Die
Erfindung betrifft eine Sitzventilanordnung mit Hubbegrenzung.The
The invention relates to a seat valve arrangement with stroke limitation.
Sitzventile
werden beispielsweise als Drosselventile ausgeführt, die
aus einem 2-Wege-Einbauventil mit einer Hubbegrenzung bestehen.
Ein derartiges Sitzventil ist beispielsweise aus dem Hydraulik-Trainer,
Band 4 „Technik der 2-Wege-Einbauventile" der Mannesmann
Rexroth GmbH, 1989 bekannt. Bei dieser Lösung ist ein Schließglied
durch eine Feder und einen im Federraum wirkenden Steuerdruck in
Richtung auf einen Ventilsitz vorgespannt. Durch Absenken des Steuerdrucks
kann das Schließglied durch den in Öffnungsrichtung
wirkenden Systemdruck gegen die Kraft der Feder vom Ventilsitz abgehoben
werden. Der Hub des Schließglieds und damit der Drosselquerschnitt
können durch eine Spindel mit Handrad stufenlos eingestellt
werden. Die Drosselwirkung ist bei diesem bekannten Sitzventil in
beiden Volumenstromrichtungen vorhanden. Nachteilig bei einer derartigen
Lösung ist, dass die Einstellung des Hubs lediglich manuell
möglich ist.seat valves
For example, be designed as throttle valves, the
consist of a 2-way cartridge valve with a stroke limitation.
Such a seat valve is for example from the hydraulic trainer,
Volume 4 "Technology of the 2-way cartridge valves" of Mannesmann
Rexroth GmbH, 1989 known. In this solution is a closing member
by a spring and a spring pressure acting in the spring chamber in
Direction biased to a valve seat. By lowering the control pressure
can the closing member by the opening direction
acting system pressure against the force of the spring lifted from the valve seat
become. The stroke of the closing member and thus the throttle cross-section
can be infinitely adjusted by a spindle with handwheel
become. The throttle effect is in this known seat valve in
two flow directions available. A disadvantage of such
Solution is that the setting of the hub is just manual
is possible.
In
der Zeitschrift „Ölhydraulik und Pneumatik",
29 (1984) Nr. 10, Seite 604 ff ist ein als 2-Wege-Einbauventil
ausgeführtes Sitzventil offenbart, bei dem dem Schließglied
ein Zusatzschließkolben zugeordnet ist, dessen Rückseite über
ein Vorsteuerventil zum Zuhalten des Sitzventils mit dem Systemdruck
beaufschlagt ist. Das Schließglied ist als Stufenkolben
ausgeführt, wobei die rückseitige, dem Zusatzschließkolben
zugewandte große Steuerfläche über eine
erste Blende mit einem Ringraum verbunden ist, in dem der Systemdruck
wirkt. Dementsprechend wirkt dieser Systemdruck auch in Schließrichtung
auf das Schließglied. Beim Entlasten des Zusatzschließkolbens
begrenzt dieser gemeinsam mit einer das Schließglied durchsetzenden
Bohrung eine weitere Blende, die im Druckmittelströmungspfad zwischen
dem von der größeren rückwärtigen
Steuerfläche begrenzten Druckraum zu einem bodenseitigen
Druckraum liegt. Über diese beiden hintereinander geschalteten
Blenden wird praktisch ein hydraulischer Anschlag gebildet, der
in der Regelstellung den Hub des Schließglieds begrenzt.
Nachteilig bei dieser hydraulischen Folgesteuerung ist der hohe vorrichtungstechnische
Aufwand mit den beiden Blenden im Schließglied, dem zur
Einstellung des Blendenquerschnitts erforderlichen Zusatzschließkolben
und dem zur Ansteuerung des Zusatzschließkolbens erforderlichen
elektrisch betätigten Ventil.In the magazine "Oil hydraulics and pneumatics", 29 (1984) No. 10, page 604 et seq discloses a designed as a 2-way cartridge valve seat valve is disclosed in which the closing member is associated with an additional closing piston, the rear side is acted upon by a pilot valve to hold the poppet valve with the system pressure. The closing member is designed as a stepped piston, wherein the rear, the additional closing piston facing large control surface is connected via a first aperture with an annular space in which the system pressure acts. Accordingly, this system pressure also acts in the closing direction on the closing member. When relieving the additional closing piston this limits together with a closing member passing through the hole another aperture, which is located in the pressure fluid flow path between the limited by the larger rear control surface pressure chamber to a bottom pressure chamber. About these two successive shutters practically a hydraulic stop is formed, which limits the stroke of the closing member in the control position. A disadvantage of this hydraulic sequence control is the high device complexity with the two diaphragms in the closing member, the additional closing piston required for adjusting the diaphragm cross-section and the electrically operated valve required for controlling the additional closing piston.
Demgegenüber
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine einfach aufgebaute
Sitzventilanordnung mit Hubbegrenzung zu schaffen.In contrast,
The invention is based on the object, a simply constructed
Seat valve arrangement with stroke limitation to create.
Diese
Aufgabe wird durch eine Sitzventilanordnung mit den Merkmalen des
Patentanspruches 1 gelöst.These
Task is achieved by a poppet valve assembly with the features of
Claim 1 solved.
Erfindungsgemäß wird
ein Öffnungshub eines Schließglieds eines Sitzventils
von einem Ventilschieber begrenzt, der in Richtung auf das Schließglied
von einer Regelfeder beaufschlagt ist und der durch das von seinem
Sitz abhebende Schließglied in eine Regelposition verschiebbar
ist, in der ein in Schließrichtung des Schließglieds
wirksamer Druckraum mit einem Systemdruck oder einem Niederdruck
beaufschlagt ist, um den Hub des Schließglieds und damit
auch des Ventilschiebers gegen die Kraft der Regelfedern zu begrenzen.
Erfindungsgemäß kann der Hub des Schließglieds
durch eine Verstellung der Länge des Ventilschiebers verändert werden.According to the invention
an opening stroke of a closing member of a poppet valve
bounded by a valve spool, which is in the direction of the closing member
is acted upon by a control spring and by that of his
Seat lifting locking member displaced in a control position
is, in the one in the closing direction of the closing member
effective pressure chamber with a system pressure or a low pressure
is applied to the stroke of the closing member and thus
Also to limit the valve spool against the force of the control springs.
According to the invention, the stroke of the closing member
be changed by an adjustment of the length of the valve spool.
Eine
derartige Lösung zeichnet sich durch einen sehr einfachen,
kompakten Aufbau aus, wobei die hydraulisch/mechanische Hubbegrenzung
sehr einfach mittels des Ventilschiebers realisiert ist.A
Such a solution is characterized by a very simple,
compact design, with the hydraulic / mechanical stroke limitation
is realized very simply by means of the valve spool.
Bei
einer bevorzugten Lösung der Erfindung ist der Ventilschieber
mit zumindest einer Steuerkante ausgeführt, wobei die Längenverstellung
des Ventilschiebers so erfolgt, dass die Anlageposition des Schließglieds
am Ventilschieber mit Bezug zu dieser Steuerkante verändert
wird. Auf diese Weise kann der Hub des Schließglieds und
damit der Drosselquerschnitt des Sitzventils auf einfache Weise
an unterschiedliche Betriebsbedingungen angepasst werden.at
A preferred solution of the invention is the valve spool
executed with at least one control edge, wherein the length adjustment
the valve slide is made so that the abutment position of the closing member
on the valve spool with respect to this control edge changed
becomes. In this way, the stroke of the closing member and
so that the throttle cross-section of the seat valve in a simple manner
adapted to different operating conditions.
Bei
einer besonders bevorzugten Lösung ist der Ventilschieber
mit zwei Steuerkanten ausgeführt, von denen eine erste
Steuerkante die Druckmittelverbindung zwischen dem vorgenannten,
in Schließrichtung wirksamen rückwärtigen
Druckraum und dem Systemdruck oder dem Niederdruck steuert und die weitere
Steuerkante in der Regelposition des Ventilschiebers eine Druckmittelverbindung
dieses Druckraums mit dem Systemdruck auf- oder zusteuert.at
a particularly preferred solution is the valve spool
executed with two control edges, of which a first
Control edge of the pressure medium connection between the aforementioned,
in the closing direction effective rearward
Pressure chamber and the system pressure or low pressure controls and the other
Control edge in the control position of the valve spool a pressure medium connection
This pressure chamber with the system pressure on or headed.
Die
Ansteuerung der Sitzventilanordnung erfolgt vorzugsweise über
ein Vorsteuerventil, das mit zwei Stellungen ausgeführt
sein kann und das zwei Eingangsanschlüsse – einen
Hochdruck- und einen Niederdruckanschluss – aufweist. Das
Vorsteuerventil hat des Weiteren zwei Ausgangsanschlüsse,
von denen der eine direkt und der andere über einen von der
erst genannten Steuerkante bestimmten Querschnitt mit dem rückwärtigen
Druckraum des Sitzventils verbunden ist. Über diese weitere
Steuerkante kann somit der in Schließrichtung wirksame
Druckraum zur Begrenzung des Hubs mit dem Systemdruck beaufschlagt
werden.The
Control of the seat valve assembly is preferably via
a pilot valve designed with two positions
and that can be two input connections - one
High pressure and a low pressure connection - has. The
Pilot valve also has two output ports,
one directly and the other over one of the
first mentioned control edge certain cross-section with the rearward
Pressure chamber of the seat valve is connected. About this further
Control edge can thus be effective in the closing direction
Pressure chamber to limit the stroke with the system pressure applied
become.
Zur
Längenverstellbarkeit des Ventilschiebers kann dieser mit
einer Anschlagstange ausgeführt sein, deren Anschlagfläche
für das Schließglied über eine Stelleinrichtung
verstellbar ist.For length adjustability of the valve slide this can be carried out with a stop rod whose abutment surface for the closing member ü Adjustable via an adjusting device.
Diese
Stelleinrichtung kann beispielsweise als ein Spindeltrieb ausgeführt
sein, bei dem die Anschlagstange vorzugsweise als von einem Motor
angetriebene Spindel wirkt, die mit einem Spindelgewinde im Ventilschieber
in Eingriff steht.These
Actuating device can for example be designed as a spindle drive
in which the stopper rod is preferably as a motor
driven spindle acts with a spindle thread in the valve spool
engaged.
Dabei
ist es vorteilhaft, wenn der Ventilschieber drehfest geführt
ist, so dass die Drehbewegung der Anschlagstange nicht auf den Ventilschieber übertragen
wird.there
It is advantageous if the valve slide rotatably guided
is so that the rotational movement of the stop rod is not transmitted to the valve spool
becomes.
Die
Stelllkräfte zur Verstellung der Anschlagstangenposition
sind minimal, wenn der Ventilschieber etwa druckausgeglichen ist.
Dadurch kann auch eine vergleichsweise schwache Regelfeder verwendet
werden, so dass das Ansprechverhalten des Sitzventils auch bei niedrigen
Systemdrücken optimal ist.The
Stelllkräfte for adjusting the stop rod position
are minimal when the valve spool is about pressure balanced.
As a result, a comparatively weak control spring can also be used
so that the response of the seat valve even at low
System pressure is optimal.
Die
Ansteuerung lässt sich optimieren, indem die Axialposition
des Ventilschiebers oder der Anschlagstange mittels eines Wegsensors
erfasst wird.The
Control can be optimized by the axial position
the valve spool or the stop rod by means of a displacement sensor
is detected.
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 ein
stark vereinfachtes Schaubild einer erfindungsgemäßen
Sitzventilanordnung in einer Schließstellung; 1 a greatly simplified diagram of a seat valve assembly according to the invention in a closed position;
2 eine
Darstellung der Sitzventilanordnung aus 1 im in
Schließrichtung entlasteten Zustand; 2 an illustration of the seat valve assembly 1 in the unloaded in the closing direction state;
3 die
Sitzventilanordnung aus 1 in einer Regelposition, in
der der Hub eines Schließglieds des Sitzventils begrenzt
ist; 3 the seat valve assembly 1 in a control position in which the stroke of a closing member of the seat valve is limited;
4 die
Sitzventilanordnung aus 1 zu Beginn eines Schließvorgangs
und 4 the seat valve assembly 1 at the beginning of a closing process and
5 eine
konkrete Lösung für eine verstellbare Hubbegrenzung
einer Sitzventilanordnung gemäß den 1 bis 4. 5 a concrete solution for an adjustable stroke limiter of a seat valve assembly according to the 1 to 4 ,
In 1 ist
ein Schaubild einer Sitzventilanordnung 1 dargestellt.
Diese besteht im Wesentlichen aus einem als 2-Wege-Einbauventil
ausgeführten Sitzventil 2 mit einem Schließglied 4,
dessen Hub mittels eines Ventilschiebers 6 begrenzbar ist.
Dieser ist über eine Regelfeder 8 in Richtung
auf das Schließglied 4 vorgespannt. Die Ansteuerung
des Sitzventils 2 erfolgt über ein Vorsteuerventil 10, über das – wie
im Folgenden noch näher erläutert wird – ein
in Schließrichtung wirksamer Druckraum 12 des Sitzventils 2 in
Zusammenwirken mit dem Ventilschieber 6 mit einem Systemdruck
oder einem Niederdruck, beispielsweise Tankdruck beaufschlagbar ist.In 1 is a diagram of a poppet valve assembly 1 shown. This consists essentially of a designed as a 2-way cartridge valve seat valve 2 with a closing element 4 , whose stroke by means of a valve spool 6 is limited. This is about a control spring 8th in the direction of the closing member 4 biased. The activation of the seat valve 2 via a pilot valve 10 , over which - as will be explained in more detail below - an effective pressure chamber in the closing direction 12 the seat valve 2 in cooperation with the valve spool 6 with a system pressure or a low pressure, for example, tank pressure can be acted upon.
Der
Grundaufbau des Sitzventils 2 kann beispielsweise dem eingangs
genannten Stand der Technik entnommen werden. Demgemäß ist
das Schließglied 4 als Stufenkolben mit einer
stirnseitigen Bodenfläche 14, einer Ringfläche 16 und
einer rückwärtigen, den Druckraum 12 begrenzenden Stirnfläche 18 ausgeführt.
Bei derartigen Sitzventilen 2 ist die Flächensumme
der Bodenfläche 14 und der Ringfläche 16 gleich
der Fläche der Stirnfläche 18. Das Schließglied 4 wird
durch die Kraft einer Schließfeder 20 gegen einen
Ventilsitz 22 vorgespannt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die Schließfeder 20 im Druckraum 12 angeordnet.The basic structure of the seat valve 2 can be taken, for example, the above-mentioned prior art. Accordingly, the closing member 4 as a stepped piston with a frontal bottom surface 14 , a ring surface 16 and a backward, the pressure room 12 limiting face 18 executed. In such poppet valves 2 is the total area of the floor area 14 and the ring surface 16 equal to the area of the face 18 , The closing element 4 is due to the force of a closing spring 20 against a valve seat 22 biased. In the illustrated embodiment, the closing spring 20 in the pressure room 12 arranged.
Das
Schließglied 4 ist in einer Ventilbohrung 24 eines
Gehäuses 26 axial verschiebbar geführt. Diese
Ventilbohrung 24 ist im Bereich der Ringfläche 16 in
Radialrichtung zu einem Ringraum 28 erweitert, der über
einen radialen Anschluss A an eine den Systemdruck führende
Druckleitung 30 angeschlossen ist, so dass die Ringfläche 16 bei
auf dem Sitz 22 aufliegendem Schließglied 4 mit
diesem Systemdruck beaufschlagt ist. Auf die Bodenfläche 14 des
Schließglieds 4 wirkt dann der Druck an einem
Ausgangsanschluss B. Der rückwärtige Druckraum 12 des
Sitzventils 2 ist Ober einen Vorsteueranschluss X und eine
Vorsteuerleitung 32 mit einem Ausgangsanschluss A des Vorsteuerventils 10 verbunden.
Dieses ist als elektrisch oder elektrohydraulisch betätigbares 4/2-Wegeventil
ausgeführt, wobei ein Druckanschluss P mit der den Systemdruck
führenden Druckleitung 30 und ein Tankanschluss
T mit einem Tank 34 verbunden ist. Ein weiterer Ausgangsanschluss
B ist an eine weitere Vorsteuerleitung 36 angeschlossen.
In der dargestellten Grundposition (0) des Vorsteuerventils 10 ist
der Ausgangsanschluss A mit dem Druckanschluss P verbunden, so dass
entsprechend auf die Stirnfläche 18 der Systemdruck
wirkt. Wie oben erwähnt, wirkt in Gegenrichtung auf die Ringfläche 16 ebenfalls
der Systemdruck. Die Bodenfläche 14 ist mit dem
geringeren Druck am Ausgangsanschluss B beaufschlagt, so dass das Schließglied 4 durch
die Kraft der Schließfeder 20 und die Druckkraftresultierende
in Richtung auf den Sitz 22 vorgespannt ist. Auch in dem
Fall, in dem am Ausgangsanschluss B ebenfalls Systemdruck anliegt,
würde das Schließglied 4 aufgrund der
vorbeschriebenen Flächenverhältnisse durch die
Kraft der Schließfeder 20 in seiner Schließstellung
gehalten.The closing element 4 is in a valve hole 24 a housing 26 guided axially displaceable. This valve bore 24 is in the area of the ring surface 16 in the radial direction to an annulus 28 extended, which via a radial port A to a pressure system leading to the system pressure 30 connected so that the ring surface 16 when on the seat 22 resting closing member 4 is subjected to this system pressure. On the floor surface 14 of the closing member 4 then the pressure acts on an output port B. The rear pressure chamber 12 the seat valve 2 Upper is a pilot port X and a pilot line 32 with an output port A of the pilot valve 10 connected. This is designed as an electrically or electrohydraulically actuated 4/2-way valve, wherein a pressure port P with the pressure system leading the system pressure 30 and a tank connection T with a tank 34 connected is. Another output terminal B is connected to another pilot control line 36 connected. In the illustrated basic position (0) of the pilot valve 10 the output terminal A is connected to the pressure port P, so that corresponding to the end face 18 the system pressure works. As mentioned above, acts in the opposite direction on the annular surface 16 likewise the system pressure. The floor area 14 is acted upon by the lower pressure at the output terminal B, so that the closing member 4 by the force of the closing spring 20 and the pressure force resulting towards the seat 22 is biased. Even in the case in which the output terminal B also system pressure applied, the closing member would 4 due to the above-described area ratios by the force of the closing spring 20 held in its closed position.
Beim
Umschalten des Vorsteuerventils 10 in seine mit a gekennzeichnete
Schaltposition ist der Arbeitsanschluss B mit dem Tankanschluss
T verbunden, so dass – wie im Folgenden noch näher
ausgeführt wird – der Druckraum 12 mit
dem Tank 34 verbunden, so dass der auf die Ringfläche 16 wirkende Systemdruck
das Schließglied 4 gegen die Kraft der Schließfeder 20 vom
Ventilsitz 22 abheben kann.When switching the pilot valve 10 in its marked with a switching position of the working port B is connected to the tank port T, so that - as in more detail below is guided - the pressure chamber 12 with the tank 34 connected so that on the ring surface 16 acting system pressure the closing element 4 against the force of the closing spring 20 from the valve seat 22 can take off.
Gemäß der
Darstellung in 1 ist der Ventilschieber 6 in
einem radial zurückgestuften Bereich der Ventilbohrung 24 geführt.
Diese ist in diesem Abschnitt mit zwei zueinander axial beabstandeten Steuerräumen 38, 40 erweitert,
zwischen denen sich ein radial zurück gesetzter Raum 42 der
Ventilbohrung 24 erstreckt. Die weitere Vorsteuerleitung 36 mündet
in den in 1 linken Steuerraum 48 ein. Von
der Vorsteuerleitung 32 zweigt eine Zweigleitung 44 ab,
die in den Raum 42 einmündet. Der rechte Steuerraum 40 ist über
eine Systemleitung 46 mit der Druckleitung 80 verbunden,
so dass im Steuerraum 40 Systemdruck anliegt.As shown in 1 is the valve spool 6 in a radially recessed area of the valve bore 24 guided. This is in this section with two mutually axially spaced control spaces 38 . 40 extended, between which there is a radially recessed space 42 the valve bore 24 extends. The further pilot control line 36 flows into the in 1 left control room 48 one. From the pilot control line 32 branches a branch line 44 starting in the room 42 opens. The right control room 40 is over a system line 46 with the pressure line 80 connected, so in the control room 40 System pressure applied.
Der
die beiden Steuerräume 38, 40 und den Raum 42 durchsetzende
Ventilschieber 6 ist mit einer mittigen Steuernut ausgebildet,
durch die zwei Steuerkanten 48, 50 ausgebildet
sind, wobei die erst genannte Steuerkante 48 einen Öffnungsquerschnitt zwischen
dem Steuerraum 48 und dem daneben liegenden Raum 42 und
die weitere Steuerkante 50 einen Öffnungsquerschnitt
zwischen dem Ringraum 42 und in 1 rechten
Steuerraum 40 bestimmt.The two control rooms 38 . 40 and the room 42 passing valve slide 6 is formed with a central control groove, through the two control edges 48 . 50 are formed, wherein the first-mentioned control edge 48 an opening cross section between the control room 48 and the adjacent room 42 and the further control edge 50 an opening cross section between the annulus 42 and in 1 right control room 40 certainly.
Der
in 1 rechte Endabschnitt des Ventilschiebers 6 taucht
in einen Federraum 52 ein, in dem die Regelfeder 8 aufgenommen
ist, die über einen Federteller am benachbarten Endabschnitt
des Ventilschiebers 6 angreift. Die Regelfeder 8 ist
ihrerseits am Gehäuse 26 abgestützt.
Eine Besonderheit des vorbeschriebenen Ausführungsbeispiels
besteht darin, dass die Axiallänge des Ventilschiebers 6 oder genauer
gesagt, der in den Druckraum 18 hinein ragende Abschnitt
des Ventilschiebers 6 verstellbar ausgeführt ist,
so dass eine Relativposition einer Anschlagfläche 54 mit
Bezug zum gegen den Sitz vorgespannten Schließglied 4 verstellbar
ist, so dass entsprechend der vom Schließglied 4 eingestellte Drosselquerschnitt
begrenzbar ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist diese Anschlagfläche 54 an einer Anschlagstange 56 ausgebildet,
die axial verstellbar im Ventilschieber 6 aufgenommen ist.
Einzelheiten dieser Verstellung werden später noch anhand
der 5 erläutert.The in 1 right end portion of the valve spool 6 dives into a spring chamber 52 one in which the control spring 8th is received, which has a spring plate on the adjacent end portion of the valve spool 6 attacks. The control spring 8th is in turn on the case 26 supported. A special feature of the above-described embodiment is that the axial length of the valve spool 6 or more precisely, in the pressure room 18 protruding portion of the valve spool 6 is made adjustable, so that a relative position of a stop surface 54 with respect to the biased against the seat closing member 4 is adjustable, so that according to the closing member 4 set throttle cross section is limited. In the illustrated embodiment, this stop surface 54 on a stop rod 56 formed, the axially adjustable in the valve spool 6 is included. Details of this adjustment will be later on the basis of 5 explained.
Wie
bereits ausgeführt, ist in der dargestellten Grundposition
(0) des Vorsteuerventils 10 das Schließglied 4 durch
den auf die rückwärtige Stirnfläche 18 wirkenden
Systemdruck gegen den Sitz 22 vorgespannt, so dass das
Sitzventil 2 geschlossen ist. Der Ventilschieber 6 wird
dabei über den auf seine linke Stirnfläche (Ansicht
nach 1) wirkenden Systemdruck im Abstand vom Schließglied 4 gehalten.
Prinzipiell wäre es auch möglich, in den Federraum 52 den
gleichen Druck wie im Druckraum 12 einzusteuern, so dass
dann der Ventilschieber 6 druckausgeglichen ist.As already stated, in the illustrated basic position (0) of the pilot valve 10 the closing member 4 through the on the rear face 18 acting system pressure against the seat 22 biased so that the poppet valve 2 closed is. The valve spool 6 is doing over the on his left face (view 1 ) acting system pressure at a distance from the closing member 4 held. In principle, it would also be possible in the spring chamber 52 the same pressure as in the pressure room 12 to control, so that then the valve spool 6 pressure balanced.
Zum
Aufsteuern des Sitzventils 2 wird das Vorsteuerventil 10 gemäß 2 in
seine mit (a) gekennzeichnete Position verstellt, in der die Druckmittelverbindung
zwischen dem Ausgangsanschluss A und dem Druckanschluss P unterbrochen
ist und der weitere Ausgangsanschluss B mit dem Tank 34 verbunden
ist. Dadurch wird der Druckraum 12 über den Steueranschluss
X, den sich daran anschließenden Teil der Vorsteuerleitung 32,
die Zweigleitung 44, den Raum 42 und den von der
Steuerkante 48 aufgesteuerten Öffnungsquerschnitt
zum Steuerraum 38 sowie die weitere Vorsteuerleitung 36,
den Ausgangsanschluss B und den Tankanschluss T mit dem Tank 34 verbunden.
Die Druckmittelverbindung des Raums 42 mit dem Steuerraum 40 ist
in dieser dargestellten Grundposition des Ventilschiebers 6 durch
die Steuerkante 50 abgesperrt. Auf die rückwärtige
Stirnfläche 18 wirkt dann der Tankdruck 34,
so dass das Schließglied 4 durch den weiterhin
auf die Ringstirnfläche 16 wirkenden Systemdruck
und den auf die Bodenfläche 14 wirkenden Druck
am Ausgangsanschluss B gegen die Kraft der Schließfeder 20 von seinem
Sitz 22 abgehoben wird. Dies ist in 3 dargestellt.To open the seat valve 2 becomes the pilot valve 10 according to 2 adjusted to its position indicated by (a), in which the pressure medium connection between the output port A and the pressure port P is interrupted and the further output port B to the tank 34 connected is. This will cause the pressure chamber 12 via the control connection X, the adjoining part of the pilot control line 32 , the branch line 44 , the room 42 and from the control edge 48 opened opening cross section to the control room 38 as well as the further pilot control line 36 , the outlet port B and the tank port T to the tank 34 connected. The pressure fluid connection of the room 42 with the control room 40 is in this illustrated basic position of the valve spool 6 through the control edge 50 shut off. On the back face 18 then the tank pressure acts 34 so that the closing member 4 by continuing to the ring end face 16 acting system pressure and the on the floor surface 14 acting pressure at the output terminal B against the force of the closing spring 20 from his seat 22 is lifted. This is in 3 shown.
Bei
vom Sitz 22 abgehobenen Schließglied 4 wirkt
dann der Systemdruck auf beide in Öffnungsrichtung wirksamen
Flächen 14, 16, so dass die Öffnungsbewegung
des Schließglieds 4 beschleunigt wird. Das Schließglied 4 läuft
dann mit seiner Stirnfläche 18 auf die Anschlagfläche 54 der
Anschlagstange 56 auf, so dass der Ventilschieber 6 aus
seiner in 2 dargestellten Grundposition
gegen die Kraft der Regelfeder 8 nach rechts (Ansicht nach 3) verschoben
wird. Während dieser Verschiebung wird über die
Steuerkante 48 die Druckmittelverbindung zwischen dem Steuerraum 38 und
dem Raum 42 zugesteuert und entsprechend über
die weitere Steuerkante 50 die Druckmittelverbindung des
Raums 42 mit dem rechten Steuerraum 40 aufgesteuert.
Der Abstand der beiden Steuerkanten 48, 50 ist
dabei vorzugsweise so gewählt, dass das Auf- und Zusteuern
der betreffenden Räume überlappend oder nacheinander
verläuft. Durch das Aufsteuern der Druckmittelverbindung
zwischen den Räumen 42, 40 wird entsprechend
Systemdruck in den Druckraum 12 eingesteuert, so dass dort
der Druck ansteigt bis sich in einer Regelposition des Ventilschiebers 6 ein
Kräftegleichgewicht einstellt und somit der Hub des Schließglieds 4 hydraulisch/mechanisch
begrenzt ist. Diese Hubposition ist durch Verstellen der Anschlagstange 56 veränderbar,
wobei durch diese Verstellung lediglich die Relativposition der
Anschlagfläche 54 mit Bezug zu den beiden Steuerkanten 48, 50 verändert
wird. Die Relativposition der beiden Steuerkanten 48, 50 zu
der Regelfeder 8 bleibt jedoch in der Regelposition unverändert.By the seat 22 lifted shutter 4 then the system pressure acts on both effective in the opening direction surfaces 14 . 16 , so that the opening movement of the closing member 4 is accelerated. The closing element 4 then runs with his face 18 on the stop surface 54 the stopper rod 56 on, leaving the valve spool 6 from his in 2 shown basic position against the force of the control spring 8th to the right (view after 3 ) is moved. During this shift is over the control edge 48 the pressure medium connection between the control room 38 and the room 42 controlled and accordingly over the further control edge 50 the pressure fluid connection of the room 42 with the right control room 40 turned on. The distance between the two control edges 48 . 50 In this case, it is preferably chosen such that the opening and closing of the respective spaces is overlapping or consecutive. By controlling the pressure medium connection between the rooms 42 . 40 becomes system pressure in the pressure room 12 controlled, so that there the pressure rises up in a control position of the valve spool 6 sets a balance of power and thus the stroke of the closing member 4 hydraulically / mechanically limited. This stroke position is by adjusting the stop bar 56 changeable, with this adjustment, only the relative position of the stop surface 54 with reference to the two control edges 48 . 50 is changed. The relative position of the two control edges 48 . 50 to the control spring 8th remains unchanged in the control position.
Zum
Schließen des Sitzventils 2 wird das Vorsteuerventil 10 wieder
in die in 4 dargestellte Grundposition
(0) zurück verstellt, so dass der Druckraum 12 über
den Steueranschluss X, die Vorsteuerleitung 32, den Ausgangsanschluss
A, den Druckanschluss P und die Druckleitung 30 oder über
die Zweigleitung 44, den Raum 42, den Steuerraum 40 und
die Systemleitung 46 mit dem Systemdruck beaufschlagt ist.
Dieser wirkt dann in Schließrichtung auf die große
rückwärtige Stirnfläche 18,
so dass das Schließglied 4 in Pfeilrichtung gemäß 4 nach links
bewegt wird und nach Durchfahren des Hubs auf dem Sitz 22 aufliegt
und die beiden Anschlüsse A, B des Sitzventils 2 gegeneinander
absperrt. Dabei wird der Ventilschieber 6 durch die Kraft
der Regelfeder 8 nach links in seine in 1 dargestellte
Grundposition zurück gefahren, in der über die
Steuerkante 48 die Druckmittelverbindung zwischen dem Steuerraum 38 und
dem Raum 42 geöffnet ist.To close the seat valve 2 becomes the pilot valve 10 back in the 4 shown basic position (0) adjusted back so that the pressure chamber 12 via the control connection X, the pilot control line 32 , the output port A, the pressure port P and the pressure line 30 or over the branch line 44 , the room 42 , the control room 40 and the system management 46 is subjected to the system pressure. This then acts in the closing direction on the large rear end face 18 so that the closing member 4 in the direction of arrow according to 4 is moved to the left and after driving through the hub on the seat 22 rests and the two ports A, B of the seat valve 2 shut off against each other. At the same time, the valve spool becomes 6 by the power of the control spring 8th left in his in 1 shown back home position in the over the control edge 48 the pressure medium connection between the control room 38 and the room 42 is open.
Anhand
der 5 wird eine Möglichkeit zur Verstellung
der Anschlagstange 56 erläutert. Der Grundaufbau
dieses in 5 dargestellten Sitzventils 2 entspricht
im Wesentlichen demjenigen aus den 1 bis 4,
wobei jedoch der Ventilschieber 6 druckausgeglichen ausgeführt
ist. Im Folgenden werden daher nur die zum Verständnis
erforderlichen Bauelemente detaillierter erläutert. Auch
bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist das Schließglied 4 axial verschiebbar in der
Ventilbohrung 24 des Gehäuses 26 geführt.
Im Unterschied zum vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel
ragt die dem Schließglied 4 zugewandte Stirnfläche
des Ventilschiebers 6 nicht in den Druckraum 12 sondern
begrenzt einen Tankraum 58, der stirnseitig von einem Gehäusesteg 60 verschlossen
ist. Dieser Gehäusesteg 60 wird von der Anschlagstange 56 dichtend durchsetzt,
deren Endabschnitt– ähnlich wie beim vorbeschriebenen
Ausführungsbeispiel – in den Druckraum 12 vorsteht
und in der Regelposition mit der Anschlagfläche 54 an
der Stirnfläche 18 des Schließglieds 4 anliegt.Based on 5 becomes a way to adjust the stop bar 56 explained. The basic structure of this in 5 illustrated seat valve 2 corresponds essentially to that of the 1 to 4 but where the valve spool 6 is executed pressure balanced. In the following, therefore, only the components required for understanding will be explained in more detail. Also at the in 5 illustrated embodiment is the closing member 4 axially displaceable in the valve bore 24 of the housing 26 guided. In contrast to the above-described embodiment, the the locking member protrudes 4 facing end face of the valve spool 6 not in the pressure room 12 but limits a tank room 58 , the front side of a housing web 60 is closed. This housing bar 60 gets off the stop rod 56 sealingly interspersed, whose end portion - similar to the above-described embodiment - in the pressure chamber 12 protrudes and in the control position with the stop surface 54 at the frontal area 18 of the closing member 4 is applied.
Die
in 5 rechts liegende Rückseite des Ventilschiebers 6 taucht
in den Federraum 52 ein, in dem die gehäuseseitig
abgestützte Regelfeder 8 aufgenommen ist. Diese
greift über einen Federteller 62 an dem Ventilschieber 6 an.
Dabei ist der Federteller drehfest auf einen Mehrkant des Ventilschiebers 6 aufgesetzt.
Dieser hat einen etwas anderen Aufbau als derjenige des vorbeschriebenen
Ausführungsbeispiels, da die beiden Steuerkanten 48, 50 nicht
durch eine mittige Steuernut sondern durch zwei im Abstand zueinander
angeordnete Ringnuten ausgebildet sind, zwischen denen ein Ringbund 64 stehen bleibt,
dessen Ringstirnflächen die Steuerkanten 48, 50 ausbilden.
Entsprechend sind dann die beiden Steuerräume 38, 40 durch
die vorgenannten Ringnuten ausgebildet. Der dazwischen liegende
Raum 42 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
durch eine Radialerweiterung der Ventilbohrung 24 begrenzt.In the 5 right rear side of the valve spool 6 dives into the spring chamber 52 in, in which the housing side supported control spring 8th is included. This grabs a spring plate 62 on the valve spool 6 at. The spring plate is non-rotatable on a polygonal of the valve spool 6 placed. This has a slightly different structure than that of the above-described embodiment, since the two control edges 48 . 50 are not formed by a central cam groove but by two mutually spaced annular grooves, between which an annular collar 64 stops, whose ring end faces the control edges 48 . 50 form. Accordingly, then the two control rooms 38 . 40 formed by the aforementioned annular grooves. The space in between 42 is in the illustrated embodiment by a radial expansion of the valve bore 24 limited.
Gemäß der
Darstellung in 5 mündet die Systemleitung 46 in
den Steuerraum 40 ein. Der mittlere Raum 42 ist über
die Zweigleitung 44 mit dem Druckraum 12 verbunden
und die weitere Vorsteuerleitung 36 mündet in
den Steuerraum 38 ein. Der Druckraum 12 ist des
Weiteren über die Vorsteuerleitung 32 mit dem
Ausgangsanschluss A verbunden. Insofern sind in etwa die gleichen
Druckmittelströmungspfade wie beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel
ausgebildet. Bei der dargestellten Lösung ist der Ventilschieber 6 dadurch
etwa druckausgeglichen, dass der Tankraum 58 und der Federraum 52 beide über
Tankkanäle 66, 68 mit dem Tank 34 verbunden
sind, so dass zum Verschieben des Ventilschiebers 6 lediglich
eine vergleichsweise geringe Kraft erforderlich ist. Des Weiteren
kann eine vergleichsweise schwache Regelfeder 8 eingesetzt
werden. Damit der Ventilschieber 6 in seiner Grundposition
(1) gegen die Regelfeder 8 gehalten wird,
ist die linke, im Tankraum 58 angeordnete Stirnfläche mit
etwas größerem Durchmesser als der andere, regelfederseitige
Endabschnitt ausgeführt.As shown in 5 ends the system management 46 in the control room 40 one. The middle room 42 is over the branch line 44 with the pressure room 12 connected and the further pilot control line 36 flows into the control room 38 one. The pressure room 12 is also on the pilot control line 32 connected to the output terminal A. In this respect, approximately the same pressure fluid flow paths are formed as in the previously described embodiment. In the illustrated solution, the valve spool 6 thereby approximately pressure balanced that the tank space 58 and the spring chamber 52 both via tank channels 66 . 68 with the tank 34 are connected, so that to move the valve spool 6 only a relatively small force is required. Furthermore, a comparatively weak control spring 8th be used. So the valve spool 6 in its basic position ( 1 ) against the control spring 8th is held, is the left, in the tank room 58 arranged end face with a slightly larger diameter than the other, rule spring-side end portion executed.
Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Verstellung
der Axialposition der Anschlagstange 56 über einen
Spindeltrieb 70. Dieser besteht im Prinzip aus einer von
einem Elektromotor angetriebenen Antriebswelle 72, die über
eine Kupplung 74 drehfest mit der Rückseite der
Antriebsstange 56 verbunden ist. Diese durchsetzt den Ventilschieber 6 und
hat an ihrem rückwärtigen Endabschnitt einen radial
erweiterten Gewindeabschnitt 76, der mit einem Innengewinde 78 des
Ventilschiebers 6 kämmt. Dieses Innengewinde 78 ist
an einem radial erweiterten Abschnitt einer Durchgangsbohrung 80 des
Ventilschiebers 6 ausgebildet, entlang der die Anschlagstange 56 geführt
ist.In the illustrated embodiment, the adjustment of the axial position of the stop rod takes place 56 via a spindle drive 70 , This consists in principle of a driven by an electric motor drive shaft 72 that have a clutch 74 rotatably with the back of the drive rod 56 connected is. This passes through the valve spool 6 and has at its rear end portion a radially enlarged threaded portion 76 with an internal thread 78 of the valve spool 6 combs. This internal thread 78 is at a radially enlarged portion of a through hole 80 of the valve spool 6 formed along the stop rod 56 is guided.
Der
nach rechts aus dem Ventilschieber 6 vorstehende Endabschnitt
der Anschlagstange 56 ist mit einer Längsverzahnung 80 versehen,
die in Eingriff steht mit einer entsprechenden Innenlängsverzahnung 82 der
Kupplung 74, so dass die Anschlagstange 56 drehfest
und axial verschiebbar mit der Antriebswelle 72 verbunden
ist.The right from the valve spool 6 protruding end portion of the stop rod 56 is with a spline 80 provided, which engages with a corresponding inner longitudinal toothing 82 the clutch 74 so that the stopper rod 56 rotatably and axially displaceable with the drive shaft 72 connected is.
Um
ein Verdrehen des Ventilschiebers 6 bei Ansteuerung des
Elektromotors zu verhindern, ist der Federteller 62 mit
einer Verdrehsicherung 84 versehen, die eine Axialverschiebung
des Federtellers 62 und damit des Ventilschiebers 6 zulässt.To turn the valve spool 6 to prevent when driving the electric motor is the spring plate 62 with an anti-twist device 84 provided, the axial displacement of the spring plate 62 and thus the valve spool 6 allows.
Wie
des Weiteren noch 5 entnehmbar ist, ist auch der
vom Endabschnitt der Anschlagstange 56 und von der Kupplungsaufnahme
der Antriebswelle 72 begrenzte Innenraum 86 über
einen Tankkanal 88 mit dem Federraum 52 verbunden,
so dass auch in diesem Innenraum 86 Tankdruck anliegt.As well as further 5 is removable, is also the end of the stop rod 56 and of the coupling receptacle of the drive shaft 72 limited interior 86 over a tank channel 88 with the spring chamber 52 connected, so that also in this interior 86 Tank pressure is applied.
Bei
Ansteuerung des Elektromotors wird die Antriebswelle 72 entsprechend
in Drehung versetzt und die Anschlagstange 56 mitgenommen.
Aufgrund des Gewindeeingriffs zwischen dem Gewindeabschnitt 76 und
dem Innengewinde 78 des Ventilschiebers 6 wird
die Anschlagstange 56 dann entsprechend der Ansteuerung
des Elektromotors in Axialrichtung verschoben und der Hub des Schließglieds 4 begrenzt.
Zur Erfassung der Position des Ventilschiebers 6 oder der
Anschlagstange 56 oder des Schließglieds 4 kann
das Sitzventil 2 mit einem Wegaufnehmer ausgeführt
sein, so dass dessen Signal zur Ansteuerung des Spindeltriebs 70 verwendet werden
kann.When driving the electric motor, the drive shaft 72 rotated accordingly and the stop bar 56 taken. Due to the threaded engagement between the threaded portion 76 and the internal thread 78 of the valve spool 6 becomes the stop bar 56 then shifted according to the control of the electric motor in the axial direction and the stroke of the closing member 4 limited. For detecting the position of the valve spool 6 or the stopper rod 56 or the closing member 4 can the seat valve 2 be executed with a transducer so that its signal to control the spindle drive 70 can be used.
Selbstverständlich
ist auch jeder andere Antrieb einsetzbar, der in kompakter Weise
ausführbar ist und der eine exakte Verstellbarkeit der
Anschlagstange 56 ermöglicht. Hierfür
kommen prinzipiell auch Proportionalmagneten, Piezoantriebe oder
dergleichen in Frage. Prinzipiell kann die Verstellung der Anschlagstange 56 auch
hydraulisch erfolgen.Of course, any other drive can be used, which is executable in a compact manner and the exact adjustability of the stop bar 56 allows. In principle, proportional solenoids, piezo drives or the like are also suitable for this purpose. In principle, the adjustment of the stop bar 56 also done hydraulically.
Die
Funktion des in 5 dargestellten Ausführungsbeispiels
ist entsprechend derjenigen des eingangs beschriebenen Ausführungsbeispiels. Beim
Auf steuern des Schließglieds 4 läuft
dieses auf den Ventilschieber 6 auf, so dass dieser in
der Darstellung gemäß 5 nach rechts
verschoben wird. Über die Steuerkante 50 wird
die Druckmittelverbindung zwischen der Systemleitung 46,
dem Raum 42 und der Zweigleitung 44 aufgesteuert,
so dass der Systemdruck im Druckraum 12 anliegt. Bei der
Rückbewegung (nach links) des Ventilschiebers 6 wird über
die Steuerkante 48 der Druckraum 12 zum Tank T
hin entlastet, so dass der Schließkolben 4 in Öffnungsrichtung
beaufschlagt ist. In der Regelposition stellt sich dann ein Kräftegleichgewicht
ein, bei dem das Schließglied 4 in einer vorbestimmten Öffnungsstellung
gehalten wird, so dass der Drosselquerschnitt über das
Sitzventil definiert aufgesteuert ist.The function of in 5 illustrated embodiment is corresponding to that of the embodiment described above. When controlling on the closing member 4 this runs on the valve spool 6 on, so this in the presentation according to 5 is moved to the right. About the control edge 50 becomes the pressure medium connection between the system line 46 , the room 42 and the branch line 44 controlled, so that the system pressure in the pressure chamber 12 is applied. During the return movement (to the left) of the valve spool 6 is over the control edge 48 the pressure room 12 relieved to the tank T out, so that the closing piston 4 is acted upon in the opening direction. In the control position then adjusts a balance of power, wherein the closing member 4 is kept in a predetermined open position, so that the throttle cross-section is opened controlled via the seat valve.
Offenbart
ist eine Sitzventilanordnung mit einem gegen einen Sitz vorgespannten
Schließglied, dessen Hub über einen Ventilschieber
begrenzt ist. Erfindungsgemäß ist die Axiallänge
des Ventilschiebers zur Veränderung des maximalen Öffnungshubs des
Schließglieds veränderbar.Disclosed
is a poppet valve assembly with a biased against a seat
Closing member, whose stroke via a valve spool
is limited. According to the invention, the axial length
the valve spool to change the maximum opening stroke of
Closing element changeable.
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11
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SitzventilanordnungPoppet valve assembly
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22
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Sitzventilpoppet valve
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44
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Schließgliedclosing member
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66
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Ventilschiebervalve slide
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88th
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Regelfedercontrol spring
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1010
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Vorsteuerventilpilot valve
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1212
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Druckraumpressure chamber
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1414
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Bodenflächefloor area
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1616
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Ringflächering surface
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1818
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Stirnflächeface
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2020
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Schließfederclosing spring
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2222
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SitzSeat
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2424
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Ventilbohrungvalve bore
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2626
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Gehäusecasing
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2828
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Ringraumannulus
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3030
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Druckleitungpressure line
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3232
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Vorsteuerleitungpilot line
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3434
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Tanktank
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3636
-
weitere
VorsteuerleitungFurther
pilot line
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3838
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Steuerraumcontrol room
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4040
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Steuerraumcontrol room
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4242
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Raumroom
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4444
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Zweigleitungbranch line
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4646
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Systemleitungsystem management
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4848
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Steuerkantecontrol edge
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5050
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Steuerkantecontrol edge
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5252
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Federraumspring chamber
-
5454
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Anschlagflächestop surface
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5656
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Anschlagstangestop rod
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5858
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Tankraumtankage
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6060
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Gehäusesteghousing web
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6262
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Federtellerspring plate
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6464
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Ringbundcollar
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6666
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Tankkanaltank channel
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6868
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Tankkanaltank channel
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7070
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Spindeltriebspindle drive
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7272
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Antriebswelledrive shaft
-
7474
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Kupplungclutch
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7676
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Gewindeabschnittthreaded portion
-
7878
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Innengewindeinner thread
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8080
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Längsverzahnungspline
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8282
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InnenlängsverzahnungInternal spline
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8484
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Verdrehsicherungtwist
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8686
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Innenrauminner space
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8888
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Tankkanaltank channel
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
-
- „Ölhydraulik
und Pneumatik", 29 (1984) Nr. 10, Seite 604 ff [0003] - "Oil hydraulics and pneumatics", 29 (1984) No. 10, page 604 et seq. [0003]