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Die Erfindung betrifft eine Fluidanordnung zum fluidischen Betätigen einer Verbraucheranordnung und zum fluidischen Betätigen von zwei Teilkupplungen einer Doppelkupplung eines Kraftfahrzeugs.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2008 009 653 A1 ist eine Hydraulikanordnung zur Steuerung eines Doppelkupplungsgetriebes eines Kraftfahrzeugs bekannt. Die Hydraulikanordnung umfasst eine hydraulische Energiequelle zur Versorgung der Hydraulikanordnung mittels eines Hydraulikmediums mit hydraulischer Energie, einen Druckspeicher zur Speicherung der hydraulischen Energie, eine Kupplungskühlung zur Kühlung von Kupplungen des Doppelkupplungsgetriebes mittels des Hydraulikmediums, Kupplungsaktoren zum Betätigen einer ersten Kupplung und einer zweiten Kupplung, wobei die hydraulische Energiequelle eine zweiflutige Elektropumpe umfasst. Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2010 047 801 A1 ist ein Hydrostataktor mit einem Geberzylinder enthaltend ein Gehäuse und einen in dem Gehäuse axial verlagerbaren, eine mit Druckmittel befüllte Druckkammer mit Druck beaufschlagenden Kolben, mit einem einen Drehantrieb in eine Axialbewegung wandelnden Planetenwälzgetriebe mit einer Hülse bekannt, wobei das Planetenwälzgetriebe durch einen Elektromotor angetrieben ist.
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Weiterhin ist ein elektronisches Active Interlock System für Doppelkupplungsgetrieben bekannt, mit dem es möglich ist, mit einer gemeinsamen Aktorik Gänge in beiden Teilgetrieben in beliebigen Kombinationen vor- und auch abzuwählen. Es ist dabei nur eine einzige Schaltwelle mit integriertem Schalthebel mit Schaltfinger notwendig, die die Axial- und die Verdrehbewegung ausführt, um so die Schaltschienen des Getriebes anzufahren und zu betätigen. Beim Einlegen eines neuen Ganges führen Sperr- und Auswerferelemente auf dem Schalthebel synchron das Auslegen des vorherigen Ganges und das Einlegen eines neuen Ganges auf dieser Teilgetriebewelle aus, wodurch automatisch mechanisch ohne aufwendige Sensorik verhindert wird, dass zwei Gänge pro Teilgetriebe eingelegt werden können.
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Es besteht daher das ständige Bedürfnis das fluidische Betätigen einer Verbraucheranordnung, beispielsweise eines Getriebes, das mehrere Gänge umfasst, und das fluidische Betätigen von zwei Teilkupplungen einer Doppelkupplung zu vereinfachen.
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Es ist Aufgabe der Erfindung eine Fluidanordnung zur fluidischen Betätigung einer Verbraucheranordnung, beispielsweise eines Getriebes, das mehrere Gänge umfasst, und zur fluidischen Betätigung von zwei Teilkupplungen einer Doppelkupplung zur Verfügung zu stellen, welche das fluidische Betätigen vereinfachen kann.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Fluidanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Die Erfindung betrifft eine Fluidanordnung zur fluidischen Betätigung einer ersten Teilkupplung einer Doppelkupplung, einer zweiten Teilkupplung der Doppelkupplung und einer Verbraucheranordnung eines Kraftfahrzeugs in einem Hydraulikkreislauf, wobei die erste Teilkupplung der Doppelkupplung über einen ersten Reversierpumpenaktor betätigbar ist, wobei die zweite Teilkupplung der Doppelkupplung über einen zweiten Reversierpumpenaktor betätigbar ist, wobei der erste Reversierpumpenaktor und der zweite Reversierpumpenaktor jeweils eine erste Förderrichtung und eine der ersten Förderrichtung entgegengesetzte zweite Förderrichtung zur Förderung eines Arbeitsfluids in dem Hydraulikkreislauf aufweisen, wobei über die erste Förderrichtung des ersten Reversierpumpenaktors und des zweiten Reversierpumpenaktors ein erster Übersetzungsmechanismus mit einer variablen Übersetzung zur Betätigung der Doppelkupplung betätigbar ist und über die zweite Förderrichtung ein zweiter Übersetzungsmechanismus mit einer variablen Übersetzung zur Betätigung der Verbraucheranordnung betätigbar ist, wobei der erste Übersetzungsmechanismus und der zweite Übersetzungsmechanismus unterschiedlich sind.
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Bei den Reversierpumpenaktoren kann es sich vorzugsweise um Fluidpumpen handeln, die in entgegengesetzten Förderrichtungen betrieben werden können. Bei den Fluidpumpen kann es sich insbesondere um Hydraulikpumpen handeln, die mit einem Arbeitsmedium, wie Hydrauliköl, Motoröl oder Getriebeöl betrieben werden. Die Hydraulikpumpen sind vorzugsweise in Verdrängerbauweise ausgeführt. Die Hydraulikpumpen können als Flügelzellenpumpen, Zahnradpumpen oder Kolbenpumpen ausgeführt sein. Zum Antrieb der Reversierpumpenaktoren wird jeder Reversierpumpenaktor von einem Pumpenantrieb, vorteilhafterweise von einem Elektromotor, angetrieben. In einer ersten Förderrichtung können die Reversierpumpenaktoren zum Beispiel verwendet werden, um eine der Teilkupplungen zu betätigen, insbesondere zu schließen. In einer zweiten Förderrichtung können die Reversierpumpenaktoren zum Beispiel verwendet werden um eine Verbraucheranordnung, beispielsweise eine Getriebeaktoreinrichtung, zu betätigen. Die Teilkupplungen der Doppelkupplung können dabei über den ersten Übersetzungsmechanismus betätigt werden und die Getriebeaktoreinrichtung über den zweiten Übersetzungsmechanismus. Die Teilkupplungen können nass- oder trockenlaufend ausgeführt sein. Mit Hilfe des ersten Übersetzungsmechanismus und des zweiten Übersetzungsmechanismus kann eine variable Übersetzung, insbesondere eine Nicht-Linearität, in der Betätigungsstrecke bei der Kupplungsbetätigung und bei der Betätigung der Verbraucheranordnung ermöglicht werden. Dadurch kann die Fluidanordnung derart optimiert werden, dass eine erforderliche Größe des Pumpenantriebs, insbesondere des Elektromotors, reduziert werden kann. Weiterhin kann durch die Verwendung der Übersetzungsmechanismen die Betätigungsdynamik in der Fluidanordnung erhöht werden. Als Übersetzungsmechanismen können beispielsweise Bremsvorrichtungen, Hubeinstelleinrichtungen oder Getriebe, verwendet werden.
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Insbesondere können die Reversierpumpenaktoren zwei Anschlüsse aufweisen. An den zwei Anschlüssen kann ein fluidisches UND-Ventil angeschlossen sein, das als dritten Anschluss einen Anschluss an ein Reservoir für das Arbeitsmedium aufweisen kann. Die UND-Ventile werden auch als Zweidruckventile bezeichnet und ermöglichen besonders vorteilhaft drehrichtungsunabhängig unterschiedliche Getriebefunktionen.
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Durch eine derartige Fluidanordnung können die Betätigungszeiten zum fluidischen Betätigen einer Verbraucheranordnung und eines Doppelkupplungsgetriebes weiter reduziert werden, wobei die Kosten und der Energiebedarf für die fluidische Betätigung nicht wesentliche gesteigert werden. Dadurch kann eine Fluidanordnung für eine Getriebesteuerung zur fluidischen Betätigung von zwei Teilkupplungen einer Doppelkupplung und einer Verbraucheranordnung vereinfacht werden.
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Es ist bevorzugt, dass der erste Reversierpumpenaktor und der zweite Reversierpumpenaktor jeweils eine lastdruckabhängige Förderhubverstellung aufweisen, wobei die Förderhubverstellung derart ausgestaltet ist, dass die Förderhubverstellung in Richtung der zweiten Förderrichtung wirkbar ist zur Ausbildung des zweiten Übersetzungsmechanismus. Durch einen Reversierpumpenaktor bei dem in der ersten Förderrichtung keine Förderhubverstellung wirksam ist kann ein Aufbau des Reversierpumpenaktors vereinfacht werden.
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Vorzugsweise ist eine Stelleinrichtung zum Verstellen des Fördervolumens des jeweiligen Reversierpumpenaktors über eine Steuerleitung mit einem Ausgangsdruck des Reversierpumpenaktors beaufschlagt. Auf diese Weise kann die Steuerung beziehungsweise die Regelung der Stelleinrichtung erheblich vereinfacht werden. In der Steuerleitung kann vorzugsweise ein fluidischer Widerstand, beispielsweise eine Dämpfungsblende, angeordnet sein.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der erste Übersetzungsmechanismus einen ersten Hebelaktormechanismus für die erste Teilkupplung und einen zweiten Hebelaktormechanismus für die zweite Teilkupplung. Der Begriff Hebelaktormechanismus beschreibt hierbei ein Hebelsystem, bei dem die Hebelarme keine unveränderbaren Hebellängen aufweisen. Dieses kann in der Form bewerkstelligt werden, dass eine Krafteinwirkung auf eine erste Seite des Hebelarms mittels eines Energiespeichers, beispielsweise eine Tellerfeder, ausgestaltet realisiert wird. Damit kann die erste Seite des Hebelarms durch die jeweilige Position des Drehpunktes bestimmt werden. Die zweite Seite des Hebelarms kann die Krafteinwirkung auf die Teilkupplung bewirken. In einer Ruhelage des Hebelsystems kann sich ein veränderbarer Drehpunkt in der Nähe des Energiespeichers befinden. Soll nun eine Teilkupplung geschlossen werden, so kann dieser Drehpunkt zu dem Hebelende bewegt werden, dessen Krafteinwirkung auf die Kupplung einwirken kann. Aufgrund der Hebelgesetze kann also das Hebelsystem zunächst im Wesentlichen keine Kraft aufbringen. Befindet sich der Drehpunkt dieses Hebelsystems jedoch weit entfernt von dem Energiespeicher, oder anders herum ausgedrückt, in der Nähe des Endes, welches auf die Teilkupplung einwirkt, so kann dem Hebelsystem eine große Kraft zur Verfügung stehen. Eine Ausgestaltung eines derartigen Hebelaktormechanismus ist in der
DE 10 2004 009 832 A1 offenbart, auf deren Inhalt hiermit vollumfänglich Bezug genommen wird. Durch einen derartigen Hebelaktormechanismus kann eine Betätigungshysterese der Kupplung reduziert werden.
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Es ist bevorzugt, dass der erste Hebelaktormechanismus und der zweite Hebelaktormechanismus jeweils einen hydraulischen Zylinder umfassen zur Betätigung des jeweiligen Hebelaktormechanismus. Durch die Verwendung eines hydraulischen Zylinders kann auf einfache Weise der Einwirkpunkt einer Betätigungskraft entlang einer Hebelachse verschoben werden.
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Vorzugsweise ist über eine Ventilanordnung, insbesondere über ein ODER-Ventil, die Verbraucheranordnung mit dem ersten Reversierpumpenaktor und/oder dem zweiten Reversierpumpenaktor verbindbar. Durch das ODER-Ventil kann auf einfache Art und Weise ermöglicht werden, dass der jeweilige Reversierpumpenaktor, der gerade nicht mit der Betätigung einer zugeordneten Teilkupplung beschäftigt ist, die Verbraucheranordnung mit einem Förderstrom und einem Förderdruck versorgen kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verbraucheranordnung eine hydraulische Gangstellerkolbenanordnung. Die Ganstellerkolbenanordnung kann dabei mehrere Zylinder-Kolben-Einheiten umfassen, welche jeweils über eine Ventilschaltung, beispielsweise ein Wegeventil, betätigt werden können. Die Kolben der Zylinder-Kolben-Einheiten können Differenzflächenkolben oder Gleichflächenkolben sein. Über jeden Kolben der Gangstellerkolbenanordnung kann jeweils ein Gang eines Getriebes ausgewählt oder geschaltet werden. Durch die Verwendung einer Gangstellerkolbenanordnung kann die Kompatibilität zu hydraulisch betätigbaren Getriebestrukturen gesteigert werden.
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Es ist bevorzugt, dass die Verbraucheranordnung einen ersten Verbraucher, insbesondere eine Gangstellerkolbenanordnung, und einen zweiten Verbraucher umfasst. Auf diese Weise können mehrere Verbraucher einer Verbraucheranordnung gleichzeitig oder nacheinander durch die zweite Förderrichtung der Reversierpumpenaktoren betätigt werden.
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Vorzugsweise ist der zweite Verbraucher eine Getriebeanordnung oder Parksperre.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind der erste Verbraucher und der zweite Verbraucher über eine Ventilvorrichtung, insbesondere über ein ODER-Ventil oder ein Wegeventil, betätigbar, wobei die Ventilvorrichtung mit der Ventilanordnung verbindbar ist zur Verbindung des ersten Verbrauchers und/oder des zweiten Verbrauchers mit dem ersten Reversierpumpenaktor oder dem zweiten Reversierpumpenaktor.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigt:
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1 eine vereinfachte Darstellung einer Fluidanordnung mit zwei Reversierpumpenaktoren zur fluidischen Betätigung einer Doppelkupplung und einer Verbraucheranordnung.
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In 1 ist eine Fluidanordnung in Form einer Getriebesteuerung 10 mit einem ersten Reversierpumpenaktor 12 und einem zweiten Reversierpumpenaktor 14 vereinfacht dargestellt. Bei den Reversierpumpenaktoren 12 und 14 handelt es sich um Fluidpumpen, die, wie durch den Doppelpfeil angedeutet, in entgegengesetzten Förderrichtungen betreibbar sind. Die Reversierpumpenaktoren 12 und 14 ermöglichen es auf besonders einfache Art eine Doppelkupplung 18 und eine Verbraucheranordnung 16 zu betätigen.
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Die Doppelkupplung 18 umfasst eine erste Teilkupplung 20 und eine zweite Teilkupplung 22. Die erste Teilkupplung 20 der Doppelkupplung 18 ist durch den ersten Reversierpumpenaktor 12 betätigbar. Die zweite Teilkupplung 22 der Doppelkupplung 18 ist durch den zweiten Reversierpumpenaktor 14 betätigbar. Die Kupplungsbetätigung der ersten Teilkupplung 20 erfolgt über einen ersten Hebelaktor 23 und die Kupplungsbetätigung der zweiten Teilkupplung 22 erfolgt über einen zweiten Hebelaktor 24. Als Antrieb für den Hebelaktormechanismus dient ein erster Hydraulikzylinder 26 und ein zweiter Hydraulikzylinder 28. Der erste Hydraulikzylinder 26 ist über eine Hydraulikleitung mit dem ersten Reversierpumpenaktor 12 und der zweite Hydraulikzylinder 28 ist über eine Hydraulikleitung mit dem zweiten Reversierpumpenaktor 24 verbunden. Eine Betätigung der Teilkupplung 20, 22 kann dabei derart erfolgen, dass ein Hydraulikzylinderkolben in dem Hydraulikzylinder 26, 28 in Abhängigkeit von dem Medium in dem Hydraulikzylinder 26, 28 axial bewegt werden kann, um den ersten Hebelaktor 23 oder den zweiten Hebelaktor 24 zu betätigen.
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Dem ersten Reversierpumpenaktor 12 ist ein erstes UND-Ventil 30 und dem zweiten Reversierpumpenaktor 14 ist ein zweites UND-Ventil 32 zugeordnet. Das erste UND-Ventil 30 und das zweite UND-Ventil 32 werden jeweils auch als Zweidruckventil bezeichnet. Die UND-Ventile 30, 32 haben jeweils zwei Anschlüsse, mit denen die UND-Ventile 30, 32 an die jeweiligen Anschlüsse des zugeordneten Reversierpumpenaktors 12, 14 angeschlossen werden. Als einen dritten Anschluss umfassen das erste UND-Ventil 30 und das zweite UND-Ventil 32 jeweils einen Anschluss an ein Reservoir 34 zur Bereitstellung eines Arbeitsmediums, wie ein Hydrauliköl, für den Hydraulikkreislauf. Das Reservoir 34 kann jeweils ein unterschiedlicher Arbeitsmediumspeicher oder der gleiche Arbeitsmediumspeicher sein.
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Durch das UND-Ventil 30, 32 oder Zweidruckventil wird auf einfache Art und Weise ermöglicht, dass mit den Reversierpumpenaktoren 12, 14 drehrichtungsabhängig unterschiedliche Getriebefunktionen dargestellt werden können. Die Verbraucheranordnung 16 ist über ein ODER-Ventil 36 mit den beiden Reversierpumpenaktoren 12, 14 gekoppelt. Dadurch kann der Reversierpumpenaktor 12, 14, der gerade nicht mit der Betätigung der zugeordneten Teilkupplung 20, 22 beschäftigt ist, die Verbraucheranordnung 16 mit einem Förderstrom und einem Förderdruck versorgen.
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Die Verbraucheranordnung 16 umfasst einen ersten Verbraucher in Form einer hydraulischen Gangstellerkolbenanordnung 38 und einen zweiten Verbraucher 40, beispielsweise eine Parkbremse. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Gangstelleranordnung 38 vier Gangstellerkolben 42a, 42b, 42c, 42d, welche jeweils mit einer Ventilsteuerung 44a, 44b, 44c, 44d verbunden sind. Die Ventilsteuerung 44a, 44b, 44c, 44d ist als ein Wegeventil ausgestaltet. Jede der Gangstellerkolben 42a, 42b, 42c, 42d umfasst einen Zylinder 46a, 46b, 46c, 46d in dem ein Kolben 48a, 48b, 48c, 48d zum Stellen eines Ganges in dem Zylinder 46a, 46b, 46c, 46d axial verschiebbar ist. Der Kolben 48a, 48b, 48c, 48d unterteilt den Innenraum des Zylinders 46a, 46b, 46c, 46d in einen ersten Druckraum 50a, 50b, 50, 50d und einen zweiten Druckraum 52a, 52b, 52c, 52d. Der erste Druckraum 50a, 50b, 50c, 50d ist jeweils mit der Ventilsteuerung 44a, 44b, 44c, 44d verbunden und der zweite Druckraum 52a, 52b, 52c, 52d ist mit dem Hydraulikreislauf verbunden.
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Die Ventilsteuerung 44a, 44b, 44c, 44d weist jeweils zwei Schaltstellungen auf. Eine erste Schaltstellung verbindet den ersten Druckraum 50a, 50b, 50c, 50d mit jeweils einem Reservoir 34. Das Reservoir 34 kann entweder jeweils ein einzelnes Reservoir oder ein gemeinsames zusammenhängendes Reservoir sein. Eine zweite Schaltstellung verbindet den ersten Druckraum 50a, 50b, 50c, 50d mit dem Hydraulikkreislauf. In der ersten Schaltstellung wird der Kolben 48a, 48b, 48c, 48d in Richtung des ersten Druckraums 50a, 50b, 50c, 50d bewegt, um beispielsweise einen Gang auszukuppeln. In der zweiten Schaltstellung wird der Kolben 48a, 48b, 48c, 48d in Richtung des zweiten Druckraums 52a, 52b, 52c, 52d bewegt, um einen Gang einzulegen.
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An der zur Verbraucheranordnung 16 gerichteten Seite ist der Reversierpumpenaktor 12, 16 jeweils mit einem Verstellmechanismus 56, 58 verbunden. Der Verstellmechanismus 56, 58 ist als eine Kolben-Zylindereinheit dargestellt, und regelt den Volumenstrom des durch den Reversierpumpenaktor 12, 16 in Richtung der Verbraucheranordnung 16 geförderten Mediums. Dies geschieht dadurch, dass der Verstellmechanismus 56, 58 jeweils an die Last oder den Druck auf der Getriebeaktoreinrichtung 16 gekoppelt ist und dadurch eine Gegenkraft oder einen Gegendruck an den jeweiligen Reversierpumpenaktor 12, 16 überträgt. Der Verstellmechanismus 56, 58 zum Verstellen des Fördervolumens des jeweiligen Reversierpumpenaktors 12, 14 wird über eine Steuerleitung mit einem Ausgangsdruck des Reversierpumpenaktors 12, 14 beaufschlagt. Der Reversierpumpenaktor 12, 16 wird dabei jeweils mit Hilfe eines Pumpenantriebs 60, 62, in diesem Ausführungsbeispiel ein elektrischer Motor, angetrieben, um entweder eine Teilkupplung 20, 22 oder die Verbraucheranordnung 16 zu betätigen. Der Verstellmechanismus 16 ist eine lastdruckabhängige Förderhubverstellung, wobei die Hubverstellung sich nur in Richtung der Verbraucheranordnung 16 wirkt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fluidanordnung
- 12
- erster Reversierpumpenaktor
- 14
- zweiter Reversierpumpenaktor
- 16
- Getriebeaktoreinrichtung
- 18
- Doppelkupplung
- 20
- erste Teilkupplung
- 22
- zweite Teilkupplung
- 23
- erste Hebelaktor
- 24
- zweiter Hebelaktor
- 26
- erster Hydraulikzylinder
- 28
- zweiter Hydraulikzylinder
- 30
- erste Ventillogik
- 32
- zweite Ventillogik
- 34
- Reservoir
- 36
- ODER-Ventil
- 38
- hydraulische Gangstellerkolbenanordnung
- 40
- Verbraucher
- 42a, b, c, d
- Gangstellerkolben
- 44a, b, c, d
- Ventilsteuerung
- 46a, b, c, d
- Zylinder
- 48a, b, c, d
- Kolben
- 50a, b, c, d
- erster Druckraum
- 52a, b, c, d
- zweiter Druckraum
- 56
- Verstellmechanismus
- 58
- Verstellmechanismus
- 60
- Pumpenantrieb
- 62
- Pumpenantrieb
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008009653 A1 [0002]
- DE 102010047801 A1 [0002]
- DE 102004009832 A1 [0013]
