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Steuervorrichtung für das Druckmittel einer SchaltvorI1chtung für Wechselgetriebe.
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wird nach der Erfindung im Anschluss daran sofort durch eine Steuerkraft abgelöst, welche in Abhängig- keit von dem Schaltvorgang während eines Teils des Schaltvorganges oder während der ganzen Zeit, während welcher der Schaltvorgang sich vollzieht, wirksam ist. Diese Ausführung ergibt besonders geringe Druckmittelverluste.
Die Einrichtung nach der Erfindung ist mit besonderem Vorteil verwendbar bei solchen Wechsel- getrieben, welche Überholungskupplungen, z. B. wechselweise geschaltete Klauenkupplungen, besitzen, deren Klauenstirnflächen so abgeschrägt sind, dass bei der die Schaltung einleitenden Annäherung der
Kupplungshälften aneinander diese Abschrägungen die Kupplungshälften so lange voneinander abweisen, bis die eine Kupplungshälfte schneller zu laufen beginnt als die andere. Bei den bisher bei diesen
Getrieben verwendeten mechanischen oder durch Druckmittel betätigten Schaltvorrichtungen ist eine federnde Einrichtung vorgesehen, durch welche nach dem Gaswegnehmen durch den Fahrer die ursprünglich im Eingriff befindliche Kupplung ausgerückt wird.
Die Vorrichtung nach der Erfindung bietet unter anderem auch den Vorteil, dass solche federnde Einrichtungen nicht mehr notwendig sind.
Bei solchen Getrieben mit Überholungskupplung können bekannte Hilfseinrichtungen vor- gesehen sein, durch welche während der Abweiseperiode der Klauen die eine Kupplungshälfte verzögert oder beschleunigt wird, um möglichst rasch die Überholungsdrehzahl zu erreichen, so dass der Schalt- vorgang sich möglichst rasch abwickelt. Bei derartigen Hilfseinrichtungen wird für die Betätigung der
Einrichtung zur Verzögerung oder Beschleunigung der einen Kupplungshälfte vielfach Druckmittel verwendet. Dieses gleiche Druckmittel kann dann nach der Erfindung während der Abweiseperiode die Steuerung der Druckmittelzufuhr zu den Verstellkolben der Übersetzungen des Wechselgetriebes bewirken.
Sobald die Abweiseperiode beendet ist und die betreffende Übersetzung eingerückt wird, wird durch das von der Hilfseinrichtung gesteuerte Druckmittel gleichzeitig auch die Steuerung für das den Verstellkolben zugeführte Druckmittel umgestellt. Letzteres wirkt also nur so lange, bis der Abweisevorgang beendet, also die zugehörige Übersetzung eingerückt ist.
Der Zutritt von Druckmittel zu den Verteilergliedern geschieht nach der Erfindung ausserdem unter der Einwirkung eines Steuergliedes, welches beim Wählen des Ganges eingestellt wird. Wenn also Gas weggenommen wird, ohne dass vorher ein anderer Gang gewählt wurde, so wird durch dieses
Steuerglied verhindert, dass den Verstellkolben unnötigerweise Druckmittel zugeführt wird.
Bei Fahrt mit einem mit einer Vorrichtung nach der Erfindung versehenen Fahrzeug in einer grösseren Steigung kann es vorkommen, dass die Einwirkung des Druckmittels auf die Verstellkolben, wenn auch nur kurze Zeit, später erfolgt als der Richtungswechsel von dem treibenden Moment des Motors zu der Schiebewirkung von seiten der Wagenräder. In diesem Falle würde unter Umständen die Druckmittelwirkung nicht ausreichen, um die verschiebbare Kupplungshälfte aus dem Eingriff herauszubringen. Es wird deshalb nach der Erfindung eine Hilfseinrichtung vorgesehen, durch welche beim Gaswegnehmen zur Erleichterung des Ausrückens der Klauenkupplungen die Hauptkupplung des Fahrzeugs ausgerückt wird. Diese Kupplung kann dann danach eventuell sofort wieder eingerückt werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen.
In Fig. 1 ist ein einfaches, die grundsätzliche Bauart zeigendes, schematisch gehaltenes Ausführungsbeispiel einer Einrichtung nach der Erfindung im teilweisen Schnitt dargestellt, bei welchem die Verteilerglieder für die Druckmittelzufuhr zu den Verstellkolben mechanisch bewegt werden.
Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, ebenfalls in teilweisem Schnitt, bei welchen die Verteilerglieder der einzelnen Verstellzylinder durch ein Druckmittel bewegt werden, das durch ein gemeinsames primäres Verteilerglied gesteuert wird.
In Fig. 1 bedeutet 1 einen Druckmittelbehälter, 2 und 3 Zuleitungen zu dem Steuergehäuse 4, mit 5 ist ein Handhebel bezeichnet, welcher durch die Achse 6 mit der Wählscheibe 7 verbunden ist.
8 ist ein unter dem Druck der Feder 9 stehendes Steuerglied, welches eine Eindrehung 10 besitzt.
11 ist der Gasfusshebel, welcher durch die Feder 12 gegen den Anschlag M gezogen wird und einen Arm 14 besitzt, an welchem durch eine Stange 15 ein Kolben 16 angelenkt ist, der durch eine Feder 17 mit einem Zylinder 18 in Verbindung steht. Letzterer ist mit dem einen Arm 19 eines Hebels verbunden, dessen anderer Arm 20 an dem Knopf 21 eines Stiftes 2Z eines Schiebers 23 anliegt, der eine Eindrehung 24 besitzt und durch die Feder 25 belastet ist. 26 ist ein Kanal in dem Gehäuse 4, der zu dem Raum links von einem Kolben 27 führt, welcher mit einem Stift 28 in Verbindung steht, der eine Verlängerung 29 besitzt. 30 und 40 sind je ein weiterer Kanal in dem Gehäuse 4, mit 31 ist eine Entlüftungsöffnung bezeichnet. 32 ist ein Absperrventil, das durch eine Feder 33 geschlossen gehalten wird.
34 und 35 sind Räume in dem Gehäuse 4, welche durch einen Durchlass 36 miteinander in Verbindung stehen. An den Raum 35 schliessen sich Bohrungen an, von denen die eine (37) dargestellt ist. Die Leitung 38 führt zu dem Verstellzylinder eines Ganges des Wechselgetriebes.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung nach Fig. 1 ist folgende : Die einzelnen Teile sind in der Stellung gezeichnet, welche sie bei Ruhestellung des Gashebels 11 einnehmen. Während der vorherigen Fahrt mit Gas oder auch erst während der Ruhestellung des Gashebels wurde mit dem Handhebel 5 die Wählscheibe 7 entsprechend dem einzuschaltenden Gang so verdreht, dass durch den entsprechenden
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Nocken der Wählscheibe 7 der Steuerschieber 8 in die gezeichnete Lage gebracht wurde, in welcher die Verbindung zwischen der Leitung 38, welche zu dem zu dem Schieber 8 gehörigen Verstellzylinder führt, und dem Raum 35 durch die Bohrung 37 und die Eindrehung 10 hergestellt wird.
Wenn das Wählen des Ganges während der Ruhestellung des Gashebels erfolgt ist, wird beim darauffolgenden Gasgeben während eines kleinen Teils am Anfang des Gashebelweges der Schieber 23 aus der gezeigten linken in seine rechte Endstellung entgegen dem Druck der Feder 25 verschoben, in welcher der linke Teil des Steuerschiebers den Zutritt aus der Leitung 2 abschliesst. Während dieser Bewegung wird für kurze Zeit die von dem Druckmittelbehälter 1 kommende Leitung 2 mit dem Kanal 26 verbunden, so dass Druckluft hinter den Kolben 27 gelangt und den Kolben 27 und damit den Stift 28, 29 nach rechts verschiebt. Dadurch wird das Ventil 32 geöffnet, so dass Druckluft aus der Leitung 3 durch M, 36, 35, 37, 38 zu dem Verstellkolben gelangt, welcher zu dem gewählten Gang gehört.
Wenn die Wählbewegung während Fahrt mit Gas erfolgt, wird in gleicher Weise, wie eben beschrieben, auch beim Zurücknehmen des Gashebels in die Ruhestellung durch die Eindrehung 24 des Schiebers 23 beim Überschleifen der Zutrittsöffnung der Leitung 2 die Druckmittelzufuhr zu dem Kolben 27 und dadurch der Druckmittelzutritt durch das Ventil 32 freigegeben und der gewählte Gang in der gleichen Weise, wie oben beschrieben, beim Gaswegnehmen eingestellt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist 61 das Gehäuse des Gangwählers, welches an seinem oberen und unteren Ende durch die Deckel 62 und 6. 3 verschlossen ist. Auf der Welle 64 des Gangwählers, welche durch ein über dem Lenkrad 65 sitzendes kleines Handrad 66 eingestellt wird, ist eine Nockenscheibe 67 angeordnet, welche einen Schieberstift 68 bewegt. 69 ist ein durch eine Feder 70 belastetes Absperrventil für die aus dem an die Leitung 2 anschliessenden Leitungszweig 88 zutretende Druckluft. 71 ist eine hinter dem Ventil 69 angeschlossene Leitung, 72 eine Entlüftungsöffnung, 73 ein Winkelkanal, welcher die aus der Leitung 88 zutretende Druckluft zu dem mit dem Kolben 74 verbundenen Schieberstift 75 leitet, der unter der Einwirkung der Feder 76 steht. 77 ist eine Verbindungsleitung zu dem die Steuerungsteile enthaltenden Gehäuse 91.
Die Leitung 78 führt unmittelbar oder mittelbar zu der Bedienungsvorrichtung für die Kupplung. Der Schieberstift 75 wird durch die Nockenscheibe 79 bewegt, die auf der Welle 64 des Gangwählers angeordnet ist. Mit dieser Welle 64 ist durch einen Mitnehmer 80 eine Verteilerscheibe 81 verbunden, welche sich über der Platte 63 dreht, an welche die zu den Verstellzylindern des Getriebes führenden Leitungen 82-85 anschliessen. In der Verteilerscheibe 81 sind Durchlässe 86 vorgesehen, durch welche die aus der Leitung 87 zutretende Schalt-
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welche durch die Nute 90 a die eine oder andere der Leitungen 82-85, in der gezeichneten Stellung die Leitung 83, mit der Aussenluft verbindet.
An dem unteren Teil des Gehäuses 91 schliesst die Leitung 2, an dem oberen Teil die von dieser abgezweigte Leitung 92 an. 93 und 94 sind Druckluftventile, welche durch die Federn 95 und 96 belastet sind. 97 ist ein dem Steuerschieber 23 der Fig. l entsprechender Schieber, welcher in seinen beiden Endstellungen durch entsprechendes Einrasten festgehalten wird und der einen Querkanal 98 sowie eine Nute 99 besitzt. Unterhalb des Schiebers 97 mündet die von dem Gangwähler kommende Leitung 71. An den Raum unterhalb des Ventils 93 schliesst ein Kanal 100 an, welcher an dem Schieber 97 mündet. 101 und 102 sind Kanäle in dem Gehäuse 91. 103, 104 und 105 sind Bohrungen, welche die Verbindung mit der Aussenluft herstellen.
Das Ventil 94 wird durch den Stift 106 bewegt, der von dem Hebel 107 durch Vermittlung des Nockens 108 vom Gashebel 109 aus angehoben werden kann.
Das Ventil 93 wird durch den Stift 110 bewegt, der mit dem Kolben 111 in Verbindung steht. Durch den Kanal 133 steht der Raum unter dem Kolben 111 mit der nach aussen führenden Bohrung 103 in Verbindung, an welche sich der Kanal 128 anschliesst. In den Raum 1. 30 über dem Kolben 111 mündet ein Verbindungskanal127, welcher zu dem Schieber 112 führt. Dieser besitzt an seinem oberen Ende einen scheibenförmigen Ansatz 113 und ausserdem eine Eindrehung 114. Von unten ist der Schieber 112 durch die Feder 134 belastet. Die beiden Schieber 97 und 112 stehen durch den Kanal 115 in Verbindung. Der über der Scheibe 11. 3 des Schiebers 112 vorgesehene Raum steht über den Kanal 116 mit der Führungsbohrung des Schiebers 106 in Verbindung.
Von dem Raum oberhalb des Kolbens 111 führt ein Kanal 117 zu einem unteren Schieber 118, welcher an seinem oberen Ende durch eine Feder 119 belastet ist und eine Eindrehung 129 und an seinem unteren Ende einen Verlängerungsstift 120 besitzt. 131 ist ein Verbindungskanal zu dem Kanal 132, an welchen die Leitung 87 anschliesst. In den Raum unterhalb des Schiebers 118 führt eine Leitung 121, welche an eine Leitung 122 angeschlossen ist, die mit dem Wechselgetriebe 123 in Verbindung steht und die zu dem Zylinder 124 einer Hilfsvorrichtung zur Bewegung der Drosselklappe 125 leitet. In dem von dem Gashebel ausgehenden Gestänge zur Bewegung der Drosselklappe ist eine federnde Vorrichtung 126 eingebaut.
141 und 161 sind Kolben zweier Druckluftzylinder 142 und 162, deren Kolbenstangen 143 und 163 durch Laschen 144 und 164 Hebel 145 und 165 bewegen, welche mit den zu verschiebenden Klauenhälften des Wechselgetriebes 723 in Verbindung stehen. In den Zylindern sind ausserdem Schieber 146 und 166 vorgesehen, welche neben ihren Ringstücken 147 und 148 bzw. 167 und 168 sowie 149 bzw. 169
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und 161 liegenden Zylinderräumen. An den Gehäuseteilen der Zylinder, welche die Schieber enthalten, schliessen einesteils die Leitungen 82 und 83, welche von dem Gangwähler kommen, andernteils die Leitungszweige 154 und 155 sowie 174 und 175 an, welch letztere von einer gemeinsamen Leitung 180 abzweigen.
Zwischen die von der Leitung 87 kommende Leitung 160 und die Leitung 180 ist ein durch eine Feder 181 belasteter Schieber 182 eingeschaltet, welcher eine Eindrehung 183 sowie einen Winkelkanal 184 besitzt, der mit der Eindrehung 183 über einen kleinen Querkanal in Verbindung steht.
156 und 176 sind Entlüftungsöffnungen.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung nach Fig. 2 ist folgende : In der Figur sind die einzelnen Teile in der bei Ruhestellung des Gashebels eingenommenen Lage gezeigt. Da der Stift 106 sich in seiner unteren Stellung befindet, ist das Ventil 94 geschlossen. Der Raum über der Scheibe 113 ist deshalb durch den Kanal 116 und die Entlüftungsbohrung 105 mit der Aussenluft verbunden, und der Schieber 112 befindet sich unter der Einwirkung der Feder 184 in seiner oberen Endstellung.
Beim Verstellen des Handrades 66 wird vermittels der Nockenscheibe 67 durch den Stift 68 das Ventil 69 entgegen der Kraft der Feder 70 geöffnet. Dadurch gelangt Druckluft durch die Leitung 71 unter den Schieber 97, der dadurch in seine obere Stellung verschoben und in dieser beispielsweise durch einen Riegel festgehalten wird.
Durch die Bewegung des Schiebers 97 in seine obere Endlage gelangt beim Überschleifen der Öffnung des Kanals 100 durch die Bohrung 98 des Schiebers 97 Druckluft aus der Leitung 2 in den Kanal 115.
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Stellungen die Leitungen 82, 84 und 85, durch die zugehörigen Steuerkanäle 86 mit dem Raum 89 verbunden, also die Zuleitung für die Druckluft zu den betreffenden Verstellgliedern am Getriebe hergestellt.
Sobald nun der Führer Gas gibt, wird die Bohrung 105 durch den Stift 106 abgeschlossen und damit die Verbindung mit der Aussenluft unterbrochen. Gleichzeitig wird das Ventil 94 angehoben, so dass Druckluft aus der Leitung 92 durch den Kanal 116 über die Scheibe IM 3 des Schiebers 112 gelangt und diesen in seine untere Stellung drückt. Solange Gas gegeben ist, wird der Schieber 112 durch das über ihn geleitete Druckmittel in seiner unteren Stellung gehalten. Beim Überschleifen des Verbindungskanals 127 während der Bewegung desselben nach unten gelangt die in dem Kanal IM vorhandene Druckluft über den Kolben 111, drückt diesen nach unten, verschliesst dabei durch den Stift 110 den zu der Entlüftungsbohrung 103 führenden kleinen Kanal 128 und hebt das Ventil 93 an.
Dadurch gelangt Druckluft durch die Leitung 87 in den Raum 89 und von dort aus durch die Durchgänge 86 in die zu den Verstellzylindern des Wechselgetriebes führenden Leitungen.
Gleichzeitig gelangt durch den schrägen Kanal 102 und den Kanal 101 Druckluft über den Schieber 97, der dadurch wieder in seine untere Stellung verschoben wird, in welcher durch die Längsnut 99 der Kanal 115 über die Kanäle 101 und 102 nochmals mit Druckluft angefüllt wird.
Die Schaltung am Getriebe geht in der Weise vor sich, dass dem Gehäuse des Schiebers 146 in dem Zylinder 142 durch die Leitung 82 Druckluft zugeführt und dadurch der Schieber 146 entgegen der Kraft der Feder 157 in seine rechte Endstellung verschoben wird. Dem Schieber 166 wird durch die zugehörige Leitung 8. 3 keine Druckluft zugeführt, da diese durch die Nute 90 a und die Bohrung 90 mit der Aussenluft in Verbindung steht. Der Schieber 166 bleibt also in der durch die Kraft der Feder 177 bedingten rechten Endstellung.
Durch die an die Leitung 87 angeschlossene Leitung 160 gelangt Druckluft zu dem Schieber 182 und durch dessen Winkelkanal 184 in den Raum unterhalb dieses Schiebers und verschiebt diesen entgegen der Feder 181 in seine obere Endstellung. Der Kanal 184 ist so bemessen, dass die Bewegung
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der mit dem Winkelkanal 184 in Verbindung steht, die Druckluft nach wie vor unter den Schieber 182 geleitet und dieser dadurch in seiner oberen Stellung gehalten wird. Von der Leitung 180 gelangt die Druckluft in die Abzweigungen 154 und 174. Sie trägt also am Schieber 146 dazu bei, diesen in seiner rechten Stellung zu halten, während am Schieber 166 die Weiterleitung durch das Endstück 169 verschlossen ist.
Durch die Kanäle 155 und 175 gelangt die Druckluft von der Leitung 180 ausserdem am Zylinder 142 über die Eindrehung 151 des Schiebers 146 und den Kanal 153 zu dem Raum rechts von dem Kolben 141, am Zylinder 162 durch die Eindrehung 170 des Schiebers 166 und den Kanal 172 in den Raum rechts von dem Kolben 161. Der Kolben 141 wird durch die Wirkung der Druckluft in seine linke Endstellung verschoben, die vorher im Eingriff befindliche Klauenkupplung aus-und
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Kolben 161 wird durch die zugeführte Druckluft in der eingenommenen linken Endstellung gehalten.
Damit ist der gewählte Gang eingerückt.
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Die beschriebene Einrichtung wird insbesondere bei Getrieben mit Überholungsklauenkupplungen verwendet, bei welchen z. B. die Stirnflächen der Klauenzähne so abgeschrägt sind, dass das Einrücken erst beim Überholen der langsamer laufenden durch die schneller laufende Kupplungshälfte erfolgt, und bei denen Hilfseinrichtungen bekannter Art vorgesehen sind, durch welche während des Abweisezustandes die eine Kupplungshälfte verzögert oder beschleunigt wird.
Bei derartigen Getrieben ist die Leitung 122 an eine das gesteuerte Druckmittel führende Leitung der betreffenden Hilfsvorrichtung angeschlossen. Der Anschluss dieser Leitung an den Zylinder der
Getriebeschaltung wurde nicht im einzelnen angegeben, er kann in von andern Veröffentlichungen her bekannter Weise ausgeführt werden. Die Leitung 122 führt zu dem Zylinder 124, dessen Kolben die Drosselklappe 125 bewegt, wobei die in dem normalen Gasgestänge eingebaute federnde Vorrichtung 126 eine Bewegung der Drosselklappe gestattet, ohne dass das normale Gestänge und der Gasfusshebel 109 dabei mitgenommen werden.
Durch den Druck in der Leitung 121 wird der Schieber 118 nach oben verschoben und durch die Eindrehung 129 dieses Schiebers der Kanal 131 mit dem Kanal 117 verbunden, so dass die durch das Ventile zutretende Druckluft auch über den Kolben 111 gelangen kann.
Das Ventil 93 wird also durch den von ihm freigegebenen Druck selbst so lange offen gehalten, bis der in der Leitung 121 herrschende Druck verschwindet und der Schieber 118 wieder in seine untere Stellung gelangt, d. h. so lange der Abweisezustand der eingeschalteten Klauenkupplung des Getriebes dauert.
Solange der Schieber 118 in seiner oberen Stellung ist, gelangt auch durch die Leitung 77 Druckluft zu dem Raum rechts von dem kleinen Kolben 74, so dass dieser entgegen der Wirkung der Feder 76 in die dem mit ihm verbundenen Schieberstift 75 gegenüberliegende Raste der Scheibe 79 verschoben wird. Dadurch wird während des eigentlichen Schaltvorganges verhindert, dass eine neue Wählbewegung vorgenommen wird, wodurch Störungen eintreten könnten. Bei diesem Verschieben des Stiftes 75, der in seiner Normalstellung mittels seiner Ringnut 75"den Winkelkanal 73 mit der unmittelbar oder mittelbar ein Druckmittel zur Bedienungsvorrichtung für die Kupplung führenden Leitung 78 verbindet, wird gleichzeitig diese Verbindung durch den rechts der Ringnut liegenden Teil 75'des Sehieberstiftes 75 unterbrochen und damit die Kupplung ausgerückt.
Nachdem der gewählte Gang eingerückt ist, sind damit die verschiedenen Teile (Schieber 118, Ventil 93, Kolben 111, Schieber 97) wieder in ihren ursprünglichen Stellungen und, wenn erforderlich, zu einer neuen Schaltung bereit. Der Schieber 112 befindet sich je nachdem, ob Gas gegeben wird oder der Gashebel sich in Ruhestellung befindet, in seiner unteren oder oberen Stellung.
Die Vorrichtung kann in gleicher Weise, wie in der Figur für eine Beschleunigungsvorrichtung gezeigt, auch für eine Verzögerungseinrichtung ausgeführt werden, und die Beschleunigungs-und die Verzögerungseinrichtung können in hier nicht näher dargestellter Weise gegeneinander verriegelt werden, derart, dass stets nur die eine oder die andere auf die auf die Getriebeteile einwirken kann.
Ein besonderer Vorteil hinsichtlich Sicherheit ergibt sich bei der beschriebenen Einrichtung dadurch, dass bei jeder Schaltung sämtliche Verteilerschieber durch das Druckmittel eingestellt werden, soweit dieselben nicht durch Federkraft ohnedies schon in der richtigen Lage gehalten werden, und dass das Druckmittel zu allen Verstellkolben geleitet wird, also auch dann, wenn dieselben schon von einer früheren Schaltung her in der richtigen Lage für den einzuschaltenden Gang sich befinden und daher durch die Wirkung des Druckmittels nicht verschoben, sondern nur in ihrer bisherigen Lage gehalten werden.
Ähnlich, wie in diesem Beispiel für Druckluft beschrieben, kann die Schaltvorrichtung, ohne dass sich an dem Wesen der Erfindung irgendetwas ändert, beispielsweise auch mit dem Ansaugeunterdruck des Motors betrieben werden.
Die Bewegung der Schieber 146 und 166 in der einen Richtung durch Druckluft, in der andern Richtung durch die Kraft einer Feder (157 und 177) hat den Vorteil, dass weniger Druckluftleitungen erforderlich sind. Für besondere Fälle können die Schieber auch in beiden Richtungen durch das Druckmittel bewegt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE : l. Steuervorrichtung für das Druckmittel einer Schaltvorrichtung für Wechselgetriebe, insbesondere von Kraftfahrzeugen, mit den Zutritt des Druckmittels zu den Schaltzylindern für die Getriebeübersetzungen steuernden Verteilergliedern, welche beim Wählen eines Ganges eingestellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmittelzufuhr zu den Verstellkolben (141 und 161) erst beim Gaswegnehmen selbsttätig eingestellt wird.