DE102009015323A1 - Control valve i.e. seat valve, for use in swash plate type-axial piston machine, has valve body controlling pressurizing medium connection to displacement body area, where position and/or length of body are detectable - Google Patents

Abstract

The valve has a valve body attached to a valve seat and controlling pressurizing medium connection to a displacement body area (8) of a digital-displacement-unit (DDU) i.e. hydraulic machine (1) such as swash plate type-axial piston machine, where position e.g. opening- and/or closing position, and/or stroke length of the valve body are detectable. The valve is controllable in dependence of the position and/or the stroke length of the valve body. A coil body firmly encompasses a piece of pole and an armature in effective connection with the valve body.

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil und eine mit einem derartigen Steuerventil ausgeführte Hydromaschine.The The invention relates to a control valve and one with such Control valve engine running hydraulic.

Derartige ventilgesteuerte Hydromaschinen sind beispielsweise aus der EP 1 537 333 B1 bekannt. Diese Druckschrift zeigt eine Hydromaschine in Axial- oder Radialkolbenbauweise, die im Prinzip als Motor oder als Pumpe betrieben werden kann, wobei das Förder- bzw. Schluckvolumen über die Ventilsteuerung stufenlos verstellbar ist. Bei einem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Hydromaschine als Axialkolbenmaschine ausgeführt, wobei eine Vielzahl von in einem Zylinder angeordneten Kolben an einer drehbar gelagerten Taumelscheibe abgestützt ist. Jeder Kolben begrenzt mit dem zugeordneten Zylinderraum einen Arbeitsraum, der über ein niederdruckseitiges Ventil und ein hochdruckseitiges Ventil mit einem Druckmittelzulauf oder einem Druckmittelablauf verbindbar ist.Such valve-controlled hydraulic machines are for example from the EP 1 537 333 B1 known. This document shows a hydraulic machine in axial or radial piston construction, which can be operated in principle as a motor or as a pump, wherein the delivery or absorption volume via the valve control is infinitely adjustable. In one described embodiment, the hydraulic machine is designed as an axial piston machine, wherein a plurality of piston arranged in a cylinder is supported on a rotatably mounted swash plate. Each piston defines with the associated cylinder chamber a working space which can be connected via a low-pressure side valve and a high-pressure side valve with a pressure medium inlet or a pressure medium outlet.

Bei der bekannten Lösung sind die beiden Ventile als elektrisch entsperrbare bzw. sperrbare Rückschlagventile ausgeführt, die über die Pumpensteuerung ansteuerbar sind, um den jeweiligen Arbeitsraum im „Full Mode”, im „Partial Mode” oder im „Idle Mode” zu betreiben. Dadurch kann das Förder- bzw. Schluckvolumen stufenlos von einem Maximalwert auf 0 verstellt werden. Über eine Steuereinheit wird die Hydromaschine nach einem Regelalgorithmus betrieben, um einen möglichst pulsationsarmen Summen-Fördervolumenstrom (Pumpe) oder Summen-Schluckvolumenstrom (Motor) zu erzielen. Die Volumenstromverstellung erfolgt häufig nach einer Phasenanschnittssteuerung, sie kann jedoch auch nach einer Phasenabschnitts- oder Phasenausschnittssteuerung durchgeführt werden.at The known solution, the two valves are electric openable or lockable non-return valves, which can be controlled via the pump control to the respective Working space in "Full Mode", in the "Partial Mode "or in" idle mode "to operate. As a result, the delivery or displacement volume is infinitely variable be adjusted from a maximum value to 0. Over a Control unit is the hydraulic machine according to a control algorithm operated in order to minimize the pulsation sum flow volume (Pump) or total displacement (motor). The volume flow adjustment is often done after a live control, they however, may also be after phase-cut or phase-cut control be performed.

Hydromaschinen mit einem über die Ventilsteuerung veränderbaren Schluck-/Fördervolumen nennt man auch Digital-Displacement-Units (DDU). Dabei sind grundsätzlich alle Verdrängerprinzipien anwendbar. Vorteilhaft sind jedoch Kolbenmaschinen, insbesondere in Radialkolbenbauweise, da diese es ermöglichen, den Eingang und Ausgang für jeden Verdränger separat auszuführen und somit aktiv zu kontrollieren. Dabei kann es durchaus sinnvoll sein, zwischen Pumpen- und Motorbetrieb zu unterscheiden, so dass dann das Kontrollelement für den Nieder- bzw. Hochdruckanschluss unterschiedlich aussehen kann.hydraulic machines with a changeable via the valve control Sucking / delivery volume is also called digital displacement units (DDU). In principle, all positive displacement principles are applicable. However, piston engines are advantageous, in particular in radial piston construction, since this will allow the input and output for to run each displacer separately and thus to actively control. It can be quite useful between To distinguish pump and motor operation, so that then the control element look different for the low and high pressure connection can.

Voraussetzung für die vorbeschriebene Art der Steuerung (DDU) ist, dass die niederdruck- und hochdruckseitigen Ventile mit hoher Dynamik geschaltet werden können, so dass die vorbeschriebenen Druckmittelströmungspfade sehr schnell abgesperrt oder zum Durchströmen frei gegeben werden können. Die niederdruckseitigen oder hochdruckseitigen Kontrollelemente können beispielsweise als Schaltventile, vorzugsweise in Sitzbauweise ausgeführt sein, die vorzugsweise durch einen Magnetaktuator betätigbar ist. An ein derartiges Ventil werden verschiedene, mitunter einander widersprechende Anforderungen gestellt. Einen im Hinblick auf den Bauraum minimierte Hydromaschine setzt ein in seinen Gesamtabmessungen kleines Ventil mit möglichst großem und somit widerstandsarmen Strömungsquerschnitt voraus. Ein derart großer Strömungsquerschnitt bedingt jedoch einen größeren Ventilhub, was der Forderung nach hoher Ventildynamik bei möglichst kleiner elektrischer Leistungsaufnahme widerspricht. Hinzu kommt, dass die Anforderungen an das Ventil mit unterschiedlichen Betriebspunkten der Hydromaschine variieren. Aus hohen Drehzahlen ergeben sich beispielsweise große Volumenströme und Forderungen nach kleinen Schaltzeiten, kleine Drehzahlen gehen mit langen Einschaltdauern für die Magnetspulen einher. Über den am jeweiligen Anschluss anliegenden Druck ändern sich auch die mechanischen Belastungen sowie die Anforderungen an das Dichtsystem.requirement for the above type of control (DDU) is that the low-pressure and high-pressure valves with high dynamics can be switched so that the above Pressure fluid flow paths very quickly shut off or can be released to flow through. The low-pressure side or high-pressure side control elements can for example, as switching valves, preferably designed in seat design be, preferably actuated by a Magnetaktuator is. At such a valve are different, sometimes each other conflicting requirements. One with regard to the installation space minimized hydromachine sets small in its overall dimensions Valve with the largest possible and therefore low-resistance Flow cross section ahead. Such a big one Flow cross-section, however, requires a larger valve lift, what the demand for high valve dynamics as possible small electrical power consumption contradicts. Come in addition, that the requirements for the valve with different operating points vary the hydromachine. From high speeds, for example, arise large volume flows and demands for small ones Switching times, low speeds go with long duty cycles for the solenoid coils. About the at the respective Adjacent pressure also change the mechanical Loads as well as the requirements of the sealing system.

Nieder- und hochdruckseitige Ventile werden von einer Steuereinheit in Abhängigkeit von einem Drehwinkel der Hydromaschine gesteuert, was als Ventiltiming bezeichnet wird. Dieses wird im Folgenden am Beispiel eines einzelnen Zylinders eines Hydromotors erläutert. Zum Antreiben des im Zylinder angeordneten Kolbens wird in einem oberen Totpunkt des Kolbens das hochdruckseitige Ventil geöffnet und das niederdruckseitige Ventil geschlossen, wodurch der Kolben über den Arbeitsraum des Zylinders mit Hochdruck beaufschlagt ist. Vor Erreichen eines unteren Totpunkts des Kolbens wird das hochdruckseitige Ventil geschlossen, um bei der weiteren Hubbewegung des Kolbens zum unteren Totpunkt einen Druckabbau im Arbeitsraum zu ermöglichen, da bei geringen Druck im Arbeitsraum das niederdruckseitige Ventil mit niedrigen Magnet- und Federkräften betätigbar ist. Das beschriebene Schließen des Hochdruckventils vor dem unteren Totpunkt führt allerdings nachteilig zu einer Verlustleistung der Hydromaschine. Ein Druckaufbau bzw. Druckabbau in dem Arbeitsraum des Zylinders ist mehreren Einflüssen unterworfen. Beispielsweise ist das Ersatzkompressionsmodul des Druckmittels stark druckabhängig. Bei Luftanteilen im Druckmittel wird diese Abhängigkeit verstärkt. Des Weiteren treten Leckagen auf, deren Höhe von der temperaturabhängigen Druckmittelviskosität und der Drehzahl abhängt. Bei geringeren Drehzahlen treten höhere Leckagen auf.Low- and high pressure side valves are controlled by a control unit controlled by a rotation angle of the hydraulic machine, what as a valve timing referred to as. This will be explained below using the example of an individual Cylinder of a hydraulic engine explained. To drive the arranged in the cylinder piston is in a top dead center of Piston, the high-pressure side valve open and the low-pressure side Valve closed, causing the piston over the working space the cylinder is subjected to high pressure. Before reaching one bottom dead center of the piston, the high pressure side valve is closed, at the further stroke movement of the piston to the bottom dead center to allow a pressure reduction in the work space, since at low pressure in the working space, the low-pressure side valve with low magnetic and spring forces actuated is. The described closing of the high pressure valve before However, bottom dead center leads disadvantageously to a Power loss of the hydraulic machine. A build-up of pressure or pressure reduction in the working space of the cylinder is subject to several influences. For example, the replacement compression module of the pressure medium strongly dependent on pressure. At air fractions in the pressure medium is reinforces this dependence. Furthermore, join Leaks on whose height depends on the temperature Pressure fluid viscosity and the speed depends. At lower speeds higher leaks occur.

In Abhängigkeit dieser Einflüsse wird die Ansteuerung bzw. das Ventiltiming der Ventile in Prüfstandsmessungen oder Simulationen an einem Referenzmodell abgeschätzt. Das Ventiltiming wird dabei derart angepasst, dass die Funktionalität der DDU gewährleistet ist, was beispielsweise bezogen auf den oberen Hydromotor bedeutet, dass ein immer ausreichender Druckabbau im Arbeitsraum des Zylinders vor Erreichen des unteren Totpunkts erfolgt, damit das niederdruckseitge Ventil mit geringen Kräften bzw. überhaupt öffnen kann. Um eben dies zu gewährleisten, wird das hochdruckseitige Ventil früher, als für einen ausreichenden Druckabbau nötig wäre, vor dem unteren Totpunkt geschlossen, was allerdings widerum zu einem schlechteren Wirkungsgrad der Hydromaschine führt.Depending on these influences, the control or the valve timing of the valves is estimated in test bench measurements or simulations on a reference model. The valve timing is adjusted so that the functionality of the DDU is guaranteed, which means, for example, based on the upper hydraulic motor that always sufficient pressure reduction takes place in the working space of the cylinder before reaching the bottom dead center, so that the low-pressure side valve with little force or can open at all. To ensure just this, the high-pressure side valve is earlier than would be necessary for a sufficient pressure reduction, closed before bottom dead center, which, however, in turn leads to a poorer efficiency of the hydraulic machine.

Ferner können die in der Hydromaschine eingesetzten Ventile insbesondere aufgrund von Fertigungstoleranzen von dem Referenzmodell abweichen und beispielsweise unterschiedliche Öffnungs- und Schließzeiten aufweisen. Diese Abweichungen werden von der Ansteuerung nicht berücksichtig und würden äußerst nachteilig zu einem geringeren Wirkungsgrad der Hydromaschine führen. Um dem Entgegenzuwirken ist die Ansteuerung vor Inbetriebnahme der Hydromaschine kalibrierbar. Hierfür ist ein gesonderter Einlaufzyklus der Hydromaschine erforderlich, bei dem mit entsprechender Messsensorik die Abweichung der Hydromaschine von dem Referenzmodell ermittelt und die Ansteuerung dann entsprechend angepasst wird. Nachteilig hierbei sind die hohen Kosten und der hohe vorrichtungstechnische Aufwand der Kalibrierung.Further In particular, the valves used in the hydraulic machine can due to manufacturing tolerances differ from the reference model and, for example, different opening and closing times exhibit. These deviations are not taken into account by the control and would be extremely detrimental to one lower efficiency of the hydraulic machine lead. To the To counteract is the control before commissioning of the hydraulic machine calibrated. This is a separate run-in cycle the hydromachine required in which with appropriate measuring sensors determines the deviation of the hydraulic machine from the reference model and the control is then adjusted accordingly. adversely Here are the high costs and the high technical equipment expense the calibration.

Des Weiteren ist nachteilig, dass Veränderungen im Betriebsverhalten der Hydromaschine insbesondere durch Verschleißerscheinungen der Ventile durch die Ansteuerung nicht berücksichtigt sind, weshalb sich der Wirkungsgrad im Einsatz der Hydromaschine verschlechtern kann.Of Another disadvantage is that changes in operating behavior the hydraulic machine in particular by signs of wear the valves are not taken into account by the control are why the efficiency in use of the hydraulic machine can worsen.

Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Steuerventil und eine mit einem derartigen Steuerventil ausgeführte Hydromaschine zu schaffen, die kostengünstig sind und einen hohen Wirkungsgrad aufweisen.the opposite the invention is the object of a Control valve and running with such a control valve To create hydraulic machine, which are inexpensive and one have high efficiency.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Ventils durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und hinsichtlich der Hydromaschine durch die Merkmale des nebengeordneten Patentanspruchs 8 gelöst.These The object is with respect to the valve by the features of claim 1 and with regard to the hydraulic machine by the characteristics of the sibling Patent claim 8 solved.

Erfindungsgemäß hat ein Steuerventil zur Steuerung einer Digital-Displacement-Unit (DDU) einen einem Ventilsitz zugeordneten Ventilkörper, der eine Druckmittelverbindung zu einem Verdrängerraum der DDU steuert. Hierbei ist zumindest eine Position und/oder ein Hubweg des Ventilkörpers erfassbar.Has according to the invention a control valve for controlling a digital displacement unit (DDU) a valve seat associated with a valve body, the one Pressure medium connection to a displacement chamber of the DDU controls. In this case, at least one position and / or a stroke of the valve body detectable.

Diese Lösung hat den Vorteil, dass hierdurch die aktuelle Position und/oder der aktuelle Hubweg während des Betriebes der Hydromaschine genau ermittelt und eine Ansteuerung der Ventile, insbesondere ein Öffnen und ein Schließen, recht genau beispielsweise an einen Drehwinkel der Hydromaschine derart anpgepasst werden kann, dass ein hoher Wirkungsgrad der Hydromaschine erzielt wird. Des Weiteren können durch die Positions- und/oder Hubwegserfassung Abweichungen aufgrund von beispielsweise Fertigungstoleranzen oder von Verschleiß der Steuerventile ermittelbar sein und deren Ansteuerung entsprechend angepasst werden. Eine Eingangs im Stand der Technik erläuterte, kostenintensive Kalibrierung der Ansteuerung der Hydromaschine vor Inbetriebnahme der DDU kann obsolet sein. Des Weiteren ist eine Funktionsdiagnose möglich, bei der beispielsweise ein Ausfall von einem Steuerventil erfassbar ist und ein Notlaufprogramm gestartet werden kann.These Solution has the advantage that thereby the current position and / or the current stroke during operation of the Hydro machine accurately determined and a control of the valves, in particular an opening and closing, right exactly, for example, to a rotation angle of the hydraulic machine such can be adjusted that a high efficiency of the hydraulic machine is achieved. Furthermore, the position and / or stroke detection deviations due to, for example Manufacturing tolerances or wear of the control valves be ascertainable and their activation be adjusted accordingly. An input in the prior art explained, costly Calibration of the control of the hydraulic machine before commissioning the DDU can be obsolete. Furthermore, a functional diagnosis possible, for example, a failure of a control valve can be detected and an emergency program can be started.

Vorteilhafterweise handelt es sich bei dem Steuerventil um ein kostengünstiges Sitzventil, das in Abhängigkeit der Position und/oder des Hubwegs des Ventilkörpers gesteuert wird. Die Ansteuerung der Steuerventile kann somit während des Betriebes an Verschleißerscheinungen oder an anderweitige Veränderung angepasst werden, womit ein optimaler Wirkungsgrad der Hydromaschine über die gesamte Lebensdauer erreicht und eine Pulsation der DDU minimiert ist.advantageously, If the control valve is a cost-effective Seat valve, which depends on the position and / or the Stroke of the valve body is controlled. The activation of the Control valves can thus wear during operation or be adapted to other changes, whereby optimum efficiency of the hydraulic machine over the entire service life achieved and a pulsation of the DDU is minimized.

Besonders bevorzugte Positionen zum Erfassen, um beispielsweise Verschleiß der Steuerventile festzustellen, sind die Öffnungs- und/oder Schließposition des Ventilkörpers.Especially preferred positions for detecting, for example, wear of Control valves are the opening and / or closing position of the valve body.

Das Steuerventil ist beispielsweise ein herkömmliches elektromagnetisch betätigbares Hoch- oder Niederdruckventil.The Control valve is for example a conventional electromagnetic actuatable high or low pressure valve.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung hat das Steuerventil einen ein Polstück fest umgreifenden Spulenkörper und einen in dem Spulenkörper verschiebbar angeordneten und mit dem Ventilkörper in Wirkverbindung stehenden Anker. Ein Positionssensor ist in einer dem Anker zuweisenden und als Ankeranschlag dienenden Stirnseite des Polstücks eingebracht. In diesem Bereich ist der Positionssensor einfach und mit geringem vorrichtungstechnischen Aufwand in das Steuerventil integrierbar und kann über den Anker die Position des Ventilkörpers bestimmen.at an advantageous embodiment, the control valve has a Pole piece firmly embracing bobbin and a slidably disposed in the bobbin and with the Valve body operatively connected anchor. A position sensor is in a anchor assigning and serving as an anchor stop Inserted front side of the pole piece. In this area the position sensor is simple and with low device complexity can be integrated into the control valve and can via the anchor determine the position of the valve body.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel durchsetzt ein mit dem Ventilkörper verbundener Stößel den Anker und das Polstück. Ein Wegmesssensor ist dabei auf der dem Anker abweisenden Seite des Polstücks am Steuerventil zur Erfassung des Hubwegs des Stößels und somit zur Erfassung des Hubwegs des Ventilkörpers angeordnet. Der Wegmesssensor kann ohne besondere vorrichtungstechnische Veränderungen in das Steuerventil integriert werden und den Hubweg des Ventilkörpers über den Stößel erfassen.In a further preferred embodiment, a plunger connected to the valve body passes through the armature and the pole piece. A displacement sensor is arranged on the armature-repellent side of the pole piece on the control valve for detecting the stroke of the plunger and thus for detecting the stroke of the valve body. The displacement sensor can be integrated into the control valve without special device-technical changes and the stroke of the valve body ü Grasp over the plunger.

Erfindungsgemäß hat eine Hydromaschine erfindungsgemäße, niederdruckseitige und hochdruckseitige Steuerventile, deren Öffnungszeiten zur Einstellung des Förder-/Schluckvolumens verstellbar sind.Has according to the invention a hydraulic machine according to the invention, low-pressure side and high pressure side control valves whose opening times to adjust the delivery / absorption volume are adjustable.

Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.other advantageous developments of the invention are the subject of further Dependent claims.

Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:in the Below is a preferred embodiment of Invention explained in more detail with reference to schematic drawings. Show it:

1 eine stark schematisierte Darstellung zur Erläuterung des Funktionsprinzips einer ventilgesteuerten Hydromaschine mit digital veränderbarem Schluck-/Fördervolumen (DDU); 1 a highly schematic representation to explain the operating principle of a valve-controlled hydraulic machine with digitally variable displacement / delivery volume (DDU);

2 einen Längsschnitt durch ein niederdruckseitiges Ventil der Hydromaschine aus 1 im geöffneten Zustand und 2 a longitudinal section through a low-pressure side valve of the hydraulic machine 1 in the open state and

3 einen Längsschnitt durch ein hochdruckseitiges Ventil der Hydromaschine aus 1 im geschlossenen Zustand. 3 a longitudinal section through a high-pressure side valve of the hydraulic machine 1 in the closed state.

Im Folgenden wird zunächst anhand 1 das Funktionsprinzip einer ventilgesteuerten Hydromaschine 1 erläutert, deren Förder-/Schluckvolumen digital verstellbar ist (DDU). Die Hydromaschine ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Axialkolbenmaschine in Taumelscheibenbauweise ausgeführt, wobei 1 eine sehr stark vereinfachte Abwicklung zeigt. Im Folgenden werden nur die zum Verständnis der Erfindung wesentlichen Bauelemente erläutert. Hinsichtlich detaillierterer Ausführungen wird auf den eingangs beschriebenen Stand der Technik verwiesen. Bei der folgenden Beschreibung ist die Hydromaschine 1 als Hydromotor betrieben, prinzipiell gelten die Ausführungen zum Hydromotor jedoch auch entsprechend für eine Pumpe mit verstellbaren Fördervolumen.The following is based on 1 the functional principle of a valve-controlled hydraulic machine 1 explained, whose delivery / swallowing volume is digitally adjustable (DDU). The hydraulic machine is designed in the illustrated embodiment as an axial piston machine in a swash plate design, wherein 1 shows a very simplified transaction. In the following, only the essential components for understanding the invention will be explained. For more detailed information, reference is made to the prior art described above. In the following description is the hydraulic machine 1 operated as a hydraulic motor, in principle, the statements apply to the hydraulic motor but also for a pump with adjustable displacement.

Gemäß der schematischen Darstellung in 1 hat die Hydromaschine 1 eine Zylindertrommel 2, in der eine Vielzahl von Zylinderbohrungen 4 ausgebildet sind, in denen jeweils ein Kolben 6 axial verschiebbar geführt ist. Jeder der Kolben 6 begrenzt mit der Zylinderbohrung 4 einen Arbeitsraum 8, dessen Volumen vom Hub der Kolben 6 abhängig ist. Diese sind jeweils über einen Kolbenschuh 10 an einer schräg gestellten Taumelscheibe abgestützt, die mit der Abtriebswelle 12 verbunden ist. In der Darstellung gemäß 1 ist die aufgrund der Rotation der Taumelscheibe gebildete Steuerkurve 14 dargestellt, die die Drehwinkelabhängigkeit des Kolbenhubs und damit des Volumens des jeweiligen Arbeitsraums wiedergibt. Wie in 1 rechts dargestellt, ist jeder Arbeitsraum 8 über ein Zulaufventil 16 mit einer allen Arbeitsräumen 8 gemeinsamen Zulaufleitung 18 verbunden, die mit einem System- oder Hochdruck beaufschlagt ist. Dieser Hochdruck kann beispielsweise über eine Pumpe 20 erzeugt werden.According to the schematic representation in 1 has the hydraulic machine 1 a cylinder drum 2 in which a variety of cylinder bores 4 are formed, in each of which a piston 6 is guided axially displaceable. Each of the pistons 6 limited with the cylinder bore 4 a workroom 8th whose volume depends on the stroke of the pistons 6 is dependent. These are each about a piston shoe 10 supported on an inclined swash plate, with the output shaft 12 connected is. In the illustration according to 1 is the cam formed due to the rotation of the swash plate 14 represented, which represents the rotation angle dependence of the piston stroke and thus the volume of the respective working space. As in 1 shown on the right, is every working space 8th via an inlet valve 16 with one all workspaces 8th common supply line 18 connected, which is subjected to a system or high pressure. This high pressure can for example via a pump 20 be generated.

Jeder Arbeitsraum 8 ist des Weiteren über ein Ablaufventil 22 mit einer ebenfalls allen Arbeitsräumen 8 gemeinsamen Ablaufleitung 24 verbunden, die in einen Tank 26 einmündet.Every working space 8th is also about a drain valve 22 with a likewise all working rooms 8th common drain line 24 connected in a tank 26 opens.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Ablaufventile 22 und die Zulaufventile 16 jeweils als elektrisch entsperrbare bzw. sperrbare Rückschlagventile ausgeführt. Das Zulaufventil 16 ist über eine nicht dargestellte Feder in seiner dargestellten Grundposition in eine Schließposition vorgespannt und lässt sich durch Bestromen eines Magnetaktuators 28 in eine Öffnungsstellung bringen, so dass das Druckmittel aus der Zulaufleitung 18 in den jeweiligen Arbeitsraum 8 einströmen kann. Das Ablaufventil 22 ist in seiner dargestellten Grundposition über eine Feder in eine Öffnungsstellung vorgespannt. Durch Bestromen des Magnetaktuators 30 lässt sich dieses Ablaufventil 22 in eine Sperrposition bringen, in der das Druckmittel nicht aus den Arbeitsraum 8 abströmen kann. Die Ansteuerung des Magnetaktuators 28, 30 erfolgt über eine Steuereinheit 34, über die die eingangs beschriebenen Modi (full mode, partial mode, idle mode) einstellbar sind, so dass das Schluckvolumen des Hydromotors 1 stufenlos verstellbar ist, wobei durch geeignete Ansteuerung der Steuerventile bzw. Ventile 16, 22 auch die Pulsation auf ein Minimum absenkbar ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Ansteuerung der Ventile 16, 22 in Abhängigkeit von der Drehzahl der Abtriebswelle 12, die über einen Drehzahlaufnehmer 36 erfasst und über eine Signalleitung an die Steuereinheit 34 gemeldet wird. Prinzipiell können selbstverständlich auch andere Kenndaten, wie beispielsweise das auf die Abtriebswelle 12 wirkende Drehmoment, das Schluckvolumen des Hydromotors 1, der Drehwinkel der Taumelscheibe oder die Temperatur des Druckmittels bei der Ansteuerung der Ventile 16, 22 berücksichtigt werden.In the illustrated embodiment, the drain valves 22 and the inlet valves 16 each designed as electrically unlockable or lockable check valves. The inlet valve 16 is biased by a spring, not shown, in its illustrated basic position in a closed position and can be powered by energizing a Magnetaktuators 28 bring in an open position, so that the pressure medium from the supply line 18 in the respective workspace 8th can flow in. The drain valve 22 is biased in its illustrated basic position via a spring in an open position. By energizing the Magnetaktuators 30 can this drain valve 22 bring into a locked position in which the pressure medium is not from the work space 8th can flow out. The activation of the magnetic actuator 28 . 30 via a control unit 34 , via which the modes described above (full mode, partial mode, idle mode) are adjustable, so that the displacement of the hydraulic motor 1 is infinitely adjustable, with suitable control of the control valves or valves 16 . 22 also the pulsation can be lowered to a minimum. In the illustrated embodiment, the control of the valves takes place 16 . 22 depending on the speed of the output shaft 12 that have a speed sensor 36 detected and via a signal line to the control unit 34 is reported. In principle, of course, other characteristics, such as that on the output shaft 12 acting torque, the displacement of the hydraulic motor 1 , the rotation angle of the swash plate or the temperature of the pressure medium in the control of the valves 16 . 22 be taken into account.

Im eingangs erläuterten Stand der Technik wird die Ansteuerung der Ventile vor Inbetriebnahme bezüglich eines Referenzmodells aufwendig kalibriert, um beispielsweise abweichende Schließ- und Öffnungszeiten der Ventile 16, 22 aufgrund von Fertigungstoleranzen auszugleichen.In the prior art described at the outset, the control of the valves prior to startup is calibrated consuming with respect to a reference model, for example, deviating closing and opening times of the valves 16 . 22 compensate due to manufacturing tolerances.

Für jeden Betriebszustand, charakterisiert beispielsweise durch Drehzahl oder der Druckmitteltemperatur, ist ein bestimmter Ansteuerungsalgorithmus für die Ventile 22, 24 in der Steuereinheit 34 hinterlegt. Um die Ansteuerung der Ventile optimal an einen Drehwinkel des Hydromotors 1 (auch in dessen Betrieb) anzupassen, weisen die Ventile 22, 24 erfindungsgemäß Sensoren zur Positions- und Wegerfassung auf. Die Positions- und Wegerfassung wird in den folgenden Figuren anhand des Ablaufventils 22 und des Zulaufventils 16 erläutert.For each operating state, characterized for example by speed or the pressure medium temperature, is a specific control algorithm for the valves 22 . 24 in the control unit 34 deposited. To control the valves optimally to a rotation angle of the hydraulic motor 1 (also in its operation) adapt, have the valves 22 . 24 OF INVENTION According to the sensors for position and distance detection. The position and distance detection is in the following figures using the drain valve 22 and the inlet valve 16 explained.

2 zeigt den Grundaufbau des niederdruckseitigen Rückschlagventils, das bei einem Hydromotor 1 gemäß 1 dem Ablaufventil 22 entspricht. Bei einer Pumpe wäre das Ventil 22 das Zulauf- oder Saugventil. 2 shows the basic structure of the low-pressure side check valve, the case of a hydraulic motor 1 according to 1 the drain valve 22 equivalent. For a pump would be the valve 22 the inlet or suction valve.

Gemäß 2 hat das Niederdruck- oder Ablaufventil 22 einen durch eine Feder 38 in eine Öffnungsstellung vorgespannten Ventilkörper 40, der mittels des Magnetaktuators 30 in eine Schließstellung gegen einen Ventilsitz 42 verstellbar ist, so dass ein ringförmiger Durchflussquerschnitt 44 abgesperrt ist. Das Ablaufventil 22 ist als so genanntes „Tellerventil” ausgeführt, wobei das Ventilelement 40 einen Stößel 46 hat, der an seinem in 2 unteren Endabschnitt einen etwa pilzförmigen Schließteller 48 trägt. Bei geöffnetem Durchflussquerschnitt 44 (Ansicht nach 2) ist eine Druckmittelverbindung zwischen einem zulaufseitigen Anschlusskanal A und einem im Arbeitsraum 8 (siehe 1) mündenden Kanal B geöffnet, so dass Druckmittel vom Zulaufkanal A her in den Arbeitsraum 8 oder in umgekehrter Richtung, vom Arbeitsraum 8 zum Kanal A strömen kann. Bei einer Durchströmung von A nach B treten praktisch keine in Schließrichtung wirksamen Strömungskräfte auf, so dass der Ventilteller 48 im Prinzip durch die Kraft der Feder 38 alleine in seiner Öffnungsstellung gehalten werden könnte. Bei einer Strömung von B nach A wirken die aus der Druckmittelströmung resultierenden Kräfte in Schließrichtung, so dass die Feder 38 alleine nicht mehr ausreichend ist, um den Ventilteller 48 in seiner Öffnungsposition zu halten.According to 2 has the low pressure or drain valve 22 one by a spring 38 in an open position biased valve body 40 that by means of the magnetic actuator 30 in a closed position against a valve seat 42 is adjustable, so that an annular flow cross-section 44 is locked. The drain valve 22 is designed as a so-called "poppet valve", wherein the valve element 40 a pestle 46 who's at his in 2 lower end portion of a mushroom-shaped closing plate 48 wearing. With open flow cross-section 44 (View after 2 ) is a pressure medium connection between an inlet-side connection channel A and one in the working space 8th (please refer 1 ) opening channel B, so that pressure medium from the inlet channel A ago in the working space 8th or in the opposite direction, from the workroom 8th can flow to the channel A. With a flow from A to B occur virtually no effective in the closing direction flow forces, so that the valve plate 48 in principle by the force of the spring 38 could be kept alone in its open position. In the case of a flow from B to A, the forces resulting from the pressure medium flow act in the closing direction, so that the spring 38 alone is no longer sufficient to the valve plate 48 to hold in its open position.

Zur Fixierung der in 2 dargestellten Öffnungsstellung des Ventiltellers 48 ist der Betätigungsmagnet 30 mit einem Spulenkörper bzw. einer Hauptspule 50 und einer Nebenspule 52 ausgeführt, denen ein Hauptanker 54 bzw. ein Nebenanker 56 zugeordnet ist. Der Ventilteller 48 wird durch Bestromen der Nebenspule 52 in seiner Öffnungsstellung gehalten, wobei dann der Hauptanker 54 an einem vom Spulenkörper 50 abschnittsweise umgriffenen Polstück 106 in etwa anliegt. In der dargestellten Grundposition des Niederdruck- oder Ablaufventils 22 kann auch die Hauptspule 50 bestromt werden. Das dabei erzeugte Magnetfeld wirkt in Schließrichtung auf den Ventilteller 48 – in der dargestellten Relativposition ist die über die Spule 50 auf den Ventilteller 48 wirkende Kraft jedoch geringer als die über die Nebenspule 52 erzeugte Kraft, so dass der Ventilteller 48 bei gleichzeitig bestromten Spulen 50, 52 in der dargestellten Öffnungsstellung gehalten wird.To fix the in 2 illustrated opening position of the valve disk 48 is the actuating magnet 30 with a bobbin or a main coil 50 and a secondary coil 52 which are a main anchor 54 or a secondary anchor 56 assigned. The valve plate 48 is by energizing the secondary coil 52 held in its open position, in which case the main anchor 54 at one of the bobbin 50 partially encompassed pole piece 106 Approximately applied. In the illustrated basic position of the low-pressure or drain valve 22 can also use the main coil 50 be energized. The magnetic field generated acts on the valve disk in the closing direction 48 - In the relative position shown is the over the coil 50 on the valve plate 48 acting force, however, less than that on the secondary coil 52 generated force, leaving the valve disk 48 with simultaneously energized coils 50 . 52 is held in the illustrated open position.

Die Bestromung der beiden Spulen 50, 52 erfolgt über die an das Ventil 22 angesetzte Steuerelektronik 132.The energization of the two coils 50 . 52 via the to the valve 22 attached control electronics 132 ,

Ein Positionssensor 136 zum Erfassen einer Schließposition des Ventilkörpers 40 ist in eine zum Hauptanker 54 weisende Stirnfläche 138 des Polstücks 106 eingesetzt. Der Positionssensor 136 ist derart ausgestaltet, dass die Funktion des Ventils 22 im Wesentlichen nicht beeinflusst wird. Bei einem Schließen des Ventils 22 wird der Hauptanker 54 in Richtung des Positionssensors 136 verschoben, bis der Hauptanker 54 mit einer Ankerstirnfläche 140 an dem Positionssensor 136 etwa anliegt.A position sensor 136 for detecting a closed position of the valve body 40 is in one to the main anchor 54 pointing face 138 of the pole piece 106 used. The position sensor 136 is designed such that the function of the valve 22 essentially not affected. When closing the valve 22 becomes the main anchor 54 in the direction of the position sensor 136 postponed until the main anchor 54 with an anchor end face 140 at the position sensor 136 is about.

Die Anlageposition des Hauptankers 54 erfasst der Positionssensor 136 und meldet ein Signal, beispielsweise über eine nicht dargestellte Signalleitung, zu der Steuereinheit 34 aus 1. Weicht beispielsweise aufgrund von Verschleiß des Ventils 16 eine Ist-Schließ-Zeit von einer Soll-Schließ-Zeit ab, so ist dies über das Positionssignal von der Steuereinheit 34 aus 1 ermittelbar. Die Ansteuerung der Ventile 16, 22 wird dann entsprechend verändert und angepasst, um die optimale Wirkungsgrad der Hydromaschine 1 wieder herzustellen.The investment position of the main anchor 54 detects the position sensor 136 and reports a signal, for example via a signal line, not shown, to the control unit 34 out 1 , Differs, for example due to wear of the valve 16 an actual closing time from a target closing time, this is about the position signal from the control unit 34 out 1 determined. The control of the valves 16 . 22 is then modified accordingly and adapted to the optimum efficiency of the hydraulic machine 1 restore.

Des Weiteren ist mit dem Positionssensor 136 auch eine Funktionsdiagnose der Ventile 22 ermöglicht. Fällt beispielsweise ein Ventil 22 aus, so wird darauf mit der Steuereinheit 34 reagiert und die Ansteuerung der Ventile 16, 22 entsprechend angepasst (Notlauf).Furthermore, with the position sensor 136 also a functional diagnosis of the valves 22 allows. For example, if a valve falls 22 out, so on it with the control unit 34 reacts and the control of the valves 16 . 22 adapted accordingly (emergency).

Zusätzlich oder anstelle des Positionssensors 136 ist an das Ventil 22 ein Wegmesssystem 142 einsetzbar. Dieses ist oberhalb des Stößels 46 in der 2 beispielsweise an einem Ventildeckel angeordnet und erfasst eine Hubbewegung des Stößels 46, was durch einen Pfeil 144 gekennzeichnet ist. Damit sind zusätzlich zur Schließposition des Ventilkörpers 40 auch alle anderen Positionen ermittelbar, womit der Steuereinheit eine Vielzahl an Informationen zur Verfügung steht, um die Ventile 16, 22 aufgrund von Verschleiß oder sonstigen Veränderungen optimal an das aktuelle Betriebsverhalten der Hydromaschine 1 anzupassen.In addition to or instead of the position sensor 136 is at the valve 22 a distance measuring system 142 used. This is above the pestle 46 in the 2 for example, arranged on a valve cover and detects a lifting movement of the plunger 46 what an arrow 144 is marked. This is in addition to the closed position of the valve body 40 also all other positions can be determined, whereby the control unit a large amount of information is available to the valves 16 . 22 due to wear or other changes optimally to the current operating behavior of the hydraulic machine 1 adapt.

Durch die Positionssensoren 136 und/oder das Wegmesssystem 142 ist es, im Vergleich zum Stand der Technik, nicht mehr notwendig, vor Inbetriebnahme der Hydromaschine 1 aus 1 eine Kalibrierung der Ventile 16, 22 vorzunehmen, da diese Kalibrierung im Prinzip ständig während des Einsatzes der Ventile 16, 22 aufgrund der Positions- und/oder Hubwegsmessung durch die Steuereinheit 34 erfolgt.Through the position sensors 136 and / or the path measuring system 142 it is, compared to the prior art, no longer necessary, before commissioning of the hydraulic machine 1 out 1 a calibration of the valves 16 . 22 in principle, this calibration is done constantly during the use of the valves 16 . 22 due to the position and / or stroke measurement by the control unit 34 he follows.

In der folgenden 3 wird die Anordnung von einem Positionssensor in dem Zulaufventil 16 aus 1 beschrieben.In the following 3 The arrangement of a position sensor in the inlet valve 16 out 1 described.

Die 3 offenbart in einer Längsschnittansicht das hochdruckseitige schnell schaltende elektrisch entsperrbare Zulaufventil 16 der Hydromaschine 1 aus 1 in einem geschlossenen Zustand. Im Pumpbetrieb arbeitet das Ventil 16 als herkömmliches federbelastetes Rückschlagventil. Im Motorbetrieb muss es aktiv gegen den anstehenden Hochdruck geöffnet werden, um den Druckmittelzufluss zum Verdrängerraum frei zu geben.The 3 discloses in a longitudinal sectional view of the high-pressure side fast switching electrically operated inlet valve 16 the hydraulic machine 1 out 1 in a closed state. In pumping mode, the valve works 16 as a conventional spring-loaded check valve. During engine operation, it must be actively opened against the upcoming high pressure in order to release the pressure medium inflow to the displacement chamber.

Das dargestellte Ventil 16 ist als Einbauventil ausgeführt, das in eine Aufnahmebohrung der Hydromaschine 1 bzw. DDU 1 oder der hydrostatischen Verdrängereinheit eingeschraubt werden kann. Dabei steht der radiale Anschluss A mit einem Hochdruckkanal und der axiale Anschluss B mit einem Verdrängerraum der Hydromaschine 1 aus 1 in Druckmittelverbindung.The illustrated valve 16 is designed as a cartridge valve, which is in a mounting hole of the hydraulic machine 1 or DDU 1 or the hydrostatic displacement unit can be screwed. In this case, the radial connection A is with a high-pressure channel and the axial port B with a displacement of the hydraulic machine 1 out 1 in pressure medium connection.

Das Ventil 16 ist als vorgesteuertes Ventil ausgeführt und hat eine Hauptstufe 150, der eine Vorsteuerung 152 zugeordnet ist. Die Hauptstufe 150 hat eine Sitzbuchse 154, an der durch einen Radialbohrungsstern ausgebildete radiale Anschluss A und der axiale Anschluss B ausgeführt sind. An einer Axialbohrung 156 der Sitzbuchse 154 ist durch eine Radialschulter ein Ventilsitz 158 ausgebildet, gegen den in der dargestellten Grundstellung des Ventils 16 ein Ventilkörper 160 vorgespannt ist. Dieser besteht im Wesentlichen aus einem Ventilteller 162, der stirnseitig mit einer Sitzfläche 164 ausgeführt ist, die in der Grundstellung dichtend an dem Ventilsitz 158 anliegt. Der Ventilteller 162 hat einen sich in 3 nach unten, aus der Axialbohrung 156 heraus erstreckenden Vorsprung 166, der von einer Vorsteuerbohrung 168 durchsetzt ist, die sich in der 3 nach oben hin zu einem Vorsteuerventilsitz 170 erweitert. Gegen diesen ist ein Vorsteuerventilkörper 172 vorgespannt.The valve 16 is designed as a pilot operated valve and has a main stage 150 that's a feedforward 152 assigned. The main stage 150 has a seat bush 154 , on which are formed by a radial hole star radial terminal A and the axial port B are executed. At an axial bore 156 the seat bush 154 is a valve seat through a radial shoulder 158 trained, against the in the illustrated basic position of the valve 16 a valve body 160 is biased. This consists essentially of a valve disk 162 , the front side with a seat 164 is executed, which in the basic position sealingly against the valve seat 158 is applied. The valve plate 162 has a turn in 3 down, out of the axial bore 156 out extending projection 166 that of a pilot hole 168 is interspersed in the 3 upwards to a pilot valve seat 170 extended. Against this is a pilot valve body 172 biased.

Gemäß 3 ist der Ventilteller 162 an seiner vom Ventilsitz 158 abgewandten Seite über eine Radialschulter zurückgestuft, sodass der Ventilteller in einen rückseitigen Nabenvorsprung 174 des Ventilkörpers 160 übergeht. Die Vorsteuerbohrung 168 ist in dem radial erweiterten Bereich des Ventiltellers 162 und zum Nabenvorsprung 174 in radialer Richtung zu einer Führungsbohrung 176 erweitert, in die rückseitig eine Führungsbuchse 178 eingesetzt ist.According to 3 is the valve plate 162 at his from the valve seat 158 Rear side downgraded via a radial shoulder, so that the valve plate in a rear hub projection 174 of the valve body 160 passes. The pilot hole 168 is in the radially expanded area of the valve disk 162 and to the hub projection 174 in the radial direction to a guide bore 176 extended, in the back of a guide bush 178 is used.

Im Bereich der Führungsbuchse 178 ist auf dem Außenumfang des Nabenvorsprungs 174 ein Hauptstufenanker 180 aufgesetzt.In the area of the guide bush 178 is on the outer circumference of the hub projection 174 a mainstay anchor 180 placed.

Im Abstand zum Vorsteuerventilsitz 170 ist der Vorsteuerventilkörper 172 der Vorsteuerung 152 zu einem Führungsbund 188 erweitert, der in der Führungsbohrung 176 axial verschiebbar geführt ist. Im Anschluss an den Führungsbund 188 ist der Vorsteuerventilkörper 172 in radialer Richtung zu einer Führungsstange 190 zurückgestuft, die über die Führungsbuchse 178 geführt ist.In the distance to the pilot valve seat 170 is the pilot valve body 172 the pilot control 152 to a leadership alliance 188 extended, in the guide hole 176 is guided axially displaceable. Following the leadership association 188 is the pilot valve body 172 in the radial direction to a guide rod 190 downgraded via the guide bush 178 is guided.

An der in der 3 oben liegenden Ringstirnfläche des Führungsbunds 188 greift eine Spannfeder 192 an, die den Vorsteuerventilkörper 172 mit seiner kegelförmigen Spitze dichtend gegen den Vorsteuerventilsitz 170 vorspannt.At the in the 3 upper annular face of the guide collar 188 grips a tension spring 192 on, the pilot valve body 172 with its conical tip sealing against the pilot valve seat 170 biases.

Gemäß der Darstellung in 3 erstreckt sich die Führungsstange 190 nach oben über die Führungsbuchse 178 hinaus und durchsetzt einen Anker 194 der Vorsteuerung 152.As shown in 3 extends the guide rod 190 upwards over the guide bush 178 out and interspersed an anchor 194 the pilot control 152 ,

Auf den sich aus diesem Anker 194 heraus erstreckenden Endabschnitt der Führungsstange 190 ist ein buchsenförmiger, abgestufter Federteller 196 aufgesetzt, an dem eine Schaltfeder 198 angreift. Ein in der 3 unten liegende Stirnfläche des Federtellers 196 liegt an einer Anschlagfläche 202 des Ankers 194 an, sodass dieser durch die Vorspannung der Schaltfeder 198 mit einer radial vorspringenden Anschlagnase 204 am Außenumfang des Ankers 194 gegen eine bündig auf die benachbarte Stirnfläche 200 der Sitzbuchse 154 aufgesetzte Zwischenscheibe 206 vorgespannt ist.Stand out from this anchor 194 out extending end portion of the guide rod 190 is a bush-shaped, stepped spring plate 196 placed on which a switching spring 198 attacks. An Indian 3 bottom face of the spring plate 196 lies on a stop surface 202 of the anchor 194 so that this by the bias of the switching spring 198 with a radially projecting stop lug 204 on the outer circumference of the anchor 194 against a flush on the adjacent end face 200 the seat bush 154 patch washer 206 is biased.

Der Anker 194 wird über einen ein Polstück 218 umgreifenden, bestrombaren Spulenkörper 210 betätigt. Das Postück 218 ist mit einer Sacklochbohrung 230 ausgeführt, an deren Stirnfläche die Schaltfeder 198 abgestützt ist und in die in der dargestellten Grundposition der Federteller 196 und der Endabschnitt der Führungsstange 190 abschnittsweise eintauchen.The anchor 194 is about a pole piece 218 encompassing, energizable bobbin 210 actuated. The post office 218 is with a blind hole 230 executed, at the end face of the switching spring 198 is supported and in the illustrated in the basic position of the spring plate 196 and the end portion of the guide bar 190 dive in sections.

Beim Bestromen der Magnetspule des Spulenkörpers 210 wird der Anker 194 gemäß 3 nach oben bewegt. Dabei nimmt der Anker 194 über den Federteller 196 die Führungsstange 190 mit, sodass im Ventilteller 162 der Vorsteuerventilkörper 172 vom Vorsteuerventilsitz 170 abhebt.When energizing the magnetic coil of the bobbin 210 becomes the anchor 194 according to 3 moved upwards. It takes the anchor 194 over the spring plate 196 the guide rod 190 with, so in the valve plate 162 the pilot valve body 172 from the pilot valve seat 170 takes off.

Durch das Abheben des Vorsteuerventilkörpers 172 vom Vorsteuerventilsitz 170 wird ein Vorsteuerströmungspfad zwischen den beiden Anschüssen A, B geöffnet und die Spannfeder 192 gespannt, wodurch über die Führungsbuchse 178 eine in Öffnungsrichtung auf den Ventilteller 162 wirksame Kraft übertragen wird.By lifting the pilot valve body 172 from the pilot valve seat 170 a pilot control flow path between the two ports A, B is opened and the tension spring 192 cocked, causing over the guide bush 178 one in the opening direction on the valve plate 162 effective force is transmitted.

Der Ventilteller 162 hebt jedoch nicht sofort nach Öffnen des Vorsteuerströmungspfads von seinem Ventilsitz 158 ab, sondern erst dann, wenn das Druckniveau zwischen der Hochdruckseite und der Niederdruckseite (Verdrängerraum) nahezu ausgeglichen ist und somit die in Schließrichtung in Folge der Druckdifferenz über den Ventilteller 162 wirksame Kraft kleiner wird als die in Öffnungsrichtung wirksame Kraft der Spannfeder 192. Nach dem vorgenannten Druckausgleich wird der Ventilteller 162 durch die Kraft der Spannfeder 192 vom Ventilsitz 158 abgehoben.The valve plate 162 however, does not lift immediately after opening the pilot flow path from its valve seat 158 but only when the pressure level between the high pressure side and the low pressure side (displacement) is almost balanced and thus in the closing direction as a result of the pressure difference across the valve disk 162 effective force is smaller than the force acting in the opening direction of the tension spring 192 , After the aforementioned pressure equalization of the valve plate 162 by the force of the tension spring 192 from the valve seat 158 lifted.

Ein Positionssensor 234 zum Erfassen der Position des Ventilkörpers 160 ist in einer dem Anker 194 zuweisenden Stirnfläche 236 des Polstücks 218 eingebracht. Die Stirnfläche 236 dient als Anschlagsfläche für den Anker 194, wobei in einer Öffnungsstellung des Ventilkörpers 160 der Anker 194 in etwa mit einer ringförmigen Anschlagsflache 238 an dieser derart anliegt, dass der Positionssensor 234 die Anlage des Ankers 194 erfasst. Der Positionssensor 234 meldet die Position des Ankers 194 dann zu der Steuereinheit 34 beispielsweise über nicht dargestellte Signalleitungen. Veränderungen von Öffnungszeiten des Ankers 194 bzw. des Ventilkörpers 160 aufgrund von Verschleiß oder Fertigungstoleranzen im Vergleich zu dem in dem Stand der Technik beschriebenen Referenzmodell sind somit erfassbar und die Ansteuerung kann entsprechend angepasst werden.A position sensor 234 for detecting the position of the valve body 160 is in an anchor 194 assigning face 236 of the pole piece 218 brought in. The face 236 serves as a stop surface for the anchor 194 , wherein in an open position of the valve body 160 the anchor 194 approximately with an annular stop surface 238 attached to this so that the position sensor 234 the attachment of the anchor 194 detected. The position sensor 234 reports the position of the anchor 194 then to the control unit 34 for example via signal lines, not shown. Changes in opening hours of the anchor 194 or the valve body 160 due to wear or manufacturing tolerances compared to the reference model described in the prior art are thus detectable and the drive can be adjusted accordingly.

Durch die Positions- und Hubwegserfassung ist ferner der Wirkungsgrad der DDU 1 erhöht, da eine Anpassung der Ventile 16 während des Betriebs ermöglicht ist. Des Weiteren kann das Steuerelement 34 bzw. die Ansteuerelektronik auf unvorhersehbare Betriebszustände, beispielsweise auf einen Ausfall eines Ventils, reagieren. Neben dem verbesserten Wirkungsgrad ist auch eine Senkung der Pulsation der DDU 1 durch die verbesserte Ansteuerung der Ventile ermöglicht.Through the position and Hubwegserfassung is also the efficiency of the DDU 1 increased, as an adjustment of the valves 16 during operation is possible. Furthermore, the control can 34 or the control electronics to unpredictable operating conditions, such as a failure of a valve react. In addition to the improved efficiency is also a reduction in the pulsation of the DDU 1 made possible by the improved control of the valves.

Die Positionssensoren 136 und 234 aus der 2 und 3 könnten auch als Abstandssensoren zum Erfassen des Abstands zum jeweiligen Anker 54 bzw. 194 ausgebildet sein, womit ein weiteres Wegmesssystem neben dem Wegmesssystem 142 aus der 2 umsetzbar ist.The position sensors 136 and 234 from the 2 and 3 could also be used as distance sensors for detecting the distance to the respective anchor 54 respectively. 194 be formed, which means a further displacement measuring system in addition to the displacement measuring system 142 from the 2 is feasible.

Als Positionssensor oder Wegmesssensor sind die unterschiedlichsten Ausführungen einsetzbar, wie beispielsweise Sensoren 136 und 234, bei denen bei Kontakt mit dem Anker 54 bzw. 194 ein elektrischer Kreis geschlossen wird, oder Sensoren die auf dem Hall-Effekt basieren. Der Wegmesssensor 142 könnte als induktiver Sensor ausgebildet sein.As a position sensor or Wegmesssensor a variety of designs can be used, such as sensors 136 and 234 in which when in contact with the anchor 54 respectively. 194 an electric circuit is closed, or sensors based on the Hall effect. The distance measuring sensor 142 could be designed as an inductive sensor.

Offenbart sind ein Steuerventil und eine als Digital-Displacement-Unit ausgeführte Hydromaschine mit derartigen Steuerventilen, wobei Positionen und/oder ein Hubweg von einem Sitzventilkörper der Steuerventile erfassbar sind.Disclosed are a control valve and one designed as a digital-displacement unit Hydromachine with such control valves, with positions and / or a stroke of a seat valve body of the control valves are detectable.

11

Hydromaschinehydromachine

22

Zylindertrommelcylinder drum

44

Zylinderbohrungbore

66

Kolbenpiston

88th

Arbeitsraumworking space

1010

Kolbenschuhpiston shoe

1212

Abtriebswelleoutput shaft

1414

Steuerkurvecam

1616

Zulaufventilinlet valve

1818

Zulaufleitungsupply line

2020

Pumpepump

2222

Ablaufventildrain valve

2424

Ablaufleitungdrain line

2626

Magnetaktuatormagnetic actuator

3030

Magnetaktuatormagnetic actuator

3434

Steuereinheitcontrol unit

3636

DrehzahlaufnehmerSpeed Sensor

3838

Federfeather

4040

Ventilkörpervalve body

4242

Ventilsitzvalve seat

4444

DurchflussquerschnittFlow area

4646

Stößeltappet

4848

Ventiltellervalve disc

5050

Hauptspulemain coil

5252

Nebenspulesecondary coil

5454

Hauptankermain anchor

5656

NebenankerIn addition to anchor

106106

Polstückpole piece

132132

Steuerelektronikcontrol electronics

136136

Positionssensorposition sensor

138138

Stirnflächeface

140140

AnkerstirnflächeArmature end face

142142

Wegmesssystemdisplacement measuring system

144144

Pfeilarrow

150150

Hauptstufemain stage

152152

Vorsteuerungfeedforward

154154

Sitzbuchseseat bushing

156156

Axialbohrungaxial bore

158158

Ventilsitzvalve seat

160160

Ventilkörpervalve body

162162

Ventiltellervalve disc

164164

Sitzflächeseat

166166

Vorsprunghead Start

168168

Vorsteuerbohrungpilot hole

170170

VorsteuerventilsitzPilot valve seat

172172

VorsteuerventilkörperPilot valve body

174174

Nabenvorsprunghub projection

176176

Führungsbohrungguide bore

178178

Führungsbuchseguide bush

180180

HauptstufenankerMain stages anchor

188188

Führungsbundguide collar

190190

Führungsstangeguide rod

192192

Spannfedertension spring

194194

Ankeranchor

196196

Federtellerspring plate

198198

Schaltfederswitching spring

200200

Stirnflächeface

202202

Anschlagflächestop surface

204204

Anschlagnasestop lug

205205

Ringausnehmungannular recess

206206

Zwischenscheibewasher

210210

Spulenkörperbobbins

218218

Polstückpole piece

230230

SacklochbohrungBlind hole

234234

Positionssensorposition sensor

236236

Stirnflächeface

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• - EP 1537333 B1 [0002] - EP 1537333 B1 [0002]

Claims (8)

Steuerventil zur Steuerung einer Digital-Displacement-Unit (DDU) (1) mit einem einem Ventilsitz (42, 158) zugeordneten Ventilkörper (40, 160), der eine Druckmittelverbindung zu einem Verdrängerraum (8) der DDU (1) steuert, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Position und/oder ein Hubweg des Ventilkörpers (40, 160) erfassbar sind.Control valve for controlling a Digital Displacement Unit (DDU) ( 1 ) with a valve seat ( 42 . 158 ) associated valve body ( 40 . 160 ), which has a pressure medium connection to a displacement chamber ( 8th ) of the DDU ( 1 ), characterized in that at least one position and / or a stroke of the valve body ( 40 . 160 ) are detectable. Steuerventil nach Anspruch 1, wobei dieses als ein Sitzventil ausgebildet ist.Control valve according to claim 1, wherein this as a Seat valve is formed. Steuerventil nach Anspruch 1 oder 2, wobei dieses in Abhängigkeit der Position und/oder des Hubwegs des Ventilkörpers (40, 160) steuerbar ist.Control valve according to Claim 1 or 2, the latter being dependent on the position and / or the stroke path of the valve body ( 40 . 160 ) is controllable. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Öffnungs- und/oder Schließposition des Ventilkörpers (40, 160) erfassbar ist.Control valve according to one of the preceding claims, wherein the opening and / or closing position of the valve body ( 40 . 160 ) is detectable. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei dieses ein elektromagnetisch betätigbares Hoch- oder Niederdruckventil (16, 22) ist.Control valve according to one of the preceding claims, wherein this is an electromagnetically actuated high or low pressure valve ( 16 . 22 ). Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem ein Polstück (106, 218) fest umgreifenden Spulenkörper (50, 210) und einem in dem Spulenkörper (50, 210) verschiebbar angeordneten und mit dem Ventilkörper (40, 160) in Wirkverbindung stehenden Anker (54, 194), wobei ein Positionssensor (136, 234) in einer dem Anker (54, 194) zuweisenden und als Ankeranschlag dienenden Stirnfläche (138, 236) des Polstücks (106, 218) eingebracht ist.Control valve according to one of the preceding claims, with a pole piece ( 106 . 218 ) tightly enclosing bobbin ( 50 . 210 ) and one in the bobbin ( 50 . 210 ) and arranged with the valve body ( 40 . 160 ) operatively connected anchors ( 54 . 194 ), wherein a position sensor ( 136 . 234 ) in an anchor ( 54 . 194 ) and serving as an anchor stop face ( 138 . 236 ) of the pole piece ( 106 . 218 ) is introduced. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein mit dem Ventilkörper (40) verbundener Stößel (46) den Anker (54) und das Polstück (106) durchsetzt und ein Wegmesssensor (142) auf der dem Anker (54) abweisenden Seite des Polstücks (106) am Steuerventil (22) zur Erfassung des Hubwegs des Stößels (46) angeordnet ist.Control valve according to one of the preceding claims, wherein one with the valve body ( 40 ) connected plunger ( 46 ) the anchor ( 54 ) and the pole piece ( 106 ) and a Wegmesssensor ( 142 ) on the anchor ( 54 ) repellent side of the pole piece ( 106 ) at the control valve ( 22 ) for detecting the stroke of the plunger ( 46 ) is arranged. Hydromaschine mit niederdruckseitigen und hochdruckseitigen Steuerventilen (16, 22), deren Öffnungszeiten, insbesondere in Abhängigkeit eines Drehwinkels der Hydromaschine, zur Einstellung des Förder-/Schluckvolumens verstellbar sind, gekennzeichnet durch ein Steuerventil (16, 22) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7.Hydromachine with low pressure side and high pressure side control valves ( 16 . 22 ) whose opening times, in particular as a function of a rotation angle of the hydraulic machine, are adjustable for setting the delivery / absorption volume, characterized by a control valve ( 16 . 22 ) according to one of the preceding claims 1 to 7.