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Die
Erfindung betrifft eine hydraulische Zweikreisfahrzeugbremsanlage
für eine
Radschlupfregelung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs
1. Unter Radschlupfregelung ist eine (Brems-)Blockierschutz-, eine
Antriebsschlupf- und/oder
eine Fahrdynamikregelung zu verstehen, für die vielfach die Abkürzungen
ABS, ASR und FDR verwendet werden.
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Derartige
Fahrzeugbremsanlagen sind an sich bekannt. Fahrzeugbremsanlagen,
die eine Blockierschutzregelung aufweisen, weisen üblicherweise
einen Hauptbremszylinder auf, an den zwei hydraulisch voneinander
getrennte Bremskreise angeschlossen sind. An jeden Bremskreis sind
ein oder mehrere Radbremszylinder angeschlossen, wobei bei einer
sog. X-Bremskreisaufteilung die Radbremszylinder eines Vorderrads
und eines diagonal gegenüber
angeordneten Hinterrads an den einen Bremskreis und die Radbremszylinder
des anderen Vorder- und des anderen Hinterrads an den anderen Bremskreis
angeschlossen sind. Es sind also beispielsweise die Radbremszylinder
des linken Vorder- und des rechten Hinterrads an den einen Bremskreis
und die Radbremszylinder des rechten Vorder- und des linken Hinterrads
an den anderen Bremskreis angeschlossen. Zur Blockierschutzregelung
ist jeder Radbremszylinder über
ein Bremsdruckaufbauventil an den Hauptbremszylinder und über ein
Bremsdruckabsenkventil an einen Einlass einer Hydropumpe angeschlossen.
Das Bremsdruckaufbauventil kann mittelbar beispielsweise über ein
zwischengeschaltetes Trennventil an den Hauptbremszylinder angeschlossen
sein. Die Hydropumpe wird oft als Rückförderpumpe bezeichnet. Es weist
jeder Bremskreis eine eigene Hydropumpe auf, deren Auslass mit den
Bremsdruckaufbauventilen des jeweiligen Bremskreises und mit dem
Hauptbremszylinder verbunden ist. Als Hydropumpen werden üblicherweise Kolbenpumpen
verwendet.
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Mit
dem beschriebenen Aufbau der Fahrzeugbremsanlage ist eine radindividuelle
Blockierschutzregelung möglich.
Bei Blockierneigung eines Fahrzeugrades wird das ihm zugeordnete
Bremsdruckaufbauventil geschlossen und sein Radbremszylinder dadurch
hydraulisch vom Hauptbremszylinder getrennt. Durch Öffnen des
Bremsdruckabsenkventils wird der Radbremsdruck im zugeordneten Radbremszylinder
abgesenkt, bis das Fahrzeugrad wieder dreht. Die Hydropumpe wird
eingeschaltet und fördert
die aus dem Radbremszylinder austretende Bremsflüssigkeit in Richtung des Hauptbremszylinders.
Zur Zwischenspeicherung von Bremsflüssigkeit ist üblicherweise
ein Hydrospeicher zwischen den Bremsdruckabsenkventilen eines Bremskreises und
dem Einlass der Hydropumpe vorgesehen. Soll der Radbremsdruck wieder
erhöht
werden, wenn das Fahrzeugrad wieder dreht, wird das Bremsdruckabsenkventil
geschlossen und das Bremsdruckaufbauventil wieder geöffnet, die
Hydropumpe fördert Bremsflüssigkeit
in den Radbremszylinder, so dass der Radbremsdruck und mit ihm die
Bremskraft erhöht
wird. Die Blockierschutzregelung durch die beschriebene Modulation
des Radbremsdrucks in den Radbremszylindern mit den Bremsdruckaufbau-
und -absenkventilen ist an sich bekannt und soll an dieser Stelle
nicht näher
erläutert
werden. Gleiches gilt für die
Antriebsschlupf- und
Fahrdynamikregelung.
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Zur
Erhöhung
des Komforts kann ein oft auch als Umschaltventil bezeichnetes Trennventil
in jedem Bremskreis vorgesehen sein, über das der Bremskreis an den
Hauptbremszylinder angeschlossen ist. Im Falle einer Schlupfregelung
wird das Trennventil geschlossen und der Bremskreis dadurch hydraulisch
vom Hauptbremszylinder getrennt. Rückwirkungen der Radbremsdruckregelung
während
einer Schlupfregelung, insbesondere Druckpulsationen auf den Hauptbremszylinder
und damit auf ein Fußbremspedal
oder einen Handbremshebel werden dadurch vermieden.
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Zwingend
notwendig ist ein Trennventil zur Antriebsschlupf- und Fahrdynamikregelung,
weil die Antriebsschlupfregelung, also die Bremsung eines beim Anfahren
oder Beschleunigen zum Durchdrehen neigenden Fahrzeugrads, so gut
wie immer bei nicht betätigtem
Hauptbremszylinder erfolgt. Auch eine Fahrdynamikregelung, also
das gezielte Bremsen eines oder mehrerer Fahrzeugräder um einer Schleuderneigung
eines Fahrzeugs bei Kurvenfahrt entgegen zu wirken, erfolgt in einem
Teil der Fälle
bei nicht betätigtem
Hauptbremszylinder. Wird der Hauptbremszylinder dabei nicht durch
das Trennventil hydraulisch vom jeweiligen Bremskreis getrennt, bleibt
der Auslass der Hydropumpe mit dem nicht betätigten und damit drucklosen
Hauptbremszylinder verbunden. Ein Druckaufbau zur Betätigung der
Radbremszylinder und zum Bremsen von Fahrzeugrädern ist dann nicht möglich.
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Außer dem
erläuterten
Trennventil in jedem Bremskreis ist es bekannt, zur Antriebsschlupf-
und zur Fahrdynamikregelung ein Ansaugventil in jedem Bremskreis
vorzusehen. Das Ansaugventil verbindet den Hauptbremszylinder mit
dem Einlass der Hydropumpe des jeweiligen Bremskreises. Zweck des
Ansaugventils ist es, den Einlass der Hydropumpe mit dem Hauptbremszylinder
zu verbinden, um einen schnellen Bremsdruckaufbau zu ermöglichen.
Ohne das Ansaugventil müsste
die Hydropumpe Bremsflüssigkeit
aus Richtung der Radbremszylinder ansaugen, was jedenfalls bei nicht
betätigtem
Hauptbremszylinder und in Folge dessen druckloser Fahrzeugbremsanlage
problematisch ist und den Bremsdruckaufbau jedenfalls verzögert. Insbesondere
bei kalter und demzufolge zähflüssiger Bremsflüssigkeit, beispielsweise
bei Winterbetrieb, kann der Druckaufbau mit der Hydropumpe durch
Vorsehen des Ansaugventils erheblich beschleunigt werden.
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Erläuterung
und Vorteile der Erfindung
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Bei
der erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsanlage
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sind die Radbremszylinder achsweise
an die Bremskreise angeschlossen, d. h. es sind die Radbremszylinder
der Hinterräder
an einen Bremskreis und die Radbremszylinder der Vorderräder an den
anderen Bremskreis angeschlossen. Des weiteren sind die beiden Bremskreise
hydraulisch verschieden aufgebaut, womit gemeint ist, dass sie eine
unterschiedliche Anzahl Ventile aufweisen, dass die Ventile unterschiedlich
ausgebildet und/oder hydraulisch verschaltet sind und/oder unterschiedliche
Hydropumpen in beiden Bremskreisen vorgesehen sind. Durch den erfindungsgemäßen Anschluss
der Radbremszylinder der Hinterräder
an den einen Bremskreis und der Radbremszylinder der Vorderräder an den
anderen Bremskreis sind die Radbremszylinder angetriebener Fahrzeugräder an den
einen Bremskreis und die anderen Fahrzeugräder an den anderen Bremskreis
angeschlossen. Dadurch ermöglicht
die Erfindung eine Antriebsschlupf- und eine Fahrdynamikregelung
nur mit einem Bremskreis, an den die Radbremszylinder der angetriebenen
Fahrzeugräder
angeschlossen sind, durchzuführen.
Dieser Bremskreis ermöglicht
selbstverständlich
auch eine Blockierschutzregelung. Der andere Bremskreis kann nur
zur Blockierschutzregelung vorgesehen sein, wodurch sich sein hydraulischer
Aufbau vereinfacht, es lassen sich insbesondere das Trennventil
und das Ansaugventil in diesem Bremskreis einsparen. Eventuell ist zusätzlich ein
Entlüftungsventil
zum Befüllen
der Fahrzeugbremsanlage mit Bremsflüssigkeit erforderlich. Das
Entlüftungsventil
kann auch als Füllventil bezeichnet
werden. Es verbindet den Einlass der Hydropumpe mit dem Hauptbremszylinder
oder einem Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter, um
den Bereich auf der Einlassseite der Hydropumpe entlüften und mit
Bremsflüssigkeit
befüllen
zu können.
Zum Einlassbereich zählt
der Bereich bis zu den Bremsdruckabsenkventilen der Radbremszylinder
und der bereits erläuterte
Hydrospeicher zwischen den Bremsdruckabsenkventilen und dem Einlass
der Hydropumpe. Da das Entlüftungsventil
nur zum Entlüften
und Befüllen
der Fahrzeugbremsanlage geöffnet werden
muss, also üblicherweise
einmal in zwei bis drei Jahren, kann als Entlüftungsventil ein einfaches und
preisgünstiges
Ventil verwendet werden.
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Im
Vergleich mit einer Fahrzeugbremsanlage, die nur eine Blockierschutzregelung,
nicht jedoch eine Antriebsschlupf- oder Fahrdynamikregelung ermöglicht,
hat die Erfindung den Vorteil, dass sie mit wenig Aufwand und einer Änderung
nur eines der beiden Bremskreise zusätzlich zur Blockierschutzregelung
eine Antriebsschlupf- und eine Fahrdynamikregelung ermöglicht.
Im Vergleich mit einer Fahrzeugbremsanlage, die eine Blockierschutz- eine Antriebsschlupf-
und eine Fahrdynamikregelung ermöglicht,
hat die erfindungsgemäße Fahrzeugbremsanlage
einen vereinfachten hydraulischen Aufbau. Bei einem Vierradantrieb
wirkt die Antriebsschlupfregelung der erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsanlage
nur auf die Fahrzeugräder
einer Achse. Die Fahrdynamikregelung kann eingeschränkt sein.
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Die
Unteransprüche
haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Anspruch
1 angegebenen Erfindung zum Gegenstand.
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Zeichnung
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Die
einzige Figur zeigt einen hydraulischen Schaltplan einer erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsanlage.
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Beschreibung
des Ausführungsbeispiels
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Die
in der Zeichnung dargestellte erfindungsgemäße Fahrzeugbremsanlage ist
als hydraulische Zweikreisfahrzeugbremsanlage mit zwei hydraulisch voneinander
getrennten Bremskreisen I, II ausgebildet. Die Bremskreise I, II
sind an einen Zweikreis-Hauptbremszylinder 1 angeschlossen,
auf den ein Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 2 aufgesetzt
ist. An einen der beiden Bremskreise I, II sind die Radbremszylinder 3 der
Fahrzeugräder
einer Fahrzeugachse und an den anderen Bremskreis II, I die Radbremszylinder 3 der Fahrzeugräder der
anderen Fahrzeugachse angeschlossen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
der Erfindung sind die Radbremszylinder 3 der Fahrzeugräder der
Hinterachse an den Bremskreis I und die Radbremszylinder 3 der Räder der
Vorderachse an den Bremskreis II angeschlossen. Bei der weiteren
Erläuterung
der Erfindung sei angenommen, dass die Radbremszylinder 3 der
angetriebenen Fahrzeugräder
an den Bremskreis I und die Radbremszylinder 3 nicht angetriebener Fahrzeugräder an den
Bremskreis II angeschlossen sind.
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Jeder
Bremskreis I, II weist eine Hydropumpe 4 auf, die mit einem
gemeinsamen Elektromotor 5 antreibbar sind.
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Jedem
Radbremszylinder 3 ist ein Bremsdruckaufbauventil 6 und
ein Bremsdruckabsenkventil 7 zugeordnet. Die Bremsdruckaufbauventile 6 und die
Bremsdruckabsenkventile 7 sind 2/2-Wege-Magnetventile,
wobei die Bremsdruckaufbauventile 6 in ihrer stromlosen
Grundstellung offen und die Bremsdruckabsenkventile 7 in
ihrer stromlosen Grundstellung geschlossen sind. Über die
Bremsdruckaufbauventile 6 sind die Radbremszylinder 3 an
den Hauptbremszylinder 1 angeschlossen, die Bremsdruckabsenkventile 7 verbinden
die Radbremszylinder 3 mit einem Einlass der jeweiligen
Hydropumpe 4, deren Auslass wiederum mit dem Hauptbremszylinder 1 und
der den Radbremszylindern 3 abgewandten Seite der Bremsdruckaufbauventile 6 verbunden
ist. Den Bremsdruckaufbauventilen 6 ist jeweils ein in
Richtung vom Radbremszylinder 3 zum Hauptbremszylinder 1 durchströmbares Rückschlagventil 8 parallel geschaltet.
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Im
Bremskreis I, an den die Radbremszylinder 3 der angetriebenen
Fahrzeugräder
angeschlossen sind, ist ein Trennventil 18 vorgesehen, über das der
Bremskreis I an den Hauptbremszylinder 1 angeschlossen
ist. Das Trennventil 18 ist zwischen dem Hauptbremszylinder 1 auf
der einen Seite und der Hydropumpe 4 und den Bremsdruckaufbauventilen 6 auf
der anderen Seite des Trennventils 8 angeordnet. Das Trennventil 18 ist
ein in seiner stromlosen Grundstellung offenes 2/2-Wege-Magnetventil.
Ihm ist ein in Richtung vom Hauptbremszylinder 1 zu den Bremsdruckaufbauventilen 6 durchströmbares Rückschlagventil 9 parallel
geschaltet.
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Im
Bremskreis II, an den die Radbremszylinder 3 der nicht
angetriebenen Fahrzeugräder
angeschlossen sind, ist kein Trennventil vorgesehen, der Bremskreis
II bzw. seine Hydropumpe 4 und seine Bremsdruckaufbauventile 6 sind
unmittelbar an den Hauptbremszylinder 1 angeschlossen.
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Im
Bremskreis I, an den die Radbremszylinder 3 der angetriebenen
Fahrzeugräder
angeschlossen sind, ist ein Ansaugventil 10 vorgesehen.
Das Ansaugventil 10 verbindet den Hauptbremszylinder 1 mit
dem Einlass der Hydropumpe 4. Es ist ein in seiner stromlosen
Grundstellung geschlossenes 2/2-Wege-Magnetventil.
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Im
Bremskreis II, an den die Radbremszylinder 3 nicht angetriebener
Fahrzeugräder
angeschlossen sind, ist an Stelle des Ansaugventils 10 ein Entlüftungsventil 11 vorgesehen.
Das Entlüftungsventil 11 verbindet
den Hauptbremszylinder 1 mit dem Einlass der Hydropumpe 4.
Es ist ein in seiner stromlosen Grundstellung geschlossenes 2/2-Wege-Magnetventil.
Das Entlüftungsventil 11,
das nur zum Befüllen
und Entlüften
der Fahrzeugbremsanlage notwendig ist, bleibt ansonsten, also auch
während
einer Schlupfregelung, stets geschlossen. Es muss deswegen nur äußerst selten
geöffnet
werden, nämlich
zum Befüllen
und Entlüften
der Fahrzeugbremsanlage. Es kann deswegen ein vergleichsweise einfaches
Magnetventil oder auch sonstiges Ventil mit begrenzter Anzahl an
Schaltzyklen und damit ein preisgünstiges Ventil Verwendung finden.
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Zwischen
den Bremsdruckabsenkventilen 7 und dem Einlass der Hydropumpen 4 ist
in jedem Bremskreis I, II ein Hydrospeicher 12 vorgesehen, der
zur Aufnahme und Zwischenspeicherung von Bremsflüssigkeit aus den Radbremszylindern 3 während einer
Schlupfregelung dient.
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In
einem der beiden Bremskreise I ist ein Drucksensor 13 an
den Hauptbremszylinder 1 angeschlossen. Des weiteren ist
an jeden Radbremszylinder 3 ein Drucksensor 14 angeschlossen.
Jedem Fahrzeugrad ist ein Drehsensor 15 zugeordnet. Eine Schlupfregelung
erfolgt mittels eines elektronischen Steuergeräts 16, das Signale
u. a. von den Drucksensoren 13, 14 und den Raddrehsensoren 15 erhält und das
den Elektromotor 5 und die Magnetventile 6, 7, 9, 10 steuert.
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Eine
Blockierschutzregelung eines beim Bremsen zum Blockieren neigenden
Fahrzeugrads erfolgt in an sich bekannter Weise durch Einschalten des
Elektromotors 5 und eine Bremsdruckmodulation im jeweiligen
Radbremszylinder 3 mit dem zugeordneten Bremsdruckaufbauventil 6 und
dem zugeordneten Bremsdruckabsenkventil 7. Das Trennventil 18 kann
geschlossen werden.
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Eine
Antriebsschlupfregelung der angetriebenen Fahrzeugräder, die
an den Bremskreis I angeschlossen sind, beim Anfahren oder Beschleunigen, erfolgt
durch eine Bremsdruckmodulation in den Radbremszylindern 3 des
Bremskreises I mit den Bremsdruckaufbauventilen 6 und den
Bremsdruckabsenkventilen 7. Der Elektromotor 5 wird
dabei eingeschaltet, das Trennventil 18 wird geschlossen,
um den Auslass der Hydropumpe 4 vom Hauptbremszylinder 1 zu
trennen, und das Ansaugventil 10 wird geöffnet und
dadurch der Einlass der Hydropumpe 4 des Bremskreises I
mit dem Hauptbremszylinder 1 verbunden. Ein Bremsdruckaufbau
erfolgt mit der Hydropumpe 4, der Hauptbremszylinder 1 ist
bei einer Antriebsschlupfregelung normalerweise nicht betätigt.
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Eine
Fahrdynamikregelung erfolgt wie die Antriebsschlupfregelung durch
Bremsdruckmodulation in den Radbremszylindern 3 der angetriebenen Fahrzeugräder mit
der Maßgabe,
dass bei betätigtem Hauptbremszylinder 1 auch
eine Radbremsdruckmodulation in den Radbremszylindern 3 der
nicht angetriebenen Fahrzeugräder
erfolgen kann.
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Da
zur Antriebsschlupf- und zur Fahrdynamikregelung ein Bremsdruckaufbau
bei nicht betätigtem
und somit drucklosem Hauptbremszylinder 1 erfolgen muss,
ist die Hydropumpe 4 im Bremskreis I, an den die Radbremszylinder 3 der
angetriebenen Fahrzeugräder
angeschlossen sind, selbstsaugend ausgebildet, es wird insbesondere
eine selbstsaugende Stufenkolbenpumpe 4 verwendet. Auf
der Einlassseite der Hydropumpe 4 ist ein federbeaufschlagtes
Rückschlagventil 17 angeordnet,
das in Richtung von den Bremsdruckabsenkventilen 7 zur
Hydropumpe 4 durchströmbar
ist. Durch die Federbeaufschlagung bildet das Rückschlagventil 17 ein
Differenzdruckventil, das ein „Leersaugen" der Radbremszylinder 3 bei
offenen Bremsdruckabsenkventilen 7 und laufender Hydropumpe 4 vermeidet.
Mit „Leersaugen" ist eine Absenkung
des Radbremsdrucks in den Radbremszylindern 3 auf unter
den Umgebungsdruck, insbesondere auf deutlich unter den Umgebungsdruck
oder sogar nahe einem Druck von Null gemeint. Im Ausführungsbeispiel
weist das Rückschlagventil 17 einen Öffnungsdruck
von etwa 0,8 bar auf.
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Die
Hydropumpe 4 des anderen Bremskreises II, an den die Radbremszylinder 3 der
nicht angetriebenen Fahrzeugräder
angeschlossen sind, kann nicht selbstsaugend sein, es kann beispielsweise eine
sog. Geradkolbenpumpe mit einem stufenlosen Pumpenkolben verwendet
werden. Es kann somit eine preisgünstigere Hydropumpe 4 Verwendung
finden. Im Falle einer nicht selbstsaugenden Hydropumpe 4 kann
auch das federbeaufschlagte, das Differenzdruckventil bildende Rückschlagventil
auf der Einlassseite der Hydropumpe 4 entfallen, weil bei
einer nicht selbstsaugenden Hydropumpe 4 nicht die Gefahr
des „Leersaugens" der Radbremszylinder 3 besteht.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel
sind zum Zwecke der Vereinheitlichung in beiden Bremskreisen I,
II gleiche, d. h. selbstsaugende Hydropumpen 4 verwendet
und es ist auch im Bremskreis II, an den die Radbremszylinder 3 nicht
angetriebener Fahrzeugräder
angeschlossen sind, ein federbeaufschlagtes Rückschlagventil 17 als
Differenzdruckventil auf der Einlassseite der Hydropumpe 4 vorgesehen.
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Durch
das Fehlen des Trennventils 18 in einem Bremskreis II sind
die beiden Bremskreise I, II der Fahrzeugbremsanlage verschieden
aufgebaut, der Bremskreis II mit den Radbremsen 3 der nicht
angetriebenen Fahrzeugräder
weist einen einfacheren hydraulischen Aufbau auf. Eine weitere Vereinfachung
ist das Entlüftungsventil 11 an
Stelle des Ansaugventils 10 im Bremskreis I. Außerdem kann
im Bremskreis II, an den die Radbremszylinder 3 der nicht
angetriebenen Fahrzeugräder
angeschlossen sind, eine einfachere, nicht selbstsaugende Hydropumpe 4 verwendet
werden und das federbeaufschlagte Rückschlagventil 17 auf
deren Einlassseite entfallen, auch wenn diese Maßnahmen im Ausführungsbeispiel
nicht verwirklicht sind.