EP3567262A1 - Valve unit with two upstream valves and two main valves - Google Patents

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EP3567262A1
EP3567262A1 EP19169575.8A EP19169575A EP3567262A1 EP 3567262 A1 EP3567262 A1 EP 3567262A1 EP 19169575 A EP19169575 A EP 19169575A EP 3567262 A1 EP3567262 A1 EP 3567262A1
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EP
European Patent Office
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valve
adjusting
pilot
control
axis
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19169575.8A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Robert Herzog
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Tries GmbH and Co KG
Original Assignee
Tries GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/0401—Valve members; Fluid interconnections therefor
    • F15B13/0402—Valve members; Fluid interconnections therefor for linearly sliding valves, e.g. spool valves
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    • F15B2211/3057—Assemblies of multiple valves having multiple valves for a single output member, e.g. for creating higher valve function by use of multiple valves like two 2/2-valves replacing a 5/3-valve having two valves, one for each port of a double-acting output member
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Definitions

  • the invention relates to a valve unit for controlling a fluid, in particular a hydraulic fluid, with at least one first actuator, in particular a first electro-magnetic coil, for actuating and / or adjusting a first control element of a first pilot valve in the direction of a first control axis and a second actuator, in particular a second electro-magnetic coil, for actuating and / or adjusting a second control element of a second pilot valve in the direction of a second control axis according to the preamble of claim 1.
  • a first actuator in particular a first electro-magnetic coil
  • a second actuator in particular a second electro-magnetic coil
  • Valves are components for controlling the flow of energy in hydraulic or pneumatic systems. They influence the flow direction, the pressure or the volume flow of the fluid, ie the hydraulic fluid or the compressed gas or compressed air. Valves can be designed as Einschraubventilpatrone, plate valves or body valves and controlled by a magnet. For the operation or for the switching operation of an electromagnetic field is usually generated a coil. This field displaces the magnet armature, which causes an axial displacement / adjustment of the valve piston / slide by means of suitable connecting elements.
  • Double-piston valves or double slide valves used, which as a unit two, esp. By means of a respective coil or an actuator controllable or controllable valves or so-called. Piston / slide / actuator comprise.
  • Such arrangements have several advantages over single coil arrangements, since the positions of the two coils / actuators and thus of the two control valves can be controlled individually.
  • each of the two valves or each of the two pistons / actuators u.a. the pressures and / or flow rates separately in the working line connections A or B control / control and this each independently.
  • double-piston valves are also referred to in professional circles as so-called “separate control edges regulation” and allow an independent inflow and outflow control, for example, of the apparatus / machine to be controlled, such as e.g. a piston-cylinder unit, linear or rotary hydraulic motor or the like.
  • the control edges of the piston / slide are rigidly connected to each other and can not be controlled separately or independently.
  • a so-called “double piston valve” can be used to replace a wide variety of conventional valve and piston types, which enables a reduction in the number of variants.
  • the separate control edge control combines various control options, especially in the case of a fast positioning time of the piston / slide / control element. Pressure, current and / or position control.
  • the operating conditions for example in vehicles such as in the excavator area, etc.
  • the cylinder movement eg depending on the load or filling of the excavator shovel.
  • This control option saves energy and thus, for example, fuel in the vehicle and exhaust emissions.
  • Valve units become known, wherein the two valves or piston / slide additionally in each case a so-called. "Pilot valve" is connected upstream. This means that a pilot valve in each case hydraulically or pneumatically actuates a main valve associated therewith or axially displaces the respective main piston / slide.
  • the object of the invention is in contrast to propose a valve unit of the type mentioned, which at least partially avoids the disadvantages of the prior art, in particular space-saving executed and / or a particularly energy-saving control can be realized.
  • a valve unit according to the invention is characterized in that the first control axis of the first pilot valve and the second control axis of the second pilot valve are arranged substantially parallel to each other.
  • valve unit can be made more compact or space-saving and also improved flow conditions between pilot valve or pilot valve and main valve can be realized.
  • the latter leads to improved regulation or faster and / or more energy-saving operation.
  • the two pilot valves or pilot valves are arranged side by side in the direction of their adjusting axes, which means that the two adjusting axes of the two pilot valves or pilot valves are arranged coaxially with one another. Accordingly, "long" or “wide” the known valve unit is constructed, which takes up comparatively much space or space.
  • the parallel arrangement of the two control axes of the two pilot valves or pilot valves, i. the first and the second adjusting axis an advantageously compact arrangement of the respective pilot valve or pilot valve to the associated main valve can be realized. So both space or space can be minimized and also the flow conditions from / to or between pilot valve or pilot valves to associated main valve optimized and thus improved flow. Consequently, both the speed and the energy ratios or energy losses of the valve unit according to the invention can be improved / optimized.
  • the pilot valves or pilot valves can be arranged substantially parallel to the respective main valves. According shortened inflow and outflow line between the pilot valve or pilot valve and the respective or associated main valve can be. This improves u.a. the response or the switching times.
  • the transverse arrangement of the control axis of the pilot valve with respect to the control axis of the main valve as in the o.g. State of the art always one of the two lines between the associated valves comparatively long.
  • the first control axis of the first pilot valve is at the same time the third control axis of the first main valve, wherein the first control element of the first pilot valve and the third control element of the first main valve are arranged coaxially with each other.
  • the fluid lines or fluid connections between the two valves are minimized. Accordingly space-saving or small dimensionable this is feasible. Also, there are short or fast switching times / control lines, which is of great advantage.
  • the second adjusting axis of the second pilot valve is also the fourth adjusting axis of the second main valve, the second actuating element of the second pilot valve and the fourth actuating element of the second main valve being arranged coaxially with one another.
  • first pair of valves i. first pilot valve or pilot valve and associated first main valve
  • second valve pair i. second pilot valve or pilot valve and associated second main valve
  • this advantageous integration of the pilot valve (s) into the main valve (s) achieves a significant improvement in terms of space requirements as well as in terms of fluid flow / flow and hence control.
  • the control elements of the pilot valves ie the first and / or the second actuator, are deflected / adjusted via the actuator (s).
  • a pressure imbalance in the main valve or at its actuator ie the third and / or fourth Control element, generated, wherein the pressure imbalance causes the main valve or its actuator hydraulically / pneumatically "follows" the associated pilot valve or its control element.
  • the respective main valve is advantageously hydraulically / pneumatically adjusted, namely by the respective pilot valve.
  • the main valve or on its actuator i. the third and / or fourth actuator
  • the position / position of the pilot piston are advantageously the control edges thus passively closed (have been closed) and the main valve or on its actuator, i. the third and / or fourth actuator comes to rest through the existing pressure balance.
  • an electronic or electrical and / or electronic control unit must not actively intervene, esp. In a braking or slowing down / stopping the main valve or on its actuator, i. of the third and / or fourth actuator.
  • valve actuators the system pressure has to be reduced to a low pressure level.
  • the pilot valves of the prior art usually work with about 5 - 30 bar.
  • an increasing system pressure has a positive effect on the tracking of the main valve or its actuating element.
  • actuating force is always greater with increasing pressure.
  • a valve which in principle has no performance limits. Due to the limited pilot force (hydraulic or electric, motor) limit flow pulses in the prior art due to the pressure difference (so-called "delta P"), the performance.
  • At least one position sensor / displacement sensor for detecting a position / position of at least one of the adjusting elements is provided.
  • at least one first position sensor for detecting a position / position of the third control element of the first main valve and a second position sensor for detecting a position / position of the fourth control element of the second main valve are provided.
  • the position / position above all of the main valve (s) is detected, in particular its control elements, i. of the third and / or fourth control element. Consequently, a particularly accurate or accurate control of the fluid flows and the operation of the valve unit according to the invention and thus the machines to be controlled / controlled, apparatus, pneumatic or hydraulic actuators such as rotary or linear motors, cylinder piston units etc ..
  • the deflection or position / position of the pilot valves or pilot valves can be detected in an advantageous manner via the (first and / or second) actuators or electromagnetic coils. Consequently, in this variant, the actuator or the coil is designed as a (third / fourth) position sensor or displacement sensor according to the invention.
  • a very fast actuator can be realized, which is in terms of. Regulation of the valve unit according to the invention of great advantage. Due to the fast response of the actuator and thus the pilot valves (s), precise and rapid position corrections can be implemented.
  • At least the first position sensor coaxial with the first / third adjusting axis and / or the second position sensor arranged coaxially with the second / fourth adjusting axis.
  • a very compact, several position sensors comprehensive valve unit according to the invention as a structural unit or within a common valve housing can be realized.
  • viewed in the direction of the first / third control axis at least the first control element of the first pilot valve between the first actuator and the first position sensor and / or viewed in the direction of the second / fourth control axis at least the second control element of the second pilot valve between the arranged second actuator and the second position sensor.
  • valve unit according to the invention may comprise further sensors and / or components, eg for
  • the valve unit may also have at least one electronic and / or electrical control unit for controlling individual or multiple elements or components.
  • control unit may use the signals / data of the sensors, in particular position sensors, for controlling / controlling the actuators / coils and / or for data / information exchange with an external, second control unit.
  • the latter advantageously enables exchange with e.g. a central control unit of a vehicle such as an excavator, wherein the position of a lifting cylinder or the like sensed and forwarded to the central control unit and in turn can be connected in an advantageous manner with the "internal" control unit of the valve unit.
  • an advantageous data bus such as a CAN, CAnopen etc. and / or a processor is used here.
  • a wireless data / signal connection may be provided whereby mobile telecommunications equipment, e.g. Smartphone, tablet, etc., can be integrated into an advantageous network.
  • the piston pilot control is realized via a smaller pilot valve, whereby large actuating forces of the main piston or main valve can be realized.
  • the pilot actuator or coil of the "pilot valve” can be made relatively small, i. with regard to actuating force and installation space, the hydraulic system pressure being used as the adjusting force for the main valve.
  • the main piston is usually pressurized either on the left or right side with pressure and thus brought into an imbalance, so that it is adjusted. Accordingly, the actuating force for the main valve increases with the hydraulic pressure.
  • a system pressure of up to approx. 500 bar
  • control of the pressure pump for load-dependent power supply electronic and hydraulic so-called “load-sensing” (LS) control after max. Need
  • emergency function in case of sensor failure
  • performance levels of standard valves significantly surpass (safety, operating times of less than 20ms for sensitive pressure control, variant diversity reduction and / or demand adjustment to inflow and outflow.
  • valve unit e.g. Circuit board communication with each other, main control board communication with the vehicle, detection of pressures, volumetric flows and position for the vehicle, detection of wear and feedback to vehicle, emergency function, redundancy of electronics higher performance level (PL) and / or power demand detection and order at the pump.
  • PL electronics higher performance level
  • Realizable advantages of the valve unit according to the invention include energy savings through recuperation, energy savings through improved control of inflows and outflows and / or data collection and feedback from Load conditions during operation to further optimize consumption.
  • valve unit 15 or a so-called “double sequence valve” 15 according to the invention is shown schematically.
  • This valve unit 15 comprises within a housing 13, inter alia, two coils 7 and actuators 7, the first or second control element 4 or pilot piston 4 of a pilot valve or a so-called.
  • "Pilot valve” adjust or rigidly with these via a connection 16 are connected, so that by means of electrical current application of the coil 7, an adjustment of the pilot piston 4 along an adjustment axis 14 is realized.
  • the electrical power / voltage supply is preferably carried out by means of a cable 12 and esp.
  • an electrical and / or electronic control unit By means of an electrical and / or electronic control unit. This can be implemented by / on a board 5.1 or board 5.2.
  • the boards 5.2 and 5.2 are, inter alia, also for the supply and / or evaluation or forwarding of signals / information / data from sensors 3, 6, esp. Pressure sensors 3, position sensors 6, not shown temperature sensors or the like, educated.
  • the coil 7 or so-called “plunger coil” 7 can also be advantageously designed / used as a displacement / position sensor, in particular with the aid of the control unit.
  • two coils 7 are each arranged along a longitudinal axis 14, wherein the two longitudinal axes 14 are arranged substantially parallel to each other.
  • one adjusting element 4 or pilot piston 4 are arranged along the longitudinal axes 14 between a respective coil 7 and a respective position sensor 6.
  • the position sensor 6 does not detect the position / position of the pilot piston 4, but in each case a main piston 8 or a (third / fourth) actuating element 8 of a main valve.
  • control sleeve 9 is arranged between the adjusting element 4 and pilot piston 4 of the pilot valve and the adjusting element 8 and the main piston 8 of the main valve respectively.
  • the control elements 4 and pilot piston 4 of the pilot valve and the adjusting elements 8 and main piston 8 of the main valve and the control sleeves 9, compression sleeves 10 and the coils 7 and the position sensors 6 are each coaxially arranged around / along a common control axis 14. This allows a particularly compact space-saving unit can be realized.
  • This embodiment or arrangement forms an advantageous pressure balance, so that by an adjustment of the actuating element 4 or Vorêtkolbens 4 a along the axis 14 formed adjustment of the control sleeve 9 and also or thereby a longitudinal axis 14 formed adjustment of the adjusting element 8 and the main piston 8 of the main valve results.
  • the main valve is actuated hydraulically or pneumatically by adjusting the pilot valve or its pilot piston 4 by means of the coil 7 / is adjusted.
  • very high working pressures of the main valve or the terminals A, B of eg about 500 bar by means of comparatively small pilot forces of eg about 10 - 20 N are controlled.

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Abstract

Es wird eine Ventileinheit (15) zur Kontrolle eines Fluides, insbesondere einer Hydraulikflüssigkeit, mit wenigstens einem ersten Aktor (7), insbesondere einer ersten elektro-magnetischen Spule (7), zum Betätigen und/oder Verstellen eines ersten Stellelementes (4) eines ersten Vorsteuerventils in Richtung einer ersten Stellachse (14) und einem zweiten Aktor (7), insbesondere einer zweiten elektro-magnetischen Spule (7), zum Betätigen und/oder Verstellen eines zweiten Stellelementes (4) eines zweiten Vorsteuerventils in Richtung einer zweiten Stellachse (14), wobei das erste Vorsteuerventil zum Steuern und/oder Verstellen eines dritten Stellelementes (8) eines ersten Hauptventils in Richtung einer dritten Stellachse (14) und das zweite Vorsteuerventil zum Steuern und/oder Verstellen eines vierten Stellelementes (8) eines zweiten Hauptventils in Richtung einer vierten Stellachse (14) vorgesehen sind, wobei die dritte Stellachse (14) des dritten Stellelementes (8) des ersten Hauptventils und die vierte Stellachse (14) des vierten Stellelementes (8) des zweiten Hauptventils im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, vorgeschlagen, die die Nachteile des Stands der Technik wenigstens teilweise vermeidet, insbesondere platzsparender ausgeführt und/oder eine besonders energiesparende Regelung realisiert werden kann. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die erste Stellachse (14) des ersten Vorsteuerventils und die zweite Stellachse (14) des zweiten Vorsteuerventils im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.A valve unit (15) for controlling a fluid, in particular a hydraulic fluid, with at least one first actuator (7), in particular a first electromagnetic coil (7), for actuating and / or adjusting a first adjusting element (4) of a first Pilot valve in the direction of a first adjusting axis (14) and a second actuator (7), in particular a second electromagnetic coil (7), for actuating and / or adjusting a second adjusting element (4) of a second pilot valve in the direction of a second adjusting axis (14 ), the first pilot valve for controlling and / or adjusting a third adjusting element (8) of a first main valve in the direction of a third adjusting axis (14) and the second pilot valve for controlling and / or adjusting a fourth adjusting element (8) of a second main valve in the direction of a fourth adjusting axis (14) are provided, the third adjusting axis (14) of the third adjusting element (8) of the first main valve and the fourth adjusting axis (14) of the fourth adjusting element (8) of the second main valve are arranged essentially parallel to one another, which at least partially avoids the disadvantages of the prior art, in particular designed to be space-saving and / or a particularly energy-saving control can be implemented. According to the invention, this is achieved in that the first adjusting axis (14) of the first pilot control valve and the second adjusting axis (14) of the second pilot control valve are arranged essentially parallel to one another.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventileinheit zur Kontrolle eines Fluides, insbesondere einer Hydraulikflüssigkeit, mit wenigstens einem ersten Aktor, insbesondere einer ersten elektro-magnetischen Spule, zum Betätigen und/oder Verstellen eines ersten Stellelementes eines ersten Vorsteuerventils in Richtung einer ersten Stellachse und einem zweiten Aktor, insbesondere einer zweiten elektro-magnetischen Spule, zum Betätigen und/oder Verstellen eines zweiten Stellelementes eines zweiten Vorsteuerventils in Richtung einer zweiten Stellachse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a valve unit for controlling a fluid, in particular a hydraulic fluid, with at least one first actuator, in particular a first electro-magnetic coil, for actuating and / or adjusting a first control element of a first pilot valve in the direction of a first control axis and a second actuator, in particular a second electro-magnetic coil, for actuating and / or adjusting a second control element of a second pilot valve in the direction of a second control axis according to the preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Ventile sind Komponenten zur Steuer- bzw. Regelung des Energieflusses in hydraulischen oder pneumatischen Systemen. Sie beeinflussen die Strömungsrichtung, den Druck oder den Volumenstrom des Fluides, d.h. der Hydraulikflüssigkeit oder des Druckgases bzw. der Druckluft. Ventile können als Einschraubventilpatrone, Plattenventile oder Aufbauventile ausgeführt und mit einem Magnet angesteuert werden. Für die Betätigung bzw. für den Schaltvorgang wird meistens einer Spule ein elektromagnetisches Feld erzeugt. Dieses Feld verschiebt den Magnetanker, der mittels geeigneten Verbindungselementen eine axiale Verschiebung/Verstellung des Ventilkolbens/-schiebers bewirkt.Valves are components for controlling the flow of energy in hydraulic or pneumatic systems. They influence the flow direction, the pressure or the volume flow of the fluid, ie the hydraulic fluid or the compressed gas or compressed air. Valves can be designed as Einschraubventilpatrone, plate valves or body valves and controlled by a magnet. For the operation or for the switching operation of an electromagnetic field is usually generated a coil. This field displaces the magnet armature, which causes an axial displacement / adjustment of the valve piston / slide by means of suitable connecting elements.

Es werden bereits sog. Doppelkolbenventile bzw. Doppelschieberventile eingesetzt, die als eine Baueinheit zwei, insb. mittels je einer Spule bzw. einem Aktor steuerbare bzw. regelbare Ventile bzw. sog. Kolben/Schieber/Stellelement umfassen. Solche Anordnungen haben gegenüber Einzelspulenanordnungen mehrere Vorteile, da die Positionen der beiden Spulen/Aktoren und somit der beiden Steuerventile einzeln gesteuert werden können. Hierbei kann jedes der beiden Ventile bzw. jeder der beiden Kolben/Stellelemente u.a. die Drücke und/oder Volumenströme getrennt in den Arbeitsleitungsanschlüssen A oder B steuern/kontrollieren und dies jeweils unabhängig voneinander.There are already so-called. Double-piston valves or double slide valves used, which as a unit two, esp. By means of a respective coil or an actuator controllable or controllable valves or so-called. Piston / slide / actuator comprise. Such arrangements have several advantages over single coil arrangements, since the positions of the two coils / actuators and thus of the two control valves can be controlled individually. Here, each of the two valves or each of the two pistons / actuators u.a. the pressures and / or flow rates separately in the working line connections A or B control / control and this each independently.

Diese sog. "Doppelkolbenventile" werden in Fachkreisen auch als sog. "getrennte Steuerkanten Regelung" bezeichnet und ermöglichen eine unabhängige Zu- und Abflussregelung beispielsweise der zu steuernden Apparatur/Maschine wie z.B. eine Kolben-Zylindereinheit, linearer oder rotatorischer Hydraulikmotor oder dergleichen. Im Vergleich hierzu sind in konventionellen Ventilen die Steuerkanten des Kolbens/Schiebers starr mit einander verbunden und können nicht separat bzw. unabhängig voneinander geregelt werden.These so-called "double-piston valves" are also referred to in professional circles as so-called "separate control edges regulation" and allow an independent inflow and outflow control, for example, of the apparatus / machine to be controlled, such as e.g. a piston-cylinder unit, linear or rotary hydraulic motor or the like. In comparison, in conventional valves, the control edges of the piston / slide are rigidly connected to each other and can not be controlled separately or independently.

Durch die Trennung der Steuerkanten können mit einem sog. "Doppelkolbenventil" verschiedenste herkömmliche Ventil- und Kolbenarten ersetzt werden, was eine Reduktion der Variantenvielfalt ermöglicht. Die getrennte Steuerkantenregelung vereint gerade auch bei einer schnellen Stellzeit des Kolbens/Schiebers/Stellelementes verschiedene Regelungsmöglichkeiten wie v.a. Druck-, Strom- und/oder Lageregelung.By separating the control edges, a so-called "double piston valve" can be used to replace a wide variety of conventional valve and piston types, which enables a reduction in the number of variants. The separate control edge control combines various control options, especially in the case of a fast positioning time of the piston / slide / control element. Pressure, current and / or position control.

Durch die gezielte Regelung des zu- und/oder abfließenden Fluids bzw. Ölstroms kann auf die Einsatzbedingung beispielsweise bei Fahrzeugen wie im Baggerbereich etc. bei der Zylinderbewegung gezielt z.B. je nach Last bzw. Füllung der Bagger-Schaufel etc. eingegangen werden. Dies reduziert u.a. Energieverluste durch unnötiges Regeln des Zuflusses oder Abflusses. Wenn z.B. nur einer davon geregelt werden muss, kann das andere Ventil bzw. die andere Steuerkante beispielsweise komplett geöffnet und somit Druck- bzw. Strömungsverluste an dieser "anderen" Steuerkante reduziert bzw. minimiert werden. Diese Regelungsmöglichkeit spart Energie und somit z.B. auch Treibstoff im Fahrzeug sowie Abgasbelastungen ein.By the targeted control of the inflowing and / or outflowing fluid or oil flow, the operating conditions, for example in vehicles such as in the excavator area, etc., can be specifically taken into account in the cylinder movement, eg depending on the load or filling of the excavator shovel. This reduces energy losses through unnecessary regulation of the inflow or Drain. If, for example, only one of them has to be regulated, the other valve or the other control edge can be completely opened, for example, and thus pressure or flow losses at this "other" control edge can be reduced or minimized. This control option saves energy and thus, for example, fuel in the vehicle and exhaust emissions.

Darüber hinaus sind zum Beispiel aus der EP 2 456 985 B1 oder der WO 2011/009 705 A1 Ventileinheiten bekannt geworden, wobei den beiden Ventilen bzw. Kolben/Schieber zusätzlich jeweils ein sog. "Pilotventil" vorgeschaltet wird. Das bedeutet, dass ein Vorsteuerventil jeweils ein diesem zugeordnetes Hauptventil hydraulisch bzw. pneumatisch betätigt bzw. den jeweiligen Hauptkolben/-schieber axial verstellt.In addition, for example, from the EP 2 456 985 B1 or the WO 2011/009 705 A1 Valve units become known, wherein the two valves or piston / slide additionally in each case a so-called. "Pilot valve" is connected upstream. This means that a pilot valve in each case hydraulically or pneumatically actuates a main valve associated therewith or axially displaces the respective main piston / slide.

Der Nachteil an diesen Systemen ist beispielsweise, dass diese durch die Vorsteuerung groß aufbaut werden. Dazu kommt dass, wenn eine Mengenregelung gewünscht ist, der Hauptkolben proportional gesteuert werden muss. Dabei wird über das Vorsteuerventil gezielt Fluid/Öl in eine Kammer des Hauptkolbens eingebracht, bis dieser sich in der richtigen Position befindet, danach wird das Vorsteuerventil wieder geschlossen. Die Regelung des Hauptkolbens ist sehr komplex, denn das Fluid/Öl besitzt verschiedene Fließcharakteristiken, je nach Temperatur und Druck. Dies macht eine Regelung des Hauptkolbens äußerst komplex. Ein Nachteil hierbei ist, dass die Verbraucher durch den maximal möglichen Volumenstrom des notwendigen Reduzierventils begrenzt sind und ein Klemmen durch Verschmutzung des Reduzierventils ebenfalls eine Gefahr darstellt.The disadvantage of these systems, for example, that they are built up by the feedforward large. In addition, if a volume control is desired, the main piston must be proportionally controlled. In this case, targeted fluid / oil is introduced into a chamber of the main piston via the pilot valve until it is in the correct position, then the pilot valve is closed again. The control of the main piston is very complex, because the fluid / oil has different flow characteristics, depending on the temperature and pressure. This makes a regulation of the main piston extremely complex. A disadvantage here is that the consumers are limited by the maximum possible volume flow of the necessary reducing valve and a terminals by contamination of the reducing valve also represents a danger.

Aufgabe und Vorteile der ErfindungPurpose and advantages of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Ventileinheit der eingangs genannten Art vorzuschlagen, die die Nachteile des Stands der Technik wenigstens teilweise vermeidet, insbesondere platzsparender ausgeführt und/oder eine besonders energiesparende Regelung realisiert werden kann.The object of the invention is in contrast to propose a valve unit of the type mentioned, which at least partially avoids the disadvantages of the prior art, in particular space-saving executed and / or a particularly energy-saving control can be realized.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Ventileinheit der einleitend genannten Art, durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Durch die in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung möglich.This object is achieved, starting from a valve unit of the aforementioned type, by the features of claim 1. The measures mentioned in the dependent claims advantageous embodiments and developments of the invention are possible.

Dementsprechend zeichnet sich eine erfindungsgemäße Ventileinheit dadurch aus, dass die erste Stellachse des ersten Vorsteuerventils und die zweite Stellachse des zweiten Vorsteuerventils im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.Accordingly, a valve unit according to the invention is characterized in that the first control axis of the first pilot valve and the second control axis of the second pilot valve are arranged substantially parallel to each other.

Mit dieser Maßnahme wird erreicht, dass die Ventileinheit kompakter bzw. platzsparender ausgeführt werden kann und zudem verbesserte Strömungsverhältnisse zwischen Vorsteuerventil bzw. Pilotventil und Hauptventil realisierbar sind. Letzteres führt zu einer verbesserten Regelung bzw. schnelleren und/oder energiesparenderen Betriebsweise.With this measure it is achieved that the valve unit can be made more compact or space-saving and also improved flow conditions between pilot valve or pilot valve and main valve can be realized. The latter leads to improved regulation or faster and / or more energy-saving operation.

Beim Stand der Technik gemäß der EP 2 456 985 B1 sind dagegen die beiden Vorsteuerventile bzw. Pilotventile in Richtung deren Stellachsen nebeneinander angeordnet, das hießt, dass die beiden Stellachsen der beiden Vorsteuerventile bzw. Pilotventile koaxial zueinander angeordnet sind. Dementsprechend "lang" bzw. "breit" ist die bekannte Ventileinheit aufgebaut, was vergleichsweise viel Platz bzw. Bauraum beansprucht.In the prior art according to the EP 2 456 985 B1 On the other hand, the two pilot valves or pilot valves are arranged side by side in the direction of their adjusting axes, which means that the two adjusting axes of the two pilot valves or pilot valves are arranged coaxially with one another. Accordingly, "long" or "wide" the known valve unit is constructed, which takes up comparatively much space or space.

Zudem sind bei diesem Stand der Technik die beiden Hauptventile bzw. deren Stellachsen quer bzw. senkrecht zu den Vorsteuerventilen bzw. Pilotventilen, d.h. zu deren Stellachsen, angeordnet. Auch diese Queranordnung der Vorsteuerventile bzw. Pilotventile in Bezug zu den Hauptventilen benötigt relativ viel Bauraum und die Fluidleitung zwischen dem jeweiligen Vorsteuerventil bzw. Pilotventil und dem zugehörigen Hauptventil entsprechend lang und strömungstechnisch komplex/aufwendig.In addition, in this prior art, the two main valves or their adjusting axes transverse or perpendicular to the pilot valves or pilot valves, ie to the latter Stellachsen, arranged. Also, this transverse arrangement of the pilot valves or pilot valves with respect to the main valves requires a relatively large amount of space and the fluid line between the respective pilot valve or pilot valve and the associated main valve correspondingly long and fluidically complex / expensive.

Dagegen kann gemäß der vorliegenden Erfindung durch die parallele Anordnung der beiden Stellachsen der beiden Vorsteuerventile bzw. Pilotventile, d.h. der ersten und der zweiten Stellachse, eine vorteilhaft kompakte Anordnung der des jeweiligen Vorsteuerventils bzw. Pilotventils zum zugehörigen Hauptventil verwirklicht werden. So können sowohl Bauraum bzw. Platz minimiert und zudem die Strömungsverhältnisse von/zu bzw. zwischen Vorsteuerventil bzw. Pilotventile zu zugehörigem Hauptventil optimiert und damit strömungstechnisch verbessert werden. Folglich können sowohl die Schnelligkeit als auch die Energieverhältnisse bzw. Energieverluste der erfindungsgemäßen Ventileinheit verbessert/optimiert werden.By contrast, according to the present invention, the parallel arrangement of the two control axes of the two pilot valves or pilot valves, i. the first and the second adjusting axis, an advantageously compact arrangement of the respective pilot valve or pilot valve to the associated main valve can be realized. So both space or space can be minimized and also the flow conditions from / to or between pilot valve or pilot valves to associated main valve optimized and thus improved flow. Consequently, both the speed and the energy ratios or energy losses of the valve unit according to the invention can be improved / optimized.

Beispielsweise können die Vorsteuerventile bzw. Pilotventile im Wesentlichen parallel zu den jeweiligen Hauptventilen angeordnet werden. Entsprechend verkürzt können Zuflussleitung und Abflussleitung zwischen dem Vorsteuerventil bzw. Pilotventil und dem jeweiligen bzw. zugeordneten Hauptventil werden. Dies verbessert u.a. das Ansprechverhalten bzw. die Schaltzeiten. So ist nämlich durch die Queranordnung der Stellachse des Vorsteuerventiles in Bezug zur Stellachse des Hauptventils wie beim o.g. Stand der Technik immer eine der beiden Leitungen zwischen den zugeordneten Ventilen vergleichsweise lang.For example, the pilot valves or pilot valves can be arranged substantially parallel to the respective main valves. According shortened inflow and outflow line between the pilot valve or pilot valve and the respective or associated main valve can be. This improves u.a. the response or the switching times. Thus, by the transverse arrangement of the control axis of the pilot valve with respect to the control axis of the main valve as in the o.g. State of the art always one of the two lines between the associated valves comparatively long.

Vorteilhafterweise ist die erste Stellachse des ersten Vorsteuerventils zugleich die dritte Stellachse des ersten Hauptventils, wobei das erste Stellelement des ersten Vorsteuerventils und das dritte Stellelement des ersten Hauptventils koaxial zueinander angeordnet sind. Mit dieser vorteilhaften koaxialen Anordnung der beiden zugeordneten Ventile, d.h. Vorsteuerventil bzw. Pilotventil und Hauptventil, bzw. deren Stellelemente werden die Fluidleitungen bzw. Fluidverbindungen zwischen den beiden Ventilen minimiert. Dementsprechend platzsparend bzw. klein dimensionierbar ist dies realisierbar. Auch ergeben sich kurze bzw. schnelle Schaltzeiten/Regelungsstrecken, was von großem Vorteil ist.Advantageously, the first control axis of the first pilot valve is at the same time the third control axis of the first main valve, wherein the first control element of the first pilot valve and the third control element of the first main valve are arranged coaxially with each other. With this advantageous coaxial arrangement of the two associated Valves, ie pilot valve or pilot valve and main valve, or their control elements, the fluid lines or fluid connections between the two valves are minimized. Accordingly space-saving or small dimensionable this is feasible. Also, there are short or fast switching times / control lines, which is of great advantage.

Vorzugsweise ist (auch) die zweite Stellachse des zweiten Vorsteuerventils zugleich die vierte Stellachse des zweiten Hauptventils, wobei das zweite Stellelement des zweiten Vorsteuerventils und das vierte Stellelement des zweiten Hauptventils koaxial zueinander angeordnet sind. Demzufolge ist nicht nur das erste Ventilpaar, d.h. erstes Vorsteuerventil bzw. Pilotventil und zugehöriges erstes Hauptventil, sondern auch das zweite Ventilpaar, d.h. zweite Vorsteuerventil bzw. Pilotventil und zugehöriges zweites Hauptventil, platzsparend bzw. klein dimensionierbar. Auch hierbei werden die Fluidleitungen bzw. Fluidverbindungen zwischen den beiden Ventilen bzw. des Ventilpaares minimiert, so dass sich auch hier kurze bzw. schnelle Schaltzeiten/Regelungsstrecken ergeben. Dementsprechend kompakt und platzsparend ist die erfindungsgemäße Ventileinheit umzusetzen, die zudem auch sehr schnell arbeitet.Preferably, the second adjusting axis of the second pilot valve is also the fourth adjusting axis of the second main valve, the second actuating element of the second pilot valve and the fourth actuating element of the second main valve being arranged coaxially with one another. As a result, not only is the first pair of valves, i. first pilot valve or pilot valve and associated first main valve, but also the second valve pair, i. second pilot valve or pilot valve and associated second main valve, space-saving or small dimensioned. Here, too, the fluid lines or fluid connections between the two valves or the valve pair are minimized, so that here too short or fast switching times / control paths result. Accordingly, compact and space-saving implement the valve unit according to the invention, which also works very quickly.

Generell wird durch diese vorteilhafte Integration des/der Vorsteuerventile in das/die Hauptventile eine deutliche Verbesserung in Bezug auf den Platzbedarf als auch in Bezug auf Fluidströmung/-leitung und somit die Regelung verwirklicht.In general, this advantageous integration of the pilot valve (s) into the main valve (s) achieves a significant improvement in terms of space requirements as well as in terms of fluid flow / flow and hence control.

Beim erfindungsgemäßen "Kolben-im-Kolben-Prinzip" bzw. der Integration des/der Vorsteuerventile in das/die Hauptventile, werden die Stellelemente der Vorsteuerventile, d.h. das erste und/oder das zweite Stellelement, über den/die Aktoren ausgelenkt/verstellt. Durch die Steuerkanten im jeweiligen Vorsteuerventil wird ein Druckungleichgewicht im Hauptventil bzw. an dessen Stellelement, d.h. dem dritten und/oder vierten Stellelement, erzeugt, wobei das Druckungleichgewicht bewirkt, dass das Hauptventil bzw. dessen Stellelement hydraulisch/pneumatisch dem zugehörigen Vorsteuerventil bzw. dessen Stellelement "nachfolgt". Das bedeutet, dass das jeweilige Hauptventil in vorteilhafter Weise hydraulisch/pneumatisch verstellt wird, nämlich vom jeweiligen Vorsteuerventil.In the "piston-in-piston principle" according to the invention or the integration of the pilot valve (s) into the main valve (s), the control elements of the pilot valves, ie the first and / or the second actuator, are deflected / adjusted via the actuator (s). By the control edges in the respective pilot valve, a pressure imbalance in the main valve or at its actuator, ie the third and / or fourth Control element, generated, wherein the pressure imbalance causes the main valve or its actuator hydraulically / pneumatically "follows" the associated pilot valve or its control element. This means that the respective main valve is advantageously hydraulically / pneumatically adjusted, namely by the respective pilot valve.

Sobald das Hauptventil bzw. an dessen Stellelement, d.h. dem dritten und/oder vierten Stellelement, die Position/Stellung des Vorsteuerkolbens erreicht hat, sind in vorteilhafter Weise die Steuerkanten somit passiv geschlossen (worden) und das Hauptventil bzw. an dessen Stellelement, d.h. das dritte und/oder vierte Stellelement, kommt durch das vorhandene Druckgleichgewicht zur Ruhe. Dabei muss eine Elektronik bzw. elektrische und/oder elektronische Kontrolleinheit nicht aktiv eingreifen, insb. in ein Bremsen bzw. Verlangsamen/Stoppen des Hauptventils bzw. an dessen Stellelement, d.h. des dritten und/oder vierten Stellelements.Once the main valve or on its actuator, i. the third and / or fourth actuator, the position / position of the pilot piston has reached, are advantageously the control edges thus passively closed (have been closed) and the main valve or on its actuator, i. the third and / or fourth actuator comes to rest through the existing pressure balance. In this case, an electronic or electrical and / or electronic control unit must not actively intervene, esp. In a braking or slowing down / stopping the main valve or on its actuator, i. of the third and / or fourth actuator.

Je größer die Verschiebung zwischen dem Stellelement des Hauptventils und dem Stellelement des zugehörigen Vorsteuerventils ist, umso größer sind die Öffnungsspalte bzw. Durchflussquerschnitte des jeweiligen Vorsteuerventils. Hieraus ergibt sich ein größerer Volumenstrom in eine Vorkammern des Hauptventils, was diesen schneller nachstellen lässt. Dies kann als Proportionalregler bezeichnet werden.The greater the displacement between the control element of the main valve and the control element of the associated pilot control valve, the greater are the opening gaps or flow cross-sections of the respective pilot control valve. This results in a larger volume flow in a pre-chambers of the main valve, which can adjust this faster. This can be called a proportional controller.

In bisherige, eingangs genannte Ventilansteuerungen muss der Systemdruck auf ein kleines Druckniveau reduziert werden. Die Vorsteuerventile des Stands der Technik arbeiten üblicherweise mit ca. 5 - 30 bar. Gemäß der Erfindung wirkt sich ein steigender Systemdruck jedoch positiv auf die Nachführung des Hauptventils bzw. dessen Stellelementes aus. Die Stellkraft kann als F=A*p angegeben werden, wobei F die Stellkraft beschreibt und sich aus der wirksamen Fläche A des Stellelementes und dem Druck p ergibt. Im Vergleich zum o.g. Stand der Technik ist Stellkraft mit steigendem Druck immer größer. Hieraus ergibt sich gemäß der Erfindung ein Ventil, das im Prinzip keine Leistungsgrenzen aufweist. Durch die begrenzte Vorsteuerkraft (hydraulisch oder elektrisch, motorisch) begrenzen Strömungsimpulse beim Stand der Technik aufgrund des Druckunterschiedes (sog. "delta P") die Leistungsfähigkeit.In previous, initially mentioned valve actuators, the system pressure has to be reduced to a low pressure level. The pilot valves of the prior art usually work with about 5 - 30 bar. According to the invention, however, an increasing system pressure has a positive effect on the tracking of the main valve or its actuating element. The actuating force can be specified as F = A * p, wherein F describes the actuating force and results from the effective area A of the actuating element and the pressure p. Compared to the above-mentioned state of the art, actuating force is always greater with increasing pressure. This results according to the invention, a valve, which in principle has no performance limits. Due to the limited pilot force (hydraulic or electric, motor) limit flow pulses in the prior art due to the pressure difference (so-called "delta P"), the performance.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens ein Positionssensor/Wegsensor zur Erfassung einer Position/Stellung von wenigstens einem der Stellelemente vorgesehen. Bevorzugt sind hierbei wenigstens ein erster Positionssensor zur Erfassung einer Position/Stellung des dritten Stellelementes des ersten Hauptventils und ein zweiter Positionssensor zur Erfassung einer Position/Stellung des vierten Stellelementes des zweiten Hauptventils vorgesehen.In an advantageous embodiment of the invention, at least one position sensor / displacement sensor for detecting a position / position of at least one of the adjusting elements is provided. Preferably, at least one first position sensor for detecting a position / position of the third control element of the first main valve and a second position sensor for detecting a position / position of the fourth control element of the second main valve are provided.

So wird mit Hilfe des/der Positionssensoren bzw. Wegsensoren die Position/Stellung vor allem des/der Hauptventile detektiert, insb. deren Stellelemente, d.h. des dritten und/oder vierten Stellelementes. Folglich kann eine besonders exakte bzw. genaue Regelung/Kontrolle der Fluidströme bzw. der Betriebsweise der Ventileinheit gemäß der Erfindung und somit der zu steuernden/kontrollierenden Maschinen, Apparaturen, Geräte bzw. Pneumatik-/Hydraulikaktoren wie rotatorische oder lineare Motoren, Zylinderkolbeneinheiten etc..Thus, with the aid of the position sensor (s), the position / position above all of the main valve (s) is detected, in particular its control elements, i. of the third and / or fourth control element. Consequently, a particularly accurate or accurate control of the fluid flows and the operation of the valve unit according to the invention and thus the machines to be controlled / controlled, apparatus, pneumatic or hydraulic actuators such as rotary or linear motors, cylinder piston units etc ..

Die Auslenkung bzw. Stellung/Position des/der Vorsteuerventile bzw. Pilotventile kann in vorteilhafter Weise über den/die (ersten und/oder zweiten) Aktoren bzw. elektro-magnetische Spulen, erfasst werden. Demzufolge ist bei dieser Variante der Aktor bzw. die Spule als (dritter/vierter) Positionssensor bzw. Wegsensor gemäß der Erfindung ausgebildet.The deflection or position / position of the pilot valves or pilot valves can be detected in an advantageous manner via the (first and / or second) actuators or electromagnetic coils. Consequently, in this variant, the actuator or the coil is designed as a (third / fourth) position sensor or displacement sensor according to the invention.

Grundsätzlich ist durch Verwendung eines Permanentmagneten, der mittels der Spule elektromagnetisch bewegt werden kann, ein sehr schneller Aktor realisierbar, was bzgl. Regelung der Ventileinheit gemäß der Erfindung von großem Vorteil ist. Durch das schnelle Ansprechverhalten des Aktors und somit des/der Vorsteuerventile bzw. Pilotventile können präzise und schnelle Stellungskorrekturen umgesetzt werden.Basically, by using a permanent magnet, which can be moved electromagnetically by means of the coil, a very fast actuator can be realized, which is in terms of. Regulation of the valve unit according to the invention of great advantage. Due to the fast response of the actuator and thus the pilot valves (s), precise and rapid position corrections can be implemented.

Vorzugsweise sind wenigstens der erste Positionssensor koaxial zur ersten/dritten Stellachse und/oder der zweite Positionssensor koaxial zur zweiten/vierten Stellachse angeordnet. Hiermit kann eine sehr kompakte, mehrere Positionssensoren umfassende Ventileinheit gemäß der Erfindung als Baueinheit bzw. innerhalb eines gemeinsamen Ventilgehäuses verwirklicht werden.Preferably, at least the first position sensor coaxial with the first / third adjusting axis and / or the second position sensor arranged coaxially with the second / fourth adjusting axis. Hereby, a very compact, several position sensors comprehensive valve unit according to the invention as a structural unit or within a common valve housing can be realized.

Vorteilhafterweise sind in Richtung der ersten/dritten Stellachse betrachtet wenigstens das dritte Stellelement des ersten Hauptventils zwischen dem ersten Aktor und dem ersten Positionssensor angeordnet und/oder in Richtung der zweiten/vierten Stellachse betrachtet wenigstens das vierte Stellelement des zweiten Hauptventils zwischen dem zweiten Aktor und dem zweiten Positionssensor angeordnet.At least the third control element of the first main valve between the first actuator and the first position sensor and / or viewed in the direction of the second / fourth control axis, at least the fourth control element of the second main valve between the second actuator and the second position sensor arranged.

Alternativ oder in Kombination hierzu sind in Richtung der ersten/dritten Stellachse betrachtet wenigstens das erste Stellelement des ersten Vorsteuerventils zwischen dem ersten Aktor und dem ersten Positionssensor angeordnet und/oder in Richtung der zweiten/vierten Stellachse betrachtet wenigstens das zweite Stellelement des zweiten Vorsteuerventils zwischen dem zweiten Aktor und dem zweiten Positionssensor angeordnet.Alternatively or in combination, viewed in the direction of the first / third control axis at least the first control element of the first pilot valve between the first actuator and the first position sensor and / or viewed in the direction of the second / fourth control axis at least the second control element of the second pilot valve between the arranged second actuator and the second position sensor.

Mit diesen vorgenannten Maßnahmen wird erreicht, dass im Wesentlichen alle regelungstechnischen Komponenten koaxial zueinander und somit platzsparend angeordnet werden können. So ist auf der einen Seite des/der Stellelemente der Aktor bzw. die Spule und auf der anderen bzw. gegenüberliegenden Seite der Sensor/Positionssensor angeordnet. Durch die starre bzw. direkte Verbindung/Anordnung von Aktor und (erstem/zweiten) Stellelement sowie Positionssensor und (drittem/vierten) Stellelement wird eine toleranzarme und somit besonders genaue Positionserfassung bzw. Regelung/Kontrolle der Ventileinheit gemäß der Erfindung realisierbar.With these aforementioned measures it is achieved that substantially all control components can be arranged coaxially with each other and thus save space. Thus, on one side of the / the adjusting elements of the actuator or the coil and on the other or opposite side of the sensor / position sensor is arranged. Due to the rigid or direct connection / arrangement of actuator and (first / second) actuator and position sensor and (third / fourth) actuator is a low-tolerance and thus very accurate position detection or control / control of the valve unit according to the invention feasible.

Generell kann bei Bedarf die erfindungsgemäße Ventileinheit weitere Sensoren und/oder Komponenten umfassen, z.B. zurIn general, if required, the valve unit according to the invention may comprise further sensors and / or components, eg for

Erfassung einer Temperatur, einer Strömungsgeschwindigkeit und/oder wenigstens ein Druckbegrenzungsventil zur Kontrolle/Regelung eines Druckes, insb. des von einer Druckpumpe generierten Betriebsdruckes. Auch kann die erfindungsgemäße Ventileinheit wenigstens eine elektronische und/oder elektrische Kontrolleinheit zur Kontrolle von einzelnen oder mehreren Elementen bzw. Komponenten aufweisen.Detecting a temperature, a flow velocity and / or at least one pressure limiting valve for controlling / regulating a pressure, esp. Of the generated by a pressure pump operating pressure. The valve unit according to the invention may also have at least one electronic and / or electrical control unit for controlling individual or multiple elements or components.

Beispielsweise kann die Kontrolleinheit die Signale/Daten der Sensoren, insb. Positionssensoren, zur Kontrolle/Steuerung der Aktoren/Spulen und/oder zum Daten/Informationsaustausch mit einer externen, zweiten Kontrolleinheit verwenden. Letzteres ermöglicht in vorteilhafter Weise ein Austausch mit z.B. einer zentralen Kontrolleinheit eines Fahrzeugs wie eines Baggers, wobei die Stellung eines Hubzylinders oder dergleichen sensorisch erfasst und der zentralen Kontrolleinheit weitergeleitet und wiederum in vorteilhafter Weise mit der "interne" Kontrolleinheit der Ventileinheit verbunden werden kann. Die verbessert die Regelung zusätzlich. Beispielsweise wird hier ein vorteilhafter Datenbus wie ein CAN, CAnopen etc. und/oder ein Prozessor verwendet. Auch kann eine drahtlose Daten-/Signalverbindung vorgesehen werden, womit mobile Telekommunikationsgeräte, z.B. Smartphone, Tablet etc., in ein vorteilhaftes Netzwerk eingebunden werden können.For example, the control unit may use the signals / data of the sensors, in particular position sensors, for controlling / controlling the actuators / coils and / or for data / information exchange with an external, second control unit. The latter advantageously enables exchange with e.g. a central control unit of a vehicle such as an excavator, wherein the position of a lifting cylinder or the like sensed and forwarded to the central control unit and in turn can be connected in an advantageous manner with the "internal" control unit of the valve unit. This additionally improves the regulation. For example, an advantageous data bus such as a CAN, CAnopen etc. and / or a processor is used here. Also, a wireless data / signal connection may be provided whereby mobile telecommunications equipment, e.g. Smartphone, tablet, etc., can be integrated into an advantageous network.

Generell ist von Vorteil, für eine erfindungsgemäße Regelung die Drücke an/in den Anschlüssen A, B, P und T zu kennen bzw. zu erfassen. Weiterhin ist es vorteilhaft die Stellung des Hauptkolbens/-stellelementes zu erfassen bzw. zu erkennen. Hieraus kann in vorteilhafter Weise durch das Druckgefälle zwischen den zu verbindenden Kanälen/Leitungen und über die Viskosität (veränderlich zur Öltemperatur) der genaue fließende Volumenstrom errechnet und eine Feinregelung ermöglicht werden. Um ein vorteilhafte Volumenstrom-, aber auch Druckregelung zu ermöglichen, ist für die Ansteuerung eine vorteilhafte Elektronik bzw. o.g. Kontrolleinheit und softwaretechnische Programmierung von besonderer Bedeutung. Weiterhin entstehen weitere Regelungsmöglichkeiten die eine Rekuperation des Systemdruckes bzw. Öldrucks im System ermöglichen.In general, it is advantageous to know or record the pressures at / in the connections A, B, P and T for a regulation according to the invention. Furthermore, it is advantageous to detect or recognize the position of the main piston / -stellelementes. From this can be calculated in an advantageous manner by the pressure gradient between the channels to be connected / lines and the viscosity (variable to the oil temperature) of the exact flowing volume flow and a fine control possible. In order to enable an advantageous volume flow, but also pressure control, for the control of an advantageous electronics or og control unit and software programming is of particular importance. Furthermore, further control possibilities arise a recuperation of the system pressure or oil pressure in the system enable.

Grundsätzlich ist gemäß der Erfindung von Vorteil, dass die Kolbenvorsteuerung über ein kleineres Vorsteuerventil verwirklicht wird, womit große Stellkräfte des Hauptkolbens bzw. Hauptventils realisiert werden können. Somit kann der Vorsteuerungsaktor bzw. die Spule des "Pilotventils" verhältnismäßig klein ausgebildet werden, d.h. bzgl. Stellkraft sowie Bauraum, wobei der hydraulische Systemdruck als Verstellkraft für das Hauptventil genutzt wird. Hierbei wird der Hauptkolben üblicherweise entweder auf der linken oder rechten Seite mit Druck beaufschlagt und somit diesen in ein Ungleichgewicht gebracht, so dass dieser verstellt wird. Dementsprechend wächst die Stellkraft für das Hauptventil mit dem hydraulischen Druck.Basically, according to the invention is advantageous in that the piston pilot control is realized via a smaller pilot valve, whereby large actuating forces of the main piston or main valve can be realized. Thus, the pilot actuator or coil of the "pilot valve" can be made relatively small, i. with regard to actuating force and installation space, the hydraulic system pressure being used as the adjusting force for the main valve. In this case, the main piston is usually pressurized either on the left or right side with pressure and thus brought into an imbalance, so that it is adjusted. Accordingly, the actuating force for the main valve increases with the hydraulic pressure.

Als wesentliche Kriterien für ein erfindungsgemäßes System sind z.B. ein Systemdruck von bis zu ca. 500 bar, Ansteuerung der Druckpumpe für lastabhängige Leistungsbereitstellung elektronisches und hydraulisches sog. "Loadsensing" (LS), Regelung nach max. Bedarf, Notlauffunktion bei Sensorausfall, sog. "Performance Levels" von Standardventilen deutlich übertreffen (Sicherheit, Stellzeiten von kleiner ca. 20ms zur sensiblen Druckregelung, Variantenvielfaltsreduzierung und/oder Bedarfsanpassung auf Zu- und Abflussströme.As essential criteria for a system according to the invention are e.g. a system pressure of up to approx. 500 bar, control of the pressure pump for load-dependent power supply electronic and hydraulic so-called "load-sensing" (LS), control after max. Need, emergency function in case of sensor failure, so-called "performance levels" of standard valves significantly surpass (safety, operating times of less than 20ms for sensitive pressure control, variant diversity reduction and / or demand adjustment to inflow and outflow.

Als weitere erreichbare Eigenschaften der Ventileinheit gemäß der Erfindung können genannt werden, z.B. Platinen-Kommunikation untereinander, Hauptsteuerplatinen-Kommunikation mit dem Fahrzeug, Ermittlung von Drücken, Volumenströme und zur Verfügung Stellung für das Fahrzeug, Erkennung von Verschleiß und Rückmeldung an Fahrzeug, Notlauffunktion, Redundanz der Elektronik höheres Performance Level (PL) und/oder Leistungsbedarfserkennung und Order bei der Pumpe.As further achievable properties of the valve unit according to the invention may be mentioned, e.g. Circuit board communication with each other, main control board communication with the vehicle, detection of pressures, volumetric flows and position for the vehicle, detection of wear and feedback to vehicle, emergency function, redundancy of electronics higher performance level (PL) and / or power demand detection and order at the pump.

Realisierbare Vorteile der Ventileinheit gemäß der Erfindung sind u.a. Energieeinsparung durch Rekuperation, Energieeinsparung durch verbesserte Regelung von Zu- und Abflüssen und/oder Datensammlung und Rückmeldung von Lastzuständen im Betrieb zur weiteren Optimierung von Verbräuchen.Realizable advantages of the valve unit according to the invention include energy savings through recuperation, energy savings through improved control of inflows and outflows and / or data collection and feedback from Load conditions during operation to further optimize consumption.

Ausführungsbeispielembodiment

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend näher erläutert.A preferred embodiment of the invention is illustrated in the drawing and will be explained in more detail with reference to FIGS.

Im Einzelnen zeigt:

Figur 1
schematisch im Schnitt eine Ventileinheit gemäß der Erfindung und
Figur 2
schematisch im Schnitt eine vergrößerte Darstellung der Ventileinheit gemäß Figur 1.
In detail shows:
FIG. 1
schematically in section a valve unit according to the invention and
FIG. 2
schematically in section an enlarged view of the valve unit according to FIG. 1 ,

In den Figuren ist eine Ventileinheit 15 bzw. ein sog. "Doppelfolgeventil" 15 gemäß der Erfindung schematisch dargestellt. Diese Ventileinheit 15 umfasst innerhalb eines Gehäuses 13 unter anderem zwei Spulen 7 bzw. Aktoren 7, die ein erstes bzw. zweites Stellelement 4 bzw. Vorsteuerkolben 4 eines Vorsteuerventils bzw. eines sog. "Pilotventils" verstellen bzw. mit diesen über eine Verbindung 16 starr verbunden sind, so dass mittels elektrischer Strombeaufschlagung der Spule 7 eine Verstellung des Vorsteuerkolbens 4 längs einer Verstellachse 14 verwirklicht wird.In the figures, a valve unit 15 or a so-called "double sequence valve" 15 according to the invention is shown schematically. This valve unit 15 comprises within a housing 13, inter alia, two coils 7 and actuators 7, the first or second control element 4 or pilot piston 4 of a pilot valve or a so-called. "Pilot valve" adjust or rigidly with these via a connection 16 are connected, so that by means of electrical current application of the coil 7, an adjustment of the pilot piston 4 along an adjustment axis 14 is realized.

Die elektrische Strom-/Spannungsversorgung erfolgt vorzugsweise mittels eines Kabels 12 und insb. mittels einer elektrischen und/oder elektronischen Kontrolleinheit. Dies kann durch/auf einer Platine 5.1 bzw. Platine 5.2 umgesetzt werden. Die Platinen 5.2 bzw. 5.2 sind u.a. auch für die Versorgung und/oder Auswertung bzw. Weiterleitung von Signalen/Informationen/Daten von Sensoren 3, 6, insb. Drucksensoren 3, Positionssensoren 6, nicht näher dargestellten Temperatursensoren oder dergleichen, ausgebildet. Die Spule 7 bzw. sog. "Tauchspule" 7 kann auch in vorteilhafter Weise als Weg-/Positionssensor ausgebildet/verwendet werden, insb. unter Zuhilfenahme der Kontrolleinheit.The electrical power / voltage supply is preferably carried out by means of a cable 12 and esp. By means of an electrical and / or electronic control unit. This can be implemented by / on a board 5.1 or board 5.2. The boards 5.2 and 5.2 are, inter alia, also for the supply and / or evaluation or forwarding of signals / information / data from sensors 3, 6, esp. Pressure sensors 3, position sensors 6, not shown temperature sensors or the like, educated. The coil 7 or so-called "plunger coil" 7 can also be advantageously designed / used as a displacement / position sensor, in particular with the aid of the control unit.

Wie in Figur 1 deutlich wird, sind zwei Spulen 7 jeweils längs einer Längsachse 14 angeordnet, wobei die beiden Längsachsen 14 im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Zudem sind jeweils ein Stellelement 4 bzw. Vorsteuerkolben 4 längs der Längsachsen 14 zwischen je einer Spule 7 und je einem Positionssensor 6 angeordnet. Hierbei erfasst jedoch der Positionssensor 6 nicht die Stellung/Position des Vorsteuerkolbens 4, sondern jeweils eines Hauptkolbens 8 bzw. eines (dritten/vierten) Stellelementes 8 eines Hauptventils.As in FIG. 1 becomes clear, two coils 7 are each arranged along a longitudinal axis 14, wherein the two longitudinal axes 14 are arranged substantially parallel to each other. In addition, in each case one adjusting element 4 or pilot piston 4 are arranged along the longitudinal axes 14 between a respective coil 7 and a respective position sensor 6. In this case, however, the position sensor 6 does not detect the position / position of the pilot piston 4, but in each case a main piston 8 or a (third / fourth) actuating element 8 of a main valve.

Zwischen dem Stellelement 4 bzw. Vorsteuerkolben 4 des Pilotventils und dem Stellelement 8 bzw. Hauptkolben 8 des Hauptventils ist jeweils eine Dicht-/Druckhülse 10 und eine längs der Achse 14 verstellbare Steuerhülse 9 angeordnet. Die Stellelemente 4 bzw. Vorsteuerkolben 4 des Pilotventils und die Stellelemente 8 bzw. Hauptkolben 8 des Hauptventils sowie die Steuerhülsen 9, Druckhülsen 10 als auch die Spulen 7 und die Positionssensoren 6 sind jeweils zueinander koaxial um/längs einer gemeinsamen Stellachse 14 angeordnet. Hierdurch kann eine besonders kompakte Platz sparende Baueinheit realisiert werden.Between the adjusting element 4 and pilot piston 4 of the pilot valve and the adjusting element 8 and the main piston 8 of the main valve respectively a sealing / pressure sleeve 10 and an adjustable along the axis 14 control sleeve 9 is arranged. The control elements 4 and pilot piston 4 of the pilot valve and the adjusting elements 8 and main piston 8 of the main valve and the control sleeves 9, compression sleeves 10 and the coils 7 and the position sensors 6 are each coaxially arranged around / along a common control axis 14. This allows a particularly compact space-saving unit can be realized.

Zudem sind besonders kurze Fluidverbindungen bzw. Fluidleitungen zwischen Pilotventil und dem diesen jeweils zugeordneten bzw. von diesem gesteuerten Hauptventil realisiert. Das heißt vorliegend, dass die Fluidleitung bzw. Hydraulikverbindung lediglich vom Stellelement 4 bzw. Vorsteuerkolben 4 des Pilotventils über die Steuerhülse 9 zum Stellelement 8 bzw. Hauptkolben 8 des Hauptventils ausgebildet ist. Hierbei sind vorteilhafte radiale Durchlässe 11 und/oder ringförmige Ausnehmungen 17 der zuvor genannten Komponenten/Elemente vorhanden. Diese Ausgestaltung bzw. Anordnung bildet eine vorteilhafte Druckwaage aus, so dass sich durch eine Verstellung des Stellelementes 4 bzw. Vorsteuerkolbens 4 eine längs der Achse 14 ausgebildete Verstellung der Steuerhülse 9 und zudem bzw. hierdurch eine längs der Achse 14 ausgebildete Verstellung des Stellelementes 8 bzw. des Hautkolbens 8 des Hauptventils ergibt. Das bedeutet, dass das Hauptventil hydraulisch bzw. pneumatisch durch Verstellen des Vorsteuerventils bzw. dessen Vorsteuerkolbens 4 mittels der Spule 7 betätigt/verstellt wird. Hierdurch können sehr hohe Arbeitsdrucke des Hauptventils bzw. der Anschlüsse A, B von z.B. ca. 500 bar mittels vergleichsweise kleiner Vorsteuerkräfte von z.B. ca. 10 - 20 N gesteuert werden.In addition, particularly short fluid connections or fluid lines are realized between the pilot valve and the main valve respectively associated with it or controlled by it. In the present case, this means that the fluid line or hydraulic connection is formed only by the control element 4 or pilot piston 4 of the pilot valve via the control sleeve 9 to the control element 8 or main piston 8 of the main valve. In this case, advantageous radial passages 11 and / or annular recesses 17 of the aforementioned components / elements are present. This embodiment or arrangement forms an advantageous pressure balance, so that by an adjustment of the actuating element 4 or Vorsteuerkolbens 4 a along the axis 14 formed adjustment of the control sleeve 9 and also or thereby a longitudinal axis 14 formed adjustment of the adjusting element 8 and the main piston 8 of the main valve results. This means that the main valve is actuated hydraulically or pneumatically by adjusting the pilot valve or its pilot piston 4 by means of the coil 7 / is adjusted. As a result, very high working pressures of the main valve or the terminals A, B of eg about 500 bar by means of comparatively small pilot forces of eg about 10 - 20 N are controlled.

Durch die vorteilhafte Ausgestaltung der Steuerkanten der Stellelemente 4 bzw. Vorsteuerkolben 4 des Pilotventils und der Stellelemente 8 bzw. Hauptkolben 8 des Hauptventils sowie der Druckhülsen 10 kann eine besonders schnelle und sichere Betriebsweise verwirklicht werden. Auch kann durch die vorgenannten Elemente/Komponenten eine vorteilhafte Dichtigkeit der Ventile, d.h. der Schieber bzw. Stellelemente 4, 8 des Vorsteuerventils bzw. des Pilotventils und/oder des Hauptventils erreicht werden.Due to the advantageous embodiment of the control edges of the control elements 4 and pilot piston 4 of the pilot valve and the adjusting elements 8 and main piston 8 of the main valve and the pressure sleeves 10, a particularly fast and safe operation can be realized. Also, by the aforementioned elements / components, an advantageous tightness of the valves, i. the slide or adjusting elements 4, 8 of the pilot valve or the pilot valve and / or the main valve can be achieved.

Durch die doppelte Ausführung der koaxialen Anordnung der zuvor genannten Komponenten bzw. Ventile, d.h. Vorsteuerventils bzw. des Pilotventils und des jeweiligen Hauptventils bzw. deren Stellelemente 4, 8, innerhalb des Gehäuses 13 ist eine getrennte Steuerung/Kontrolle der Arbeitsanschlussleitungen A und B für z.B. einen hydraulischen, doppeltwirkenden Hub-/Stell-Zylinder und/oder einen Hydraulikmotor etc. realisierbar.Due to the double design of the coaxial arrangement of the aforementioned components or valves, ie pilot valve or the pilot valve and the respective main valve or its adjusting elements 4, 8, within the housing 13 is a separate control / monitoring of the working connection lines A and B for example a hydraulic, double-acting lifting / adjusting cylinder and / or a hydraulic motor, etc. feasible.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
SekundärdruckabsicherungSecondary pressure protection
22
Anschlussconnection
33
Drucksensorpressure sensor
44
erstes/zweites Stellelement/Ventilkolbenfirst / second actuator / valve piston
5.15.1
Platine/LeiterplatteBoard / printed circuit board
5.25.2
Platine/LeiterplatteBoard / printed circuit board
66
Wegsensordisplacement sensor
77
Aktor/SpuleActuator / reel
88th
Hauptkolben/StellelementMain piston / actuator
99
Steuerhülsecontrol sleeve
1010
Druckhülsepressure sleeve
1111
Durchlasspassage
1212
Kabelelectric wire
1313
Gehäusecasing
1414
Achseaxis
1515
Ventileinheitvalve unit
1616
Verbindungconnection
1717
Ausnehmungrecess
AA
Arbeitsanschlussworking port
BB
Arbeitsanschlussworking port
PP
Pumpenanschlusspump connection
TT
Tankanschluss/RücklaufTank connection / return

Claims (10)

Ventileinheit (15) zur Kontrolle eines Fluides, insbesondere einer Hydraulikflüssigkeit, mit wenigstens einem ersten Aktor (7), insbesondere einer ersten elektro-magnetischen Spule (7), zum Betätigen und/oder Verstellen eines ersten Stellelementes (4) eines ersten Vorsteuerventils in Richtung einer ersten Stellachse (14) und einem zweiten Aktor (7), insbesondere einer zweiten elektro-magnetischen Spule (7), zum Betätigen und/oder Verstellen eines zweiten Stellelementes (4) eines zweiten Vorsteuerventils in Richtung einer zweiten Stellachse (14), wobei das erste Vorsteuerventil zum Steuern und/oder Verstellen eines dritten Stellelementes (8) eines ersten Hauptventils in Richtung einer dritten Stellachse (14) und das zweite Vorsteuerventil zum Steuern und/oder Verstellen eines vierten Stellelementes (8) eines zweiten Hauptventils in Richtung einer vierten Stellachse (14) vorgesehen sind, wobei die dritte Stellachse (14) des dritten Stellelementes (8) des ersten Hauptventils und die vierte Stellachse (14) des vierten Stellelementes (8) des zweiten Hauptventils im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stellachse (14) des ersten Vorsteuerventils und die zweite Stellachse (14) des zweiten Vorsteuerventils im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.Valve unit (15) for controlling a fluid, in particular a hydraulic fluid, with at least one first actuator (7), in particular a first electro-magnetic coil (7), for actuating and / or adjusting a first control element (4) of a first pilot valve in the direction a first adjusting axis (14) and a second actuator (7), in particular a second electro-magnetic coil (7), for actuating and / or adjusting a second adjusting element (4) of a second pilot valve in the direction of a second adjusting axis (14) the first pilot valve for controlling and / or adjusting a third control element (8) of a first main valve in the direction of a third control axis (14) and the second pilot valve for controlling and / or adjusting a fourth control element (8) of a second main valve in the direction of a fourth control axis (14) are provided, wherein the third adjusting axis (14) of the third control element (8) of the first main valve and the vi erte adjusting axis (14) of the fourth adjusting element (8) of the second main valve are arranged substantially parallel to each other, characterized in that the first adjusting axis (14) of the first pilot valve and the second adjusting axis (14) of the second pilot valve are arranged substantially parallel to each other , Ventileinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stellachse (14) des ersten Vorsteuerventils zugleich die dritte Stellachse (14) des ersten Hauptventils ausbildet.Valve unit according to claim 1, characterized in that the first adjusting axis (14) of the first pilot valve at the same time forms the third adjusting axis (14) of the first main valve. Ventileinheit nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Stellelement (4) des ersten Vorsteuerventils und das dritte Stellelement (8) des ersten Hauptventils koaxial zueinander angeordnet sind.Valve unit according to one of the preceding claims, characterized in that the first control element (4) of the first pilot valve and the third control element (8) of the first main valve are arranged coaxially with each other. Ventileinheit nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Stellachse (14) des zweiten Vorsteuerventils zugleich die vierte Stellachse (14) des zweiten Hauptventils ausbildet.Valve unit according to one of the preceding claims, characterized in that the second adjusting axis (14) of the second pilot valve at the same time forms the fourth adjusting axis (14) of the second main valve. Ventileinheit nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Stellelement (4) des zweiten Vorsteuerventils und das vierte Stellelement (8) des zweiten Hauptventils koaxial zueinander angeordnet sind.Valve unit according to one of the preceding claims, characterized in that the second control element (4) of the second pilot valve and the fourth control element (8) of the second main valve are arranged coaxially with each other. Ventileinheit nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Positionssensor (6) zur Erfassung einer Position/Stellung von wenigstens einem der Stellelemente (4, 8) vorgesehen ist.Valve unit according to one of the preceding claims, characterized in that at least one position sensor (6) for detecting a position / position of at least one of the adjusting elements (4, 8) is provided. Ventileinheit nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein erster Positionssensor (6) zur Erfassung einer Position/Stellung des dritten Stellelementes (8) des ersten Hauptventils und ein zweiter Positionssensor (6) zur Erfassung einer Position/Stellung des vierten Stellelementes (8) des zweiten Hauptventils vorgesehen sind.Valve unit according to one of the preceding claims, characterized in that at least one first position sensor (6) for detecting a position / position of the third control element (8) of the first main valve and a second position sensor (6) for detecting a position / position of the fourth control element ( 8) of the second main valve are provided. Ventileinheit nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der erste Positionssensor (6) koaxial zur ersten/dritten Stellachse (14) und/oder der zweite Positionssensor (6) koaxial zur zweiten/vierten Stellachse (14) angeordnet sind.Valve unit according to one of the preceding claims, characterized in that at least the first position sensor (6) coaxial with the first / third adjusting axis (14) and / or the second position sensor (6) are arranged coaxially to the second / fourth adjusting axis (14). Ventileinheit nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Richtung der ersten/dritten Stellachse (14) betrachtet wenigstens das dritte Stellelement (8) des ersten Hauptventils zwischen dem ersten Aktor (7) und dem ersten Positionssensor (6) angeordnet und/oder in Richtung der zweiten/vierten Stellachse (14) betrachtet wenigstens das vierte Stellelement (8) des zweiten Hauptventils zwischen dem zweiten Aktor (7) und dem zweiten Positionssensor (6) angeordnet sind.Valve unit according to one of the preceding claims, characterized in that arranged in the direction of the first / third control axis (14) at least the third control element (8) of the first main valve between the first actuator (7) and the first position sensor (6) and / or considered in the direction of the second / fourth adjusting axis (14) at least the fourth adjusting element (8) of the second main valve between the second actuator (7) and the second position sensor (6) are arranged. Ventileinheit nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Richtung der ersten/dritten Stellachse (14) betrachtet wenigstens das erste Stellelement (4) des ersten Vorsteuerventils zwischen dem ersten Aktor (7) und dem ersten Positionssensor (6) angeordnet und/oder in Richtung der zweiten/vierten Stellachse (14) betrachtet wenigstens das zweite Stellelement (4) des zweiten Vorsteuerventils zwischen dem zweiten Aktor (7) und dem zweiten Positionssensor (6) angeordnet sind.Valve unit according to one of the preceding claims, characterized in that viewed in the direction of the first / third control axis (14) at least the first control element (4) of the first pilot valve between the first actuator (7) and the first position sensor (6) arranged and / or considered in the direction of the second / fourth adjusting axis (14) at least the second adjusting element (4) of the second pilot valve between the second actuator (7) and the second position sensor (6) are arranged.
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