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Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Aktorsystem mit einem Hydrostataktor, der einen Druckraum umfasst, von dem eine hydrostatische Strecke ausgeht, die über einen Nachlaufbereich mit einem Fluidreservoir in Verbindung steht und wobei im Nachlaufbereich mindestens eine Filtereinrichtung angeordnet ist.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2015 201 590 A1 ist ein hydrostatisch betätigtes Kupplungssystem mit einem Geberzylinder bekannt, der durch eine hydrostatische Strecke mit einem Nehmerzylinder verbunden ist, und mit einem Reservoir, das bei einem Schnüffelvorgang mit der hydrostatischen Strecke oder dem Geberzylinder verbindbar ist, um zum Beispiel einen Volumenausgleich zu ermöglichen, wobei eine Schnüffelventileinrichtung an die hydrostatische Strecke oder den Geberzylinder und das Reservoir angeschlossen ist. Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2007 025 411 A1 ist ein hydraulisches Ausrücksystem mit einem Geberzylinder, einem Nehmerzylinder und eine diese verbindende Druckleitung bekannt, wobei der Geberzylinder über eine Nachlaufleitung mit einem Flüssigkeitsreservoir verbunden ist, wobei in die Verbindung zwischen Geberzylinder und Flüssigkeitsreservoir ein Filter eingesetzt ist. Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2009 016 296 A1 ist ein Kupplungsgeberzylinder mit einem Gehäuse bekannt, in dem ein axial verlagerbarer Kolben eine Druckkammer und eine Nachlaufkammer gegeneinander und nach außen abgrenzt, wobei die Druckkammer mit einem Druckanschluss und die Nachlaufkammer mit einem Nachlaufbehälter verbunden ist, wobei im Kolben zwischen Druckkammer und Nachlaufkammer ein Ventil angeordnet ist, dem von der Nachlaufkammer her ein Filter vorgeschaltet ist. Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2010 052 593 A1 ist ein hydraulisches Ausrücksystem bekannt, bei welchem ein Geberzylinder über einen ersten Anschluss mit einer Nachlaufleitung und die Nachlaufleitung über einen zweiten Anschluss mit einem Hydraulikflüssigkeit enthaltenden Nachlaufbehälter verbunden ist, wobei in die Nachlaufleitung und/oder in den ersten Anschluss und/oder den zweiten Anschluss ein Filter integriert ist, wobei der Filter eine Vielzahl von sich durch wenigstens eine Wand erstreckenden Durchbrüchen aufweist, durch welche die Hydraulikflüssigkeit geleitet wird. Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2015 201 713 A1 ist eine Filtereinheit für ein hydraulisches System bekannt, insbesondere für ein hydraulisches Kupplungssystem, zum Filtrieren von Feststoffkomponenten aus einem Hydraulikfluid, umfassend eine erste Filterstufe, diese umfassend mindestens eines der folgenden Filterelemente; einen Kuchenfilter, einen Querstromfilter und einen Tiefenfilter, und eine zweite Filterstufe, wobei die zweite Filterstufe in Durchströmungsrichtung stromabwärts der ersten Filterstufe ausgebildet ist und mindestens einen Magneten zur Abscheidung magnetisierbarer Feststoffkomponenten umfasst.
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Aus der
DE 38 03 565 A1 ist ferner ein Geberzylinder mit einem Fluidreservoir bekannt. Hier ist am Boden des Reservoirs ein Filterelement vorgesehen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein hydrostatisches Aktorsystem mit einem Hydrostataktor, der einen Druckraum umfasst, von dem eine hydrostatische Strecke ausgeht, die über einen Nachlaufbereich mit einem Fluidreservoir in Verbindung steht, funktionell zu verbessern.
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Die Aufgabe ist bei einem hydrostatisches Aktorsystem mit einem Hydrostataktor, der einen Druckraum umfasst, von dem eine hydrostatische Strecke ausgeht, die über einen Nachlaufbereich mit einem Fluidreservoir in Verbindung steht, gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Weitere mögliche Ausführungsformen sind durch die Unteransprüche beschrieben.
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Es ist vorgesehen, dass im Nachlaufbereich mindestens eine Filtereinrichtung angeordnet ist. Die hydrostatische Strecke verbindet den Druckraum des Hydrostataktors mit einem Nehmerzylinder, insbesondere in einem Kupplungsbetätigungssystem. Der Hydrostataktor umfasst zum Beispiel einen Aktorkolben, der in einem Aktorzylinder des Hydrostataktors verlagerbar ist, um ein Fluidvolumen, insbesondere ein Hydraulikmediumvolumen, in dem Druckraum und in der anschließenden hydrostatischen Strecke zu verschieben. Dabei ist der Druckraum Teil der hydrostatischen Strecke. Der Nachlaufbereich umfasst einen Fluidraum hinter dem Kolben, also auf einer dem Druckraum abgewandten Seite des Kolbens beziehungsweise Aktorkolbens. Wenn der Aktorkolben in dem Aktorzylinder des Hydrostataktors ganz zurückgefahren wird, dann hat der Druckraum sein maximales Volumen. Bei einem sogenannten Schnüffelvorgang wird der Nachlaufbereich, insbesondere ein in dem Nachlaufbereich angeordnetes Fluidreservoir, mit dem Druckraum und der hydrostatischen Strecke verbunden, um zum Beispiel einen Volumenausgleich zu ermöglichen. Das Fluidreservoir wird zum Beispiel durch einen Nachlaufbehälter dargestellt, dessen Volumen in einen entspannten Zustand des Druckraums über eine Nachlauföffnung beziehungsweise eine Schnüffelöffnung oder Schnüffelnut mit dem Druckraum in Verbindung steht, so dass ein Ausgleich des Fluids erfolgen kann und gegebenenfalls aus dem Nehmerzylinder und einer Druckleitung in den Druckraum eingespülte Luftblasen in den Nachlaufbehälter transportiert werden. Die Schnüffelöffnung oder Schnüffelnut dient zur Darstellung eines Schnüffeldurchgangs zwischen dem Druckraum und dem Nachlaufbereich. Der Schnüffeldurchgang wird vorzugsweise nur in bestimmten Stellungen des Aktorkolbens freigegeben, insbesondere dann, wenn der Aktorkolben ganz oder zumindest fast vollständig aus dem Druckraum herausbewegt wurde. Darüber hinaus fließt Fluid aus dem Fluidreservoir im Betrieb des Hydrostataktors in den Raum hinter dem Aktorkolben, wenn der Aktorkolben in den Druckraum hineinbewegt wird. Die im Nachlaufbereich angeordnete Filtereinrichtung dient vorteilhaft dazu, unerwünschte Bestandteile, wie Staubteilchen oder Partikel, die in dem Fluid enthalten sein können, einzufangen. Dadurch kann der Schutz der hydrostatischen Strecke vor Schmutzpartikeln verbessert werden. Die Filtereinrichtung kann durch mindestens eine Filtermatte oder Vliesmatte dargestellt werden. Dabei ist die Filtereinrichtung gemäß einer Grundidee in die hydrostatische Strecke eingebaut. Das ist insbesondere so zu verstehen, dass der Nachlaufbereich, zumindest teilweise, einen Teil der hydrostatischen Strecke darstellt, wenn der Druckraum mit dem Nachlaufbereich verbunden ist, also zum Beispiel bei Schnüffelvorgängen.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des hydrostatischen Aktorsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass im Nachlaufbereich parallel zu der Filtereinrichtung ein Rückschlagventil angeordnet ist, das zum Fluidreservoir öffnet. Über das Rückschlagventil gelangt in das Fluidreservoir strömendes Fluid vorteilhaft ungefiltert an der Filtereinrichtung vorbei in das Fluidreservoir. In der umgekehrten Richtung sperrt das Rückschlagventil, so dass Fluid, das aus dem Fluidreservoir in den Druckraum beziehungsweise die hydrostatische Strecke strömt, gefiltert wird.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des hydrostatischen Aktorsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung zwischen dem Fluidreservoir und einem weiteren Rückschlagventil angeordnet ist, das zur Filtereinrichtung hin schließt. Durch das weitere Rückschlagventil wird vorteilhaft verhindert, dass beim Zurückströmen von Fluid in das Fluidreservoir Schmutzpartikel zu der Filtereinrichtung gelangen.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des hydrostatischen Aktorsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass in einem Fluidsumpf des Fluidreservoirs eine Filterstruktur vorgesehen ist. Die Filterstruktur umfasst zum Beispiel eine Filtereinrichtung. Die Filterstruktur dient vorteilhaft zur Vergrößerung der Oberfläche in dem Fluidreservoir. Die Vergrößerung der Oberfläche in dem Fluidreservoir kann zum Beispiel durch Rippen erreicht werden. Die Verwendung von Vliesmatten zur Darstellung der Filtereinrichtung im Fluidreservoir bietet die Möglichkeit, ohne Draht- oder Kunststofffiltergewebe, zum Beispiel bei einem Hutfilter, auszukommen. Offenporige Vliesmatten können zur Darstellung der Filtereinrichtung in dem Fluidreservoir zum Beispiel in den Fluidsumpf des Reservoirs gelegt werden, so dass sich in Stillstandzeiten die Partikel durch Schwerkraft ablagern können.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die mindestens eine Filtereinrichtung an einer Kolbendichtung eines Aktorkolbens des Hydrostataktors angebracht ist. Dadurch wird auf einfache Art und Weise erreicht, dass Fluid, das in bestimmten Betriebszuständen des Hydrostataktors an der Kolbendichtung vorbeiströmt, zum Beispiel beim Schnüffeln, wirksam gefiltert wird.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des hydrostatischen Aktorsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine beziehungsweise die Filtereinrichtung direkt oder indirekt an dem Aktorkolben des Hydrostataktors angebracht ist. So kann die Filtereinrichtung auf einfache Art und Weise in der Nähe der Kolbendichtung oder von Schnüffelöffnungen, insbesondere Schnüffelnuten, angeordnet werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des hydrostatischen Aktorsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung auf einer einem Druckraum des Hydrostataktors abgewandten Seite einer Dichtlippe der Kolbendichtung des Aktorkolbens angeordnet ist. Dadurch wird vorteilhaft sichergestellt, dass die Funktion der Kolbendichtung im Betrieb des Hydrostataktors nicht eingeschränkt wird. Gleichzeitig wird durch die Anordnung der Filtereinrichtung an der Dichtlippe der Kolbendichtung eine besonders wirksame Filterwirkung erzielt.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des hydrostatischen Aktorsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine beziehungsweise die Filtereinrichtung einer Schnüffelstruktur des Hydrostataktors zugeordnet ist. Die Schnüffelstruktur dient vorteilhaft dazu, in definierten Betriebszuständen des Hydrostataktors, insbesondere beim Schnüffeln, eine definierte Fluidverbindung zwischen dem Druckraum des Hydrostataktors und dem Nachlaufbereich zu ermöglichen. Über die Schnüffelstruktur wird die hydrostatische Strecke in bestimmten Betriebszuständen des Hydrostataktors sozusagen in den Nachlaufbereich hinein verlängert.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des hydrostatischen Aktorsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung radial außerhalb von mindestens einer Schnüffelnut des Hydrostataktors angeordnet ist. Durch diese Anordnung werden unerwünschte Beschädigungen der Kolbendichtung, insbesondere an der Dichtlippe der Kolbendichtung, im Betrieb des Hydrostataktors verhindert.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Hydrostataktor, ein Fluidreservoir, eine Filtereinrichtung, ein Rückschlagventil, eine Kolbendichtung und/oder einen Aktorkolben für ein vorab beschriebenes hydrostatisches Aktorsystem. Die genannten Teile sind separat handelbar.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines hydrostatischen Aktorsystems mit einer Filtereinrichtung, die in einem Nachlaufbereich parallel zu einem Rückschlagventil geschaltet ist;
- 2 ein ähnliches hydrostatisches Aktorsystem wie in 1 mit einem zusätzlichen Rückschlagventil, das mit der Filtereinrichtung in Reihe geschaltet ist;
- 3 ein Fluidreservoir eines hydrostatischen Aktorsystems, wie es in den 1 und 2 dargestellt ist, mit einer Filterstruktur beziehungsweise Filtereinrichtung in einem Fluidsumpf;
- 4 einen Ausschnitt eines Hydrostataktors, wie er in 5 im Längsschnitt dargestellt ist, mit einer Kolbendichtung, an der eine Filtereinrichtung angebracht ist;
- 5 einen Hydrostataktor eines hydrostatischen Aktorsystems, wie es zum Beispiel in den 1 und 2 dargestellt ist, im Längsschnitt; und
- 6 eine vergrößerte Darstellung einer Einzelheit VI aus 5.
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In den 1 und 2 ist ein hydrostatisches Aktorsystem 10; 20 mit einem Hydrostataktor 11 in zwei verschiedenen Ausführungsformen dargestellt. Der Hydrostataktor 11 umfasst einen Aktorzylinder 12, in welchem ein Aktorkolben 13 in den 1 und 2 vertikal, also von oben nach unten, und umgekehrt, hin und her bewegbar ist. Der Aktorkolben 13 begrenzt einen Druckraum 14, in welchem ein Fluid, insbesondere ein Hydraulikmedium, durch den Aktorkolben 13 mit mehr oder weniger Druck beaufschlagbar ist.
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Durch einen Pfeil 1 ist angedeutet, dass der Druckraum 14 Teil einer hydrostatischen Strecke ist, die den Hydrostataktor 11 hydrostatisch mit einem (in den 1 und 2 nicht dargestellten) Nehmerzylinder verbindet. Über die hydrostatische Strecke 1 kann in der hydrostatischen Strecke 1 vorhandenes Fluid durch den Aktorkolben 13 verschoben werden, um eine Fahrzeugkomponente, wie eine Kupplung, hydrostatisch zu betätigen.
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Auf einer dem Druckraum 14 abgewandten Seite des Aktorkolbens 13 beginnt ein Nachlaufbereich 15, der auch als Niederdruckbereich bezeichnet werden kann. Der Begriff Niederdruck verdeutlicht, dass der Druck in dem Nachlaufbereich 15 deutlich geringer als in dem Druckraum 14 ist, der auch als Hochdruckraum bezeichnet werden kann.
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Der Nachlaufbereich 15 umfasst eine Nachlaufleitung 16, die den Aktorzylinder 12 mit einem Fluidreservoir 17 verbindet. Aus dem Fluidreservoir 17 kann im Betrieb des Hydrostataktors 11 Fluid in den Aktorzylinder 12 nachlaufen. Darüber hinaus wird im Betrieb des Hydrostataktors 11 Fluid aus dem Aktorzylinder 12 über den Nachlaufbereich 15 in das Fluidreservoir 17 verdrängt.
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Bei dem in 1 dargestellten hydrostatischen Aktorsystem 10 ist in der Nachlaufleitung 16 eine Filtereinrichtung 18 parallel zu einem Rückschlagventil 19 geschaltet. Durch einen Pfeil 21 ist angedeutet, dass das Rückschlagventil 19 zum Fluidreservoir 17 hin öffnet. Durch einen Pfeil 22 ist angedeutet, dass in der umgekehrten Richtung vorteilhaft nur gefiltertes Fluid aus dem Fluidreservoir 17 in den Aktorzylinder 12 gelangt.
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Bei dem in 2 dargestellten hydrostatischen Aktorsystem 20 ist ein weiteres Rückschlagventil 25 in Reihe zu der Filtereinrichtung 18 geschaltet. Die Filtereinrichtung 18 ist durch die Reihenschaltung zwischen dem Fluidreservoir 17 und dem Rückschlagventil 25 angeordnet. Die Reihenschaltung aus der Filtereinrichtung 18 und dem Rückschlagventil 25 ist parallel zu dem Rückschlagventil 19 geschaltet.
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In 3 ist ein Fluidreservoir 37 mit einem Fluidsumpf 35 dargestellt. Eine Nachlaufleitung 36 ist in 3 von unten an das Fluidreservoir 37 angeschlossen. In dem Fluidsumpf 35 ist eine Filterstruktur 38 angeordnet. Die Filterstruktur 38 umfasst zum Beispiel Rippen, die dazu dienen, die Oberfläche im Bereich des Fluidsumpfs 35 zu vergrößern.
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Die Filterstruktur 38 ist mit einer Vliesmatte 39 abgedeckt. Die Vliesmatte 39 stellt eine Filtereinrichtung dar. Durch einen Doppelpfeil 30 ist in 3 angedeutet, dass im Betrieb eines an das Fluidreservoir 37 angeschlossenen Hydrostataktors Fluid in das Fluidreservoir 37 hinein- und aus dem Fluidreservoir 37 herausströmt. Durch Pfeile 31 und 32 ist angedeutet, dass sich in Stillstandzeiten des Fluidreservoirs 37 Partikel durch Schwerkraft in der Vliesmatte 39 und der Filterstruktur 38 ablagern.
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In den 4 und 5 ist ein Hydrostataktor 41 mit einem Aktorzylinder 42 im Längsschnitt und in 4 vergrößert dargestellt. In dem Aktorzylinder 42 begrenzt ein Aktorkolben 43 einen Druckraum 44. Der Druckraum 44 ist Teil einer hydrostatischen Strecke 1, die den Aktorzylinder 42 mit einem (nicht dargestellten) Nehmerzylinder hydrostatisch verbindet.
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Der Hydrostataktor 41 umfasst einen Nachlaufbereich 45 mit einem Nachlaufanschluss 46. Der Nachlaufanschluss 46 dient zum Anschließen einer Niederdruckleitung (16 in 1), die den Nachlaufbereich 45 mit einem Fluidreservoir (17 in 1) verbindet.
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Der Hydrostataktor 41 umfasst einen Elektromotor 50 mit einem Stator 51 und einem Rotor 52. Der Elektromotor 50 ist über einen Planeten-Wälz-Gewindetrieb 53 mit einer Spindel 54 antriebsmäßig verbunden. Die Spindel 54 ist mit ihrem in 5 linken Ende durch eine Abstützeinrichtung 55 drehbar in dem Hydrostataktor 41 abgestützt. Über den Planeten-Wälz-Gewindetrieb 53 wird eine Drehbewegung des Rotors 52 des Elektromotors 50 in eine axiale Bewegung der Spindel 54 und des Aktorkolbens 43 umgewandelt, der an dem in 5 rechten Ende der Spindel 54 angebracht ist.
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Die hydrostatische Strecke 1 ist über eine Schnüffelstruktur 56, die mindestens eine Schnüffelnut 57 umfasst, mit dem Nachlaufbereich 45 verbunden, wenn sich der Aktorkolben 43 in seiner in den 4 und 5 dargestellten vollständig zurückgezogenen Stellung befindet, so dass ein Schnüffelvorgang durchgeführt werden kann.
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An dem Aktorkolben 43 ist zur Abdichtung gegenüber dem Aktorzylinder 42 eine Kolbendichtung 60 angebracht, die eine schräg nach außen abstehende Dichtlippe 59 aufweist. Der Aktorkolben 43 wiederum ist über eine Entkopplungseinrichtung 62 und einen Kolbenträger 61 an dem in den 4 und 5 rechten Ende der Spindel 54 angebracht.
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In 4 sieht man, dass an der Dichtlippe 59 der Kolbendichtung 60 eine Filtereinrichtung 65 angebracht ist. Bei der Filtereinrichtung 65 handelt es sich zum Beispiel um eine angespritzte Filtermatte.
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In 6 ist eine Filtereinrichtung 68 der Schnüffelstruktur 56 zugeordnet. Dabei ist die Filtereinrichtung 68 radial außerhalb der Schnüffelnut 57 angeordnet. Alternativ oder zusätzlich ist eine Filtereinrichtung 70 im Zulaufbereich der Schnüffelnut 57 angeordnet. Die Filtereinrichtung 70 ist an der Entkopplungseinrichtung 62 des Aktorkolbens 43 angebracht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- hydrostatische Strecke
- 10
- hydrostatisches Aktorsystem
- 11
- Hydrostataktor
- 12
- Aktorzylinder
- 13
- Aktorkolben
- 14
- Druckraum
- 15
- Nachlaufbereich
- 16
- Nachlaufleitung
- 17
- Fluidreservoir
- 18
- Filtereinrichtung
- 19
- Rückschlagventil
- 20
- hydrostatisches Aktorsystem
- 21
- Pfeil
- 22
- Pfeil
- 25
- Rückschlagventil
- 30
- Doppelpfeil
- 31
- Pfeil
- 32
- Pfeil
- 35
- Fluidsumpf
- 36
- Nachlaufleitung
- 37
- Fluidreservoir
- 38
- Filterstruktur
- 39
- Filtereinrichtung, Vliesmatte
- 41
- Hydrostataktor
- 42
- Aktorzylinder
- 43
- Aktorkolben
- 44
- Druckraum
- 45
- Nachlaufbereich
- 46
- Nachlaufanschluss
- 50
- Elektromotor
- 51
- Stator
- 52
- Rotor
- 53
- Planeten-Wälz-Gewindetrieb
- 54
- Spindel
- 55
- Abstützeinrichtung
- 56
- Schnüffelstruktur
- 57
- Schnüffelnut
- 59
- Dichtlippe
- 60
- Kolbendichtung
- 61
- Kolbenträger
- 62
- Entkopplungseinrichtung
- 65
- Filtereinrichtung
- 68
- Filtereinrichtung
- 70
- Filtereinrichtung
