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DE102010005166A1 - Electromagnetically actuated low pressure drain valve for use in swash-plate type axial piston machine utilized as hydraulic motor, has main coil and auxiliary coil producing magnetic force acting valve body in respective directions - Google Patents

Electromagnetically actuated low pressure drain valve for use in swash-plate type axial piston machine utilized as hydraulic motor, has main coil and auxiliary coil producing magnetic force acting valve body in respective directions Download PDF

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Publication number
DE102010005166A1
DE102010005166A1 DE102010005166A DE102010005166A DE102010005166A1 DE 102010005166 A1 DE102010005166 A1 DE 102010005166A1 DE 102010005166 A DE102010005166 A DE 102010005166A DE 102010005166 A DE102010005166 A DE 102010005166A DE 102010005166 A1 DE102010005166 A1 DE 102010005166A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
valve
coil
main
valve body
valve according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102010005166A
Other languages
German (de)
Inventor
Peter Schwaderer
Jörg Weingart
Michael Dürr
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102010005166A priority Critical patent/DE102010005166A1/en
Publication of DE102010005166A1 publication Critical patent/DE102010005166A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

The valve (22) has a valve body (40) associated with sealing surfaces (72, 74) and mechanically prestressed towards an opening position. The valve body is shifted in another direction in a closing position using a magnetic actuator. A main coil (50) and an auxiliary coil (52) produce magnetic force acting on the valve body in the respective directions. The main and auxiliary coils are arranged coaxial to each other. A main anchor (54) and an auxiliary anchor (56) are assigned to the main and auxiliary coils, respectively.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch betätigtes Ventil und eine mit einem derartigen Ventil ausgeführte Hydromaschine.The The invention relates to an electromagnetically actuated valve and a hydraulic machine designed with such a valve.

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 Verdrängen separat auszuführen und somit aktiv zu kontrollieren. Dabei kann es durchaus sinnvoll sein, zwischen Pumpen- und Motorbetrieb zu unterscheiden, sodass 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 execute each displacement separately and thus to actively control. It can be quite useful between Pump and motor operation to distinguish, so 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, sodass 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 Magnetaktor betätigbar sind. An ein derartiges Ventil werden verschiedene, mitunter einander widersprechende Anforderungen gestellt. Eine 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-described pressure fluid flow paths very quickly shut off or released to flow through can be. The low-pressure side or high-pressure side Control elements can be used, for example, as switching valves, preferably be designed in a seat design, preferably be actuated by a magnetic actuator. To such a Valve become different, sometimes contradictory requirements posed. A minimized in terms of space hydraulic machine sets in its overall dimensions small valve with the largest possible and thus low-resistance flow cross-section ahead. Such a large flow cross-section requires However, a larger valve lift, what the demand After high valve dynamics with the smallest possible electrical Power consumption contradicts. On top of that, the requirements to the valve with different operating points of the hydraulic machine vary. From high speeds, for example, arise large Volume flows and demands for short switching times, low speeds go with long duty cycles for accompanied by the magnetic coils. About the at the respective connection applied pressure also change the mechanical loads as well as the requirements for the sealing system.

In der US 7,077,378 B2 ist ein niederdruckseitiges Ventil für eine derartige Hydromaschine offenbart, wobei eine ringförmige Durchströmungsöffnung durch ein etwa tassenförmiges Ventilelement geschlossen ist. Diese ringförmige Durchströmungsöffnung ist von einem inneren und einem äußeren Dichtsitz begrenzt, sodass die spezifische Flächenpressung an der Dichtkante gegenüber einem herkömmlichen Ventilkegel vergleichsweise gering ist. Bei der bekannten Lösung ist das teller- oder tassenförmige Ventilelement über eine Feder in eine Öffnungsstellung vorgespannt und lässt sich mittels eines Magnetaktors in seine Schließstellung verstellen, in der das Ventilelement auf den vorbeschriebenen Dichtsitzen aufliegt und die Durchströmungsöffnung versperrt. Bei der Durchströmung dieses Ventils kann das in seine Öffnungsrichtung vorgespannte tellerförmige Ventilelement mit in Schließrichtung wirksamen Strömungskräften beaufschlagt sein, sodass der Durchströmungsquerschnitt verringert und entsprechend der Druckverlust erhöht wird. Man könnte dieser unerwünschten Schließbewegung zwar durch eine stärkere Öffnungsfeder entgegenwirken, dadurch wäre allerdings die Dynamik des Ventils verschlechtert oder eine stärkere Magnetspule mit dazugehöriger Leistungselektronik notwendig. Zur Vermeidung dieses Nachteils wird gemäß der US 7,077,378 B2 ein Permanentmagnet verwendet, der das Ventilelement in seiner Öffnungsstellung mit einer Magnetkraft beaufschlagt. Bei Bestromen des Magnetaktors wird das Feld des Permanentmagneten neutralisiert und zu dem eine in Schließrichtung wirksame Magnetkraft generiert. Bei einer derartigen Lösung ist somit ein entsprechend leistungsfähiger Magnetaktor erforderlich. Zudem zeigt auch diese Lösung nicht die gewünschte Dynamik, da zunächst das Feld des Permanentmagneten geschwächt werden muss, bevor das Ventilelement in Richtung seiner Schließstellung bewegt werden kann.In the US 7,077,378 B2 discloses a low-pressure side valve for such a hydraulic machine, wherein an annular flow opening is closed by an approximately cup-shaped valve member. This annular flow opening is limited by an inner and an outer sealing seat, so that the specific surface pressure at the sealing edge compared to a conventional valve cone is comparatively low. In the known solution, the plate or cup-shaped valve element is biased by a spring into an open position and can be adjusted by means of a magnetic actuator in its closed position in which the valve element rests on the above-described sealing seats and the flow opening blocked. When flowing through this valve, the plate-shaped valve element biased in its opening direction can be subjected to flow forces effective in the closing direction, so that the throughflow cross-section is reduced and the pressure loss is correspondingly increased. Although it would be possible to counteract this undesired closing movement by means of a stronger opening spring, this would impair the dynamics of the valve or necessitate a stronger magnet coil with associated power electronics. To avoid this disadvantage, according to the US 7,077,378 B2 a permanent magnet is used, which acts on the valve element in its open position with a magnetic force. When the magnetic actuator is energized, the field of the permanent magnet is neutralized and a magnetic force acting in the closing direction is generated. In such a solution, therefore, a correspondingly powerful magnetic actuator is required. In addition, this shows as well Solution not the desired dynamics, since first the field of the permanent magnet must be weakened before the valve element can be moved in the direction of its closed position.

In der WO 2007/128977 A2 wird eine Lösung vorgeschlagen, bei der der Magnetaktor mit zwei Spulen ausgeführt ist. Eine Hauptspule erzeugt dabei ein in Schließrichtung auf das Ventilelement wirksames Magnetfeld. Des Weiteren ist eine Nebenspule vorgesehen, die bei Bestromung das Feld des Permanentmagneten schwächt, sodass bei Bestromung der Nebenspule das Ventilelement sehr schnell über die Hauptspule in seine Schließstellung verstellbar ist.In the WO 2007/128977 A2 a solution is proposed in which the magnetic actuator is designed with two coils. A main coil generates a magnetic field effective in the closing direction on the valve element. Furthermore, a secondary coil is provided, which weakens the field of the permanent magnet when energized, so that when the secondary coil is energized, the valve element is very quickly adjustable via the main coil in its closed position.

Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass zum einen ein erheblicher vorrichtungstechnischer Aufwand für die Hauptspule, die Nebenspule und den zusätzlichen Permanentmagneten erforderlich ist. Des Weiteren ist auch der reglungstechnische Aufwand erheblich, da die beiden Spulen Betriebspunkt abhängig drehwinkel- bzw. zeitgerecht bestromt werden müssen, um das Ventilelement in der erforderlichen Weise anzusteuern. Die Hauptspule kann auch bei der Lösung gemäß der WO 2007/128977 beliebig vor dem Schalten bestromt werden. Der Schaltpunkt ist dann durch Einschalten der Nebenspule bestimmt.The disadvantage of this solution is that, on the one hand, a considerable outlay in terms of apparatus is required for the main coil, the secondary coil and the additional permanent magnet. Furthermore, the control engineering effort is considerable, since the two coils operating point must be energized depending on angle of rotation or timely to control the valve element in the required manner. The main coil can also be used in the solution according to the WO 2007/128977 be energized as required before switching. The switching point is then determined by switching on the secondary coil.

Ein weiterer Nachteil bei der Verwendung eines Permanentmagneten liegt darin, dass dieser magnetische Partikel im Druckmittel anzieht, sodass es im Sitzbereich zu einer Ansammlung derartiger Partikel und somit zu einer Funktionsbehinderung des Ventils kommen kann.One Another disadvantage of using a permanent magnet is in that it attracts magnetic particles in the pressure medium, so that there is an accumulation of such particles in the seating area and thus can lead to a malfunction of the valve.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein elektromagnetisch betätigtes Ventil sowie eine mit einem derartigen Ventil ausgeführte Hydromaschine zu schaffen, bei denen die Verstellung eines Ventilelementes mit geringem vorrichtungstechnischen und reglungstechnischen Aufwand ermöglicht ist.In contrast, The invention is based on the object, an electromagnetic operated valve and one with such a valve executed hydraulic machine to create in which the adjustment a valve element with low device engineering and regulatory technical Effort is possible.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des elektromagnetisch betätigten Ventils durch die Merkmalskombination des Patentanspruches 1 und hinsichtlich der Hydromaschine durch die Merkmale des nebengeordneten Patentanspruches 18 gelöst.These Task is in terms of electromagnetically actuated Valve by the combination of features of claim 1 and with regard to the hydraulic machine by the characteristics of the sibling Claim 18 solved.

Erfindungsgemäß ist das elektromagnetisch betätigte Ventil mit einem einem Ventilsitz zugeordneten Ventilkörper ausgeführt, der in eine erste Richtung vorgespannt ist, und mittels eines Magnetaktors in eine zweite Richtung verstellbar ist. Über eine Hauptspule ist eine in die zweite Richtung auf den Ventilkörper wirkende Magnetkraft und über eine Nebenspule eine in die erste Richtung auf den Ventilkörper wirkende Magnetkraft erzeugbar. Die Haupt- und Nebenspule sind derart angeordnet, dass die bestromte Hauptspule der Vorspannung entgegen und somit verstellend wirkt und die Nebenspule bei Bestromung in die gleiche Richtung wie die Vorspannung wirkt. Entgegen dem oben beschriebenen Stand der Technik sind hierbei der Magnetkreis für Haupt- und Nebenspule konstruktiv getrennt. Die Orientierung der Magnetfelder spielt keine Rolle, sodass die Spulen verpolungssicher sind. Des Weiteren können die Spulen über das angelegte Stromniveau in ihrer Kraftwirkung separat bedarfsgerecht gesteuert werden.According to the invention the solenoid operated valve with a Valve seat associated valve body running, which is biased in a first direction, and by means of a magnetic actuator in a second direction is adjustable. About a main coil is a acting in the second direction on the valve body Magnetic force and a secondary coil in the first one Direction of the valve body acting magnetic force generated. The main and secondary coils are arranged so that the energized Main coil counteracts the bias and thus acts as an adjustment and the secondary coil when energized in the same direction as the Preload acts. Contrary to the prior art described above Here are the magnetic circuit for main and secondary coil constructively separated. The orientation of the magnetic fields does not play Roller so that the coils are reverse polarity protected. Furthermore you can the coils on the applied current level in their force effect be controlled separately as needed.

Bei einer derartigen Lösung ist somit kein Permanentmagnet erforderlich, wobei der Ventilkörper durch die Nebenspule in eine Grundstellung vorgespannt ist und in dieser auch bei bestromter Hauptspule gehalten wird. Die Verstellung des Ventilkörpers erfolgt dann einfach durch Stromlosschalten der Nebenspule, sodass dieser mit sehr hoher Dynamik verstellt werden kann. Im Unterschied zum eingangs beschriebenen Stand der Technik geht dabei keine Zeit für den Aufbau des von der Hauptspule generierten Magnetfelds verloren. Der notwendige Magnetfeldabbau kann durch sogenanntes Schnelllöschen dynamisiert werden. Des Weiteren ist der regelungstechnische Aufwand minimal, da lediglich eine der Spulen stromlos geschaltet werden muss, während beim eingangs beschriebenen Stand der Technik zwei Magnetspulen drehwinkel- und zeitgerecht bestromt werden mussten, um den Schließvorgang einzuleiten. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass in bestimmten Betriebsfällen bei geringerer Anforderung an die Dynamik des Ventils völlig auf das Bestromen der Nebenspule verzichtet werden kann. Mit der Nebenspule kann eine weitere Funktionalität abgebildet werden. Wird das durch die Vorspannung geöffnete Ventil entgegen der Vorspannung durchströmt, in 2 von B nach A z. B. im Idle-mode, können schließend wirkende Strömungskräfte auftreten. Diese können durch Bestromen der Nebenspule kompensiert werden. Durch Variation des Stromniveaus kann auf veränderliche Strömungskräfte reagiert werden.In such a solution, therefore, no permanent magnet is required, wherein the valve body is biased by the sub-coil in a basic position and is held in this even when energized main coil. The adjustment of the valve body is then simply by Stromlosschalten the secondary coil, so that it can be adjusted with very high dynamics. In contrast to the prior art described at the beginning, no time is lost for the construction of the magnetic field generated by the main coil. The necessary magnetic field reduction can be made dynamic by so-called quick-clearing. Furthermore, the control engineering effort is minimal, since only one of the coils must be de-energized, while in the prior art described above, two magnetic coils had to be energized rotating angle and timely to initiate the closing process. Another advantage is that in certain cases with less demand on the dynamics of the valve can be completely dispensed with the powering of the secondary coil. With the secondary coil, another functionality can be mapped. If the valve opened by the pretension flows through against the pre-load, in 2 from B to A z. B. in idle mode, closing acting flow forces can occur. These can be compensated by energizing the secondary coil. By varying the current level can be responded to variable flow forces.

Bei einer bevorzugten Lösung ist die in der ersten Schaltstellung des Ventilkörpers in die erste Richtung wirkende Kraft bei bestromter Nebenspule größer als die von der bestromten Hauptspule erzeugte und auf den Ventilkörper wirkende Kraft, sodass der Ventilkörper bei gleichzeitig bestromten Spulen in Richtung der ersten Schaltstellung beaufschlagt wird.at a preferred solution is that in the first switching position the valve body in the first direction acting force with energized secondary coil larger than that of the energized main coil and on the valve body acting force, so that the valve body at the same time energized coils acted upon in the direction of the first switching position becomes.

Erfindungsgemäß wird es bevorzugt, wenn das Ventil in eine Öffnungsstellung vorgespannt ist und somit mittels des Magnetaktors in Schließrichtung verstellbar ist. Selbstverständlich ist das erfindungsgemäße Konzept jedoch auch bei einem stromlos geschlossenen Ventil einsetzbar.According to the invention it is preferred when the valve is in an open position is biased and thus by means of the magnetic actuator in the closing direction is adjustable. Of course, the invention is Concept, however, can also be used with a normally closed valve.

Bei einem kompakten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Haupt- und die Nebenspule koaxial zueinander angeordnet.at a compact embodiment of the invention the main and secondary coils are arranged coaxially with each other.

Dabei stehen ein der Hauptspule zugeordneter Hauptanker und ein der Nebenspule zugeordneter Nebenanker in Wirkverbindung mit einem auf den Ventilkörper wirkenden Stößel.there stand one of the main coil associated main anchor and one of the secondary coil associated secondary armature in operative connection with a on the valve body acting ram.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind zur Vereinfachung des Aufbaus Hauptanker, Nebenanker und Stößel einstückig ausgebildet.at An embodiment of the invention are for simplicity of construction main anchor, side anchor and pestle integrally formed.

Dabei wird es bevorzugt, wenn ein den Haupt- und Nebenanker bildender Ankerbund gegenüber einem Stößelabschnitt radial erweitert ist.there it is preferred if a main and secondary anchor forming Anchor against a tappet section is radially expanded.

Dieser Ankerbund kann mit achsparallel verlaufenden Ausgleichsbohrungen sowie einer mittigen Aufnahme für eine Feder 38 ausgeführt sein.This anchor collar can be equipped with axially parallel compensation holes and a central receptacle for a spring 38 be executed.

Bei einer Variante der Erfindung sind Spulenträger der Haupt- und Nebenspule sowie ein zwei Polringe der Spulenanordnung beabstandender Trennring einstückig ausgebildet. Dieses die Spulenwicklungen und Polringe aufnehmende einstückige Bauteil kann sehr einfach im Spritzgießverfahren hergestellt werden.at In a variant of the invention, coil carriers of the main and secondary coil and a two pole rings of the coil assembly spacing separating ring integrally formed. This the coil windings and Polringe receiving one-piece component can be very simple be produced by injection molding.

Der Aufbau des Ventils lässt sich weiter vereinfachen, wenn die Innendurchmesser der Haupt- und Nebenspule gleich ausgeführt sind.Of the Construction of the valve can be further simplified if the inner diameters of the main and secondary coils are the same are.

Bei einem Ausführungsbeispiel wird es bevorzugt, wenn die beiden Spulen axial hintereinander liegend in einem Spulenträger aufgenommen sind, wobei zur Vermeidung einer Überlagerung der Magnetfelder zumindest im Bereich zwischen den Spulen ein Bereich aus einem paramagnetischen Material vorgesehen ist.at In one embodiment, it is preferred if the two Coils axially one behind the other lying in a bobbin are included, to avoid overlay the magnetic fields at least in the region between the coils an area is provided of a paramagnetic material.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Stößel in einem Spulenträger geführt und mit einer Feder in die eine Richtung vorgespannt.at In one embodiment, the plunger is in led to a bobbin and a spring biased in one direction.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, das Ventil mit einer Sitzbuchse auszuführen, an der der Ventilsitz ausgebildet ist und die in eine Ventilbuchse oder direkt in eine Gehäusebohrung einer Hydromaschine einsetzbar ist. Dabei wird es bevorzugt, wenn der einstückige Magnetanker lediglich in der Sitzbuchse geführt ist.According to the invention intended to carry out the valve with a seat bush, at the valve seat is formed and in a valve sleeve or used directly in a housing bore of a hydraulic machine is. It is preferred if the one-piece magnet armature only in the seat bush is performed.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung hat der Ventilkörper zwei konzentrische, umlaufende Dichtflächen, denen jeweils ein entsprechender Ventilsitz zugeordnet ist, sodass sich ein etwa ringförmiger Durchströmungsquerschnitt ausbildet.According to one Embodiment of the invention, the valve body two concentric, circumferential sealing surfaces, each one a corresponding valve seat is assigned, so that an approximately annular flow cross-section forms.

Bei einer Variante der Erfindung ist der Ventilkörper federnd an dem Stößel gelagert.at In a variant of the invention, the valve body is resilient stored on the plunger.

Erfindungsgemäß wird es bevorzugt, dass elektromagnetisch betätigte Ventil als Niederdruckventil einzusetzen.According to the invention it is preferred that electromagnetically actuated valve as Use low pressure valve.

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

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:in the Following are preferred embodiments of the 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 erstes Ausführungsbeispiel eines niederdruckseitigen Ventils der Hydromaschine aus 1 im geöffneten Zustand; 2 a longitudinal section through a first embodiment of a low-pressure side valve of the hydraulic machine 1 in the open state;

3 das Ventil aus 2 im geschlossenen Zustand; 3 the valve off 2 when closed;

4 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines niederdruckseitigen Ventils; 4 a longitudinal section through another embodiment of a low-pressure side valve;

5 eine Schnittdarstellung eines sowohl einer Hauptspule als auch einer Nebenspule zugeordneten einstückigen Magnetankers des Ventils aus 4; und 5 a sectional view of a both a main coil and a secondary coil associated one-piece magnet armature of the valve 4 ; and

6 ein weiter vereinfachtes Ausführungsbeispiel eines niederdruckseitigen Ventils. 6 a further simplified embodiment of a low-pressure side valve.

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 unabhängig 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 axially ver slidably guided. 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 independent. 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.

Wie bereits eingangs erläutert, sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel 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 Magnetaktors 28 in eine Öffnungsstellung bringen, sodass 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 Magnetaktors 30 lässt sich dieses Ablaufventil 22 in eine Sperrposition bringen, in der das Druckmittel nicht aus dem Arbeitsraum 8 abströmen kann. Die Ansteuerung des Magnetaktors 28, 30 erfolgt über eine Steuereinheit, über die die eingangs beschriebenen Modi (full mode, partial mode, idle mode) einstellbar sind, sodass das Schluckvolumen des Hydromotors 1 stufenlos verstellbar ist, wobei durch geeignete Ansteuerung der Ventile 16, 22 auch die Pulsation auf ein Minimum absenkbar ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Ansteuerung der Ventile 16, 22 in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Abtriebswelle 12, die über einen Drehwinkelaufnehmer 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 oder der Drehwinkel der Taumelscheibe bei der Ansteuerung der Ventile 16, 22 berücksichtigt werden.As already explained, 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 via a spring, not shown, in its illustrated basic position in a closed position and can be powered by energizing a Magnetaktors 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 magnet actuator 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 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 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 angle of rotation of the output shaft 12 , which have a Drehwinkelaufnehmer 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 or the angle of rotation of the swash plate in the control of the valves 16 . 22 be taken into account.

2 zeigt den Grundaufbau des niederdruckseitigen Rückschlagventils, das bei einem Hydromotor gemäß 1 dem Ablaufventil 22 entspricht. Bei einer Pumpe wäre das Ventil 22 das Zulauf- oder Saugventil. Gemäß 2 hat das Niederdruck- oder Ablaufventil 22 einen durch eine Feder 38 in eine Öffnungsstellung vorgespannten Ventilkörper 40, der mittels des Magnetaktors 30 in eine Schließstellung gegen einen Ventilsitz 42 verstellbar ist, sodass 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 mündenden Kanal B geöffnet, sodass 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, sodass 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, sodass die Feder 38 alleine nicht mehr ausreichend ist, um den Ventilteller 48 in seiner Öffnungsposition zu halten. Zur Fixierung der in 2 dargestellten Öffnungsstellung des Ventiltellers 48 ist der Betätigungsmagnet 30 erfindungsgemäß mit einer Hauptspule 50 und einer Nebenspule 52 ausgeführt, denen ein Hauptanker 54 bzw. ein Nebenanker 56 zugeordnet ist. Erfindungsgemäß wird der Ventilteller 48 durch Bestromen der Nebenspule 52 in seiner Öffnungsstellung gehalten. Diese erzeugt bei Bestromung ein in 2 dargestelltes Mag netfeld, durch das – wie im Folgenden noch ausführlich erläutert – der Ventilteller 48 in seiner Öffnungsstellung gehalten wird. Erfindungsgemäß kann in der dargestellten Grundposition des Niederdruck- oder Ablaufventils 22 auch die Hauptspule 50 bestromt werden. Das dabei erzeugte Magnetfeld (siehe 2) 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, sodass der Ventilteller 48 bei gleichzeitig bestromten Spulen 50, 52 in der dargestellten Öffnungsstellung erhalten wird. 2 shows the basic structure of the low-pressure side check valve, which in a hydraulic motor according to 1 the drain valve 22 equivalent. For a pump would be the valve 22 the inlet or suction valve. 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 opening channel B open so that pressure fluid 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 disc 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. To fix the in 2 illustrated opening position of the valve disk 48 is the actuating magnet 30 according to the invention with a main coil 50 and a secondary coil 52 which are a main anchor 54 or a secondary anchor 56 assigned. According to the invention, the valve disk 48 by energizing the secondary coil 52 held in its open position. This generates an energized current 2 shown Mag netfeld, through which - as explained in more detail below - the valve disk 48 is held in its open position. According to the invention in the illustrated basic position of the low-pressure or drain valve 22 also the main coil 50 be energized. The generated magnetic field (see 2 ) acts in the closing direction on the valve disk 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, so the valve disk 48 with simultaneously energized coils 50 . 52 is obtained in the illustrated open position.

Nachdem nun das Funktionsprinzip klar ist, werden konstruktive Details des erfindungsgemäßen Ablaufventils 22 erläutert.Now that the operating principle is clear, constructive details of the drain valve according to the invention 22 explained.

Das Ventil hat eine Ventilbuchse 58, die in eine entsprechende Bohrung der Zylindertrommel 2 einschraubbar ist. Die Ventilbuchse 58 mündet axial über den Kanal B in dem bei diesem Ausführungsbeispiel mit einem Kugelkopf ausgeführten Arbeitsraum 8 und hat des Weiteren einen im Kanal B mündenden Radialbohrungsstern 60. In die Ventilbuchse 58 ist eine Sitzbuchse 62 eingeschraubt, in deren Umfangswandung ein sich einerseits zum Kanal A und andererseits zum Ventilsitz 42 hin öffnender Ablaufkanal 64 ausgebildet ist. Im ventilsitzseitigen Endabschnitt des Ablaufkanals 64 sind eine Vielzahl von Verbindungsstegen 66 ausgebildet, die den ringförmigen Ablaufkanal 64 in Kreisringsegmente teilen. Die Mündungsbereiche dieser Kreisringsegmente bilden eine umlaufende innere Dichtkante 68 und eine äußere Dichtkante 70 aus, die jeweils schräg zur Ventilachse angestellt sind und auf denen bei geschlossenem Ablaufventil 22 umlaufende Dichtflächen 72, 74 des Ventiltellers 48 dichtend aufliegen, sodass der ringförmige Durchflussquerschnitt 44 abgesperrt ist.The valve has a valve bush 58 into a corresponding hole in the cylinder drum 2 can be screwed. The valve bush 58 opens axially over the channel B in the running in this embodiment with a ball head working space 8th and further has a radial bore star opening in channel B. 60 , In the valve socket 58 is a seat bush 62 screwed in whose order fangswandung on the one hand to the channel A and on the other hand to the valve seat 42 down opening drainage channel 64 is trained. In the valve seat side end portion of the drain channel 64 are a variety of connecting webs 66 formed, which the annular drainage channel 64 divide into circular ring segments. The mouth areas of these circular ring segments form a circumferential inner sealing edge 68 and an outer sealing edge 70 from, which are employed in each case obliquely to the valve axis and on which with a closed drain valve 22 circumferential sealing surfaces 72 . 74 of the valve disk 48 lie sealingly, so that the annular flow cross-section 44 is locked.

Gemäß der Darstellung in 2 ist der Ventilteller 48 pilzförmig ausgeführt, wobei die beiden Dichtflächen 72, 74 an der vom Arbeitsraum 8 abgewandten Rückseite ausgebildet sind. Der Stößel 46 durchsetzt beim dargestellten Ausführungsbeispiel einen rückseitig vorspringenden Nabenvorsprung 76 des Ventiltellers 48 und ist dort drehfest aufgenommen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Axialverbindung zwischen dem Stößel 46 und dem Ventilteller 48 über eine Spannfeder 78, die in einer Federaufnahme 80 des Federtellers 48 aufgenommen ist und über einen Federteller am Boden der Federaufnahme 80 abgestützt ist. Der davon entfernte Endabschnitt der Spannfeder 78 greift an einem an dem in 2 unteren Endabschnitt des Stößels 46 befestigten Federteller 82 an, der etwas axial beabstandet zur benachbarten Stirnfläche 84 des Federtellers 48 verläuft, sodass dieser durch die Kraft der Spannfeder 78 federelastisch am Stößel 46 gelagert ist.As shown in 2 is the valve plate 48 executed mushroom-shaped, with the two sealing surfaces 72 . 74 at the workroom 8th are formed away from the rear side. The pestle 46 penetrated in the illustrated embodiment, a rearwardly projecting hub projection 76 of the valve disk 48 and is recorded there rotatably. In the illustrated embodiment, the axial connection between the plunger takes place 46 and the valve plate 48 via a tension spring 78 in a spring seat 80 of the spring plate 48 is received and a spring plate at the bottom of the spring retainer 80 is supported. The end portion of the tension spring remote therefrom 78 engages one at the in 2 lower end portion of the plunger 46 attached spring plate 82 at, which is slightly axially spaced from the adjacent end face 84 of the spring plate 48 runs, so that this by the force of the tension spring 78 elastic on the pestle 46 is stored.

Der sich in 2 nach oben an den Nabenvorsprung 76 anschließende Teil des Stößels 46 ist axial verschiebbar in einer Führungsbuchse 86 eines mehrteiligen Spulenkörpers 88 aufgenommen, der mit Radialvorsprüngen in entsprechende Ausnehmungen der Sitzbuchse 62 eintaucht und dort über einen Federring 90 gesichert ist. Die Führungsbuchse 86 hat eine axiale Führungsbohrung 92 für den Stößel 46. In der Schließposition (3) taucht der Nabenvorsprung 76 in eine Stirnausnehmung 94 der Führungsbuchse 86 ein.He is in 2 up to the hub projection 76 subsequent part of the plunger 46 is axially displaceable in a guide bush 86 a multi-part bobbin 88 taken up, with radial projections in corresponding recesses of the seat bushing 62 dips in and there over a spring washer 90 is secured. The guide bush 86 has an axial guide hole 92 for the pestle 46 , In the closed position ( 3 ), the hub projection emerges 76 in a Stirnausnehmung 94 the guide bush 86 one.

Radial außerhalb der Führungsbohrung 92 ist an der Führungsbuchse 86 eine ringförmige Ausnehmung 96 vorgesehen, in die die Nebenspule 52 abschnittsweise eingesetzt ist. Nach oben hin (2) ist die Nebenspule 44 durch einen magnetisierbaren Polring 98 überdeckt, an den sich in Axialrichtung ein Trennring 100 anschliesst. Dieser Trennring 100 ist am Boden eines Mantelabschnitts 102 der Führungsbuchse 86 abgestützt, der in eine entsprechende Innenausnehmung 104 der Sitzbuchse 62 eintaucht. In diesen vom Mantelabschnitt 102 umgriffenen Bereich der Führungsbuchse 86 ist ein Spulenhalter 106 eingesetzt, der sich mit einem Axialvorsprung 108 nach unten, hin zum Boden der Führungsbuchse 86 erstreckt. Dieser Axialvorsprung 108 ist von der Hauptspule 50 umgriffen, die somit in den Ringraum zwischen dem Spulenhalter 106 und dem Mantelabschnitt 102 der Führungsbuchse 86 eingesetzt ist. Die in 2 unten liegende Stirnfläche der Hauptspule 50 ist über einen weiteren Polring 110 axial am Trennring 100 abgestützt.Radially outside the pilot hole 92 is at the guide bush 86 an annular recess 96 provided in which the secondary coil 52 is used in sections. Upwards ( 2 ) is the secondary coil 44 by a magnetizable pole ring 98 covered, in the axial direction of a separating ring 100 adjoined. This separating ring 100 is at the bottom of a jacket section 102 the guide bush 86 supported, in a corresponding inner recess 104 the seat bush 62 dips. In these of the coat section 102 encompassed area of the guide bush 86 is a coil holder 106 used, with an axial projection 108 down to the bottom of the guide bush 86 extends. This axial projection 108 is from the main coil 50 encompassed, thus in the annulus between the coil holder 106 and the jacket section 102 the guide bush 86 is used. In the 2 bottom face of the main coil 50 is about another pole ring 110 axially on the separating ring 100 supported.

Auf Höhe des Trennrings 100 hat die Führungsbuchse 86 einen scheibenförmigen Abschnitt 87 aus einem paramagnetischen Material, zum Beispiel einem Edelstahl, der mit den beiden anderen, magnetfeldleitenden Teilen der Führungsbuchse 86 zum Beispiel durch Verschweißen verbunden ist und mit dazu beiträgt, dass die Magnetfelder der beiden Spulen 50 und 52 deutlich voneinander getrennt sind. Bei einer Bestromung der Spule tritt somit keine Kraftwirkung auf den Ventilkörper 40 in eine unerwünschte Richtung auf.At the height of the separating ring 100 has the guide bush 86 a disk-shaped section 87 from a paramagnetic material, such as a stainless steel, with the other two magnetic field conducting parts of the guide bushing 86 For example, is connected by welding and helps to ensure that the magnetic fields of the two coils 50 and 52 are clearly separated from each other. When energizing the coil thus no force occurs on the valve body 40 in an undesirable direction.

Der in 2 oben liegende Endabschnitt des Stößels 46 durchsetzt eine Innenbohrung 112 des Spulenhalters 106. Diese ist in ihrem mittleren Bereich zu einem Federraum 114 für die Feder 38 erweitert. Diese ist einerseits an einer Ringschulter 116 des Federraums 114 abgestützt und greift andererseits an dem Hauptanker 54 an, der gemeinsam mit der benachbarten Stirnfläche des Axialvorsprungs 108 des Spulenhalters 106 einen Hauptarbeitsluftspalt 118 einer Hauptstufe des Magnetaktors 30 begrenzt. Zur Optimierung der Magnetkennlinie taucht der Hauptanker 54 mit einem Ankervorsprung 120 in eine Stirnausnehmung 122 des Axialvorsprungs 108 ein.The in 2 overhead end portion of the plunger 46 passes through an internal bore 112 of the bobbin holder 106 , This is in its central area to a spring chamber 114 for the spring 38 extended. This is on the one hand on an annular shoulder 116 of the spring chamber 114 supported on the other hand, and on the main anchor 54 on, which together with the adjacent end face of the axial projection 108 of the bobbin holder 106 a main working air gap 118 a main stage of the magnetic actuator 30 limited. To optimize the magnetic characteristic, the main anchor emerges 54 with an anchor projection 120 in a Stirnausnehmung 122 of the axial projection 108 one.

Die in 2 unten liegende, vom Hauptarbeitsluftspalt 118 entfernte Stirnfläche des Hauptankers 54 liegt an einer Abstandsscheibe 124 an, über die der Nebenanker 56 in Axialrichtung zum Hauptanker 54 beabstandet ist. Der Nebenanker 52 greift mit seiner mit einem Ringvorsprung 126 ausgeführten Stirnfläche an einer radial vorspringenden Stützschulter 128 des Stößels 46 an, sodass die Kraft der Feder 38 über den Hauptanker 54, den Abstandsring 124 und den Nebenanker 56 auf den Stößel 46 übertragen wird und diesen nach unten (2) hin vorspannt, sodass der Federteller 48 durch die Federkraft in seiner dargestellten Öffnungsstellung gehalten wird. Zwischen der mit dem Ringvorsprung 126 versehenden Stirnfläche des Nebenankers 52 und der entsprechend ausgestalteten Stirnfläche der Führungsbuchse 86 ist ein Nebenarbeitsluftspalt 130 gebildet, der in der Öffnungsposition des Ablaufventils 22 minimal ist.In the 2 below, from the main working air gap 118 distant end face of the main anchor 54 lies on a spacer 124 on which the secondary anchor 56 in the axial direction to the main anchor 54 is spaced. The secondary anchor 52 engages with his with a ring protrusion 126 executed end face on a radially projecting support shoulder 128 of the plunger 46 so that the force of the spring 38 over the main anchor 54 , the spacer ring 124 and the secondary anchor 56 on the pestle 46 is transmitted and this down ( 2 ) biased so that the spring plate 48 is held by the spring force in its illustrated open position. Between the one with the ring projection 126 providing the end face of the secondary anchor 52 and the correspondingly designed end face of the guide bush 86 is a side working air gap 130 formed in the opening position of the drain valve 22 is minimal.

Die Bestromung der beiden Spulen 50, 52 erfolgt über die an den mehrteiligen Spulenkörper 86 angesetzte Steuerelektronik 132.The energization of the two coils 50 . 52 via the to the multi-part bobbin 86 attached control electronics 132 ,

Bei bestromter Nebenspule 52 ist der Ventilteller 48 in seiner Öffnungsstellung magnetisch arretiert. Zum Schließen des Ventiltellers 48 werden, wie bereits vorstehend erläutert, in der dargestellten Öffnungsposition des Ablaufventils 22 zunächst beide Spulen 50, 52 bestromt, wobei der vorgenannte Nebenarbeitsluftspalt 130 minimal ist. In dieser Position ist der Hauptarbeitsluftspalt 118 maximal, sodass die auf den Hauptanker 54 wirkende Magnetkraft entsprechend gering ist, sodass der Ventilteller 48 durch die Kraft der Feder 38 und das von der Nebenspule 52 generierte Magnetfeld auch bei geringer Stromstärke weiter in seiner Öffnungsstellung arretiert ist. Wie aus der Darstellung gemäß 2 entnehmbar ist, bewirkt der aus paramagnetischem Material hergestellte Trennring 100, dass die Magnetfelder der beiden Spulen 52, 54 separiert sind. Ohne eine derartige Separation der Magnetfelder könnte das von der Hauptspule 50 erzeugte Magnetfeld den Nebenarbeitsluftspalt 130 oder das von der Nebenspule 52 erzeugte Magnetfeld den Hauptarbeitsluftspalt 118 durchfluten, sodass eine Magnetkraft in der unerwünschten Richtung generiert werden könnte. Demzufolge werden die Bauteile im Hinblick auf das Material so ausgewählt, dass eine Überlagerung der beiden Magnetfelder bei gleichzeitig bestromten Spulen 50, 52 nicht zu befürchten ist. Aus diesem Grund wird auch die Sitzbuchse 62 aus einem paramagnetischen Material hergestellt. Die Bauteile des Spulenkörpers 88 (Führungsbuchse 86, Spulenhalter 106, Polringe 98, 124 und Trennring 98) sind vorzugsweise kraftschlüssig miteinander verbunden und verhalten sich innerhalb der Ventilkonstruktion wie ein einziges Bauteil.With energized secondary coil 52 is the valve plate 48 magnetically locked in its open position. To close the valve disk 48 are, as already explained above, in the illustrated opening position of the drain valve 22 initially both coils 50 . 52 energized, wherein the aforementioned auxiliary working air gap 130 is minimal. In this position is the main working air gap 118 maximum, so that on the main anchor 54 acting magnetic force is correspondingly low, so that the valve disc 48 by the force of the spring 38 and that of the secondary coil 52 generated magnetic field is locked even in low current further in its open position. As shown in the illustration 2 is removable, causes the separator ring made of paramagnetic material 100 in that the magnetic fields of the two coils 52 . 54 are separated. Without such a separation of the magnetic fields could that of the main coil 50 generated magnetic field the auxiliary working air gap 130 or that of the secondary coil 52 Magnetic field generated the main working air gap 118 flood so that a magnetic force could be generated in the undesired direction. Consequently, the components are selected with regard to the material so that a superposition of the two magnetic fields with simultaneously energized coils 50 . 52 is not to be feared. That is why the seat bushing is also used 62 made of a paramagnetic material. The components of the bobbin 88 (Guide bush 86 , Coil holder 106 , Pole rings 98 . 124 and separating ring 98 ) are preferably positively connected with each other and behave within the valve construction as a single component.

Der Nebenanker 56 entwickelt aufgrund des bereits minimalen Nebenarbeitsluftspalts 130 schon bei einem geringen Stromniveau eine ausreichende Kraft, um das Ablaufventil 22 offen zu halten. Durch Variation des Stromniveaus kann die Verriegelungskraft an die Einsatzbedingungen angepasst werden. Dies kann beispielsweise bei höheren Drehzahlen der Hydromaschine erforderlich sein, wenn die Kolben 6 hohe Volumenströme durch das Ablaufventil 22 drücken.The secondary anchor 56 developed due to the already minimal auxiliary working air gap 130 even at a low current level sufficient force to the drain valve 22 to keep it open. By varying the current level, the locking force can be adapted to the conditions of use. This may be required, for example, at higher speeds of the hydraulic machine when the pistons 6 high volume flows through the drain valve 22 to press.

Sobald das Magnetfeld der Hauptspule 50 aufgebaut ist, wird die Nebenspule 52 zum Schließen stromlos geschaltet, sodass die in Öffnungsrichtung wirksame Magnetkraftkomponente entfällt und der Hauptanker 54 gegen die Kraft der Feder 58 einen Hub nach oben (3) durchführt und dabei den Hauptarbeitsluftspalt 118 schließt. Dabei nimmt der Hautanker 54 den Stößel 46 mit, sodass der Nebenanker 52 in Axialrichtung nach oben (3) bewegt wird und der Nebenarbeitsluftspalt 130 vergrößert wird. Der Ventilteller 48 führt einen entsprechenden Hub aus, bis die beiden Dichtflächen 72, 74 auf den Dichtkanten 78 bzw. 70 aufliegen und der Durchflussquerschnitt 44 verschlossen ist. Diese Schließkraft lässt sich ebenfalls wieder durch Variation des Stromniveaus zur Bestromung der Hauptspule 50 einstellen.Once the magnetic field of the main coil 50 is constructed, the secondary coil 52 de-energized to close, eliminating the magnetic force component effective in the opening direction and the main armature 54 against the force of the spring 58 a lift upwards ( 3 ) and doing the main working air gap 118 closes. It takes the skin anchor 54 the pestle 46 with, so the secondary anchor 52 in the axial direction upwards ( 3 ) and the auxiliary working air gap 130 is enlarged. The valve plate 48 Performs a corresponding stroke until the two sealing surfaces 72 . 74 on the sealing edges 78 respectively. 70 rest and the flow area 44 is closed. This closing force can also be restored by varying the current level for energizing the main coil 50 to adjust.

Vorteilhaft bei diesem Konzept ist, dass das Magnetfeld der Hautspule 50 vor dem Schließen des Ablaufventils 22 bereits vollständig aufgebaut ist und somit die maximal mögliche Kraft auf den Ventilteller 48 ausübt. Der Ventilteller 48 ist dann praktisch vorgespannt. Die vergleichsweise kleine Nebenspule 52 setzt das Ansteuersignal (unabhängig on/off) aufgrund ihrer deutlich kleineren Zeitkonstante verglichen mit der Hauptspule 50 wesentlich schneller um, sodass die Dynamik des Ventils erhöht wird.An advantage of this concept is that the magnetic field of the skin coil 50 before closing the drain valve 22 already fully assembled and thus the maximum possible force on the valve disk 48 exercises. The valve plate 48 is then practically biased. The comparatively small secondary coil 52 sets the drive signal (independent on / off) due to its much smaller time constant compared to the main coil 50 much faster so that the dynamics of the valve is increased.

Zum Öffnen des Ventils wird die Hauptspule 50 stromlos geschaltet, sodass der Ventilteller 48 durch die Kraft der Feder 38 in seine Grundposition zurück bewegt wird. Diese Öffnungsbewegung kann durch Bestromen der Nebenspule 52 unterstützt werden, sodass die Rückstellbewegung des Ventiltellers 48 beschleunigt wird. Auf diese Weise ist sowohl in Schließrichtung als auch in Öffnungsrichtung des Ablaufventils 22 eine höhere Ventildynamik als bei den herkömmlichen Lösungen ermöglicht.To open the valve, the main coil 50 de-energized, so that the valve plate 48 by the force of the spring 38 moved back to its basic position. This opening movement can be achieved by energizing the secondary coil 52 be supported, so that the return movement of the valve disk 48 is accelerated. In this way, both in the closing direction and in the opening direction of the drain valve 22 higher valve dynamics than conventional solutions.

Anhand der 4 und 5 wird ein Ausführungsbeispiel mit vereinfachtem Aufbau erläutert.Based on 4 and 5 An embodiment with a simplified structure will be explained.

Der Grundaufbau des in 4 in Längsschnitt dargestellten Ablaufventils 22 entspricht demjenigen des vorbeschriebenen Ausführungsbeispiels, sodass auf eine nochmalige Beschreibung von einander entsprechenden Bauelementen verzichtet wird und dabei die gleichen Bezugszeichen wie in den 2 und 3 verwendet werden.The basic structure of in 4 in longitudinal section shown drain valve 22 corresponds to that of the above-described embodiment, so that a further description of corresponding components is dispensed with and the same reference numerals as in the 2 and 3 be used.

Die in 4 dargestellte Variante hat eine Ventilbuchse 58, an der der Kugelkopf des Arbeitsraums 8, der Radialbohrungsstern 60 sowie die Anschlüsse A, B ausgebildet sind. Diese Ventilbuchse 58 wird in eine nicht dargestellte Gehäusebohrung der Hydromaschine eingeschraubt. In die Ventilbuchse 58 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine Sitzbuchse 62 eingeschraubt, an der die beiden Dichtkanten 68, 70 des Ventilsitzes 42 ausgebildet sind. Ähnlich wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel ist in der Sitzbuchse 62 der ringförmige Ablaufkanal 64 ausgebildet, dessen Querschnitt sich in der Schnittdarstellung gemäß 4 nach unten, zu den Dichtkanten 68, 70 hin verringert.In the 4 variant shown has a valve sleeve 58 , at which the ball head of the working space 8th , the radial hole star 60 and the terminals A, B are formed. This valve bush 58 is screwed into a housing bore, not shown, of the hydraulic machine. In the valve socket 58 is a seat bushing in the illustrated embodiment 62 screwed in, at the two sealing edges 68 . 70 of the valve seat 42 are formed. Similar to the previously described embodiment is in the seat bushing 62 the annular drainage channel 64 formed, whose cross section is in the sectional view according to 4 down, to the sealing edges 68 . 70 decreased.

Die kleinere Nebenspule 52 ist bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel nicht in einem mehrteiligen Spulenhalter sondern direkt in einem Nabenabschnitt 134 der Sitzbuchse 62 aufgenommen. Dazu ist in dem Nabenabschnitt 134 eine umlaufende Stirnnut 136 vorgesehen, deren Außenumfangswandung gegenüber der innen liegenden Umfangswandung in Axialrichtung verlängert ist und die Nebenspule 52 umgreift.The smaller secondary coil 52 is at the in 4 illustrated embodiment not in a multi-part coil holder but directly in a hub portion 134 the seat bush 62 added. This is in the hub section 134 a circumferential Stirnnut 136 provided, the outer peripheral wall is extended relative to the inner circumferential wall in the axial direction and the secondary coil 52 embraces.

Auf die in 4 oben liegende Ringstirnfläche der Nebenspule 52 ist der Polring 98 aufgesetzt, der über den Trennring 100 von dem der Hauptspule 50 zugeordneten wieteren Polring 110 beabstandet ist. Die Hauptspule 50 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in einer Stirnaufnahme 138 des Spulenhalters 106 eingesetzt, der deckelförmig auf die in 4 obere Stirnfläche der Sitzbuchse 58 aufgesetzt ist. An diesem Spulenhalter 106 stützt sich die Feder 38 ab, die einen einstückigen, beiden Spulen 50, 52 zugeordneten Magnetanker 140 in eine Öffnungsstellung (4) vorspannt. An diesem Magnetanker 140 ist der Federteller 48 federnd über die Spannfeder 78 sowie den Federteller 84 federnd gelagert.On the in 4 upper annular face of the secondary coil 52 is the pole ring 98 put on, over the separating ring 100 from the main coil 50 associated wieteren pole ring 110 is spaced. The main coil 50 is in the illustrated embodiment in a front view 138 of the bobbin holder 106 used, the cover-shaped on the in 4 upper end surface of the seat bush 58 is attached. At this bobbin holder 106 the spring is supported 38 off, the one-piece, two coils 50 . 52 associated armature 140 in an open position ( 4 ). At this magnet armature 140 is the spring plate 48 springy over the tension spring 78 as well as the spring plate 84 spring-mounted.

5 zeigt eine Einzeldarstellung des einstückigen Magnetankers 140. Demgemäß hat dieser einen Führungsabschnitt 142, dessen in 5 unteres Ende zu einem Stößelabschnitt 144 zurückgestuft ist. Auf letzteren ist in entsprechender Weise wie beim Ausführungsbeispiel gemäß den 2 und 3 der Federteller 48 des Ventilkörpers 40 aufgesetzt. Die Führung des Magnetankers 140 erfolgt entlang des Führungsabschnitts 142 in einer Führungsbohrung 146 (4) der Sitzbuchse 62. An den Führungsabschnitt 142 schließt sich nach oben hin (5) ein Ankerbund 148 an, der beim dargestellten Ausführungsbeispiel einen in etwa zylindrischen Außenumfang hat und in Richtung seiner oberen Stirnfläche über eine Umfangsstufe 150 zurückgestuft und über eine Stirnausnehmung 152 stirnseitig eingezogen ist. Der mit der Umfangsstufe 150 und der Stirnausnehmung 152 ausgeführte Bereich begrenzt den Hauptarbeitsluftspalt 118 (4) zwischen der Stirnfläche des Magnetankers 140 und der benachbarten, entsprechend ausgebildeten Stirnfläche des Spulenhalters 106. Der Nebenarbeitsluftspalt 130 wird durch eine untere Ringstirnfläche 154 des Ankerbunds 148 und die benachbarte Stirnfläche des Nabenabschnitts 134 begrenzt. Dieser Nebenarbeitsluftspalt 130 ist in der Öffnungsposition des Ventils 22 minimal. 5 shows an individual representation of the one-piece magnet armature 140 , Accordingly, this has a guide section 142 whose in 5 lower end to a tappet section 144 is downgraded. On the latter is in a similar manner as in the embodiment according to the 2 and 3 the spring plate 48 of the valve body 40 placed. The guide of the magnet armature 140 takes place along the guide section 142 in a guide hole 146 ( 4 ) of the seat bush 62 , At the guide section 142 closes upwards ( 5 ) An anchor collar 148 on, which in the illustrated embodiment has an approximately cylindrical outer circumference and in the direction of its upper end face over a circumferential step 150 downgraded and over a Stirnausnehmung 152 retracted frontally. The one with the circumference level 150 and the Stirnausnehmung 152 Engineered area limits the main working air gap 118 ( 4 ) between the end face of the armature 140 and the adjacent, correspondingly shaped end face of the bobbin holder 106 , The side working air gap 130 is through a lower ring end face 154 of the anchor collar 148 and the adjacent end face of the boss portion 134 limited. This side working air gap 130 is in the opening position of the valve 22 minimal.

Wie des Weiteren 4 entnehmbar ist, hat der Ankerbund 148 eine mittige Aufnahme 156 für einen Endabschnitt der Feder 38. Auf einem Teilkreis, dessen Durchmesser etwas größer als der Außendurchmesser des Führungsabschnitts 142 ist, liegt eine Vielzahl von Ausgleichsbohrungen 158, die parallel zur Ankerachse verlaufen und die Aufnahme 156 schneiden.As further 4 is removable, has the anchor collar 148 a central recording 156 for an end portion of the spring 38 , On a pitch circle whose diameter is slightly larger than the outer diameter of the guide section 142 is, there is a variety of compensation holes 158 , which run parallel to the anchor axis and the recording 156 to cut.

Bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen sind Spulenträger 168, 170 der Hauptspule 50 bzw. der Nebenspule 52 sowie der zwischen den Polringen 98, 110 liegende Trennring 100 als gesonderte Bauteile ausgeführt. Der vorrichtungstechnische Aufwand lässt sich weiter verringern, wenn diese Bauelemente, d. h. der Spulenträger 168, der Spulenträger 170 sowie der einen Magnetfluss nicht leitende Trennring 100 einstückig im Spritzgießverfahren hergestellt wird, wobei die beiden Polringe 98, 110 umspritzt werden. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass in den Polringen 98, 110 Ausnehmungen für die Kunststoffschmelze vorgesehen werden, sodass die Kavität des Spritzgießwerkzeugs vollständig gefüllt wird und somit die Spulen 50, 52 mit den zugehörigen Spulenträgern 168, 170 und dem Trennring 100 eine bauliche Einheit ausbilden. Mit anderen Worten gesagt, es wird ein integraler Spulenträger gebildet, der die beiden vorstehend mit 168, 170 bezeichneten Spulenträger und den Trennring 100 sowie die beiden Polringe 98, 110 und die eigentlichen Spulenwicklungen 50, 52 nebst deren Anschlüssen aufnimmt.In the above embodiments, coil carriers 168 . 170 the main coil 50 or the secondary coil 52 as well as between the pole rings 98 . 110 lying separating ring 100 designed as separate components. The device complexity can be further reduced if these components, ie the bobbin 168 , the coil carrier 170 and the non-conductive magnetic flux separating ring 100 is manufactured in one piece by injection molding, wherein the two pole rings 98 . 110 to be overmoulded. This can be done, for example, that in the Polringen 98 . 110 Recesses are provided for the plastic melt, so that the cavity of the injection mold is completely filled and thus the coils 50 . 52 with the associated coil carriers 168 . 170 and the separator ring 100 form a structural unit. In other words, an integral bobbin is formed, the two above with 168 . 170 designated coil carrier and the separator ring 100 as well as the two pole rings 98 . 110 and the actual coil windings 50 . 52 along with their connections.

Wie insbesondere 4 entnehmbar ist, sind die Innendurchmesser der Polringe 98, 110 und des Trennrings 100 sowie der beiden Spulen 50, 52 im Wesentlichen gleich und entsprechend dem Außendurchmesser des Ankerbunds 148 ausgebildet, sodass dieser gleitend umgriffen ist.In particular 4 is removable, the inner diameter of the pole rings 98 . 110 and the separator ring 100 as well as the two coils 50 . 52 substantially equal and corresponding to the outer diameter of the anchor collar 148 trained, so that it is encompassed sliding.

Die Passung zwischen der Führungsbohrung 146 und dem Führungsabschnitt 142 ist vergleichsweise exakt ausgeführt, um ein Kippen des Magnetankers 140 zu vermeiden. In dem Fall, in dem es doch zu einem Kippen kommen sollte, kann insbesondere der Polring 110 die Führung des Magnetankers 148 unterstützen, sodass ein übermäßiges Kippen zuverlässig verhindert ist.The fit between the pilot hole 146 and the guide section 142 is made comparatively accurate to a tilting of the armature 140 to avoid. In the case in which it should come to a tilting, especially the pole ring 110 the guide of the magnet armature 148 support, so that excessive tilting is reliably prevented.

Ein Vorteil der in 4 dargestellten Ausführungsform besteht darin, dass die Anzahl der Bauelemente gegenüber der eingangs beschriebenen Lösung erheblich reduziert ist, da lediglich ein einteiliger Magnetanker 140, die Ventilbuchse 48, die Sitzbuchse 62 sowie die Spulen 50, 52, ein Spulenhalter 106 und die genannten Ringe 98, 100, 110 bzw. der einstückige Spulenträger sowie der Ventilteller 48 vorgesehen werden müssen.An advantage of in 4 illustrated embodiment is that the number of components compared to the solution described above is significantly reduced, since only a one-piece magnet armature 140 , the valve sleeve 48 , the seat bush 62 as well as the coils 50 . 52 , a coil holder 106 and the said rings 98 . 100 . 110 or the one-piece coil carrier and the valve plate 48 must be provided.

6 zeigt ein weiter vereinfachtes Ausführungsbeispiel, das im Grundaufbau dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 entspricht und bei dem auf eine Ventilbuchse 58 verzichtet wird. 6 shows a further simplified embodiment, the basic structure of the embodiment according to 4 corresponds and in which on a valve sleeve 58 is waived.

Genau wie beim Ausführungsbeispiel gemäß 4 hat das in 6 dargestellte Ablaufventil 22 einen einstückigen Magnetanker 140, der mit der Hauptspule 50 sowie der Nebenspule 52 zusammen wirkt und in der Sitzbuchse 62 geführt ist. Diese nimmt die Nebenspule 52 auf, während die Hauptspule 50 in dem deckelförmigen Spulenhalter 106 aufgenommen ist. Der Ventilteller 48 ist federnd am einstückigen Magnetanker 140 gelagert und hat zwei Dichtflächen 72, 74, die beim Ausführungsbeispiel gemäß den 4 und 6 an planen Stirnflächenabschnitten des Federtellers 48 ausgebildet sind. Diese Dichtflächen 72, 74 wirken mit den Dichtkanten 68, 70 der Sitzbuchse 62 zusammen.Just as in the embodiment according to 4 has that in 6 illustrated drain valve 22 a one-piece magnet armature 140 that with the main coil 50 as well as the secondary coil 52 works together and in the seat 62 is guided. This takes the secondary coil 52 on while the main coil 50 in the lid-shaped bobbin holder 106 is included. The valve plate 48 is springy on the one-piece magnet armature 140 stored and has two sealing surfaces 72 . 74 who are in the execution play according to the 4 and 6 at plan end portions of the spring plate 48 are formed. These sealing surfaces 72 . 74 act with the sealing edges 68 . 70 the seat bush 62 together.

Am Außenumfang der Sitzbuchse 72 ist ein Gewinde 160 ausgeführt, über das diese mit den vorbeschriebenen Komponenten in eine Gehäusebohrung 162 der Hydromaschine eingeschraubt werden kann. Diese Gehäusebohrung 162 mündet im Arbeitsraum 8 und ist entsprechend der Geometrie der in den 2, 3 und 4 verwendeten Ventilbuchse 58 ausgeführt, sodass sich beispielsweise ein Kugelkopf des Arbeitsraums 8 ausbildet. In dieser Gehäusebohrung 162 münden auch die über das Ventil 22 zu steuernden Fluidkanäle ein.On the outer circumference of the seat bush 72 is a thread 160 executed, over this with the above-described components in a housing bore 162 the hydraulic machine can be screwed. This housing bore 162 flows into the workroom 8th and is according to the geometry of the in the 2 . 3 and 4 used valve sleeve 58 executed so that, for example, a ball head of the work space 8th formed. In this housing bore 162 also open the over the valve 22 to be controlled fluid channels.

Der Spulenhalter 106 ist beim Ausführungsbeispiel gemäß 6 mit einem Deckelteil 164 ausgeführt, das im Montagezustand auf einer Außenfläche des Gehäuses 166 aufsitzt und somit die Gehäusebohrung 162 nach oben hin überdeckt.The coil holder 106 is in the embodiment according to 6 with a lid part 164 executed, in the assembled state on an outer surface of the housing 166 seated and thus the housing bore 162 covered at the top.

Im Übrigen entspricht das in 6 dargestellte Ausführungsbeispiel den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen, sodass weitere Erläuterungen entbehrlich sind. Die Funktion der Ausführungsbeispiele gemäß den 4 bis 6 entspricht im Wesentlichen derjenigen des erstbeschriebenen Ausführungsbeispiels.Otherwise, this corresponds to 6 illustrated embodiment of the above-described embodiments, so that further explanations are unnecessary. The function of the embodiments according to the 4 to 6 essentially corresponds to that of the first described embodiment.

Das erfindungsgemäße Konzept lässt sich sowohl bei niederdruckseitigen als auch bei hochdruckseitigen Ventilen einsetzen, die in unbestromten Zustand geschlossen oder geöffnet sein können.The inventive concept can both on low-pressure side and high-pressure side valves insert that closed or open when de-energized could be.

Offenbart sind ein elektromagnetisch betätigtes Ventil und eine mit einem derartigen Ventil ausgeführte Hydromaschine. Erfindungsgemäß hat ein Magnetaktor des Ventils eine Hauptspule und eine Nebenspule. Bei Bestromung der Nebenspule ist ein Ventilkörper des Ventils in einer Grundposition vorgespannt. Diese Grundposition wird auch eingehalten, wenn beide Spulen gleichzeitig bestromt sind. Zum Schließen des Ventils wird bei gleichzeitig bestromten Spulen die Nebenspule stromlos geschaltet, sodass die in Öffnungsrichtung wirksame Hauptspule das Ventil aus seiner Grundposition heraus bewegt wird.Disclosed are an electromagnetically actuated valve and one with Hydromachine executed in such a valve. Has according to the invention a solenoid actuator of the valve a main coil and a secondary coil. When energizing the secondary coil is a valve body of the Valve biased in a basic position. This basic position is also respected when both coils are energized simultaneously. To close the valve is energized at the same time Coils the secondary coil de-energized, so that in the opening direction effective main spool the valve is moved out of its home position.

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
Magnetaktormagnetic actuator
3030
Magnetaktormagnetic 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
5858
Ventilbuchsevalve sleeve
6060
RadialbohrungssternRadial bore star
6262
Sitzbuchseseat bushing
6464
Ablaufkanaldrain channel
6666
Stegweb
6868
Dichtkantesealing edge
7070
Dichtkantesealing edge
7272
Dichtflächesealing surface
7474
Dichtflächesealing surface
7676
Nabenvorsprunghub projection
7878
Spannfedertension spring
8080
Federaufnahmespring mount
8282
Federtellerspring plate
8484
Stirnflächeface
8686
Führungsbuchseguide bush
8787
scheibenförmiger Abschnittdisc-shaped section
8888
Spulenkörperbobbins
9090
Federringspring washer
9292
Führungsbohrungguide bore
9494
Stirnausnehmungfront recess
9696
Ausnehmungrecess
9898
Polringpole ring
100100
Trennringseparating ring
102102
Mantelabschnittshell section
104104
Innenausnehmunginner recess
106106
Spulenhalterspool holder
108108
Axialvorsprungaxial projection
110110
weiterer PolringAnother pole ring
112112
Innenbohrunginternal bore
114114
Federraumspring chamber
116116
Ringschulterannular shoulder
118118
HauptarbeitsluftspaltMain operating air gap
120120
Ankervorsprunganchor lead
122122
Stirnausnehmungfront recess
124124
Abstandsringspacer ring
126126
Ringvorsprungannular projection
128128
Radialschulterradial shoulder
130130
NebenarbeitsluftspaltBesides working air gap
132132
Steuerelektronikcontrol electronics
134134
Nabenabschnitthub portion
136136
Ringnutring groove
138138
Stirnaufnahmeend recording
140140
Magnetankerarmature
142142
Führungsabschnittguide section
144144
Stößelabschnitttappet section
146146
Führungsbohrungguide bore
148148
Ankerbundanchor Bund
150150
Umfangsstufeperipheral step
152152
Stirnausnehmungfront recess
154154
RingstirnflächeAnnular face
156156
Aufnahmeadmission
158158
Ausgleichsbohrungcompensating bore
160160
Gewindethread
162162
Gehäusebohrunghousing bore
164164
Deckelteilcover part
166166
Außenflächeouter surface
168168
Spulenträgercoil carrier
170170
Spulenträgercoil carrier

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]
  • - US 7077378 B2 [0006, 0006] US 7077378 B2 [0006, 0006]
  • - WO 2007/128977 A2 [0007] - WO 2007/128977 A2 [0007]
  • - WO 2007/128977 [0008] WO 2007/128977 [0008]

Claims (18)

Elektromagnetisch betätigtes Ventil mit einem einem Ventilsitz (72, 74) zugeordneten Ventilkörper (40), der in eine erste Richtung auf eine erste Schaltstellung hin mechanisch vorgespannt und mittels eines Magnetaktors in eine zweite, entgegengesetzte Richtung in eine zweite Schaltstellung verstellbar ist, wobei mit einer Hauptspule (50) eine in die zweite Richtung auf den Ventilkörper (40) wirkende Magnetkraft erzeugbar ist und eine Nebenspule (52) vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Nebenspule (52) eine in die erste Richtung auf den Ventilkörper (40) wirkende Magnetkraft erzeugbar ist.Electromagnetically actuated valve with a valve seat ( 72 . 74 ) associated valve body ( 40 ) which is mechanically biased in a first direction to a first switching position and adjustable by means of a magnetic actuator in a second, opposite direction to a second switching position, wherein with a main coil ( 50 ) one in the second direction on the valve body ( 40 ) acting magnetic force can be generated and a secondary coil ( 52 ) is present, characterized in that with the secondary coil ( 52 ) one in the first direction on the valve body ( 40 ) acting magnetic force can be generated. Ventil nach Patentanspruch 1, wobei die in der ersten Schaltstellung des Ventilkörpers (40) in die erste Richtung wirkende Kraft bei bestromter Nebenspule (52) größer ist als die von der bestromten Hauptspule (50) erzeugte und auf den Ventilkörper (40) wirkende Kraft.Valve according to claim 1, wherein in the first switching position of the valve body ( 40 ) force acting in the first direction when the secondary coil is energized ( 52 ) is greater than that of the energized main coil ( 50 ) and on the valve body ( 40 ) Acting force. Ventil nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei die erste Schaltstellung die Öffnungsstellung des Ventilkörpers (40) ist.Valve according to claim 1 or 2, wherein the first switching position, the open position of the valve body ( 40 ). Ventil nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Hauptspule (50) und die Nebenspule (52) koaxial zueinander angeordnet sind.Valve according to one of the preceding claims, wherein the main coil ( 50 ) and the secondary coil ( 52 ) are arranged coaxially with each other. Ventil nach Patentanspruch 4, wobei ein der Hauptspule (50) zugeordneter Hauptanker (54) und ein der Nebenspule (52) zugeordneter Nebenanker (56) in Wirkverbindung mit einem auf den Ventilkörper (40) wirkenden Stößel (46) stehen, wobei bei bestromten Spulen (50, 52) ein Hauptarbeitsluftspalt (118) größer als ein Nebenarbeitsluftspalt (130) ist.Valve according to claim 4, wherein one of the main coil ( 50 ) associated main anchor ( 54 ) and one of the secondary coil ( 52 ) associated secondary anchor ( 56 ) in operative connection with a on the valve body ( 40 ) acting plunger ( 46 ), with energized coils ( 50 . 52 ) a main working air gap ( 118 ) greater than a secondary working air gap ( 130 ). Ventil nach Patentanspruch 5, wobei Hauptanker, Nebenanker und Stößel einstückig als Magnetanker (140) ausgebildet sind.Valve according to claim 5, wherein the main armature, secondary armature and plunger are in one piece as a magnetic armature ( 140 ) are formed. Ventil nach Patentanspruch 6, wobei ein Ankerbund (148) des Magnetankers (140) gegenüber einem Führungs-/Stößelabschnitt (142, 144) radial erweitert ist.Valve according to claim 6, wherein an anchor collar ( 148 ) of the magnet armature ( 140 ) opposite a guide / tappet section ( 142 . 144 ) is radially expanded. Ventil nach Patentanspruch 7, wobei der Ankerbund (148) achsparallel verlaufende Ausgleichsbohrungen (158) und eine mittige Aufnahme (156) für eine Feder (38) hat.Valve according to claim 7, wherein the anchor collar ( 148 ) axially parallel compensation bores ( 158 ) and a central recording ( 156 ) for a spring ( 38 ) Has. Ventil nach einem der Patentansprüche 4 bis 8, wobei Spulenträger (168, 170) der Hauptspule (50) und der Nebenspule (52) sowie ein zwischen diesen angeordneter Trennring (100) einstückig ausgebildet sind.Valve according to one of the claims 4 to 8, wherein coil carriers ( 168 . 170 ) of the main coil ( 50 ) and the secondary coil ( 52 ) and a separating ring ( 100 ) are integrally formed. Ventil nach einem der Patentansprüche 4 bis 9, wobei die Innendurchmesser der Spulen (50, 52) gleich sind.Valve according to one of the claims 4 to 9, wherein the inner diameters of the coils ( 50 . 52 ) are the same. Ventil nach einem der Patentansprüche 4 bis 10, wobei die beiden Spulen (50, 52) axial hintereinander liegend in einem Spulenkörper (88) aufgenommen sind, wobei zumindest im Bereich zwischen den Spulen (50, 52) ein Bereich (87) aus einem paramagnetischen Material gebildet ist.Valve according to one of the claims 4 to 10, wherein the two coils ( 50 . 52 ) axially one behind the other in a bobbin ( 88 ), at least in the region between the coils ( 50 . 52 ) an area ( 87 ) is formed of a paramagnetic material. Ventil nach Patentanspruch 11, wobei der Stößel (46) im Spulenkörper (88) geführt ist und mittels einer Feder (38) in die eine Richtung vorgespannt ist.Valve according to claim 11, wherein the plunger ( 46 ) in the bobbin ( 88 ) is guided and by means of a spring ( 38 ) is biased in one direction. Ventil nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, mit einer Sitzbuchse (62), an der der Ventilsitz (72, 74) ausgebildet ist und die in eine Ventilbuchse (58) oder direkt in eine Gehäusebohrung (162) einer Hydromaschine einsetzbar ist.Valve according to one of the preceding claims, with a seat bushing ( 62 ), at which the valve seat ( 72 . 74 ) is formed and in a valve sleeve ( 58 ) or directly into a housing bore ( 162 ) of a hydraulic machine can be used. Ventil nach einem der Patentansprüche 6 bis 10 und Patentanspruch 13, wobei der Magnetanker (140) nur in der Sitzbuchse (62) geführt ist.Valve according to one of the claims 6 to 10 and claim 13, wherein the magnet armature ( 140 ) only in the seat bush ( 62 ) is guided. Ventil nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Ventilkörper (40) zwei konzentrisch umlaufende Dichtflächen (72, 74) hat, denen jeweils eine Dichtkante (68, 70) eines Ventilsitzes (42) zugeordnet ist.Valve according to one of the preceding claims, wherein the valve body ( 40 ) two concentrically encircling sealing surfaces ( 72 . 74 ), each having a sealing edge ( 68 . 70 ) of a valve seat ( 42 ) assigned. Ventil nach einem der Patentansprüche 5 bis 15, wobei der Ventilkörper (40) federnd am Stößel (46) gelagert ist.Valve according to one of the claims 5 to 15, wherein the valve body ( 40 ) resiliently on the plunger ( 46 ) is stored. Ventil nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei dieses ein Niederdruckventil ist.Valve according to one of the preceding claims, this being a low pressure valve. Hydromaschine mit aktiv steuerbaren niederdruckseitigen Ventilen und mit hochdruckseitigen Ventilen, gekennzeichnet durch ein Niederdruckventil (30) gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche.Hydraulic machine with actively controllable low-pressure-side valves and with high-pressure-side valves, characterized by a low-pressure valve ( 30 ) according to one of the preceding claims.
DE102010005166A 2009-02-12 2010-01-20 Electromagnetically actuated low pressure drain valve for use in swash-plate type axial piston machine utilized as hydraulic motor, has main coil and auxiliary coil producing magnetic force acting valve body in respective directions Withdrawn DE102010005166A1 (en)

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EP2821681A1 (en) * 2013-06-27 2015-01-07 Reinhard Boller Device and method for compressed air distribution using a stepping motor distributor

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