DE2940112A1

DE2940112A1 - Druckbetaetigte steuerungsanordnung

Info

Publication number: DE2940112A1
Application number: DE19792940112
Authority: DE
Inventors: Horst 7061 Berglen Grossner; Paul 7290 Freudenstadt Schwerdt; Dipl.-Ing. Günter 7300 Esslingen Weiger
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1979-10-03
Filing date: 1979-10-03
Publication date: 1981-04-16
Also published as: IT1147096B; JPS5670108A; GB2061560B; IT8049763A0; FR2466650A1; FR2466650B1; GB2061560A; US4531706A

Description

-5- Daim 12 352/4

Daimler-Benz Aktiengesellschaft
Stuttgart-Untertürkheim

Druckbetätigte Steuerungsanordnung

Die Erfindung betrifft eine druckbetätigte Steuerungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Steuerungsanordnungen mit einer Druckquelle und einem Stellglied sind allgemein bekannt. Außerdem sind Steuerungsblöcke bekannt, die aus einem Logistor und einem mit einer Steuereinheit gekoppelten Steuerelement bestehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine druckbetätigte digital gepulste Steuerungsanordnung zu schaffen, die zur Betätigung eines Stellglieds ein Minimum an elektrischer Energie benötigt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Mit der erfindungsgemäßen Steuerungsanordnung ist es möglich, Energie zur Verstellung eines Stellgliedes aus den vorhandenen Energiequellen zu entnehmen, beispielsweise aus dem Motorölkreislauf bzw. dem Öldruck, dem Kraftstofförderkreislauf, der Zentralhydraulik o.dgl., was bei Kraftfahrzeugen durch entsprechende Verbindungen zu dem Motorölkreislauf o.dgl. erreichbar ist. Für eine derartige Steuerungsanordnung ist es erforderlich, hydraulische Verstärkungsglieder vorzusehen, die hysteresefrei arbeiten und kurze Schaltzeiten haben. Ein hydraulisches Verstärkungsglied mit diesen Grundbedingungen ist unter der Bezeichnung Logistor bekannt. Ein Logistor kann nur dann zufriedenstellend arbeiten, wenn die zugehörige Steuereinheit kurzen Anstiegs- und Abfallzeiten entsprechende Steuerbefehle abgeben kann.

130016/0364

-£- Daim 12 352/4

Die erfindungsgemäße Steuerungsanordnung läßt sich vorteilhafterweise zur Abgasregelung bei DieseL-Motoren und insbesondere für bestimmte Drehzahlen bei Diesel-Motoren anwenden. Weitere Anwendungsmöglichkeiten der Steuerungsanordnung sind z.B. der Einsatz in Verbindung mit Wasserstoff-Einblaseventilen bei Verbrennungsmotoren, bei hydraulischen Ventilabschaltungen, in Getriebeautomaten, durchgesteuerten PrüfStandsregelungen, als Wegstelleinrichtung, usw.

Die Steuerungsanordnung kann auch als selbstrückstellendes Steueroder Stellsystem ohne Ruhestromverbrauch vorteilhaft in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, wobei sich die Schwierigkeiten bekannter, selbstrückstellender Stellsysteme vermeiden lassen, bei welchen die Gleichgewichtseinstellung durch eine die Rückstellung ausführende Feder und einen Analog-Magneten bzw. einen Stellmotor erreicht wird (Fig. 2). Während bei bekannten Stellsystemen ein Energieverbrauch zur Aufrechterhaltung des Gleichgewichts unvermeidbar ist - die Energie wird üblicherweise vom elektrischen Netz des Kraftfahrzeugs entnommen - erfolgt die Rückstellung bei der erfindungogemäßen Anordnung ohne Zuführung elektrischer Energie. Die erforderliche Energie wird dabei von bestehenden Systemen, beispielsweise dem Motorölkreislauf, abgezogen.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Steuerungsanordnung anhand der Zeichnung zur Erläuterung weiterer Merkmale beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 den Aufbau eines Steuerblocks mit Logistor und zugeordneter Steuereinheit,

Fig. 2 ein Beispiel einer Anwendung von zwei Steuerblöcken nach Fig. 1 zur Abgasregelung,

Fig. 3 eine weitere Anwendungsmöglichkeit in Verbindung mit der Verstellung eines Wasserstoffeinblasventils für Verbrennungsmotoren, wobei die Steuerungsanordnung bistabil arbeitet,

-7-

130016/0364

ORlGlNAl

-7- Daim 12 352/4

Fig. 4 eine Fig. 3 entsprechende Darstellung, wobei die Anordnung monostabil arbeitet,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer Steuerungsanordnung und

Fig. 6a eine Draufsicht und eine schematische Seitendarstellung einer Ausführungsform der Steuerungsanordnung, die als ein Bauteil ausgebildet ist.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Logistor 1 in Verbindung mit einer Steuereinheit 2, die aus einem Steuerorgan 3 und einem Steuerelement 4 besteht. Der Logistor 1 ist als solcher bekannt und weist einen Steuereingang X, einen druckführenden Eingang A, einen gesteuerten Ausgang B auf. Der gesteuerte Ausgang B wird normalerweise zu einem Stellglied geführt, was im folgenden noch näher erläutert wird. Zwischen dem Steuereingang X und dem gesteuerten Ausgang B sind Steuervolumen im Verhältnis 1:10 und mehr üblich. Der Eingang A und der Steuereingang X sind durch eine Bypass-Leitung 5 miteinander verbunden; die Bypass-Leitung 5 weist eine Drosselstelle 6 auf. Der Steuereingang X des Logistors 1 steht mit einer Rücklaufleitung 7 in Verbindung. Zwischen dem Steuereingang X und der Rücklaufleitung 7 befindet sich das Steuerelement 4, beispielsweise in Form einer Kugel 8, die durch das Steuerorgan 3 in einen Sitz derart gedrückt werden kann, daß die Verbindung zwischen dem Steuereingang X und der Rücklaufleitung 7 geschlossen ist.

Im folgenden wird kurz die Funktionsweise des Logistors 1 erläutert. Bei geschlossener Verbindung zwischen der Rücklaufleitung 7 und dem Steuereingang X, entsprechend der Darstellung nach Fig. 1, steht am Eingang A des Logistors 1 ein von einer externen Druckquelle erzeugter Druck an; gleichzeitig wird über die Bypass-Leitung 5 und die Drosseleinrichcung 6 am Steuereingang X ein Druck aufgebaut, was zur Folge hat, daß durch eine den gesteuerten Ausgang B abschließende Kugel 8, die durch den am Steuereingang X anstehenden Druck in der in Fig. 1 dargestellten Lage gehalten wird und den Ausgang B verschließt. Bei einer öffnung der Verbindung zwischen dem Steuereingang X und

130016/0364

-8- Daijn 12 352/4

der Rücklaufleitung 7, bei einer Freigabe des kugelförmigen Steuerelements 4 durch das Steuerorgan 3, wird der einer Zuführungsleitung 9 zugeführte Druck teilweise über die Rücklaufleitung 7 abgeleitet. Durch die Droeselstelle 6 und die offene Verbindung zur Rücklaufleitung 7 besteht am Steuereingang X ein geringerer Druck als am Eingang A, wodurch die Kugel 8 in Fig. 1 nach oben verlagert wird und somit ein Steuerausgangssignal am gesteuerten Ausgang B erzeugt wird.

Der Logistor 1 mit der Bypasa-Leitung 5 arbeitet mit einem Steuerorgan 3 zusammen, das die gewünschten Abfalls- und Anstiegszeiten, d.h. kurzen Schaltzeiten des Logistors 1 sicherstellt. Das Steuerorgan 3 kann beispielsweise ein elektromagnetisches Schaltelement oder ein Wirbelstrom-Schaltelement oder piezoelektrisches Schaltelement sein. Eine bevorzugte Ausführungsform des Steuerorgans 3 wird unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 im Detail beschrieben. Das Steuerorgan 3 kann mit einem Regler verbunden sein, welcher ein Steuersignal an das Steuerorgan 3 zur Beaufschlagung des Steuerelementes 4 anlegt, wie im folgenden noch beschrieben ist.

Die in Fig. 1 dargestellte: Grundanordnung findet bei der in Fig. 2 gezeigten Steuerung Einsatz. Die in Fig. 2 dargestellte Steuerung eines Abgasregelventils 11 weist einen hydraulischen Arbeitszylinder

12 mit einem Arbeitskolben 13 auf, der mit dem Ventilglied 14 des Abgasregelventils 11 gekuppelt ist. Durch Bewegung des Arbeitskolbens

13 kann die Stellung des Ventilglieds 14 des Abgasregelventils 11 verändert werden. Der Arbeitszylinder 12 hat bekannten Aufbau. Der Arbeitskolben 13 steht unter Vorspannung einer Feder 15. Zwischen dem Zylinder 12 und dem Arbeitskolben 13, welcher verschiebbar im Zylinder 12 gelagert ist, ist eine Kammer 16 für ein unter Druck stehendes Medium begrenzt, so daß durch eine Änderung des Drucks in der Kammer eine Verschiebung des Arbeitskolbens 13 erreicht wird. Außerdem enthält der Arbeitszylinder 12 einen Meßsignalgeber 17, der ein der Stellung des Arbeitskolbens 13 entsprechendes Signal abgibt, das für die Meßgröße repräsentativ ist.

-9-

130016/0361

-9- Daim 12 352/4

Im folgenden wird das in Fig. 2 in Verbindung mit dem Arbeitszylinder 12 dargestellte Steuersystem näher erläutert. Dieses Steuersystem dient vorzugsweise zur Abgasregelung bei Verbrennungsmotoren. Dem Steuersystem wird von einer mit 18 bezeichneten Druckquelle unter Druck stehendes Motoröl über die Leitung 9 zugeführt. Der Druck des Motoröls ist gleich oder größer 1 bar. Die Leitung 9 kann wahlweise auch durch den Kraftstoff-Pörderdruck gespeist sein. Das Steuersystem besteht aus zwei Einheiten 19 und 20, die jeweils einen Logistor 1' mit Bypass-Leitung 5' und eine Steuereinheit 2* enthalten. Die Leitung 9 ist an den Eingang A des Logistors 1¹ der ersten Einheit 19 geführt, wodurch abhängig von der Steuerung durch die Steuereinheit 2' der auf der Leitung 9 befindliche Druck über den gesteuerten Ausgang B des Logistors 1' der Einheit 19 über einen Eingang 21 in die Zylinderkammer 16 geführt werden kann. Der Ausgang 22 des Arbeitszylinders 12 steht mit dem Eingang A' des Logistors 1'¹ der zweiten Einheit 20 in Verbindung. Der Ausgang B¹ des Logistors 1¹¹ der zweiten Einheit 20 ist mit der Rücklaufleitung 7, z.B. für den Motorölrücklauf, verbunden.

Zur Steuerung der Steuereinheiten 2' und 2'' dient ein Regler 23, beispielsweise eine elektronische Schaltung, die eine Führungsgröße von einem nicht dargestellten Geber einerseits und die Meßgröße vom Meßsignalgeber 17 andererseits, beispielsweise über einen Verstärker 24, empfängt.

Mit der Rücklaufleitung 7 ist nicht nur der gesteuerte Ausgang B¹ des Logistors 1¹¹ verbunden, sondern auch die Steuereinheit 2¹ und 2*', wobei die mit R bezeichneten Rücklaufverbindungen nur schematisch wiedergegeben sind; die Rücklaufverbindung zwischen der Rücklaufleitung 7 und den Steuereinheiten 2¹, 2'' entspricht der in Fig. 1 dargestellten Weise, d.h., daß über das Steuerelement 4', 4'? eine Verbindung zwischen dem jeweiligen Steuereingang X und der Rücklaufleitung 7 hergestellt ist.

-10-

130016/0364

-10- Dsim 12 352/4

Die Arbeitsweise des in Fig. 2 gezeigten Steuersystems wird im folgenden näher erläutert. Stellt der Regler 23 infolge der Zuführung einer Führungsgröße und der Meßgröße fest, daß das Ventilglied 14 des Abgasregelventils 11 geöffnet oder weiter geöffnet werden muß, wird der Steuereinheit 2', z.B. einem Pilotenventil, ein Steuersignal zugeführt, wodurch die Verbindung zwischen dem Steuereingang X und der Rücklaufleitung 7 freigegeben wird und somit am gesteuerten Steuer-Ausgang B des Logistors 1' ein Signal abgegeben wird. Die wiederholte Abgabe von Signalen am gesteuerten Steuer-Ausgang B, welche dem Eingang 21 des Arbeitszylinders 12 zugeführt werden, bewirken eine Erhöhung des Druckes in der Kammer 16 des ArbeitsZylinders 12, da zur gleichen Zeit die Steuereinheit 2' von dem Regler 23 kein Signal empfängt und damit der Logistor 1'' kein Ausgangssignal am gesteuerten Ausgang B¹ abgibt, wodurch die Verbindung zwischen dem Eingang A' und dem Ausgang B* des Logistors 1'¹ geschlossen bleibt. Dadurch kann am Ausgang 22 des Zylinders 12 kein Druckabbau erfolgen. Die Druckerhöhung in der Kammer 16 hat eine Anhebung des Arbeitskolbens 13 zur Folge. ^!

Eine Absenkung des Arbeitskolbens 13 kann dadurch erfolgen, daß der Regler 23 der Steuereinheit 2'' ein Signal zuführt, während der Steuereinheit 2' gleichzeitig kein Signal zugeführt wird. Dadurch wird die Verbindung zwischen dem Eingang A¹ und dem Ausgang B¹ des Logistors I¹¹ zeitweise geöffnet, während die Verbindung zwischen dem Eingang A und dem gesteuerten Steuer-Ausgang B des Logistors 1' weiterhin geschlossen bleibt. Dadurch ist ein Druckabbau in der Kammer 16 des Arbeitszylinders 12 über den Auegang 22, den Logistor 1^(> und die Rücklaufleitung 7 möglich, was ein Absenken des Arbeitskolbens 13, der unter Vorspannung einer Feder 15 steht, zur Folge hat. Anstelle der Feder 15 kann auch eine andere Einrichtung oder ein Federpaar in der jeweils erforderlichen Anordnung vorgesehen werden, so daß bestimmte Vorzugsstellungen des Kolbens 13 bei Druckausfall, für die Ruhestellung o.dgl. erhalten werden.

Fig. 3 veranschaulicht ein Schaltbild einer Anordnung als Steuerung für ein Wasserstoff-Einblasventil bei Verbrennungsmotoren. Die Anordnung nach Fig. 3 arbeitet bistabil und ist mit einem Tank 30 über

1300 1 6/0364

-11-

-11- Daim 12 352/4

einen Hydraulikspeicher 31, ein Rückschlagventil 32, ein Filter 33 und eine Hochdruckpumpe 34 als Druckquelle angeschlossen. Zwischen der zum Tank 30 führenden Rücklaufleitung 7 und dem Rückschlagventil 32 ist ein Druckregler 35 vorgesehen. Die vom Rückschlagventil 32 wegführende und am Hydraulikspeicher 31 vorbeigehende Leitung stellt die Zuführungsleitung 9 dar, die gemäß vorstehender Beschreibung mit dem druckführenden Eingang A eines ersten Logistors 1¹ verbunden ist. Während bei der Anordnung nach Fig. 2 das durch den Arbeitszylinder 12 dargestellte Stellglied einen getrennten Ein- und Ausgang hat, weist das in Fig. 3 gezeigte Stellglied 12, das z.B. mit dem Ventilglied eines Wasserstoff-Einblasventils in mechanischer Verbindung steht, einen einzigen Anschluß 37 auf, der sowohl mit dem gesteuerten Ausgang B des Logistors 1' als auch mit dem druckführenden Eingang A¹ des zweiten Logistors 1'' verbunden ist. Ein weiterer Anschluß 38 des Stellglieds 12 ist über ein überdruckventil 39 an die Rückführungsleitung 7 angeschlossen. Wie bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist der Ausgang B' des zweiten Logistors 1¹¹ sowie jede Steuereinheit 2¹, 2¹' mit der Rückführungsleitung 7 verbunden. Die Steuereinheiten 2¹, 2¹' können analog der Steuerungsanordnung nach Fig. 2 mit einem Regler zum Empfang von Steuersignalen verbunden sein. Die Bypass-Leitungen 5¹, 5'¹ sind entsprechend der in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Anordnung zwischen jedem Steuereingang X und druckführenden Eingang A und A¹ der Logistoren vorgesehen. Bei einer Ansteuerung des ersten Logistors 1' durch ein der Steuereinheit 2' zugeführtes Steuersignal wird die Verbindung des Eingangs A und des gesteuerten Ausgangs B des Logistors 1' während der Aktivierung der Steuereinheit 2* geöffnet, so daß der auf der Zuführungsleitung 9 anliegende Druck zum Stellglied 12 geführt wird. Wenn gleichzeitig kein Steuersignal an der Steuereinheit 2¹¹ anliegt und damit die Verbindung zwischen dem Eingang A¹ und dem gesteuerten Ausgang B¹ des Logistors 1'¹ geschlossen bleibt, ist ein Druckaufbau in der Kammer 16 des Steuerglieds 12 möglich, wodurch eine Betätigung des Steuerglieds 12 durchführbar ist. Liegt an der Steuereinheit 2' kein Signal an, bleibt die Verbindung zwischen dem Eingang A und dem gesteuerten Ausgang B des Logistors 1' geschlossen; wird in diesem Zustand ein Signal an die Steuereinheit 2¹' angelegt, so wird die Verbindung zwischen dem Eingang A¹ und dem gesteuerten Ausgang B* des Logistors 1¹¹ geöffnet,

130016/0364 -¹²~

-12- Daim 12 352/4

wodurch der in der Kanuner 16 aufgebaute Druck des Steuerglieds 12 durch Herstellung der Verbindung über den Logistor 1'' zu der Rückführungsleitung 7 abgebaut werden kann. Dadurch ist eine Betätigung des Steuerglieds 12, jedoch entgegengesetzt zu der Wirkung möglich, die bei Zuführung eines Steuersignals zur Steuereinheit 2¹ erfolgt.

Fig. 4 zeigt eine der Anordnung nach Fig. 3 ähnliche Steuerungsanordnung. Die Anordnung nach Fig. 4 arbeitet jedoch im Gegensatz zu dem Steuersystem nach Fig. 3 in einem monostabilen Betrieb. Die mit der Steuerungsanordnung nach Fig. 3 gleichen Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht weiter erläutert. Der erste Logistor 1' hat gleichen Aufbau, wie unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert ist und auch in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben wurde. Im Gegensatz zu der Anordnung nach Fig. 3 ist bei der Anordnung nach Fig. 4 nur eine einzige Steuereinheit 2 vorgesehen. Der gesteuerte Ausgang B des Logistors 1' steht einmal direkt mit dem Steuereingang X des zweiten Logistors 1'' sowie über ein Rückschlagventil 41 mit dem Anschluß 37 des Stellglieds 12 für ein nicht gezeigtes Wasserstoff-Einblasventil in Verbindung. An den Anschluß 37 ist außerdem der Eingang A' des Logistors 1'¹ angeschlossen, dessen gesteuerter Steuer-Ausgang B¹ direkt mit der Rückführungsleitung 7 in Verbindung steht. Zwischen dem Steuereingang X und dem gesteuerten Ausgang B' des zweiten Logistors 1'* liegt eine Drosseleinrichtung 6'¹. An die Steuerleitung 5¹¹ ist ein Speicher angeschlossen. Die Drossel 6¹¹ und der Speicher C sind so abgestimmt, daß sie ein Zeitglied im Sinne eines RC-Gliedes der Elektronik darstellen. Die Zeitabs timmung erfolgt nach der kürzest notwendigen Stell- bzw. Öffnungszeit des Stellorgans 13. Die Anordnung, die in Fig. 4 dargestellt ist, arbeitet folgendermaßen: Liegt an der Steuereinheit 2¹ ein Steuersignal an, wird die Verbindung zwischen dem Eingang A und dem Ausgang B des Logistors 1¹ geöffnet. Dadurch wird der auf der Leitung 9 befindliche Druck über das Rückschlagventil 41 und der Anschluß 37 in die Hammer 16 geführt. Solange am Ausgang B des Logistors 1¹ ein Signal abgegeben wird, erzeugt der zweite Logistor 1'' infolge sedmer Verbindung mit der Drosseleinrichtung 6¹¹ kein Signal an seinem Ausgang B, d.h. die Verbindung zwischen dem Eingang A¹ und dem Ausgang B¹ des Logistors 1¹¹ bleibt geschlossen, so daß eine Erhöhung des

130016/0384 -13-

-13- Daim 12 352/4

Drucks in der Kammer 16 erreicht wird. Liegt jedoch kein Steuersignal an der Steuereinheit 2 an, bleibt die Verbindung zwischen dem Eingang A und dem Ausgang B des ersten Logistors 1' geschlossen. Der zuvor gefüllte Speicher C entlädt seinen gespeicherten Inhalt über die Leitung 5¹¹ durch die Drossel 6¹' in die Rücklaufieltung 7. Dies hat zur Folge, daß bei abgeschaltetem Motor die Verbindung vom Anschluß 37 über den Logistor 1'' und die Rückfuhrungsleitung 7 zum Tank 30 geöffnet bleibt, infolgedessen das Stellglied das mit ihm gekuppelte Ventil schließen läßt. Die gleiche Funktion tritt auch in der Steuer ungs anordnung nach Fig. 2 auf, bei der bei abgeschaltetem Motor das Abgasregelventil 11 geschlossen wird, wobei dies auf dem speziellen Konstruktionsprinzip des Logistors beruht.

Mit den unter Bezugnahme auf Fig. 2 bis 4 erläuterten Schaltungen ist eine Steuerung von Stellgliedern mit einem Minimum an elektrischer Energie möglich, da die Steuereinheiten, beispielsweise Pilotenventile, nur Steuerfunktionen haben. Die Energie zur Betätigung des betreffenden Stellgliedes wird dabei entweder aus dem Motorölkreislauf oder durch den Förderdruck des Kraftstoffes erhalten. Für die Regelung bei statischem Betrieb ist keine Energie erforderlich.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen werden grundsätzlich immer zwei Steuerblöcke 19, 20 oder 19;, 20; verwendet, wobei jeder Steuerblock aus einem Logistor, einer Steuereinheit und einer Bypass-Leitung mit Drosseleinrichtung besteht. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 enthält demgegenüber der zweite Steuerblock 20' einen Logistor 1¹', dessen Eingang X über die Drosseleinrichtung 6^>( mit dem Steuerausgang B in Rückkopplungsbeziehung steht, während der Ausgang A an den Anschluß 37 geführt ist. Der Steuerblock 20 enthält keine eigene Steuereinheit 2, worauf besonders hinzuweisen ist. Bei den vorstehend angegebenen Ausführungsformen weist das Stellglied 12 nur jeweils eine einzige Druckkammer 16 auf, die mit den zugehörigen Ein- oder Ausgängen der Logistoren der beiden Steuerblöcke 19 und 20 in Verbindung steht.

-14-

130018/0384

-14- Daim 12 352/4

Unter Bezugnahme auf Fig. 5 wird eine weitere Ausführungsform erläutert, die als Stellglied 12 eine Zylinder-Kolben-Einheit benutzt, die zwei Druckkammern 16a und 16b aufweist. Diese Anordnung entspricht einem Stufenkolben bzw. Ditferenzzylinder. Zu dem durch die beiden Kammerteile 16a und 16b gebildeten Raum ist der Arbeitskolben 13 verschiebbar gelagert. Die Kolbenstange ist mit Hilfe einer Dichtung 40 druckdicht gelagert. Die Kammer 16a weist eine öffnung 21 auf, die mit dem Eingang A des Logistors 1¹ des ersten Steuerblocks 19 in Verbindung steht. Zwischen dem Eingang A und dem Steuereingang X ist wie bei den vorstehend erläuterten Ausführungsformen die Bypass-Leitung 5 mit einer Drosseleinrichtung 6¹ vorgesehen. Der Eingang A steht mit der Leitung 9 für die Druckzuführung in Verbindung. Der gesteuerte Ausgang B ist an eine Öffnung 22 des Stellgliedes 12 angeschlossen, wobei die öffnung 22 den Zugang zur Kammer 16b bildet. Mit der öffnung 22 ist ferner der Eingang A des Logistors 1'· des zweiten Steuerblockes 20 verbunden. Der Steuereingang X des Logistors 1'' des zweiten Steuerblockes 20 steht über die Bypass-Leitung 5¹¹ mit der Drosseleinrichtung 6¹¹ mit dem Eingang A in Rückkopplungsbeziehung. Sowohl der Steuerausgang X des Logistors 1' des ersten Steuerblocks als auch der Steuereingang X des Logistors 1'' des zweiten Steuerblocks 20 sind mit zugehörigen Schalteinheiten 2' und 2»· verbunden, wie aus Fig. 5 hervorgeht. Der gesteuerte Ausgang B des Logistors 1'' des zweiten Steuerblockes 20 steht mit der Rücklauf leitung 7 in Verbindung; an die Leitung 7 ist, ähnlich den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, die Rücklaufleitung von der Steuereinheit 2' und 2¹¹ angeschlossen.

Für die Steuereinheiten 2¹ und 2'' können solche Steuereinheiten verwendet werden, wie unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert ist. Die Steuereinheit 2¹ des Steuerblockes 19 enthält darüber hinaus eine Vorspanneinoichtung, beispielsweise eine Feder, die sicherstellt, daß bei nicht aktivierter Steuereinheit 2' die Verbindung zwischen dem Steuereingang X und der Rücklaufleitung 7 geschlossen ist. Im Gegensatz dazu enthält die Steuereinheit 2¹¹ eine Vorspanneinrichtung, die derart wirkt, daß die Verbindung zwischen der Rücklaufleitung und dem Steuerausgang X im Block 20 geöffnet ist, wenn die Steuerein-

-15-

130016/0384

-15- Daim 12 352/4

heit 2'' nicht aktiviert ist. Als Vorspanneinrichtungen für die Steuereinheiten 2' und 2'' können beispielsweise Druck- oder Spiralfedern verwendet werden, die auf bekannte Weise die Kugel 4 in die jeweilige Position im stromlosen Zustand verlagern, d.h. die Steuereinheit 2' in einen geschlossenen Zustand und die Steuereinheit 2'¹ in einen offenen Zustand.

Mit der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform ist es möglich, den Kolben 13 stufenlos zwischen seiner in Fig. 5 äußerst linken und äußerst rechten Grenzlage zu halten. Die Verstellung des Kolbens erfolgt dabei durch Erzeugung entsprechender getakteter Druckdifferenzen zwischen der Kammer 16a und 16b.

Bei Anwendungsfällen, bei welchen der Arbeitskolben 13 der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform eine definierte Grenzlage bei den der Steuereinheit 2' nicht anliegenden Steuersignal einnehmen soll, wird folgende Abwandlung vorgenommen:

Anstelle eines Logistors 1', der bei der Ausführungsform nach Fig. 5 geschlossen ist, d.h. kein Durchgang von A nadi B, solange an der Steuereinheit 2¹ kein Steuersignal anliegt, wird ein Logistor 1' eingesetzt, der in diesem Fall geöffnet ist. Dadurch kann die Hydraulikflüssigkeit vom Eingang A zum Logistorausgang B und somit in die Kammer 16b fließen. Der Kolben 13 nimmt daher eine linke Grenzlage in Fig. 5 ein, wenn über eine vorbestimmte Zeitdauer den beiden Steuereinheiten 2¹ und 2'' kein Steuersignal zugeführt wird.

In Fig. 6a und 6b ist eine Ausführungsform einer Steuerungsanordnung beschrieben, die ein einziges Bauteil bildet. Fig. 6a gibt eine Draufsicht auf das die Steuerungsanordnung enthaltende Bauteil wieder, während Fig. 6b eine schematische Seitendarstellung ist, aus der die einzelnen Elemente der Steuerungsanordnung erkennbar sind. In dem Bauteil sind somit der Meßsignalgeber 17, gegebenenfalls mit der elektronischen Regler- und Verstärkerschaltung, bestehend aus

130016/0384

-16- Daim 12 352/4

den Einheiten 23 und 24, die Steuereinheiten 2' und 2'', die
Logistoren 1' und 1'' mit zugehöriger Bypass-Leitung und Drosseleinrichtung, sowie der Arbeitszylinder 12 als integrierte Teile
vorgesehen. Auf der linken Seite des in Fig. 6b gezeigten Bauteiles ist das Ventilglied bzw. eine Verlängerung 40 des Ventilgliedes des nicht dargestellten Ventils gezeigt. Aus Fig. 6a sind ausserdem die hydraulische Anschlußleitungen für die Rücklaufleitung 9 und für die Zulaufleitung 7 erkennbar. Alle in dem in Fig. 6a
und 6b gezeigten Bauteil enthaltenen Elemente lassen sich äußerst platzsparend anordnen, so daß das Bauteil insgesamt kompakte
Konstruktionen haben kann.

130016/0364

Leerseite

Claims

Patentansprüche

Druckbetätigte Steuerungsanordnung, insbesondere an Kraftfahrzeugen, mit einer Druckquelle und einem über einen Steuerblock gesteuerten Stellglied, wobei der Steuerblock einen Logistor, ein mit einer Steuereinheit gekoppeltes Steuerelement und eine Bypass-Leitung mit Drosseleinrichtung aufweist, bei welcher der druckführende Eingang des Logistors über die Bypass-Leitung mit dem Logistor-Steuereingang verbunden ist und die Steuereinheit eine Verbindung zwischen dem Steuereingang des Logistors und einer Rücklaufleitung steuert, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Steuerblöcke (19, 20; 19¹, 20') vorgesehen sind und daß der gesteuerte Ausgang (B) des Logistors (1')des ersten Steuerblocks (19, 19') und der druckführende Eingang (A¹) des Logistors (V') des zweiten Steuerblocks (20, 20') an das Stellglied (12) angeschlossen sind.

Steuerungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gesteuerte Logistorausgang (B) des ersten Steuerblocks (19) und der druckführende Logistor-Eingang (A) des zweiten Steuerblocks (20) mit einer einen verstellbaren Arbeitskolben (13) enthaltenden Kammer (16; 16a, 16b) des Stellglieds (12) verbunden sind.

3. Steuerungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Steuereinheit (2', 2'·) mit einem Regler (23) verbunden ist.

130016/0364

-2- Daim 12 352/4

4. Steuerungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (12) einen Signalgeber (17) für eine Meßgröße aufweist, der mit dem Regler (23) verbunden ist.

5. Steuerungsanordnung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (12) ein hydraulischer Arbeitszylinder ist, dessen Arbeitskolben (13) mit einem Ventilglied (14) eines Ventils (11) mechanisch verbunden ist.

6. Steuerungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Signalgeber (17) und dem Regler (23) ein Signalverstärker (24) vorgesehen ist.

7. Steuerungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (23) durch eine elektronische Regelschaltung gebildet ist.

8. Steuerungsanordnung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der druckführende Logistor-Ausgang (B) des zweiten Steuerblocks (20) an die Rücklaufleitung (7) angeschlossen ist.

9. Steuerungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gesteuerte Logistorausgang (B) des ersten Steuerblocks (19) und der druckführende Logistor-Eingang (A) des zweiten Steuerblocks (20) miteinander verbunden sind.

10. Steuerungsanordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die druckführende Kammer (16) des Stellglieds (12) mit einem überdruckventil (39) verbunden ist (Fig. 3).

11. Steuerungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Überdruckventils (39) mit einem drucklosen Vorratsbehälter (30) verbunden ist.

130016/0364

29A0112

-3- Daim 12 352/4

12. Steuerungsanordnung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der gesteuerte Ausgang (B) des Logistors (1¹¹) des zweiten Steuerblocks (20) an die Rücklaufleitung (7) angeschlossen sowie über die Bypass-Leitung mit Drosseleinrichtung (6¹¹) an dessen Steuereingang (X) rückgekoppelt ist, und daß der gesteuerte Ausgang (B) einerseits über ein Rückschlagventil (41) mit dem druckführenden Eingang (A¹) des Logistors d¹') und andererseits mit dem gesteuerten Ausgang (B) des Logistors (1¹) des ersten Steuerblocks (19¹) in Verbindung steht (Fig. 4) .

13. Steuerungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufleitung (7) mit einem Behälter (30) verbunden ist.

14. Steuerungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,' daß der druckführende Logistor-Eingang (A) des ersten Steuerblocks (19') mit einer Druckleitung (9) mit dem unter Druck stehenden Fluid verbunden ist, wobei die Druckleitung über einen Hydraulikspeicher (31) an eine Druckquelle (34) angeschlossen ist.

15. Steuerungsanordnung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (12) zwei durch den Arbeitskolben (13) voneinander getrennte Kammern (16a, 16b) aufweist, daß die eine Kammer (16a) mit dem Eingang (A) des Logistors (V) des ersten Steuerblocks (19) und die andere Kammer (16b) mit dem gesteuerten Ausgang (B) des Logistors (V) des ersten Steuerblocks (19) sowie mit dem Eingang (A) des Logistors (V¹) des zweiten Steuerblocks (20) in Verbindung steht (Fig.5) .

16. Steuerungsanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (2*) des ersten Steuerblocks (19) im nicht aktiven Zustand in eine geschlossene Stellung vorgespannt ist.

17. Steuerungsanordnung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (2¹¹) des zweiten Steuerblocks (20) im nicht aktiven Zustand in eine Offenstellung vorgespannt ist.

130016/0364

■4- Daim 12 352/4

18. Steuerungsanordnung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (2, 2¹, 2¹¹) ein Pilotventil ist.

19. Steuerungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (2, 2', 2¹') ein magnetisch oder piezoelektrisch aktivierbares Schaltglied ist.

20. Steuerungsanordnung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Vorspannung der Steuereinheit (2) im nicht aktivierten Zustand in einer Vorzugsstellung vorgesehen ist.

21. Steuerungsanordnung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Steuerblöcke (19, 20; 19', 20'), das Stellglied (12) und die Steuereinheiten (2·, 2'¹) eine integrierte Baueinheit bilden.

130016/03SA ~⁵~