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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hydraulikanordnung zur Aktuierung hydraulischer Verbraucher, sowie zur Kühlung von Wärmequellen und/oder Schmierung von Bauteilen, insbesondere innerhalb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Reversierpumpe, mittels derer ein Hydraulikmedium in entgegengesetzten Förderrichtungen gefördert werden kann, und die Reversierpumpe einen ersten Pumpenanschluss und einen zweiten Pumpenanschluss aufweist.
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Hydraulikanordnungen zur Aktuierung hydraulischer Verbraucher, zur Kühlung von Wärmequellen und/oder Schmierung von Bauteilen innerhalb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs sind hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus den Veröffentlichungen
DE 10 2016 206 015 A1 oder
WO 2018 202 234 A1 . Es besteht ein anhaltendes Bedürfnis daran, derartige Hydraulikanordnungen bei hoher Betriebssicherheit möglichst kostengünstig bereitstellen zu können.
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Es ist somit die Aufgabe der Erfindung die Nachteile aus dem Stand der Technik zu beseitigen und eine insbesondere hinsichtlich ihrer Herstellkosten optimierte Hydraulikanordnung zur Aktuierung von hydraulischen Verbrauchern, zur Kühlung von Wärmequellen und/oder zur Schmierung von Bauteilen innerhalb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs bereitstellen zu können.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Hydraulikanordnung zur Aktuierung hydraulischer Verbraucher, sowie zur Kühlung von Wärmequellen und/oder Schmierung von Bauteilen, insbesondere innerhalb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Reversierpumpe, mittels derer ein Hydraulikmedium in entgegengesetzten Förderrichtungen gefördert werden kann, und die Reversierpumpe einen ersten Pumpenanschluss und einen zweiten Pumpenanschluss aufweist, wobei die Hydraulikanordnung eine aktive Ventileinrichtung umfasst, wobei die aktive Ventileinrichtung als 6/2-Wegeventil konfiguriert ist, mit einem ersten Betätigungsanschluss für einen ersten hydraulischen Aktor und mit einem zweiten Betätigungsanschluss und einem dritten Betätigungsanschluss für einen zweiten hydraulischen Aktor, sowie
mit einem vierten Betätigungsanschluss für eine Wärmequelle und/oder Schmierung, wobei ferner der erste Pumpenanschluss der Reversierpumpe mit einem ersten Ventileingang der Ventileinrichtung und der zweite Pumpenanschluss der Reversierpumpe mit einem zweiten Ventileingang der Ventileinrichtung hydraulisch verbunden ist, wobei in der ersten Schaltstellung der als 6/2-Wegeventil konfigurierten Ventileinrichtung der erste Ventileingang hydraulisch mit dem zweiten Betätigungsanschluss und der zweite Ventileingang hydraulisch mit dem dritten Betätigungsanschluss gekoppelt ist, während der erste Betätigungsanschluss sowie der vierte Betätigungsanschluss sich jeweils in einer Sperrstellung befinden, und wobei in der zweiten Schaltstellung der als 6/2-Wegeventil konfigurierten Ventileinrichtung der erste Ventileingang hydraulisch mit dem ersten Betätigungsanschluss und der zweite Ventileingang mit dem vierten Betätigungsanschluss gekoppelt ist, während der zweite Betätigungsanschluss und der dritte Betätigungsanschluss sich jeweils in einer Sperrstellung befinden.
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Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass während normaler Fahrsituationen bei denen es keiner Aktuierungsvorgänge an den hydraulischen Aktoren bedarf,
die Reversier-Pumpe angetrieben werden kann, ohne das eine (ungewollte) Schalt- oder Wähloperation an den hydraulischen Aktoren ausgeführt wird und gleichzeitig eine Kühlung von Wärmequellen und/oder eine Schmierung von Bauteilen ermöglicht wird, ohne dass hierzu eine gesonderte Kühlmittel- und/oder Schmierstoffpumpe benötigt wird. Stattdessen kann erfindungsgemäß die im Aktorsystem enthaltene Reversierpumpe für diese Funktion mit genutzt werden.
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Lediglich in Betriebssituationen, in denen eine Schalt- oder Wähloperation an den hydraulischen Aktoren ausgeführt werden soll, muss die Versorgung des Kühl-/Schmierkreislaufs für die Dauer des entsprechenden Schalt- oder Wählvorgangs unterbrochen werden. Da dies jedoch regelmäßig nur kurzzeitig erforderlich ist, ergeben sich dadurch für die zu kühlenden und/oder zu schmierenden Systeme in der Regel keine Einschränkungen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der erste hydraulische Aktor mit einer die Gangwählfunktion eines Schaltgetriebes bereitstellenden getriebeseitigen Mechanik koppelbar ist. Es kann in diesem Zusammenhang gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass der zweite hydraulische Aktor mit einer die Schaltfunktion eines Schaltgetriebes bereitstellenden getriebeseitigen Mechanik koppelbar ist.
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Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass der erste hydraulische Aktor durch ein Federelement entgegen seiner Ausrückrichtung federkraftbeaufschlagt ist, so dass zur Rückführung des ersten hydraulischen Aktors in seine Ausgangsstellung kein gesonderter hydraulischer Anschluss benötigt wird und der Aktor mit einem hydraulischen Anschluss betrieben werden kann.
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Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass ein erstes Druckbegrenzungsventil zwischen dem ersten Pumpenanschluss der Reversierpumpe und einem Hydraulikvorratsbehälter angeordnet ist, wobei das Federelement derart konfiguriert ist, dass der durch das Federelement bewirkte hydraulische Druck kleiner ist als der zum Öffnen des Druckbegrenzungsventils notwendige hydraulische Druck, so dass es zu keinem ungewollten Ablassen von Hydraulikflüssigkeit kommen kann.
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Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass ein zweites Druckbegrenzungsventil zwischen dem zweiten Pumpenanschluss der Reversierpumpe und einem Hydraulikvorratsbehälter angeordnet ist, mittels dessen Überdruck aus dem hydraulischen System abgeführt werden kann, insbesondere um Beschädigungen durch Überlastung an dem Betätigungsmodul zu vermeiden.
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In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass ein erstes Rückschlagventil zwischen dem ersten Pumpenanschluss der Reversierpumpe und dem Hydraulikvorratsbehälter in einer ersten Ansaugleitung angeordnet ist. Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass ein zweites Rückschlagventil zwischen dem zweiten Pumpenanschluss der Reversierpumpe und dem Hydraulikvorratsbehälter in einer zweiten Ansaugleitung angeordnet ist. Mittels der Rückschlagventile ist es möglich, Hydraulikmedium bei einer vordefinierten Saugleistung der Reversierpumpe aus dem Hydraulikvorratsbehälter zu fördern
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Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass in dem hydraulischen Pfad zwischen dem vierten Betätigungsanschluss und der Wärmequelle und/oder Schmierung ein Druckbegrenzungsventil angeordnet ist, wodurch eine Überlastung in diesem hydraulischen Pfad vermieden werden kann.
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Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass der hydraulische Pfad in den Hydraulikvorratsbehälter mündet.
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In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass in dem hydraulischen Pfad zwischen der Reversierpumpe, den Ansaugleitungen, und dem Hydraulikvorratsbehälter ein Saugfilter angeordnet ist. Hierdurch kann erreicht werden, dass eventuell vorhandene Verschmutzungen, insbesondere Feststoffpartikel aus dem Hydraulikfluid entfernt werden.
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Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass die Reversierpumpe, der Hydraulikvorratsbehälter, die aktive Ventileinrichtung, der erste hydraulische Aktor und der zweite hydraulische Aktor zu einer Baugruppe zusammengefasst sind, so dass diese Baugruppe - da vorkonfektioniert - besonders einfach montiert werden kann.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.
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Es zeigen:
- 1 einen Hydraulikschaltplan der Hydraulikanordnung in einer ersten Schaltstellung des 6/2-Wegeventils und abgeschalteter Reversierpumpe,
- 2 einen Hydraulikschaltplan der Hydraulikanordnung in einer ersten Schaltstellung des 6/2-Wegeventils und mit einer in einer ersten Förderrichtung betriebenen Reversierpumpe,
- 3 einen Hydraulikschaltplan der Hydraulikanordnung in einer ersten Schaltstellung des 6/2-Wegeventils und mit einer in einer ersten Förderrichtung betriebenen Reversierpumpe,
- 4 einen Hydraulikschaltplan der Hydraulikanordnung in einer ersten Schaltstellung des 6/2-Wegeventils und mit einer in einer zweiten Förderrichtung betriebenen Reversierpumpe,
- 5 einen Hydraulikschaltplan der Hydraulikanordnung in einer zweiten Schaltstellung des 6/2-Wegeventils und mit einer in einer ersten Förderrichtung betriebenen Reversierpumpe,
- 6 einen Hydraulikschaltplan der Hydraulikanordnung in einer zweiten Schaltstellung des 6/2-Wegeventils und mit einer in einer zweiten Förderrichtung betriebenen Reversierpumpe, und
- 7 ein Kraftfahrzeug mit einer Hydraulikanordnung in einer Blockschaltdarstellung.
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Die 1 zeigt eine Hydraulikanordnung 1 zur Aktuierung hydraulischer Verbraucher 13,16 sowie zur Kühlung von Wärmequellen 4 und/oder Schmierung von Bauteilen innerhalb eines Antriebsstrangs 5 eines Kraftfahrzeugs 6, so wie es exemplarisch in der 7 gezeigt ist.
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Die Hydraulikanordnung 1 umfasst eine durch den Pumpenmotor 29 angetriebene Reversierpumpe 7, mittels derer ein Hydraulikmedium 8 in entgegengesetzten Förderrichtungen gefördert werden kann. Dementsprechend weist die Reversierpumpe 7 einen ersten Pumpenanschluss 9 und einen zweiten Pumpenanschluss 10 auf.
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Die Hydraulikanordnung 1 umfasst ferner eine aktive Ventileinrichtung 11, die als 6/2-Wegeventil konfiguriert ist. Die aktive Ventileinrichtung 11 besitzt somit sechs Anschlüsse und zwei Schaltstellungen, die nachfolgend näher erläutert werden.
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Ein erster Betätigungsanschluss 12 ist an dem 6/2-Wegeventil für einen ersten hydraulischen Aktor 13 vorgesehen. An einem zweiten Betätigungsanschluss 14 und einem dritten Betätigungsanschluss 15 ist der zweite hydraulischen Aktor 16 angeschlossen. Ferner besitzt das 6/2-Wegeventil einen vierten Betätigungsanschluss 17 für eine Wärmequelle 4 und/oder Schmierung.
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Neben diesen vier für hydraulische Verbraucher vorgesehenen Anschlüssen 12,14,15,17 verfügt das 6/2-Wegeventil ferner über einen ersten Ventileingang 18 zum Anschluss des ersten Pumpenanschlusses 9 der Reversierpumpe 7 und über einen zweiten Ventileingang 19 zum Anschluss des zweiten Pumpenanschlusses 10 der Reversierpumpe 7.
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Ein erstes Druckbegrenzungsventil 20 ist zwischen dem ersten Pumpenanschluss 9 der Reversierpumpe 7 und einem Hydraulikvorratsbehälter 21 angeordnet, wobei das Federelement 30 derart konfiguriert ist, dass der durch das Federelement 30 bewirkte hydraulische Druck kleiner ist als der zum Öffnen des Druckbegrenzungsventils 20 notwendige hydraulische Druck, so dass es hier zu keinem ungewollten Ablassen von Hydraulikflüssigkeit 8 über das Druckbegrenzungsventil 20 kommen kann.
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In der 1 ist ferner gezeigt, dass ein zweites Druckbegrenzungsventil 22 zwischen dem zweiten Pumpenanschluss 10 der Reversierpumpe 7 und einem Hydraulikvorratsbehälter 21 sowie ein erstes Rückschlagventil 23 zwischen dem ersten Pumpenanschluss 9 der Reversierpumpe 7 und dem Hydraulikvorratsbehälter 21 in einer ersten Ansaugleitung 26 angeordnet ist. Auch ist in der 1 gezeigt, dass ein zweites Rückschlagventil 25 zwischen dem zweiten Pumpenanschluss 10 der Reversierpumpe 7 und dem Hydraulikvorratsbehälter 21 in einer zweiten Ansaugleitung 24 angeordnet ist. In dem hydraulischen Pfad 32 ist ferner zwischen dem vierten Betätigungsanschluss 17 und der Wärmequelle 4 und/oder Schmierung ein Druckbegrenzungsventil 31 angeordnet. Der hydraulische Pfad 32 mündet in den Hydraulikvorratsbehälter 21.
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Die erste Schaltstellung des 6/2-Wegeventils ist in den 5-6 und die zweite Schaltstellung in den 1-4 gezeigt. In den 2-6 sind die hydraulisch druckbeaufschlagten Hydraulikpfade fett hervorgehoben. Die fett markierten Pfeile der Reversierpumpe 7 geben dabei die Förderrichtung an. Zunächst wird die zweite Schaltstellung anhand der 1-4 erläutert.
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In der zweiten Schaltstellung der als 6/2-Wegeventil konfigurierten Ventileinrichtung 11 ist der erste Ventileingang 18 hydraulisch in beide Fließrichtungen mit dem ersten Betätigungsanschluss 12 gekoppelt. Der zweite Ventileingang 19 ist mit dem vierten Betätigungsanschluss 17 direkt verbunden, während der zweite Betätigungsanschluss 14 und der dritte Betätigungsanschluss 15 sich jeweils in einer Sperrstellung befinden.
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Aus diesem ersten Betriebszustand der Hydraulikanordnung 1 kann nun die Reversierpumpe 7 in einer ersten Förderrichtung betrieben werden, was zu einem Fördern von Hydraulikfluid 8 aus dem Hydraulikvorratsbehälter 21 in den hydraulischen Pfad 32 hin zu einer Wärmequelle 4 und von dort zurück in den Hydraulikvorratsbehälter 21 führt. Die Saug- bzw. Pumpleistung der Reversierpumpe 7 ist dabei so eingestellt, dass das Rückschlagventil 23 öffnet und Hydraulikfluid 8 aus dem Hydraulikvorratsbehälter 21 über das Rückschlagventil 23 zur Reversierpumpe 7 gesaugt wird und der Druck auf der Pumpenseite der Reversierpumpe 7 so hoch ist, dass das Druckbegrenzungsventil 31 öffnet, während das Druckbegrenzungsventil 22 noch geschlossen ist. In diesem Betriebszustand erfolgt somit eine Kühlung und oder Schmierung der in dem hydraulischen Pfad 32 angeordneten Bauteile.
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Wird die Saug- bzw. der Pumpleistung der Reversierpumpe 7 - was in der 3 gezeigt ist - auf ein vordefiniertes Maß gesenkt, schließt das Rückschlagventil 23 und es wird Hydraulikfluid 8 aus dem hydraulischen Pfad zwischen dem ersten Ventileingang 18 und dem ersten hydraulischen Aktor 13 gesaugt, so dass der Druck in diesem hydraulischen Pfad sinkt und die Feder 30 des ersten hydraulischen Aktors 13 diesen federkraftbewirkt in seine eingerückte Betriebsstellung überführen kann. Hierdurch kann der erste hydraulische Aktor 13 in eine erste eingerückte Betriebsstellung überführt werden, während die Reversierpumpe 7 noch - jedoch mit verminderter Pumpleistung - Hydraulikfluid 8 in den hydraulischen Pfad 32 zur Kühlung und/oder Schmierung von Bauteilen fördert.
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Zum Ausrücken des ersten hydraulischen Aktors 13 kann die Reversierpumpe 7 in eine entgegengesetzte Förderrichtung versetzt werden, so dass in der zweiten Schaltstellung des 6/2-Wegeventils ein Druckaufbau in dem hydraulischen Pfad zwischen dem ersten Ventileingang 18 und dem ersten hydraulischen Aktor 13 erfolgen kann, welcher so eingestellt ist, dass der erste hydraulische Aktor 13 entgegen der auf ihn einwirkenden Federkraft der Feder 30 in eine ausgerückte Betriebsposition überführbar ist. Die Saug- bzw. Pumpleistung der Reversierpumpe 7 ist dabei so gewählt, dass das Rückschlagventil 25 auf der Saugseite der Reversierpumpe 7 öffnet und Hydraulikfluid 8 aus dem Hydraulikvorratsbehälter 21 gefördert wird. Während dieses Betriebszustandes der Hydraulikanordnung 1 erfolgt durch die Richtungsumkehr der Förderrichtung der Reversierpumpe 7 keine Kühlung oder Schmierung der Bauteile entlang des hydraulischen Pfades 32.
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Anhand der 5-6 wird nachfolgend die erste Schaltstellung der als 6/2-Wegeventil konfigurierten Ventileinrichtung 11 näher erläutert.
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Wie in der 5 gezeigt ist, ist in der ersten Schaltstellung der erste Ventileingang 18 hydraulisch mit dem zweiten Betätigungsanschluss 14 und der zweite Ventileingang 19 hydraulisch mit dem dritten Betätigungsanschluss 15 gekoppelt, während der erste Betätigungsanschluss 12 sowie der vierte Betätigungsanschluss 17 sich jeweils in einer Sperrstellung befinden. Wird in dieser ersten Schaltstellung des 6/2-Wegeventils die Reversierpumpe 7 in eine erste Förderrichtung versetzt, wird der zweite hydraulische Aktor 16 eingerückt, während er in der zweiten Förderrichtung der Reversierpumpe 7 ausgerückt wird, was in der 6 gezeigt ist. Zur Aktuierung des zweiten hydraulischen Aktors 16 wird das Hydraulikfluid 8 lediglich zwischen der Einrückseite des zweiten hydraulischen Aktors 16 und dessen Ausrückseite hin und her gepumpt, was sich auch gut anhand der geschlossenen Ventile 20, 22, 23, 25 erkennen lässt. Während der Aktuierung des zweiten hydraulischen Aktors 16 erfolgt ebenfalls keine Kühlung oder Schmierung von Bauteilen in dem hydraulischen Pfad 32.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel der 1-6 ist der erste hydraulische Aktor 13 mit einer die Gangwählfunktion eines Schaltgetriebes bereitstellenden getriebeseitigen Mechanik gekoppelt, während der zweite hydraulische Aktor 16 mit einer die Schaltfunktion eines Schaltgetriebes bereitstellenden getriebeseitigen Mechanik gekoppelt ist.
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Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hydraulikanordnung
- 4
- Wärmequelle
- 5
- Antriebsstrang
- 6
- Kraftfahrzeug
- 7
- Reversierpumpe
- 8
- Hydraulikmedium
- 9
- Pumpenanschluss
- 10
- Pumpenanschluss
- 11
- Ventileinrichtung
- 12
- Betätigungsanschluss
- 13
- Verbraucher
- 14
- Betätigungsanschluss
- 15
- Betätigungsanschluss
- 16
- Verbraucher
- 17
- Betätigungsanschluss
- 18
- Ventileingang
- 19
- Ventileingang
- 20
- Druckbegrenzungsventil
- 21
- Hydraulikvorratsbehälter
- 22
- Druckbegrenzungsventil
- 23
- Rückschlagventil
- 24
- Ansaugleitung
- 25
- Rückschlagventil
- 26
- Ansaugleitung
- 30
- Federelement
- 31
- Druckbegrenzungsventil
- 32
- Pfad
