenteile, die in üblicher, insbesondere genormter Form, mit weiblichen und männlichen Kontaktteilen in Eingriff miteinander bringbar sind. Die Hardware kann eine Recheneinheit, insbesondere einen Mikrocontrol- ler, umfassen, auf der ein Verfahren zur Regel ung des Steuerstroms in Form der Software implementiert ist. Die Verwendung eines Mikrocontrol lers als Recheneinheit hat den Vortei l, dass Mikrocontrol ler preiswert sind, einen geringen Energieverbrauch aufweisen und platzsparend eingebaut werden können.

Sämtl iche Komponenten der Hardware können auf einer Leiterplatte angeordnet sein und sind m iteinander, wie nachfolgend beschrieben, über Leiterbahnen elektrisch verbunden. Die Leiterplatte kann am Gehäuse der Adaptervorrichtung festlegbar ausgebi ldet sein.

Die Hardware kann des Weiteren mindestens einen Drehschalter zur Para- metrierung der Adaptervorrichtung, insbesondere der auf der Recheneinheit implementierten Software, umfassen. Der Drehschalter ist mit der Recheneinheit, im Konkreten m it einer auf der Recheneinheit software-implemen- tierten Ablaufsteuerung, elektrisch verbunden. Der Drehschalter ist vorzugsweise als Cod ierschalter ausgebi ldet. Cod ierschalter zeichnen sich durch ihre hohe Zuverlässigkeit und ihre einfache Bed ienbarkeit aus.

Vorzugsweise sind drei Drehschalter vorgesehen. Ein erster Drehschalter ist zum Einstel len eines Betriebsmodus der Adaptervorrichtung vorgesehen, wie beispielsweise eines Betriebsmodus mit der Funktion der Leistungsreduzierung der Magnetkraft-Betätigungseinrichtung oder eines Betriebsmodus mit der Funktion der Schl ießsch lagdämpfung des Ventils oder eines Betriebsmodus in Form eines Servicemodus. Wird die Adaptervorrichtung erstmal ig in Kombination mit einem jewei l igen Venti l verwendet, ist d iese m ittels einer an das jewei l ige Venti l angepassten Parametrierung der Software-Parameter an dieses Venti l anzupassen. Dazu ist u. a. ein zweiter Drehschalter zum Einstel len der Nenngröße (DN 1 0 bis DN40) des jeweil igen Venti ls vorgesehen, die sich auf die freien Ansch lussquerschn itte des Venti ls beziehen. Ein dritter Drehschalter ist zum Einstel len der Ein- und Ausschaltgeschwindigkeit des Ventils vorgesehen. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass zumindest der zweite und der dritte Drehschalter sechzehn Schaltstel lungen aufweisen, so dass über den zweiten Drehschalter sechzehn Mögl ichkeiten zur Einstel lung von verschiedenen Ventil-Nenn- großen und über den dritten Drehschalter sechzehn Kombinationen aus verschiedenen Ein- und Ausschaltdauern auswählbar sind.

Die Hardware kann ferner mindestens ein Anzeigemittel zum Anzeigen eines fehlerhaften Betriebszustandes des Ventils oder zur Anzeige der Schaltstel lung eines Ventilteils des Ventils umfassen. Das Anzeigemittel ist durch die Recheneinheit ansteuerbar und an die Ablaufsteuerung angeschlossen, die auf der Recheneinheit software-implementiert ist. Das Anzeigemittel kann so angeordnet sein, dass dieses von außerhalb der Adaptervorrichtung optisch oder akustisch für einen Bediener der Adaptervorrichtung wahrnehmbar ist. Auch ist es denkbar, dass die Ablaufsteuerung an eine externe, d. h. von dem Ventil, der Adaptervorrichtung und dem Steckerteil entfernt angeordnete, Hauptrecheneinheit über eine Datenleitung ein elektrisches Signal übermittelt, dem der fehlerhafte Betriebszustand des Ventils, die Schaltstel lung des Ventilteils des Ventils oder weitere Informationen der Adaptervorrichtung oder des Ventiles entnehmbar sind. Eben- so ist es denkbar, dass ein solches Signal zwischen Ablaufsteuerung und Hauptrecheneinheit draht- bzw. kabel los, insbesondere mittels Bluetooth Technologie, übermittelt wird.

Die Hardware kann zudem eine Endstufe aufweisen, die eingangsseitig an die Recheneinheit, im Konkreten an einen Ausgang eines auf der Rechen- einheit software-implementierten Stromreglers, angeschlossen ist.

Der Endstufe wird von dem Stromregler ein pulsweitenmodul iertes (PWM) Signal zur Regelung des Steuerstroms zugeführt, dessen Tastverhältnis, das angibt mit wieviel Prozent der maximalen Leistung das pulsweitenmodu- l ierte Signal die Endstufe ansteuert, von der Software berechnet wird. Durch ein pulsweitenmoduliertes Signal kann die Endstufe im Schaltbetrieb betrieben werden, in dem sich deren Transistoren entweder in einem leitenden oder isolierenden Arbeitsbereich befinden. Diese beiden Arbeitsbereiche weisen, im Gegensatz zu den in konventionel len Klasse-A-, Klasse-B- oder Klasse-AB-Verstärkern verwendeten Zwischenzuständen im l inearen Betrieb relativ wenig Verlustleistung auf, wodurch die Endstufe, die vorzugsweise in Form eines Klasse-D-Verstärkers ausgebildet ist, energiesparend ist.

Die Endstufe weist im Wesentl ichen eine Halbbrücke aus, vorzugsweise zwei, Transistoren in Kombination mit einem passenden Treiberbaustein auf. Eine als Halbbrücke ausgebildete Endstufe hat gegenüber einer als Vol lbrücke ausgebildeten Endstufe, mit bspw. vier Transistoren, aufgrund geringerer Schaltverluste einen höheren Gesamtwirkungsgrad. Ausgangsseitig ist die Endstufe über die Anschlusseinrichtung an eine Spule der Magnetkraft-Betätigungseinrichtung anschl ießbar. Durch eine Abgabe eines puls- weitenmodul ierten Signals, nämlich dem Steuerstrom oder der Steuerspannung, der Endstufe zur Ansteuerung der Spule der Magnetbetätigungseinrichtung ist der Energieverbrauch des Ventils verringerbar.

Die Hardware kann zusätzl ich eine Stromermittlungs-Einrichtung zum Ermitteln eines Ist-Wertes des Steuerstromes der Spule umfassen, die aus- gangsseitig an die Recheneinheit, insbesondere an ein Widerstandswert- Rechenmodul und/oder an ein Induktionsspannungs-Rechenmodul und/ oder an den Stromregler und/oder an die Ablaufsteuerung angeschlossen ist, die jeweils auf der Recheneinheit software-implementiert sind.

Die Stromermittlungs-Einrichtung kann einen Shunt-Widerstand aufweisen, der über die Anschlusseinrichtung mit der Spule der Magnetkraft- Betätigungseinrichtung derart verbindbar ist, dass der Strom durch die Spule auch durch den Shunt-Widerstand fl ießt, über dem zum Ermitteln des Ist-Wertes des Steuerstromes der Spannungsabfal l gemessen wird. Der Steuerstrom ist der in die Magnetkraft-Betätigungseinrichtung fl ießende Versorgungsstrom der Magnetkraft-Betätigungseinrichtung. Der Widerstandswert des Shunt- Widerstands liegt vorzugsweise im Mil li-Ohm-Bereich oder darunter. Die Strommessung mittels eines Shunt-Widerstands hat den Vorteil, dass dieser kostengünstig und raumsparend ist und die Strommessung mit diesem ein- fach durchführbar ist. Jedoch ist die Verwendung eines Hal l-Effekt-Stromsensor zur Messung des Steuerstromes auch denkbar.

Die Hardware kann des Weiteren eine Spannungsermittlungs-Einrichtung zum Ermitteln des Ist-Wertes der Steuerspannung der Magnetkraft-Betätigungseinrichtung umfassen, durch die eingangsseitig der Ist-Wert der Steu- erspannung der Spule der Magnetkraft-Betätigungseinrichtung über die Anschlusseinrichtung abgreifbar ist und die ausgangsseitig an die Recheneinheit, im Konkreten an das Widerstandswert-Rechenmodul und/oder an das Induktionsspannungs-Rechenmodul und/oder an die Ablaufsteuerung angeschlossen ist, die jeweils auf der Recheneinheit software-implementiert sind. Die Steuerspannung ist die an der Magnetkraft-Betätigungseinrichtung angelegte Versorgungsspannung der Magnetkraft-Betätigungseinrichtung.

Die Stromermittlungs-Einrichtung kann zum Verstärken des Ist-Wertes des Steuerstromes einen Verstärker aufweisen, dessen Verstärkung an einen ein- gangsseitigen AnalogVDigital-Wandler der Recheneinheit zur Verarbeitung des Ist-Wertes des Steuerstromes angepasst ist. Alternativ oder zusätzl ich kann die Spannungsermittlungs-Einrichtung zum Verstärken des Ist-Wertes der Steuerspannung einen weiteren Verstärker aufweisen, dessen Verstärkung an einen anderen eingangsseitigen AnalogVDigital-Wandler der Recheneinheit zur Verarbeitung des Ist-Wertes der Steuerspannung ange- passt ist.

Die Software, die auf der Recheneinheit implementiert ist, kann ein soft- ware-implementiertes Widerstandswert-Rechenmodul zum Ermitteln des Wertes des Widerstands der Spule der Magnetkraft-Betätigungseinrichtung umfassen, das mit einem Eingang an einen Ausgang der Spannungsermitt- lungs-Einrichtung und mit einem anderen Eingang an einen Ausgang der Stromermittlungs-Einrichtung angeschlossen ist und ausgangsseitig an einen Eingang eines software-implementierten Induktionsspannungs-Rechenmo- duls angeschlossen ist. Das Widerstandswert-Rechenmodul berechnet den Widerstand der Spule, der sich in Abhängigkeit von der Temperatur ändert. Bei der Berechnung wird das Ventilteil als stil lstehend angenommen.

Das software-implementierte Induktionsspannungs-Rechenmodul zum Ermitteln des Ist-Wertes der induzierten Spannung der Spule der Magnetkraft- Betätigungseinrichtung ist mit einem Eingang an einen Ausgang des Wider- standswert-Rechenmoduls, mit einem anderen Eingang an den Ausgang der Spannungsermittlungs-Einrichtung und mit einem weiteren Eingang an den Ausgang der Stromermittlungs-Einrichtung angeschlossen, die jeweils hardwaremäßig vorhanden sind. Ausgangsseitig ist das Induktionsspannungs- Rechenmodul an einen auf der Recheneinheit software-implementierten Spannungsregler angeschlossen.

Die Software kann des Weiteren eine software-implementierte Ablaufsteuerung zum Verarbeiten von vorgegebenen Steuersignalen zur Ansteuerung des Ventiles und/oder einer vorgegebenen Parametrierung der Adaptervorrichtung umfassen, die über die weitere Anschlusseinrichtung und über das Steckerteil mit der externen Hauptrecheneinheit kommunizierend verbindbar ist, bspw. mittels dem SDCI-Standard (single-drop digital communica- tion interface for small sensors and actuators, Norm IEC TR 61 1 31 -9), besser bekannt unter dem Kommunikationssystem IO-Link. Die Hauptrecheneinheit übermittelt der Ablaufsteuerung u. a. Steuersignale zur Regelung des Ventils.

Eingangsseitig sind an die Ablaufsteuerung der mindestens eine Hardware- Drehschalter und/oder der Ausgang der Stromermittlungs-Einrichtung und/ oder der Ausgang der Spannungsermittlungs-Einrichtung angeschlossen und ausgangsseitig ist diese zur Übermittlung von Sol l-Werten der induzierten Spannung an einen Spannungsregler oder zur Übermittlung von Sol l-Werten des Steuerstromes an einen Stromregler angeschlossen, die jeweils auf der Recheneinheit software-implementiert sind.

Die Software kann zudem den software-implementierten Spannungsregler umfassen, der eingangsseitig an die Ablaufsteuerung zur Übermittlung von Sol l-Werten der induzierten Spannung und an das Spannungs-Rechenmodul zur Übermittlung von Ist-Werten der induzierten Spannung angeschlossen ist und ausgangsseitig ggf. mit einem Eingang des Stromreglers verbunden ist. Der Spannungsregler regelt basierend auf dem Sol l-Wert und dem ermit- telten Ist-Wert der induzierten Spannung die induzierte Spannung der Spule durch Abgabe eines Signals, aus dem der Sol l-Wert des Steuerstromes abgeleitet wird.

Die Steuerspannung ist die an der Magnetkraft-Betätigungseinrichtung angelegte Versorgungsspannung der Magnetkraft-Betätigungseinrichtung. Die in- duzierte Spannung der Spule, die direkt über der Spule abfäl lt, weicht hingegen für eine gewisse Zeit von der Steuerspannung ab, wenn sich die Steuerspannung oder der Steuerstrom ändern. So resultiert eine Änderung der Steuerspannung oder des Stromes in einer Änderung des magnetischen Flusses durch die Spule. Durch die Änderung des magnetischen Flusses wird nach der Lenzschen Regel eine Spannung in die Spule induziert, die den Wert der Steuerspannung beeinflusst. Dadurch steigt der Steuerstrom bei einer positiven Änderung der Steuerspannung, also einer Spannungserhöhung, erst al lmähl ich auf seinen Endwert. Bei einer negativen Änderung der Steuerspannung, also einer Spannungsreduzierung, kann der Strom noch nachfließen, wenn ein entsprechender Stromkreis aufrecht erhalten bleibt.

Auch dadurch, dass der Magnetkreis um die stromdurchflossene Spule bestrebt ist seinen magnetischen Widerstand durch bspw. Schl ießen eines Luftspaltes zu verringern, kann während eines Schl ießens des Luftspaltes eine Spannung in d ie Spu le induziert werden. Die Steuerspannung wird dabei nur ind irekt über den Stromregler beeinfl usst.

Die Software kann ferner den software-implementierten Stromregler umfassen, der zur Überm ittl ung von Sol l-Werten des Steuerstromes m it seinem einen Eingang an d ie Ablaufsteuerung oder an den Ausgang des Spannungsreglers angeschlossen ist und m it seinem anderen Eingang an d ie Stromer- m ittl ungs-Einrichtung angeschlossen ist. Der Stromregler regelt den Steuerstrom auf den vorgebenen Sol l-Wert.

Die Software kann zudem einen software-implementierten Schalter umfas- sen, der durch d ie Ablaufsteuerung ansteuerbar ist und der den einen Eingang des Stromreglers wah lweise entweder mit der Ablaufsteuerung oder mit dem Ausgang des Spannungsreglers verbindet.

Die Software kann zusätzl ich zur Funktion der Regel ung des Steuerstromes der Spule der Magnetkraft-Betätigungseinrichtung weitere software-imple- mentierte Funktionen umfassen. Denkbar ist beispielsweise eine Funktion zur Absenkung des Stromes der Spu le, insbesondere im Dauerbetrieb; und/ oder eine Funktion zum Bewegen des Venti ltei ls m it einer vorgebbaren Geschwind igkeit beim Ein- und Ausschalten; und/oder eine Funktion zur Erkennung des Schaltzustandes des Venti ls; und/oder eine Funktion zur Über- wachung von Venti lparametern, wie beispielsweise der Schaltzyklen, der EinVAusschaltdauer, des AnzugsVAbfal lstromes und/oder des Spulenwiderstandes.

Gemäß dem Patentanspruch 1 8 ist Gegenstand der Erfindung auch ein Verfahren zur Regel ung eines Steuerstromes einer Magnetkraft-Betätigungsein- richtung eines Venti ls, die mindestens eine Spu le aufweist, m it dem d ie Adaptervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 7 betreibbar ist. Das Verfahren umfasst die folgenden Verfahrensschritte:

-Ermitteln eines Ist-Wertes des Steuerstromes der Spule durch eine Strom- ermittlungs-Einrichtung;

-Vergleichen des ermittelten Ist-Wertes des Steuerstromes mit einem Sol l- Wert des Steuerstromes durch einen Stromregler; und

-Regelung des Steuerstromes der Spule, basierend auf dem Ergebnis des Vergleichs, durch den Stromregler.

Der Sol l-Wert des Steuerstromes kann durch eine Parametrierung vorgeben werden oder gemäß den folgenden weiteren Verfahrensschritten ermittelt werden:

-Ermitteln eines Ist-Wertes der Steuerspannung der Spule durch eine Span- nungsermittlungs-Einrichtung;

-Ermitteln eines Widerstandswertes der Spule aus dem Ist-Wert der Steuerspannung und dem Ist-Wert des Steuerstroms durch ein Widerstandswert- Rechenmodul;

-Ermitteln eines Ist-Wertes der induzierten Spannung der Spule aus dem Widerstandswert, dem Ist-Wert der Steuerspannung und dem Ist-Wert des Steuerstroms durch ein Induktionsspannungs-Rechenmodul;

-Vergleichen des ermittelten Ist-Wertes der induzierten Spannung mit einem durch Parametrierung vorgebbaren Sol l-Wert der induzierten Spannung durch einen Spannungsregler; und

-Ermitteln des Sol l-Wertes des Steuerstromes, basierend auf dem Ergebnis des Vergleichs, durch den Spannungsregler.

Bei Verwendung des nach den voranstehenden Verfahrensschritten ermit- telten Sol l-Wertes des Steuerstromes zur Regelung des Steuerstromes ist die Regelung des Steuerstromes, insbesondere aufgrund des Einbezugs der induzierten Spannung der Spule, besonders genau durchführbar.

Im Folgenden wird die erfindungsgemäße Adaptervorrichtung, die durch das erfindungsgemäße Verfahren in Form der Software betreibbar ist, an- hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen in prinzipieller und nicht maßstäblicher Darstellung die

Fig. 1 in einer Seitenansicht, separat voneinander dargestellt, die erfindungsgemäße Adaptervorrichtung zwischen einem Steckerteil und einem Ventil;

Fig. 2 einen schematisch vereinfachten Längsschnitt des Ventils aus

Fig. 1 mit einem in seiner geschlossenen Position angeordneten Ventilteil; und

Fig. 3 in einer Art eines Schaltplans schematisch den grundsätzlichen

Aufbau der erfindungsgemäßen Hard- und Software der Adaptervorrichtung aus Fig. 1 .

Fig. 1 zeigt in einer Seitenansicht die erfindungsgemäße zylindrische Adaptervorrichtung zwischen einem Standard-Steckerteil 4 und einem Ventil 6, die voneinander separiert dargestellt sind. Als normierte oder Standard- Steckerteile 4 kommen Industrieanschlussstandards, wie M12 oder PG- Verschraubungen etc., zum Einsatz.

Wie Fig. 1 zeigt, weist die Adaptervorrichtung ein zylindrisches Gehäuse 8 auf, das einen Gehäusedeckel 10 und einen Gehäusetopf 12 umfasst, die über einen Bajonettversehl uss miteinander verbindbar sind, der eine schnell herstell- und wiederlösbare mechanische Verbindung der beiden Gehäuseteile 10, 12 ermöglicht. Zur Abdichtung kann zwischen Gehäusedeckel 10 und Gehäusetopf 12 ein in den Figuren nicht dargestellter Dichtring angeordnet sein. An dem Gehäusetopf 12 ist, sich in Axialrichtung von der Adaptervorrichtung wegerstreckend, eine Anschlusseinrichtung 14 zum mechanischen und elektrischen Verbinden der Adaptervorrichtung mit dem Ventil 6 vorgesehen, die Mittel 16 zum wiederlösbaren mechanischen und elektrischen Verbinden der Adaptervorrichtung mit dem Ventil 6 in Form einer Steckverbinder-Buchse aufweist. An dem Gehäusedeckel 10 ist, sich in eine der Erstreckungsrichtung der Anschlusseinrichtung 14 entgegengesetzte Richtung axial von der Adaptervorrichtung wegerstreckend, eine weitere Anschlusseinrichtung 1 8 zum Verbinden mit einem Steckerteil vor- gesehen, die Mittel 20 zum wiederlösbaren mechanischen und elektrischen Verbinden der Adaptervorrichtung mit dem Standard-Steckerteil 4 in Form eines Steckverbinder-Steckers aufweist.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Standard-Steckerteil 4 handelt es sich um einen um 90 Grad abgewinkelten Ventilsteckverbinder in Form einer Steckver- binder-Buchse, die mit dem an dem Gehäusedeckel 1 0 der Adaptervorrichtung angeordneten Steckverbinder-Stecker 20 elektrisch und mechanisch wiederlösbar verbindbar ist.

Wie in Fig. 1 gezeigt, weist das Ventil 6 ein zylindrisches Ventilgehäuse 22 auf, auf dessen Außenseite, sich radial zur Längsachse L des Ventilgehäuses 22 wegersteckend, eine Anschlusseinrichtung 24 in Form eines Steckverbinder-Streckers angeordnet ist, der im Wesentl ichen quadratisch ausgebildet ist und auf seiner dem Ventilgehäuse 22 zugewandten Seite eine konkave Fläche mit einem Radius aufweist, die eine formschlüssige Anlage der Anschlusseinrichtung 24 mit dieser Fläche an den Ventilgehäusemantel er- laubt. Der Steckverbinder-Stecker 24 des Ventilgehäuses 22 ist mit der

Steckverbinder-Buchse der Adaptervorrichtung elektrisch und mechanisch wiederlösbar verbindbar.

In Fig. 2 ist ein schematisch vereinfachter Längsschnitt des Ventils 6 in Form eines Koaxialventiles dargestel lt. In dem Ventilgehäuse 22 ist längsverfahr- bar ein hohles, zylindrisches Ventilteil 26 geführt, das unter Einwirkung eines Energiespeichers 28 in Form einer Druckfeder in einer geschlossenen Position in Anlage mit einem Ventil-Schl ießteil 30 ist, in der dieses den Flu- idweg durch das Ventil 6 hindurch zwischen einem Fluideingang E und einem Fluidausgang A entlang eines vorgebbaren Strömungsweges für ein Fluid, wie Hydraulikmedium (Öl), sperrt.

In zumindest einer, in den Figuren nicht näher dargestellten, geöffneten Position, in der das Ventilteil 26, von einer Magnetkraft-Betätigungseinrichtung 32 angesteuert, in seiner axialen Verfahrrichtung entgegen der Wirkung der Druckfeder 28 außer Eingriff mit dem Ventil-Schließteil 30 gelangt und von diesem abhebt, wird der Fluidweg durch das Ventil 6 hindurch zwischen dem Fluideingang E und dem Fluidausgang A entlang des vorgeb- baren Strömungsweges für das Fluid freigegeben.

Die in Fig. 2 gezeigte Magnetkraft-Betätigungseinrichtung 32 umfasst einen bestrombaren Betätigungsmagneten 34, der in üblicher und daher nicht mehr näher beschriebener Art und Weise eine Spulenwicklung 36 aufweist, die über das Steckerteil 4, die Adaptervorrichtung und die Anschlusseinrichtung 24 des Ventils u. a. von außen her bestrombar ist. Des Weiteren ist ein längsverfahrbarer Magnetanker 38 vorhanden, der unter unmittelbarer Anlage und fest mit dem Ventilteil 26 verbunden, direkt auf dieses einwirkt. Wird die Spule 36 bestromt, verfährt - in Blickrichtung auf die Fig. 2 gese- hen - der Magnetanker 38 aus seinem in Fig. 2 gezeigten unbestromten Zustand der Spule 36 nach links und verfährt das Ventilteil 26 gleichermaßen nach links, entgegen der Wirkung des Energiespeichers 28 in Form der Druckfeder. In der vollständig geöffneten Position des Ventilteils 26 ist der Magnetanker 38 des Betätigungsmagneten 34 unter Freilassen eines Trenn- Spaltes 40 bzw. Luftspaltes, der als gestuft ausgebildete magnetische Trennung für den Betätigungsmagneten 34 dient, auf Block gegen einen Polkern 42 der Betätigungseinrichtung 32 gefahren.

In das Adaptergehäuse 8 ist eine Hardware H zur Regelung des Steuerstro- mes i _s der Magnetkraft-Betätigungseinrichtung 32 des Ventils 6 integriert, die eine - in den Figuren nicht gezeigte - Leiterplatte aufweist, auf der im Wesentlichen - siehe Fig. 3 (die in Fig. 3 dargestellten Schaltsymbole sind keine konventionellen technischen Schaltsymbole) - drei Drehschalter 44, 70, 72 in Form von Codierschaltern, eine Recheneinheit 46 in Form eines Mikrocontrollers, eine Endstufe 48, eine Stromermittlungs-Einrichtung 50 und eine Spannungsermittlungs-Einrichtung 52 angeordnet sind. Zudem ist an die Leiterplatte über ein Stromkabel 54 ein Anzeigemittel 56 in Form eines Leuchtmittels angeschlossen. Das Anzeigemittel kann sich auch auf der Platine befinden, wobei der Deckel 10 dann transparent ist. Diese Hardwarekomponenten arbeiten wie im Folgenden beschrieben, über Leiterbah- nen der Leiterplatte elektrisch verbunden, miteinander zusammen und sind teilweise über die Anschlusseinrichtung 14 der Adaptervorrichtung mit der Magnetkraft-Betätigungseinrichtung 32 des Ventils 6 oder über die weitere Anschlusseinrichtung 18 der Adaptervorrichtung und das Steckerteil 4 mit einer externen, in der Figur 3 gezeigten Hauptrecheneinheit 55 elektrisch verbindbar. Auf der Recheneinheit 46 der Adaptervorrichtung ist eine Software S zur Regelung des Steuerstromes i _s der Magnetkraft-Betätigungseinrichtung 32 des Ventils 6 implementiert, die im Wesentlichen ein Wi- derstands-Rechenmodul 58, ein Induktionsspannungs-Rechenmodul 60, eine Ablaufsteuerung 62, einen Spannungsregler 64, einen Stromregler 66 und einen Schalter 68 umfasst, die jeweils auf der Recheneinheit 46 soft- ware-implementiert sind und die wie nachfolgend dargelegt zusammenarbeiten.

Die Ablaufsteuerung 62 ist über die weitere Anschlusseinrichtung 18 und über das Steckerteil 4 mit der in den Figuren nicht dargestellten, externen Hauptrecheneinheit kommunizierend verbunden. Zur Kommunikation ist das Kommunikationssystem IO-Link vorgesehen. Die Ablaufsteuerung 62 empfängt von der Hauptrecheneinheit vorgegebene Steuersignale zur An- steuerung des Ventiles 6, insbesondere Soll-Werte der Spannung und des Stromes, sowie eine vorgegebene Parametrierung der Adaptervorrichtung und verarbeitet diese Informationsdaten. Zudem übermittelt die Ablauf- Steuerung 62 der Hauptrecheneinheit auf Anfrage Informationen über die Adaptervorrichtung oder das Ventil 6.

An die Ablaufsteuerung 62 (siehe Fig. 3) sind zur Parametrierung der Software S neben der Parametrierung mittels der in den Figuren nicht darge- stel lten, externen Hauptrecheneinheit die drei Drehschalter 44, 70, 72 in Form von Codierschaltern angeschlossen. Ein erster Drehschalter 44 ist zum Einstel len eines Betriebsmodus der Adaptervorrichtung vorgesehen. Wird die Adaptervorrichtung erstmal ig in Kombination mit einem jeweil igen Ventil 6 verwendet, ist diese mittels einer an das jeweil ige Ventil 6 angepassten Parametrierung der Software-Parameter an dieses Ventil 6 anzupassen. Dazu ist ein zweiter Drehschalter 70 zum Einstel len der Nenngröße des jeweil igen Ventils 6 vorgesehen. Ein dritter Drehschalter 72 ist zum Einstel len der Ein- und Ausschaltgeschwindigkeit des Ventils 6 vorgesehen. Der zweite 70 und der dritte 72 Drehschalter weisen jeweils sechzehn Schalt- Stel lungen auf.

An die Ablaufsteuerung 62 (siehe Fig. 3) ist ferner ein Anzeigemittel 56 in Form eines Leuchtmittels, bspw. eine LED, zum Anzeigen eines fehlerhaften Betriebszustandes des Ventils 6 oder zur Anzeige der Schaltstel lung des Ventilteils 26 des Ventils 6 angeschlossen. Das Anzeigemittel 56 ist an der Außenseite der Adaptervorrichtung angeordnet und von einem Benutzer der Adaptervorrichtung optisch wahrnehmbar. Das Anzeigemittel kann sich aber auch vorzugsweise auf der Platine befinden.

Die Stromermittlungs-Einrichtung 50 (siehe Fig. 3) weist einen in den Figuren nicht gezeigten Shunt-Widerstand auf, der über die Anschlusseinrich- tung 14 mit der Spule 36 der Magnetkraft-Betätigungseinrichtung 32 derart verbunden ist, dass der Strom durch die Spule 36 auch durch den Shunt- Widerstand fl ießt, über dem zum Ermitteln des Ist-Wertes des Steuerstromes .ist der Spule 36 der Spannungsabfal l gemessen wird. Die Stromermittlungs-Einrichtung 50 weist des Weiteren zum Verstärken des ermittelten Ist- Wertes des Steuerstrom es i _s ,ist sinen Verstärker 74 auf, dessen Verstärkung an einen eingangsseitigen AnalogVDigital-Wandler der Recheneinheit 46 zur Verarbeitung der verstärkten Ist-Werte des Steuerstromes / _Sj£st angepasst ist. Ausgangsseitig übermittelt die Stromermittlungs-Einrichtung 50 die ver- stärkten Ist-Werte des Steuerstromes / _Sj£st jeweils an das Widerstandswert- Rechenmodul 58, an das Induktionsspannungs-Rechenmodul 60, an den Stromregler 66 und an die Ablaufsteuerung 62.

Die Spannungsermittlungs-Einrichtung 52 (siehe Fig. 3) ermittelt und verstärkt die Ist-Werte der Steuerspannung u _{s ist} der Magnetkraft-Betätigungs- einrichtung 32. So l iegt über die Anschlusseinrichtung 14 der Ist-Wert der Steuerspannung u _{s ist} der Spule 36 der Magnetkraft-Betätigungseinrichtung 32 eingangsseitig an der Spannungsermittlungs-Einrichtung 52 an, die zum Verstärken des Ist-Wertes der Steuerspan nung w _S i _St einen weiteren Verstärker 76 aufweist, dessen Verstärkung an einen anderen eingangsseitigen AnalogVDigital-Wandler des Mikrocontrol lers zur Verarbeitung des verstärkten Ist-Wertes der Steuerspannung U _{s ist} angepasst ist. Ausgangsseitig übermittelt die Spannungsermittlungs-Einrichtung 52 die gemessenen und verstärkten Ist-Werte der Steuerspannung U _{s ist} jeweils an das Widerstandswert- Rechenmodul 58, an das Induktionsspannungs-Rechenmodul 60 und an die Ablaufsteuerung 62.

Aus den gemessenen und verstärkten Ist-Werten des Steuerstromes / _Sj£st und den gemessenen und verstärkten Ist-Werten der Steuerspannung U _{s ist} berechnet das Widerstandswert-Rechenmodul 58 (siehe Fig. 3) den Wert des Widerstands R der Spule 36 der Magnetkraft-Betätigungseinrichtung 32 und übermittelt diesen an das Induktionsspannungs-Rechenmodul 60.

Aus den gemessenen und verstärkten Ist-Werten des Steuerstromes / _Sj£st , den gemessenen und verstärkten Ist-Werten der Steuerspannung U _{s ist} und dem errechneten Wert des Widerstands R errechnet das Induktionsspan- nungs-Rechenmodu l 60 (siehe Fig. 3) d ie Ist-Werte der induzierten Spannung u _{i ist} der Spule 36 der Magnetkraft-Betätigungseinrichtung 32 und übermittelt d iese an den Spannungsregler 64.

Der Spannungsregler 64 (siehe Fig. 3) regelt basierend auf den Ist-Werten der induzierten Spannung u _{i ist} und den von der Ablaufsteuerung 62 überm ittelten Sol l-Werten der induzierten Spannung u _{i soll} d ie induzierte Spannung u _t der Spule 36 durch Abgabe eines Signals, aus dem der Sol l-Wert des Steuerstromes i _{s soH} abgeleitet wird.

Der Stromregler 66 (siehe Fig. 3) regelt basierend auf den Sol l-Werten des Steuerstromes i _{s soH} und den Ist-Werten des gemessenen und verstärkten Steuerstromes I _{s ist} den Steuerstrom i _s der Spu le 36. Die Sol l-Werte des Steuerstromes i _SiSO u können d iesem wah lweise entweder von der Ablaufsteuerung 62 oder dem Spannungsregler 64 übermittelt werden. Zum Schalten zwischen den Ausgängen d ieser beiden Softwarekomponenten ist der Schalter 68 vorgesehen.

Der Schalter 68 ist in der Fig. 3 der einfacheren Darstel lung wegen in der Art einer Hardware-Schaltung wiedergegeben und insoweit durch die Ablaufsteuerung 62 über eine Steuerleitung 78 derart ansteuerbar, dass der Eingang des Stromreglers 66 zur Überm ittl ung von Sol l-Werten des Steuer- Stroms i _{s soH} wah lweise entweder m it der Ablaufsteuerung 62 oder mit dem Ausgang des Spannungsreglers 64 verbunden ist. I n Wirkl ichkeit ist jedoch der Schalter 68 ausschl ießl ich in der Software implementiert. Verbindet der Schalter 68 d ie Ablaufsteuerung 62 mit dem Stromregler 66 und trennt dabei den Spannungsregler 64 von dem Stromregler 66, wird d ie Regelung des Steuerstromes i _s ausschl ießl ich basierend auf den gemessenen und verstärkten Ist-Werten des Steuerstromes I _{s ist} und den vorgegeben Sol l-Werten des Steuerstromes i _{s soH} durchgeführt. Verbindet der Schalter 68 den Ausgang des Spannungsreglers 64 m it dem Stromregler 66 und trennt die Ab- laufsteuerung 62 von dem Stromregler 66, basiert die Regelung des Steuerstromes i _s auf einer errechneten Induktionsspannung der Spule 36, wodurch die Regelung präziser durchführbar ist.

Der Stromregler 66 erzeugt ein pulsweitenmoduliertes Signal PWM und übermittelt dieses der Endstufe 48 (siehe Fig.3) zur Verstärkung. Die Endstufe 48 weist im Wesentlichen eine in den Figuren nicht gezeigte Halbbrücke in Kombination mit einem passenden, in den Figuren nicht gezeigten Treiberbaustein auf. Ausgangsseitig ist die Endstufe 48 zur Abgabe des Steuerstromes i _s über die Anschlusseinrichtung 14 an die Spule 36 der Ma- gnetkraft-Betätigungseinrichtung 32 des Ventils 6 angeschlossen.