DE102007020321A1 - Method for operating pneumatic controlling device for supplying specified controlled air pressure into consumer line, involves guiding consumer line to user - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Pneumatikeinrichtung zur Bereitstellung eines vorgebbaren Ansteuerluftdrucks in einer zu einem Verbraucher führenden Verbraucherleitung sowie eine zugehörige Pneumatikregeleinrichtung.The The invention relates to a method for operating a pneumatic device for providing a predeterminable Ansteuerluftdrucks in one leading to a consumer Consumer line and an associated pneumatic control device.
Solche Pneumatikregeleinrichtungen finden insbesondere dort Verwendung, wo ein insbesondere nicht konstanter Versorgungsluftdruck in einen vorgegebenen, sich insbesondere über die Zeit ändernden Ansteuerluftdruck für einen Verbraucher umzuwandeln ist. Als Verbraucher kann insbesondere ein Retarder in Betracht kommen, der als verschleißlose Dauerbremse in Lastkraftwägen und Bussen vorgesehen sein kann. Derartige Retarder werden mit einem vorgebbaren, von der Betätigung der Bremse abhängigen Ansteuerluftdruck angesteuert, wobei über den vorgegebenen Ansteuerluftdruck beziehungsweise über eine entsprechende Luftmenge eine dazu proportionale Ölmenge in den Arbeitsraum des Retarders zwischen einem Rotor und einem Stator gedrängt wird. Je nach Ölmenge zwischen Rotor und Stator erfolgt dann eine Abbremsung des Rotors und damit des gesamten Fahrzeugs.Such Pneumatic control devices are used in particular there, where a particular not constant supply air pressure in a prescribed, in particular over the time changing Control air pressure for to convert a consumer. As a consumer, in particular a retarder may be considered as a wear-resistant retarder in trucks and buses may be provided. Such retarders are with a predefinable, from the operation dependent on the brake Controlled control air pressure, wherein the predetermined Ansteuerluftdruck or over a corresponding amount of air a proportional amount of oil in the working space of the retarder between a rotor and a stator packed becomes. Depending on the amount of oil between rotor and stator is then a deceleration of the rotor and so that the entire vehicle.
Gerade bei über einem Ansteuerluftdruck anzusteuernden Verbrauchern, die an Bord eines Fahrzeugs sind, muss zum einen der in der Regel stark schwankende Versorgungsdruck konstant und zum anderen abhängig von dem jeweils vorgegebenen Ansteuerluftdruck verändert werden. Insbesondere bei größeren Fahrzeugen werden Ansteuerluftdrücke bis zu 8 bar erreicht, wobei eine vergleichsweise genaue Regelung der Drücke insbesondere im Bereich von ± 0,1 bar möglich sein soll. Zudem soll in der Verbraucherleitung in vergleichsweise kurzer Zeit eine hohe Druckerhöhung beziehungsweise eine hohe Drucksenkung erzielbar sein, so dass der Verbraucher vergleichsweise schnell reagiert.Just at over a driving air pressure to be controlled consumers on board of a vehicle must, on the one hand, usually vary widely Supply pressure constant and on the other dependent on the respectively predetermined Control air pressure changed become. Especially for larger vehicles are driving air pressures reached up to 8 bar, with a comparatively accurate regulation the pressures in particular in the range of ± 0.1 bar possible should be. In addition, in the consumer line in comparatively a short time a high pressure increase or a high pressure reduction can be achieved, so that the Consumers react comparatively quickly.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren beziehungsweise eine Pneumatikregeleinrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die bei vergleichsweise hohen Ansteuerluftdrücken, insbesondere bei 8 oder mehr bar, eine vergleichsweise einfache Regelung zulassen.Of the The present invention is therefore based on the object, a method or a pneumatic control device of the aforementioned To provide type, at relatively high Ansteuerluftdrücken, in particular at 8 or more bar, allow a comparatively simple control.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.These The object is achieved by a method having the features of the claim 1 solved.
Ein derartiges Verfahren zum Betreiben einer Pneumatikregeleinrichtung, die ein an eine Versorgungsleitung anschließbares Einlassventil zur Belüftung der Verbraucherleitung und ein zwischen der Verbraucherleitung und einer Entlüftung vorgesehenes Ablassventil aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass das Einlassventil mit einer vorgegebenen Ansteuerfrequenz gepulst angesteuert wird und das Ablassventil proportional zum vorgegebenen Ansteuerluftdruck angesteuert wird.One Such method for operating a pneumatic control device, a connectable to a supply line inlet valve for ventilation of the Consumer line and one between the consumer line and one vent has provided drain valve, characterized in that the inlet valve is pulsed at a predetermined drive frequency is controlled and the drain valve proportional to the specified Control air pressure is controlled.
Besonderer Vorteil eines derartigen Verfahrens ist, dass der Verbraucherleitungsdruck zwar in Abhängigkeit des jeweils vorgegebenen Ansteuerluftdrucks, aber unabhängig von der Kenntnis des tatsächlichen Verbraucherleitungsdrucks geregelt werden kann. Insofern können zusätzliche Druckmessmittel beziehungsweise zusätzliche Ansteuermittel, die das Einlassventil und das Ablassventil in Abhängigkeit des jeweils tatsächlichen Verbraucherleitungsluftdrucks ansteuern, entfallen.special Advantage of such a method is that the consumer line pressure although in dependence the respective predetermined control air pressure, but independent of the knowledge of the actual Consumer line pressure can be regulated. In this respect, additional Pressure measuring means or additional control means, the the inlet valve and the drain valve depending on the actual Control consumer air pressure, omitted.
Ein solches Verfahren hat ferner den Vorteil, dass in der Pneumatikregeleinrichtung der hohe, an der Versorgungsleitung anstehende Luftdruck über das gepulst angesteuerte Einlassventil gesenkt wird und das dann das Ablassventil lediglich gegen diesen gesenkten Luftdruck proportional zum vorgegebenen Ansteuerluftdruck bewegt werden muss. Aufgrund der niederen Drücke in der Einrichtung kann das Ansteuern des Ablassventils einfacher und genauer erfolgen, als wenn ein konstant hoher Luftdruck am Ablassventil anliegt. Zudem wird der Luftverbrauch aufgrund des gesenkten Luftdrucks insgesamt reduziert.One Such method also has the advantage that in the pneumatic control device the high, on the supply line pending air pressure over the pulsed controlled inlet valve is lowered and then the Discharge valve proportional only to this lowered air pressure must be moved to the specified control air pressure. Due to the lower pressures In the device, the control of the drain valve can be easier and more accurately, as if a constantly high air pressure at the drain valve is applied. In addition, the air consumption due to the reduced air pressure reduced overall.
Ferner ist vorteilhaft, wenn die Ansteuerfrequenz des Einlassventils so gewählt ist, dass am Ablassventil auftretende Druckschwankungen den Ventilkörper des Ablassventils zumindest weitgehend in ständiger Bewegung halten. Dies hat den Vorteil, dass keine Reibungskräfte zu überwinden sind, die beim Anfahren des Ventilkörpers aus einer Ruhestellung vorhanden sind. Dadurch kann insgesamt eine höhere Genauigkeit des Ansteuerluftdrucks gewährleistet werden.Further is advantageous if the drive frequency of the intake valve so chosen is that occurring at the discharge valve pressure fluctuations the valve body of the Keep drain valve at least largely in constant motion. This has the advantage that no frictional forces are to be overcome when starting up of the valve body are available from a rest position. This can give a higher overall accuracy the driving air pressure ensured become.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das beschriebene Verfahren lediglich in einem Notbetrieb der Pneumatikregeleinrichtung, bei der der jeweils tatsächliche Verbraucherleitungsdruck, beispielsweise aufgrund eines Ausfalls eines Druckmesssensors in der Verhaucherleitung, unbekannt ist, zur Anwendung kommt und dass in einem Normalbetrieb der Pneumatikregeleinrichtung, bei dem der jeweils tatsächliche Verbraucherluftdruck bekannt ist, in Abhängigkeit vom jeweils vorgegebenen Ansteuerluftdruck und vom jeweiligen Verbraucherleitungsdruck das Einlassventil zur Druckerhöhung bei geschlossenem Ablassventil insbesondere gepulst angesteuert wird. Zur Drucksenkung kann das Ablassventil insbesondere bei geschlossenem Einlassventil ebenfalls insbesondere gepulst angesteuert werden. Das im Vorgehenden beschriebene Verfahren hat nämlich den Vorteil, dass es unabhängig von der Kenntnis des tatsächlichen Verbraucherleitungsdruck eine Steuerung des Verbraucherleitungsdrucks proportional zum vorgegebenen Ansteuerluftdruck ermöglicht.In a particularly preferred embodiment of the invention, it is provided that the method described is used only in an emergency operation of the pneumatic control device, in which the actual actual consumer line pressure, for example due to a failure of a pressure measuring sensor in the Verhaucherleitung, unknown, and that in a normal operation of Pneumatic control device, in which the respective actual consumer air pressure is known, depending on the respectively predetermined Ansteuerluftdruck and the respective consumer line pressure, the inlet valve for increasing the pressure with a closed discharge valve is driven in particular pulsed. In order to reduce the pressure, the discharge valve can also be actuated in a pulsed manner, in particular when the inlet valve is closed. Namely, the method described above has the advantage that, independently of the knowledge of the actual consumer line pressure, it controls the control of the consumer line pressure proportio Nal to the predetermined control air pressure allows.
Ferner ist vorteilhaft, wenn der Eingangsstufe eine Hauptstufe nachgeordnet ist, die im Normalbetrieb der Pneumatikregeleinrichtung bei Überschreiten eines ersten Schwellwerts eines Steuerdrucks in eine Schnellbelüftungsstellung und/oder bei Unterschreiten eines zweiten Schwellwerts des Steuerdrucks in eine Schnellentlüftungsstellung schaltet, wobei im Notbetrieb die Ansteuerfrequenz des Einlassventiles so gewählt ist, dass die in der Verbraucherleitung entstehenden Druckschwankungen so klein sind, dass der erste Schwellwert nicht überschritten und/oder der zweiten Schwellwert nicht unterschritten wird. Dadurch wird insgesamt gewährleistet, dass bei Vorsehen einer derartigen Hauptstufe diese nicht aufgrund des gepulsten Ansteuerns des Einlassventils ungewollt öffnet oder schließt.Further is advantageous if the input stage downstream of a main stage is, in normal operation of the pneumatic control device when exceeded a first threshold of a control pressure in a fast ventilation position and / or falls below a second threshold value of the control pressure switches to a quick exhaust position, in emergency operation, the drive frequency of the intake valve so chosen is that the pressure fluctuations arising in the consumer line are so small that the first threshold is not exceeded and / or the second Threshold is not fallen below. This ensures a total, in providing such a main stage, these are not due to the pulsed activation of the intake valve unintentionally opens or closes.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Steuerdruck aus der Differenz zwischen dem einer in der Verbraucherleitung vorgesehenen Drosselstelle vorgeordneten Luftdruck und dem der Drosselstelle nachgeordneten Luftdruck gebildet wird. Die Wahl eines derartigen Steuerluftdrucks hat den Vorteil, dass dieser unabhängig von absoluten Druckgrößen ist, da es sich um einen reinen Differenzdruck handelt.at a further embodiment The invention provides that the control pressure from the difference between that of a throttling point provided in the consumer line upstream air pressure and the throttle point downstream air pressure is formed. The choice of such a control air pressure has the Advantage that this independent of absolute pressure values, because it is a pure differential pressure.
Erfindungsgemäß kann zudem vorgesehen sein, dass im Normalbetrieb zur Schnellbelüftung bei Überschreiten des ersten Schwellwerts ein Hauptstufeneinlassventil öffnet, wodurch die Versorgungsleitung unter Umgehung der Drosselstelle mit der Verbraucherleitung verbunden wird, wobei aufgrund des durch die Schnellbelüftung stattfindenden Druckausgleichs bei Unterschreiten des ersten Schwellwerts oder eines anderen Schwellwerts das Hauptstufeneinlassventil wieder schließt und/oder das im Normalbetrieb zur Schnellentlüftung bei Unterschreiten des zweiten Schwellwerts ein Hauptstufenablassventil öffnet, wodurch die Verbraucherleitung unter Umgehung der Drosselstelle mit der Entlüftung verbunden wird, wobei aufgrund des durch die Schnellentlüftung stattfindenden Druckausgleichs bei Überschreiten des zweiten Schwellwerts oder eines anderen Schwellwerts das Hauptstufenablassventil wieder schließt. In einem derartigen Normalbetrieb kann eine vergleichsweise genaue Regelung des Luftdrucks, insbesondere im Bereich von +/– 0,1 bar erfolgen, wobei zudem ein schneller Druckaufbau beziehungsweise eine schnelle Druckentlastung aufgrund des rein druckgesteuerten Hauptstufeneinlassventils und des ebenfalls rein druckgesteuerten Hauptstufenablassventils ermöglicht wird.In addition, according to the invention be provided that in normal operation for quick ventilation when exceeded of the first threshold opens a main stage inlet valve, thereby the supply line, bypassing the throttle point with the Consumer line is connected, due to the by the Quick ventilation taking place pressure equalization falls below the first threshold or another threshold closes the main stage inlet valve again and / or in normal operation for quick exhaust when falling below the second Threshold opens a main stage drain valve, causing the consumer line bypassing the throttle point is connected to the vent, wherein due to the pressure equalization due to the quick exhaust when exceeding the second threshold or other threshold, the main stage drain valve closes again. In such a normal operation, a comparatively accurate Regulation of the air pressure, in particular in the range of +/- 0.1 bar take place, in addition, a rapid pressure build-up or a quick pressure relief due to the purely pressure-controlled Main stage inlet valve and the likewise purely pressure-controlled main stage drain valve allows becomes.
Das Hauptstufeneinlassventil ist also so ausgeführt, dass es im Normalbetrieb während einer Druckluftzufuhr zum Verbraucher bei Überschreiten eines ersten Schwellwerts des Steuerdrucks aus einer geschlossenen Normalstellung in eine Schnellbelüftungsstellung schaltet, in der die Versorgungsleitung unter Umgehung der Drosselstelle mit der Verbraucherleitung verbunden ist, wobei aufgrund des durch die Schnellbelüftung stattfindenden Druckausgleichs bei Unterschreiten insbesondere des ersten Schwellwerts, oder eines anderen Schwellwerts, das Hauptstufeneinlassventil wieder schließt.The Main stage inlet valve is thus designed so that it is in normal operation while a compressed air supply to the consumer when a first threshold is exceeded the control pressure from a closed normal position in one Quick venting position switches, in which the supply line, bypassing the throttle point connected to the consumer line, due to the by the quick ventilation taking place pressure equalization falls below in particular the first threshold, or other threshold, the main stage inlet valve closes again.
Das Hauptstufenablassventil ist demgegenüber derart ausgebildet, dass bei einer Druckluftabfuhr vom Verbraucher bei Unterschreiten eines zweiten Schwellwerts des Steuerdrucks es aus einer geschlossenen Normalstellung in eine Schnellentlüftungsstellung schaltet, in der die Verbraucherleitung unter Umgehung der Drosselstelle mit der Entlüftung verbunden ist. Findet aufgrund der Schnellentlüftung ein Druckausgleich statt und überschreitet dieser insbesondere den zweiten Schwellwert oder einen anderen Schwellwert, schließt das Hauptstufenablassventil wieder.The Hauptstufe drain valve is in contrast designed such that at a compressed air discharge from the consumer falls below a second threshold of the control pressure it from a closed Normal position switches to a quick exhaust position, in the consumer line bypassing the throttle point with connected to the vent is. Due to the quick exhaust, pressure equalization takes place and exceeds this in particular the second threshold or another threshold, includes the main stage drain valve again.
Eine derartige Regeleinrichtung hat den Vorteil, dass zum einen in der Normalstellung der Hauptstufe bei geschlossenem Hauptstufeneinlass- und -Ablassventil die Druckregelung über die Eingangsstufe sehr genau, insbesondere im Bereich von ± 0,1 bar, erfolgen kann.A Such control device has the advantage that on the one hand in the Normal position of the main stage with the main stage inlet closed and exhaust valve the pressure control over the input stage very exactly, in particular in the range of ± 0.1 bar, can be done.
Da nach einer erfolgten Schnellbelüftung das Hauptstufeneinlassventil aufgrund des stattfindenden Druckausgleichs wieder schließt, kann direkt im Anschluss an die Schnellbelüftung eine Feinregelung des Verbraucherdrucks auf dem höheren Druckniveau über eine entsprechende Ansteuerung der Eingangsstufe erfolgen.There after a successful quick ventilation the main stage inlet valve due to the pressure equalization taking place closes again, can immediately after the fast ventilation a fine control of the Consumer pressure on the higher Pressure level over a corresponding control of the input stage done.
Entsprechendes gilt auch für eine Schnellentlüftung. Da bei der Schnellentlüftung aufgrund des stattfindenden Druckausgleichs das Hauptstufenablassventil schließt, kann auch hier eine Feinregelung des Verbraucherluftdrucks auf dem geringerem Druckniveau ausschließlich über eine entsprechende Ansteuerung der Eingangsstufe erfolgen.The same applies to a quick exhaust. As with the quick exhaust due to the pressure equalization taking place, the main stage drain valve closes can also be a fine control of the consumer air pressure on the lower pressure level exclusively via a corresponding control the input stage done.
Grundsätzlich kann das Schließen des Hauptstufeneinlassventils bei einem vom ersten Schwellwert, bei dem das Hauptstufeneinlassventil geöffnet wird, verschiedenen Schwellwert erfolgen. Entsprechend kann grundsätzlich dass Hauptstufenablassventil bei einem vom zweiten Schwellwert, bei dem es geöffnet wird, verschiedenen Schwellwert geschlossen werden. In der Praxis hat sich allerdings als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Schließen des jeweiligen Hauptstufenventils dann erfolgt, wenn der Schwellwert, bei dem es geöffnet wird, nach erfolgtem Druckausgleich wieder erreicht wird.Basically the closing the main stage intake valve at one of the first threshold, in which the main stage inlet valve is opened, different threshold respectively. Accordingly, basically, the main stage drain valve at a different threshold from the second threshold at which it is opened getting closed. In practice, however, has been beneficial exposed when closing the respective main stage valve then takes place when the threshold, where it opened is reached again after pressure equalization.
Die eingangs genannte Aufgabe wird auch durch eine das erfindungsgemäße Verfahren durchführende oder zur Durchführung bestimmte Pneumatikregeleinrichtung mit einer Eingangsstufe, die ein an eine Verbraucherleitung anschließbares Einlassventil zur Belüftung der Verbraucherleitung und ein zwischen der Verbraucherleitung und einer Entlüfung liegendes Ablassventil zur Entlüftung der Verbraucherleitung aufweist und mit einer elektronischen Steuereinheit zur Ansteuerung des Einlassventils und des Auslassventils gelöst.The object mentioned at the outset is also achieved by a method according to the invention leading or to carry out pneumatic control device having an input stage having a connectable to a consumer line inlet valve for ventilation of the consumer line and a lying between the consumer line and a vent relief valve for venting the consumer line and solved with an electronic control unit for controlling the intake valve and the exhaust valve.
Für den Fall, dass die Pneumatikregeleinrichtung in einem Normalbetrieb und einem Notbetrieb betreibbar ist, ist dann zur Bestimmung des Verbraucherleitungsdrucks ein Drucksensor vorgesehen, wobei im Normalbetrieb das Einlassventil und das Ablassventil in Abhängigkeit des Verbraucherleitungsdrucks von der Steuereinheit angesteuert werden.In the case, that the pneumatic control device in a normal mode and a Emergency operation is operable, is then to determine the consumer line pressure a pressure sensor is provided, wherein in normal operation, the inlet valve and the drain valve depending the consumer line pressure is controlled by the control unit become.
Zur schnellen Belüftung beziehungsweise Entlüftung kann vorgesehen sein, dass die Pneumatikregeleinrichtung zudem eine der Eingangsstufe nachgeordnete Hauptstufe mit einem Hauptstufeneinlassventil und einem Hauptstufenablassventil aufweist, die derart ausgebildet sind, dass sie im Normalbetrieb der Pneumatikregeleinrichtung bei Überschreiten eines ersten Steuerdrucks in eine Schnellbelüftungsstellung und/oder bei Unterschreiten eines zweiten Steuerdrucks in eine Entlüftungsstellung schalten.to fast ventilation or venting can be provided that the pneumatic control device also a the main stage downstream main stage with a main stage inlet valve and a main stage drain valve formed in such a manner are that in normal operation of the pneumatic control device when exceeded a first control pressure in a fast ventilation position and / or at Fall below a second control pressure in a venting position.
Ferner ist vorteilhaft, wenn die Verbraucherleitung eine Drosselstelle vorsieht, wobei der Steuerdruck aus der Differenz zwischen dem der Drosselstelle vorgeordneten Luftdruck und dem der Drosselstelle nachgeordneten Luftdruck gebildet wird.Further is advantageous if the consumer line a throttle point provides, the control pressure from the difference between the Throttle upstream air pressure and the throttle point downstream air pressure is formed.
Das Hauptstufeneinlassventil und das Hauptstufenablassventil sind dabei vorzugsweise derart ausgebildet, dass im Normalbetrieb zur Schnellbelüftung bei Überschreiten des ersten Schwellwerts das Hauptstufeneinlassventil öffnet, wodurch die Versorgungsleitung unter Umgehung der Drosselstelle mit der Verbraucherleitung verbunden wird, wobei aufgrund des durch die Schnellbelüftung stattfindenden Druckausgleichs bei Unterschreiten des ersten Schwellwerts oder eines anderen Schwellwerts das Hauptstufeneinlassventil wieder schließt, und/oder dass im Normalbetrieb zur Schnellentlüftung bei Unterschreiten des zweiten Schwellwerts das Hauptstufenablassventil öffnet, wodurch die Verbraucherleitung unter Umgehung der Drosselstelle mit der Entlüftung verbunden wird, wobei aufgrund des durch die Schnellentlüftung stattfindenden Druckausgleichs bei Überschreiten des zweiten Schwellwerts oder eines anderen Schwellwerts das Hauptstufenablassventil wieder schließt.The Main stage inlet valve and main stage drain valve are included Preferably designed such that in normal operation for quick ventilation when exceeded of the first threshold opens the main stage inlet valve, thereby the supply line, bypassing the throttle point with the Consumer line is connected, due to the by the Quick ventilation taking place pressure equalization falls below the first threshold or another threshold closes the main stage inlet valve again, and / or that in normal operation for quick exhaust when falling below the second threshold opens the main stage drain valve, causing the Consumer line, bypassing the throttle point connected to the vent is due to the pressure equalization taking place due to the rapid venting when crossing the second threshold or other threshold, the main stage drain valve closes again.
Zur reinen Drucksteuerung des Hauptstufeneinlassventils im Normalbetrieb kann dieses einen beidseitig druckbeaufschlagbaren Hauptstufenkolben aufweisen, der eine dem der Drosselstelle vorgeordneten Luftdruck zugeordnete erste Steuerfläche und eine dem der Drosselstelle nachgeordneten Luftdruck zugeordnete, kleiner als die erste Steuerfläche ausgebildete zweite Steuerfläche aufweist, wobei ein den Hauptstufenkolben mittelbar oder unmittelbar in Richtung der ersten Steuerfläche beaufschlagendes Federelement derart vorgesehen ist, dass der erste Schwellwert abhängig vom Quotienten der beiden Steuerflächen und der Federkraft des Federelements ist. Der erste Schwellwert ist dann folglich durch das Verhältnis der beiden Steuerflächen sowie durch die Federkraft des Federelements vorgegeben beziehungsweise einstellbar.to pure pressure control of the main stage inlet valve in normal operation This can be a two-sided pressurizable main stage piston have an upstream of the throttle point upstream air pressure associated first control surface and an air pressure downstream of the throttle point, smaller than the first control surface formed second control surface having a main stage piston indirectly or directly towards the first control surface acting spring element is provided such that the first threshold dependent from the quotient of the two control surfaces and the spring force of the Spring element is. The first threshold is then through The relationship the two control surfaces and predetermined by the spring force of the spring element or adjustable.
Ferner
ist vorteilhaft, wenn das Hauptstufenablassventil zu dessen Drucksteuerung
einen beidseitig druckbeaufschlagbaren Steuerkolben aufweist, der
eine dem der Drosselstelle vorgeordneten Luftdruck zugeordnete,
einen Steuerdruckraum begrenzende erste Steuerfläche und eine dem der Drosselstelle
nachgeordnete zugeordnete, kleiner als die erste Steuerfläche ausgebildete
zweite Steuerfläche aufweist,
wobei der zweite Schwellwert abhängig vom
Quotienten der beiden Steuerflächen
ist. Über die
Auslegung der Geometrie der Steuerflächen kann folglich der zweite
Schwellwert des Steuerdrucks vorgegeben werden. Fällt der
Druck auf dem der Drosselstelle vorgeordneten Seite gegenüber dem
der Drosselstelle nachgeordneten Seite um den zweiten Schwellwert
ab, so wird aufgrund des Überschreitens des
zweiten Schwellwerts der Steuerkolben betätigt, wodurch Luft aus der
Verbraucherleitung unter Umgehung der Drosselstelle abströmen kann.
Vorteilhafterweise ist der zweite Schwellwert kleiner oder gleich
dem Produkt des jeweiligen der Drosselstelle vorgeordneten Luftdrucks
mit k – 1,
wobei k der Quotient aus der größeren Steuerfläche und
der kleineren Steuerfläche
des Steuerkolbens ist; das heißt:
Um
zu gewährleisten,
dass auch bei maximalem Verbraucherdruck das Hauptstufenauslassventil
geschlossen bleibt, kann vorgesehen sein, dass die Differenz der
beiden für
den Steuerkolben maßgeblichen
Steuerflächen
kleiner oder zumindest gleich ist als der Quotient aus der Federkraft
des Federelements und des maximal zulässigen Verbraucherdrucks. Wird
die dem der Drosselstelle vorgelagerten Luftdruck zugeordnete Steuerfläche mit
F1 bezeichnet und die dem der Drosselstelle
nachgeordneten Luftdruck zugeordnete zweite Steuerfläche mit F2 bezeichnet, die Federkraft des Federelements
mit FS und der maximal zulässige Verbraucherdruck
mit pmax bezeichnet, so gilt vorzugsweise:
Bei einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Steuerkolben und der Hauptstufenkolben in einem gemeinsamen Zylinderraum, der allerdings unterschiedliche Geometrien und/oder Durchmesser aufweisen kann, axial hintereinander angeordnet sind, wobei der Steuerkolben einen zwischen seinen beiden Steuerflächen die Drosselstelle bildenden Durchbruch aufweist und wobei der Hauptstufenkolben, der zur Verbindung mit der Verbraucherleitung hohl ausgebildet ist, vom Federelement axial gegen den Steuerkolben beaufschlagt derart angeordnet ist, dass er den Hauptstufenkolben bei Überschreiten des ersten Schwellwerts entgegen der Federkraft des Federelements aus der Normalstellung in die Schnellbelüftungsstellung betätigt. Die für den Hauptstufenkolben maßgebliche, der Drosselstelle vorgelagerte Steuerfläche, wird bei dieser Ausführungsform von der der Drosselstelle vorgelagerten Steuerfläche des Steuerkolbens gebildet. Aufgrund der axialen Bewegung des Steuerkolbens bei Druckanstieg im Steuerdruckraum über den ersten Schwellwert wird folglich der Hauptstufenkolben vom Steuerkolben betätigt, wodurch das Hauptstufeneinlassventil geöffnet wird.at A further embodiment provides that the control piston and the main stage piston in a common cylinder space, the however, have different geometries and / or diameter can, are arranged axially one behind the other, wherein the control piston one between its two control surfaces forming the throttle point Breakthrough and wherein the main stage piston, the connection hollow with the consumer line is axially from the spring element acted upon against the control piston is arranged such that he crosses the main stage piston the first threshold against the spring force of the spring element from the normal position to the fast ventilation position. The for the Mainstay piston authoritative, the throttle point upstream control surface is in this embodiment formed by the throttle body upstream control surface of the control piston. Due to the axial movement of the control piston with pressure increase in the control pressure chamber over the first threshold will therefore be the main stage piston from the spool actuated, whereby the main stage inlet valve is opened.
Der Hauptstufenkolben ist dabei vorzugsweise derart angeordnet, dass er in der Schnellbelüftungsstellung einen in der Normalstellung geschlossenen, zum Verbraucher führenden und die Drosselstelle umgehenden Verbraucherleitungsstrang öffnet.Of the Main stage piston is preferably arranged such that he in the fast ventilation position a closed in the normal position, leading to the consumer and opens the throttle body immediate consumer line strand.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich dann, wenn der Steuerkolben bei Unterschreiten des zweiten Schwellwerts sich in die dem Steuerdruckraum zugewandte Richtung in die Schnellentlüftungsstellung bewegt, wobei ein Anschlag vorgesehen ist, der die Bewegung des Hauptstufenkolbens in Richtung zum Steuerdruckraum hin derart begrenzt, dass der Steuerkolben vom Hauptstufenkolben abhebt und Druckluft zwischen dem Steuerkolben und dem Hauptstufenkolben aus dem Innenraum des Hauptstufenkolbens, und damit aus der Verbraucherleitung, in eine Entlüftungsleitung abströmen kann. Wie bereits ausgeführt, wird der zweite Schwellwert folglich dann erreicht, wenn das Produkt des Luftdrucks auf der der Drosselstelle nachgelagerten Seite und der zugehörigen Steuerfläche des Steuerkolbens höher ist als das Produkt des Luftdrucks auf der der Drosselstelle vorgelagerten Seite mit der zugehörigen Steuerfläche des Steuerkolbens. Bei Unterschreiten des zweiten Schwellwerts bewegt sich folglich der Steuerkolben in Richtung Steuerdruckraum. Wegen des Anschlags kann der Hauptstufenkolben der Bewegung des Steuerdruckkolbens aus seiner Normalstellung in die Schnellentlüftungsstellung nicht folgen. Durch das Abheben des Steuerkolbens vom Hauptstufenkolben kann folglich zur Schnellentlüftung Luft aus der Verbraucherleitung abströmen.A Further advantageous embodiment results when the control piston falls below the second threshold in the control pressure chamber facing direction moves into the quick exhaust position, wherein a stop is provided which controls the movement of the main stage piston in the direction of the control pressure chamber out so limited that the control piston lifts off the main stage piston and compressed air between the spool and the main stage piston from the interior of the main stage piston, and thus from the consumer line, in a vent line flow out can. As already stated, Therefore, the second threshold is reached when the product the air pressure on the side downstream of the throttle and the associated control surface of the control piston higher is as the product of the air pressure upstream of the throttle point Page with the associated control surface of the control piston. Falling below the second threshold moves consequently the spool in the direction of the control pressure chamber. Because of the The main stage piston can stop the movement of the control plunger not follow its normal position in the quick exhaust position. By lifting the control piston from the main stage piston can consequently for quick exhaust Air out of the consumer line.
Besonders vorteilhaft ist, wenn der Verbraucherleitungsstrang aufgrund des Anliegens des Hauptstufenkolbens am Anschlag verschlossen ist und beim Abheben des Hauptstufenkolbens vom Anschlag geöffnet ist. Der Anschlag hat damit eine Doppelfunktion; zum einen dient er zur axialen Bewegungsbegrenzung des Hauptstufenkolbens und zum anderen zum Öffnen beziehungsweise Verschließen des die Versorgungsleitung mit der Verbraucherleitung verbindenden Verbraucherleitungsstrangs.Especially is advantageous if the consumer line strand due to the Concerns the Hauptstufenkolbens on the stop is closed and when lifting the main stage piston from the stop is open. The stop thus has a double function; on the one hand he serves for axial movement limit of the main stage piston and the other to open or closing the the supply line to the consumer line connecting consumer line.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist nicht nur das Hauptstufeneinlass- und das Hauptstufenablassventil axial nebeneinander angeordnet, sondern auch das Einlassventil und Ablassventil. Vorzugsweise sind sämtliche Ventile in einem gemeinsamen, ein- oder mehrteilig ausgebildeten Gehäuse untergebracht.at Another advantageous embodiment is not only that Hauptstufeneinlass- and the main stage drain valve axially adjacent arranged, but also the inlet valve and drain valve. Preferably are all Valves in a common, one or more parts trained casing accommodated.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zur wenigstens weitgehenden luftdichten Abdichtung zwischen dem Steuerkolben und der Oberfläche des Zylinderraums wenigstens eine Ring oder Membrandichtung vorgesehen. Insbesondere das Vorsehen einer Membrandichtung hat den Vorteil, dass eine effektive Abdichtung erreichbar ist, da die Dichtung fest an den relativ zueinander bewegten Teilen angeordnet ist.According to one advantageous embodiment is at least largely airtight Sealing between the control piston and the surface of the cylinder chamber at least one ring or membrane seal provided. Especially the provision of a membrane seal has the advantage that an effective Sealing is achievable, as the seal is firmly attached to the relative to each other moving parts is arranged.
Um eine vergleichsweise genaue Druckeinstellung in der Verbraucherleitung zu ermöglichen, ist vorteilhaft, wenn das Einlassventil und das Ablassventil der Eingangsstufe als gepulst ansteuerbare Ventile ausgebildet sind. Durch die gepulste Ansteuerung kann der Druck in der Verbraucherleitung schrittweise erhöht beziehungsweise gesenkt werden, bis der vorgegebene Ansteuerluftdruck erreicht ist. Die Ventile sind dabei vorzugsweise elektromagnetisch ansteuerbar, wobei das Einlassventil in seiner Ruheposition, also bei nicht aktiver Ansteuerung, geschlossen und das Ablassventil geöffnet ist. Hierdurch wird erreicht, dass im Nichtbetrieb der Pneumatikregeleinrichtung die Versorgungsleitung entlüftet ist.Around a comparatively accurate pressure setting in the consumer line to enable is advantageous if the inlet valve and the drain valve of the Input stage are designed as pulsed controllable valves. Due to the pulsed control, the pressure in the consumer line can be gradual elevated or be lowered until the predetermined control air pressure is reached. The valves are preferably electromagnetic controllable, wherein the inlet valve in its rest position, ie with inactive control, closed and the drain valve open is. This ensures that in non-operation of the pneumatic control device the supply line is vented is.
Vorzugsweise ist das Ablassventil zudem als elektrisch betätigbares Druckbegrenzungsventil ausgebildet, mit dem ein maximal zulässiger Verbraucherleitungsdruck begrenzt wird. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass in der Verbraucherleitung kein unzulässig hoher Druck auftritt, der zu einer Beschädigung des Verbrauchers führen könnte.Preferably the drain valve is also an electrically actuated pressure relief valve designed with the maximum allowable consumer line pressure is limited. This can be ensured that in the Consumer line not inadmissible high pressure occurs, which could lead to damage to the consumer.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass zumindest das Ablassventil der Eingangsstufe als proportional zum geforderten Ansteuerluftdruck ansteuerbares Ventil ausgebildet ist. Vorzugsweise wird ein solches Ablassventil gewählt, das zum einen gepulst angesteuert werden kann und zum anderen proportional. Der Proportionalbetrieb ist im Notbetriebmodus erforderlich.An advantageous embodiment provides that at least the discharge valve of the input stage is designed as a controllable proportional to the required Ansteuerluftdruck valve. Preferably, such a drain valve is selected, on the one hand pulsed and proportional to the other. Proportional operation is required in emergency mode.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen der Erfindung näher beschrieben und erläutert sind.Further Details and advantageous embodiments of the invention are the following description, based on which the in The embodiments illustrated in the figures closer to the invention described and explained are.
Es zeigen:It demonstrate:
Wie
aus dem in der
In
der Verbraucherleitung
Die
Hauptstufe HS umfasst ihrerseits ein Hauptstufeneinlassventil
In
der
Das
Hauptstufeneinlassventil
Das
parallel zum Hauptstufeneinlassventil
Die
Einrichtung
Mit
der Einrichtung
Im
Normalbetrieb, bei dem der jeweilige Ist-Luftdruck p2 in
der Verbraucherleitung bekannt ist, wird zur Druckerhöhung in
der Verbraucherleitung
Tritt
nun der Fall auf, dass insbesondere aufgrund der Regeleingangsgröße psoll der Druck in der Verbraucherleitung
Bei überschreiten
des Schwellwerts pS1 schaltet dann das Einlassventil
Da
beim Belüften
der Verbraucherleitung
Soll
nun der Luftdruck p2 aufgrund der vorgegebenen
Regeleingangsgröße psoll vergleichsweise schnell gesenkt werden,
so fällt
aufgrund des geschlossenen Einlassventils
Mit
der beschriebenen Einrichtung
Um
ein zu insbesondere am Verbraucher A zu Beschädigungen führenden unzulässigen Überdruck
im System zu unterbinden, ist das Ablassventil
In
den
Die
Pneumatikregeleinrichtung
Bei
Ansteuerung des Magnets
Die
Federelemente
Auf
der dem Einlassventil
Der
Hauptstufenkolben
In
der
Zur
Druckerhöhung
des Verbraucherleitungsdrucks p2 wird das
Einlassventil
Tritt
nun der Fall auf, dass zur Ansteuerung des Verbrauchers A in kurzer
Zeit ein hoher Ansteuerluftdruck in der Verbraucherleitung
Der
erste Schwellwert pS1 des Steuerdrucks ist
dabei insbesondere über
die Federkraft FS des Federelements
Aufgrund
des Öffnens
des Hauptstufeneinlassventils
Für den Fall,
dass die Versorgungsleitung
Fällt der
Differenzdruck p1 – p2 unter
den zweiten Schwellwert pS2, dann bewegt
sich der Steuerkolben
Das
Dichtelement
Wird
aufgrund des in der Schnellentlüftungsstellung
stattfindenden Druckausgleichs der zweite Schwellwert pS2 wieder überschritten,
so schaltet das Hauptstufenablassventil
Der
zweite Steuerdruck pS2 ergibt sich aus dem
Quotienten der dem Steuerraum
Wie
zur
Um
die Druckdifferenz zwischen der Einlassseite und der Ablassseite
des Ablassventils
Die
Ansteuerfrequenz des Einlassventils wird vorteilhafterweise so gewählt, dass
am Ablassventil
Die Ansteuerfrequenz des Einlassventils ist so zu wählen, dass die entstehenden Druckschwankungen auf der der Drosselstelle vorgelagerten Seite der Verbraucherleitung so klein sind, dass der erste Schwellwert p1 nicht überschritten wird. Hierdurch wird gewährleistet, dass bei Vorsehen einer im Vorhergehenden beschriebenen Hauptstufe ein Abheben des Hauptstufenkolbens vom Anschlag nicht erfolgt und dadurch der Verbraucherleitungsstrang verschlossen bleibt. Insgesamt kann hierdurch luftsparend eine vergleichsweise genaue Regelung des Ansteuerluftdrucks erzielt werden.The activation frequency of the intake valve is to be selected so that the resulting pressure fluctuations on the side of the consumer line upstream of the throttle point are so small that the first threshold value p 1 is not exceeded. This ensures that when providing a main stage described above, a lifting of the main stage piston from the stop does not occur and thereby the Verbraucherleitungsstrang remains closed. Overall, a comparatively accurate control of the control air pressure can thereby be achieved in an air-saving manner.
Die
in der
Wesentlicher
Unterschied der Einrichtung
Das
Einlassventil
Claims (9)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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- 2007-04-23 DE DE102007020321A patent/DE102007020321A1/en not_active Withdrawn
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