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Steuereinrichtung
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Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Steuereinrichtung
nach dem gattungsbildenden Oberbegriff des Hauptanspruchs. Das unter Druck stehende
Medium ist irgendeine Flüssigkeit oder Gas, z.B. Luft. Bei bekannten Steuereinrichtungen,
z.B. für Druckluft, insbesondere Oruckluftbremsanlagen von Fahrzeugen, ist z.B.
ein Regelglied in Gestalt eines automatischen, lastabhängigen Bremskraftreglers,
der in Abhängigkeit von der jeweiligen Achslast des Fahrzeuges verstellt wird und
ein Regelverhältnis von 1:1 bis 1:10 hat, und außerdem ein Relaisventil vorgesehen
mit demgegenüber größerem zu erwartenden Kennlinienanstieg K = 1:1. Das Relaisventil
ist in der Steuerkette dem genannten Regelglied nachgeschaltet. Beide Glieder sind
hysteresebehaftet. Das in der Steuerkette als erstes angeordnete Regelglied mit
dem kleineren zu erwartenden Kennlinienanstieg, also der größten Druckreduzierung,
hat aufgrund der lastabhängigen änderung des Druckverhältnisses bis 1:10 extrem
große Hysteresen bei unbeladenem
Fahrzeug zur Folge. Gleiches ist
bei anderen unter Druck stehenden Medien der Fall.
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Ziel der Erfindung ist es, eine Steuereinrichtung gemäß gattungsbildendem
Oberbegriff-des Hauptanspruchs zu schaffen, die ohne zusätzlichen Aufwand eine reduzierte
Gesamt-Hysterese hat.
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Vorteile der Erfindung Bei der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs wird erreicht, daß die Gesamt-Hysterese
reduziert oder zumindest in Grenzen gehalten ist, und dies ohne zusätzlichen Aufwand
und Zusatzkosten allein dadurch, daß innerhalb der Steuerkette die einzelnen Steuer-
und/oder Regelglieder anders gruppiert sind, nämlich so, daß das Glied mit dem kleinsten
zu erwartenden Kennlinienanstieg, also der größten Druckreduzierung, an das Ende
der Steuerkette gesetzt ist.
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Durch die in Anspruch 2 aufgeführten Merkmale ist eine vorteilhafte
Weiterbildung und Verbesserung der im Hauptanspruch angegebenen Steuereinrichtung
erreicht.
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Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine schematische, schaltbildliche Ansicht einer
Druckluftsteuereinrichtung in herkömmlicher Anordnung,
Fig. 2 die
Kennlinie der Druckluftsteuereinrichtung in Fig. 1 beim Reduzieren des Druckes P1,
Fig. 3 eine schematische schaltbildliche Ansicht einer Druckluftsteuereinrichtung
gemäß einem zweiten Ausführungsbeisplel, Fig. 4 das Kennlinienfeld der Druckluftsteuereinrichtung
in Fig. 3 beim Reduzieren des Druckes Pl Beschreibung der Erfindung In Fig. 1 und
2 ist zunächst eine bekannte Druckluftsteuereinrichtung 10 herkömmlicher Gestaltung
und Gruppierung gezeigt, die z.B. eine Druckluftbremsanlage von Fahrzeugen darstellt.
Oie Druckluftsteuereinrichtung 10 weist einzelne hysteresebehaftete Steuer- und
Regelglieder auf,die in einerSteuerkette hintereinander angeordnet sind. Im einzelnen
weist die Druckluftsteuereinrichtung 10 einen Vorratsspeicher 11 auf, aus dem eine
Arbeitskammer 12 gespeist werden soll. Zur Steuerung ist ein Steuerventil 13 vorgesehen,
das hier als fußbetätigbares Steuerventil ausgebildet ist. An das Steuerventil 13
ist ein Regelglied 1 angeschlossen, das bei dem Beispiel der Druckluftbremsanlage
von Fahrzeugen als automatischer, lastabhängiger Bremskraftregler ausgebildet ist,
der in Abhängigkeit von der jeweiligen Achslast des Fahrzeuges verstellt wird. Dem
Regelglied 1 folgt in der Steuerkette als weiteres Steuerglied ein Relaisventil
2. In der Steuerleitung zwischen dem Steuerventil 13 und dem Regelglied 1 herrscht
ein vom Steuerventil 13 zu steuernder Druck P1, in der Steuerleitung zwischen dem
Regelglied 1 und dem Relaisventil 2 ein Druck p2 und in der Leitung zwischen dem
Relaisventil 2 und der Arbeitskammer 12 ein Druck p3. Das Regelglied 1 und das Relaisventil
2 sind hysteresebehaftet. Bei der Druckbetrachtung vom ersten Glied der
Steuerkette
bis zum letzten, hier dem Relaisventil 2, ergibt sich eine Gesamt-Hysterese. Beim
Beispiel als Druckluftbremsanlage für Fahrzeuge hat das Regelglied 1 ein Regelverhältnis
zwischen 1:1 bis 1:10. Als Beispiel sei hier ein zu erwartender Kennlinienanstieg
K1 = 1:6 für das Regelglied 1 angenommen. Der zu erwartende Kennlinienanstieg des
Relaisventils 2 sei K2 ^ 1.1.
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Die Gesamt-Hysterese der Steuerkette ergibt sich als t P = # P1 +
A P2 (1).
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K1 In der Steuerkette nach Fig. 1 folgt also in Form des Regelgliedes
1 zunächst das Glied, welches den kleinsten zu erwartenden Kennlinienanstieg hat,
und in Form des Relaisventils 2 sodann das Glied mit dem größeren zu erwartenden
Kennlinienanstieg K2. Demnach errechnet sich bei diesem Beispiel die Gesamt-Hysterese
zu Pi t " zuP1 + 6 #p2 (2).
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Betrachtet man die zugehörige Kennlinie in Fig. 2, so ergibt sich
folgendes. Wird über das Steuerventil 13 der Druck p1 im Punkt A der Kennlinie zurückgenommen,
bleibt der Druck P3 zunächst konstant. Beim Punkt B in der Kennlinie hat das Regelglied
1 seine Hysterese durchlaufen und beginnt Druck abzubauen. Der Druck P3 bleibt trotzdem
weiterhin konstant. Beim Punkt C in der Kennlinie hat das Regelglied 1 den Druck
soweit gesenkt, daß das Relaisventil 2 seine Hysterese durchlaufen hat. Nun beginnt
die proportionale Senkung des Druckes p3.
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Durch die lastabhängige Anderung des Druckverhältnisses bis hin zu
K1 = 1:10 des Regelgliedes 1 ergeben sich, da K1 < K2 ist, extrem große Gesamt-Hysteresen
p bei unbeladenem Fahrzeug, nämlich bis zu P ' 4 P1 + 10 tP2 (3),
bei
einem Regelverhältnis K1 1 1:10 des Regelgliedes 1.
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Beim zweiten Ausführungsbeispiel in Fig. 3 ist praktisch die gleiche
Druckluftsteuereinrichtung 10 gezeigt, bei der lediglich die einzelnen Steuerglieder
bzw. Regelglieder in der Steuerkette anders gruppiert sind.
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Hierbei folgt in der Steuerkette hinter dem Steuerventil 13 zunächst
ein Relaisventil 1 mit K1 « 1:1, dem hier das Regelglied 3 mit K3 = 1:1 bis 1:10
nachgeschaltet ist. Das Regelglied 3 mit diesem kleinst-en zu erwartenden Kennlinienanstieg
K3 befindet sich hier also am Schluß der Steuerkette. Dadurch bleibt bei der Berechnung
der Gesamt-Hysterese der Steuerkette dessen Druckreduzierung, die hier die größte
ist, ohne Wirkung. Zwischen dem Relaisventil 1 und dem als letztes Glied in der
Steuerkette angeordneten Regelglied 3 kann sogar noch ein Anpassungsventil 2 mit
K2 z.B.
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in der Größenordnung von 1:1,2 zwischengeschaltet werden, ohne daß
dies zu einer wesentlichenVergrößerung der Gesamt-Hysterese Ap führt. Die Gesamt-Hysterese
berechnet sich hier wie folgt 4 P = 1 + a P2 + Ap3 (4), K1 K1.K2 Dies ergibt beim
aufgezeigten Beispiel p -p1 + iLP2 + 1,2 #p3 (5).
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Bei dieser Anordnung sind also K1 > K2 > K3.
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Dadurch, daß das Regelglied 3 mit der größten zu erwartenden Druckreduzierung
und dem kleinsten zu erwartenden Kennlinienanstieg K3 in der Steuerkette am Schluß
angeordnet ist, und durch die Reihenfolge K1 > K2 XK3
wobei das
Glied mit dem größten zu erwartenden Kennlinienanstieg K1 in der Steuerkette demjenigen
mit geringeresm Kennlinienanstieg K2 vorgeschaltet ist, wird die Gesamt-Hysterese
ap reduziert, und dies ohne zusätzlichen Aufwand allein durch entsprechende Anordnung.
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Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel besteht die
Steuereinrichtung aus einer Steuerkette mit Steuer- und/oder Regelgliedern für ein
anderes unter Druck stehendes Medium, z.B. für eine Hydraulikflüssigkeit oder ein
anderes Druckgas.
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