DE1293035B

DE1293035B - Hydraulisches Fernsteuerungsgestaenge, insbesondere zum Betaetigen elektrischer Schliessschalter

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Publication number: DE1293035B
Application number: DEG25110A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1957-08-12
Filing date: 1958-08-11
Publication date: 1969-04-17
Also published as: CH348323A; FR1181089A; US2938346A; GB828597A; NL108019C

Description

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Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Fern- einer geeichten Blende versehen und der durch diese

Steuerungsgestänge, insbesondere zum Betätigen Blende bewirkte Druckabfall wesentlich gleich dem

elektrischer Schalter, mit einem Steuerventil, an Druckabfall am geöffneten Hauptventil ist und daß

dessen Gehäuse eine Druckmittelzuleitung, eine die mit der Drossel versehene Leitung an die Schalt-

Schaltleitung und eine Druckmittelableitung an- 5 leitung an einem zwischen der Blende und dem

geschlossen sind und in welchem ein die Verbindung Hauptventil liegenden Punkt der Schaltleitung an-

zwischen der Druckmittelzuleitung und der Schalt- geschlossen ist.

leitung steuerndes Hauptventil sowie ein die Infolge der Ausbildung des hydraulischen Fern-Verbindung zwischen der Schaltleitung und der Steuerungsgestänges nach der Erfindung wird geAbleitung steuernder Ventilkörper angeordnet ist, io währleistet, daß schon bei kurzen Impulsen schlagdessen eine Seite durch ein erstes Servoventil mit der artig das Hauptventil geöffnet wird, welches dann Druckmittelzuleitung verbindbar ist, so daß dessen unter allen Umständen geöffnet bleibt, bis der andere Seite das Öffnen des Hauptventils bewirkt und Arbeitsgang beendet ist. Normalerweise ist das die Verbindung zwischen der Schaltleitung und der Hauptventil geschlossen, und der Ventilkörper be-Druckmittelableitung unterbricht, wobei die durch 15 findet sich in seiner Öffnungsstellung, wobei die zu das erste Servoventil gesteuerte Seite des Ventil- betätigende hydraulische Vorrichtung über die körpers durch eine mit einer Drossel versehene Schaltleitung und das von dem Ventilkörper betätigte Leitung an die Schaltleitung angeschlossen ist und Ventil mit der Druckmittelableitung verbunden ist. außerdem durch ein zweites Servoventil gesteuert Im Fall eines elektrischen Schließschalters hält die wird, welches mit einer zweiten Druckmittelableitung 20 Feder die hydraulische Vorrichtung in Öffnungsverbunden ist. Stellung des Schalters, bis durch das Betätigen des

Ein derartiges hydraulisches Fernsteuerungs- ersten Servoventil der Arbeitshub zum Schließen des gestänge ist in der deutschen Patentschrift 1 225 497 Ventilkörpers und zum Öffnen des Hauptventils ausbereits vorgeschlagen worden. Die vorgeschlagene gelöst wird. Wenn das erste Servoventil geschlossen Vorrichtung ermöglicht ein rasches und vollständiges 25 ist, wirkt auf den Ventilkörper der in dem im Ventil-Betätigen der gesteuerten hydraulischen Vorrichtung gehäuse liegenden Abschnitt der Schaltleitung und eine rasche und vollständige selbsttätige Ent- herrschende Druck, der über das Hauptventil aus der leerung, wenn der Druck in der Schaltleitung unter Druckmittelzuleitung kommt, und hält den Ventilden zum Halten in der Einschaltstellung, bei An- körper geschlossen. Solange Druckmittel durch das Wendung auf ein elektrisches Schließventil, erforder- 30 Hauptventil strömt, ist infolge des Druckabfalls liehen Wert fällt. Ferner gewährleistet die durch das Hauptventil der auf den Ventilkörper vorgeschlagene Vorrichtung in weitgehendem Maße wirkende Schließdruck geringer als der Druck in der die Vollendung des Arbeitshubes, sobald der Hub Druckmittelzuleitung. Wenn der erwähnte Abschnitt des Schließschalters eingeleitet ist. Unter gewissen frei mit der hydraulischen Vorrichtung verbunden Bedingungen ist es jedoch möglich, daß am Beginn 35 wäre, würde dieser Druckabfall im wesentlichen den des Arbeitshubes der Arbeitseinrichtung, besonders gesamten Unterschied zwischen dem Druck in der wenn die den Arbeitshub einleitende Auslösewirkung Druckmittelzuleitung und dem in der hydraulischen unterbrochen wird, bevor in der die zu betätigende Vorrichtung herrschenden Druck ausmachen. Wenn hydraulische Vorrichtung speisenden Schaltleitung sich dann das erste Servoventil während der zum der erforderliche Arbeitsdruck aufgebaut worden ist, 40 Aufbau eines ausreichenden Arbeitsdruckes in der ein Flattern und Klappern auftritt. hydraulischen Vorrichtung erforderlichen Zeitspanne

Es ist ferner ein im wesentlichen aus einem vorzeitig schließen würde, würde der Druck in dem Schieber bestehendes Steuerventil zur Steuerung eines Abschnitt nicht ausreichen, um den Ventilkörper in doppeltwirkenden hydraulischen Servomotors be- seiner Schließstellung und damit das Hauptventil in kanntgeworden, bei dem die Bewegungen des 45 seiner Öffnungsstellung zu halten, so daß ein Flattern Schieberkolbens durch einen kurzzeitigen Druck- bzw. Klappern der Ventile auftreten würde,
impuls eingeleitet werden, während die vollständige Die geeichte Blende zwischen dem im Ventil-Bewegung des Schieberkolbens durch die durch den gehäuse liegenden Abschnitt der Schaltleitung und Schieber gesteuerte Druckflüssigkeit erfolgt, die den der hydraulischen Vorrichtung, die am Auslaß dieses Schieberenden über entsprechende Bohrungen zu- 50 Abschnitts eingebaut ist, verursacht einen zweiten geführt wird. Neben den grundsätzlichen Nachteilen, Druckabfall hinter dem Abschnitt, solange Druckdie die mit Schiebern arbeitenden Vorrichtungen mittel durch das Hauptventil strömt, und hält somit aufweisen (Präzisionsbearbeitung der aufeinander- in jedem Fall, nachdem das erste Servoventil einmal gleitenden Flächen, Leckverluste bei ausgeschlagenem vorübergehend geöffnet worden ist, einen ausreichen-Schieber usw.), weist die bekannte Einrichtung den 55 den Druck in dem Abschnitt aufrecht, so daß ohne Nachteil auf, daß bei Druckabfall im System der Rücksicht auf den Widerstand in der Schaltleitung Schieber vorzeitig schließen kann und so die ein- hinter der Blende der Ventilkörper geschlossen und geleitete Arbeitsbewegung nicht zu Ende geführt das Hauptventil geöffnet bleibt. Die Blende ist vorwird, zugsweise so geeicht bzw. bemessen, daß sie einen

Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu 60 Druckabfall erzeugt, der im wesentlichen gleich dem beseitigen, d.h., es bei einer Vorrichtung der ein- Druckabfall am völlig geöffneten Hauptventil ist.
gangs erwähnten Art zu gewährleisten, daß eine Wenn der Arbeitshub der hydraulischen Vorrichauch durch einen nur kurzen Impuls eingeleitete tung zu Ende geführt worden ist, strömt kein Druck-Arbeitsbewegung in jedem Fall sicher und ohne mittel mehr durch das Hauptventil und die Blende, Störungen zu Ende geführt wird, auch wenn der 65 so daß der Druck in dem Abschnitt ebenso wie in der Impuls vorzeitig endet oder der Druck nachläßt. hydraulischen Vorrichtung gleich dem Druck in der

Die Erfindung besteht darin, daß der im Ventil- Druckmittelzuleitung wird. Dadurch ist gewährleistet,

gehäuse liegende Abschnitt der Schaltleitung mit daß der Ventilkörper in seiner Schließ- und das

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Hauptventil in seiner Öffnungsstellung gehalten Verbindung zwischen der Kammer 39 und dem

werden und die hydraulische Vorrichtung bis zum Abflußbehälter 4 bilden. Ein Ventilstößel 9, der

Öffnen des zweiten Servoventils in der so erreichten sich vom Ventilkörper 8, 10 aus durch dessen

Stellung gehalten wird. Sitz hindurch erstreckt, hebt beim Schließen des

Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfin- 5 Ventilkörpers 8, 10 das Hauptventil 6 von seinem

dung kann das hydraulische Fernsteuerungsgestänge Sitz.

derart ausgebildet werden, daß die Blende durch Durch Aufbringen eines hydraulischen Druckes in

eine Nebenleitung überbrückt ist, in der eine zweite eine Kammer 14 oberhalb des Ventilkörpers 8, 10

geeichte Blende sowie ein die Druckmittelströmung schließt dieser und öffnet das Hauptventil 6. Die vom Hauptventil zu dieser zweiten Blende ver- io Kammer 14 steht über eine Leitung mit der Kammer

hinderndes Rückschlagventil angeordnet ist. Dadurch 37 in Verbindung.

wird die schnelle Entleerung der hydraulischen Ein- Ein im Gehäuseteil 27 vorgesehenes erstes Servo-

richtung beim Rückhub erleichtert, während die ventil besteht aus einer in ihrer Schließrichtung mit

zweite Blende die Druckmittelableitung stabilisiert. leichtem Federdruck beaufschlagten Ventilkugel 20,

Die Zeichnung zeigt beispielsweise eine typische 15 die bei ihrem Abheben vom Sitz über ein Kugelrück-

Ausführungsform einer Steuervorrichtung nach der schlagventil 22 eine Verbindung zwischen der Kam-

Erfindung. mer21 und der Kammer 37 herstellt. Die Ventil-

Bei dieser Ausführungsform ist das Fern- kugel 20 kann durch Niederdrücken eines Drucksteuerungsgestänge nach der Erfindung mit einer knopfes 17 entgegen der Wirkung einer Feder von Druckflüssigkeitsquelle und einem Abflußbehälter 4 20 ihrem Sitz abgehoben werden, wobei ein loser Ventilvereinigt. Die Druckflüssigkeitsquelle ist ein hydro- stößel 19 die Kraft vom Knopf 17 auf die Ventilpneumatischer Speicher 1 mit einem den Flüssigkeits- kugel 20 überträgt. Wenn die Ventilkugel 20 von raum an seiner Oberseite von dem Luftdruckraum ihrem Sitz abgehoben ist, wirkt der Druck des Speian seiner Unterseite trennenden Kolben 2. Das Fern- chers 1 über die Druckmittelzuleitung 29, den Kanal Steuerungsgestänge an sich besteht aus einem 25 33, die Kammer 21 und das Kugelrückschlagventil Gehäuse 25, an dessen Unterseite der Speicher 1 an- 22 auf die Kammer 14, wodurch der Ventilkörper 8, geschraubt ist und auf dessen Oberseite ein Raum 10 niedergedrückt wird, mit seinem Ventilsitz den angeordnet ist, der den Abflußbehälter 4 bildet. Im Abschnitt 35 von der Kammer 39 trennt und das Gehäuse 25 vorhandene, durch einen Kanal 33 ver- Hauptventil 6 öffnet.

bundene Kammern 21 und 31 stehen mit dem 30 Das zweite Servoventil besteht aus einer Ventil-Flüssigkeitsraum des Speichers 1 über eine Druck- kugel 16, die in ihrer Schließrichtung mit einem mittelzuleitung 29 im Gehäuse 25 in Verbindung. Der leichten Federdruck beaufschlagt ist und durch Speicher 1 kann mit Hilfe einer in einer den Abfluß- Niederdrücken eines Druckknopfes 15 entgegen der behälter 4 mit der Kammer 21 verbindenden Leitung Wirkung einer Feder von ihrem Sitz abgehoben werangeordneten Pumpe 5 aus dem Abflußbehälter 4 35 den kann. Wenn die Ventilkugel 16 von ihrem Sitz neu mit Flüssigkeit gefüllt werden. Die Pumpe 5 kann abgehoben ist, steht die Kammer 14 über eine Seitenzum Wiederauffüllen des Speichers 1, wenn dessen öffnung 18 im Gehäuseteil 12 mit dem Abflußbe-Druck unter einen kritischen Wert abgefallen ist, mit hälter 4 in Verbindung.

Hilfe von nicht dargestellten Mitteln selbsttätig ge- Der Abschnitt 35 der Schaltleitung 3 steht über

steuert werden. 40 eine geeichte, in einer seitlichen Öffnung des

Die Kammern 31 und 21 sind von oben durch her- Gehäuseteils 24 angeordnete Blende R mit der

ausnehmbar im Gehäuse 25 befestigte Gehäuseteile eigentlichen Schaltleitung 3 in Verbindung. Die

12 und 27 verschlossen, während ein weiterer Schaltleitung 3 steht außerdem über eine zweite ge-

Gehäuseteil 24 und ein eine Kammer 37 enthaltender eichte Blende r, die in einer im Gehäuseteil 24 aus-

Gehäuseteil in gleicher Weise herausnehmbar im 45 gebildeten und ein Kugelrückschlagventil 23 enthal-

Gehäuse 25 befestigt sind. Die zu steuernde hydrau- tenden Nebenleitung angeordnet ist, mit dem Ab-

lische Vorrichtung ist nicht dargestellt, ihre einzige schnitt 35 in Verbindung. Das Kugelrückschlagventil

Schaltleitung 3 mündet in das Gehäuse 25 ein. 23 verschließt die Nebenleitung gegen eine Strömung

Das aus einem mit Hilfe einer Feder 7 leicht auf in der Füllungsrichtung der hydraulischen Vorrichseinen Sitz gedrückten Ventilkegel bestehende Haupt- 50 tung (oberer nach links zeigender Pfeil in der Schaltventil 6 steuert die Verbindung zwischen der Kammer leitung 3) und gestattet eine Strömung in der durch 31 und dem im Gehäuse 25 und den Gehäuseteilen den unteren Pfeil angegebenen Entleerungsrichtung. 12 und 24 ausgebildeten Abschnitt 35 der Schalt- Die Herausnehmbarkeit des Gehäuseteils 24 erleitung 3. Der Abschnitt 35 steht außerdem mit dem möglicht ohne Schwierigkeit das Auswechseln der unteren Ende einer zylindrischen, im Gehäuseteil 12 55 Blenden R und r gegen andere Blenden unterschiedausgebildeten Kammer 39 und über eine Drossel 13 licher Größe,
mit der Kammer 37 in Verbindung. Das Fernsteuerungsgestänge nach der Erfindung

Die Kammer 39 bildet den Zylinder einer kleinen arbeitet wie folgt: Die Zeichnung zeigt das Fernhydraulischen Stell- oder Kraftvorrichtung, deren Steuerungsgestänge nach einem vollständig durchge-Kolben ein Ventilkörper 8,10 ist, dessen Schaft 8 60 führten Entleerungshub der gesteuerten hydraulischen einen Ventilsitz aufweist, der den Abschnitt 35 gegen Vorrichtung in »Normak-Stellung. Das Hauptvendie Kammer 39 abschließen kann. Der den Kolben til 6 ist geschlossen, der Ventilkörper 8, 10 in seiner bildende Teil 10 des Ventilkörpers ist, wie gezeigt, in oberen geöffneten Stellung und die beiden Servo-Richtung des Abhebens des Ventilkörpers 8,10 von ventile 15, 16 und 17, 20 sind geschlossen. Da der seinem Sitz mit einem leichten Federdruck beauf- 65 Abschnitt 35 der Schaltleitung 3 mit der Kammer 39 schlagt. Unterhalb des den Kolben bildenden Teils 10 unterhalb des Ventilkörpers 8, 10 in Verbindung des Ventilkörpers ist eine Druckmittelableitung 11 in steht, herrscht darin der Entleerungsdruck, ebenso Form von mehreren Bohrungen vorgesehen, die eine wie auch in der Kammer 14 oberhalb des Ventil-

Claims

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körpers 8,10, da die Kammer 14 über die Kammer noch so niedrigen Druck in der Schaltleitung ein 37 und die Drossel 13 mit dem Abschnitt 35 vexbuii- ausreichender Druck aufgebaut wird,
den ist und keine Strömung stattfindet und folglich Die Blende R ist vorzugsweise so bemessen, daß auch kein Druckabfall entsteht. Der Ventilkörper 8, sie einen Druckabfall erzeugt, der gleich dem Druck-10 bleibt daher unbeweglich. Beide Seiten des Ventil- 5 abfall am vollständig geöffneten Hauptventil 6 ist, körpers 8,10 sind somit dem auf gleiche Flächen wobei dann der vom Augenblick des Öffnens des wirkenden Entleerungsdruck ausgesetzt, und der Hauptventils 6 in dem Abschnitt 35 herrschende Ventilkörper 8, 10 wird durch seine Feder geöffnet Druck niemals niedriger sein kann als der halbe gehalten. Das Fernsteuerungsgestänge bleibt deshalb Speisedruck. Damit ist gewährleistet, daß der Ventilin, seiner Normalstellung, bis durch Niederdrücken io körper 8, 10 in seiner unteren Stellung und das des Druckknopfes 17 die Ventilkugel 20 des ersten Hauptventil 6 geöffnet bleiben, sofern die wirksame Servoventils von ihrem Sitz abgehoben wird. Fläche des Ventilkörpers 8, 10 (d. h. seine Gesamt-Sobald die Ventilkugel 20 von ihrem Sitz abge- fläche abzüglich seiner Schließf lache) nicht zu klein ist. hoben ist, wird über das Kugelrüekschlagventil 22 Ein vorzeitiges Loslassen des Drückknopfes 17, besofort ein wesentlicher Teil des Speisedruckes in die 13 vor in der Schaltleitung ein für das Überwinden der Kammer 14 geleitet und, da auf der Unterseite des Rückholfeder der hydraulischen Vorrichtung ausrei-Ventilkörpers 8, 10 Entleerungsdruck herrscht, stellt chender Arbeitsdruck aufgebaut ist, führt deshalb sich der Abwärtsbewegung des Ventilkörpers unter nicht zum Flattern und Klappern der Ventile 8, 10 dem auf seine Oberseite aufgebrachten Druck kein und 6.

wesentlicher Widerstand entgegen. Der Ventilkör- 20 Selbstverständlich hört nach vollständiger Ausfühper 8,10 schließt, und das Hauptventil 6 wird schnell rung des Arbeitshubes der hydraulischen Vorrichtung geöffnet. die Strömung durch das Hauptventil 6 und durch die Während dieser Phase behindert die Drossel 13 Blende R hindurch auf, und der Druck in dem Abeine Flüssigkeitsströmung von der Kammer 37 in den schnitt 35 und in der hydraulischen Vorrichtung wird Abschnitt 35 der Sehaltleitung 3 und bewirkt somit, as gleich dem Speisedruck. Dadurch wird bewirkt, daß daß zwischen der dem vollen Speisedruck ausgesetz- das Hauptventil 6 geöffnet und die hydraulische Vorten Kammer 21 und der Kammer 14 nur ein sehr richtung in ihrer Arbeitshubendstellung bleiben, bis geringer Druckabfall entsteht. Wenn die Drossel 13 der Druckknopf 15 zum Abheben der Ventilkugel 16 nicht vorhanden wäre, würde der Flüssigkeitsstrom des zweiten Servoventils und zum Anschließen der durch das Kugelrüekschlagventil 22 über den Ab- 30 Kammer 14 an die Seitenöffnung 18 zur Druckmittelschnitt 35 unmittelbar zur Druckmittelableitung vor- ableitung niedergedrückt wird, während die Drossel beifließen, und der Ventilkörper 8, 10 würde nicht 13 den gleichzeitigen Druckabfall in dem Abschnitt bewegt werden. 35 einen Augenblick verzögert und somit das schnelle Wenn der Druckknopf 17 losgelassen wird, wird Öffnen des Ventilkörpers 8, 10 und das Schließen die Ventilkugel 20 durch den unter ihr herrschenden 35 des Hauptventils 6 unterstützt. Wenn der Ventil-Speisedruck wieder auf ihren Sitz gedruckt, und der körper einmal geöffnet und der Druck auf seinen in der Kammer 14 in Schließrichtung des Ventil- beiden Seiten dem Entleerungsdruck angegleichen ist, körpers 8, 10 wirkende Druck fällt bis auf den in bleibt das Ventil 8, wie vorstehend beschrieben, geöffdem Abschnitt 35 herrschenden Druck ab. Da keine net, wobei es eine ungehinderte Entleerung der geVerschiebung des Kolbens stattfindet, ist keine Strö- 40 steuerten hydraulischen Vorrichtung über die beiden mung durch die Drossel 13 zum Hemmen des Druck- Blenden R und r gestattet, da die Strömung durch die ausgleiche zwischen der Kammer 14 und dem Ab- Blende?- in Abflußrichtung über das Rückschlagschnitt 35 möglich. Der in dem Abschnitt 35 herr- ventil 23 möglich ist. Hiermit ist der Arbeitszyklus sehende Druck wird außerdem unmittelbar auf den der Vorrichtung beendet, und die hydraulische Vor-Ventiikörper 8, 10 in seine Öffnungsrichtung aufge- 45 richtung verbleibt bis zum erneuten Niederdrücken bracht, da aber die obere Fläche des Ventilkörpers 8, des Knopfes 17 in ihrer Rückhubendstellung.
10 wesentlich größer (vorzugsweise viermal so groß) _ti .. ,
als die Schließfläche des Ventilkörpers 8,10 ist, über- Fatentansprucbe:
wiegt die ventilschließende Kraftleistung dieses 1. Hydraulisches Fernsteuerungsgestänge, ins-Druckes, und der Ventilkörper 8, 10 bleibt geschlos- 50 besondere zum Betätigen elektrischer Schalter, sen, sofern der Druck in dem Abschnitt 35 ausrei- mit einem Steuerventil, an dessen Gehäuse eine chend hoch ist. Druckmittelzuleitung, eine Schältleitung und eine Wenn nun der Ventilkörper 8,1Ό in seine Schließ- Druckmittelableitung angeschlossen sind und in •stellung bewegt wird, öffnet sich das Hauptventil ^ welchem ein die Verbindung zwischen der Druck- und läßt über die Kammer 31 Druckflüssigkeit aus 55 mittelzuleitung und der Schaltleitung steuerndes dem Speicher 1 in den Abschnitt 35 und somit über Hauprventil sowie ein die Verbindung zwischen die Schältleitung 3 in die hydraulische Vorrichtung. der Schaltleitung und der Ableitung steuernder Solange eine Strömung in dieser Richtung stattfindet, Ventilkörper angeordnet ist, dessen eine Seite besteht am Hauptventilö ein Druckabfall; da sich durch ein erstes Servoventil mit der Druckmittelaber die geeichte Blende R hinter dem Abschnitt 35 60 zuleitung verbindbar ist, so daß dessen andere befindet und die Flüssigkeit durch diese Blende strö- Seite das öffnen des Hauptventils bewirkt und meh muß, so daß ein weiterer Druckabfall verur- die Verbindung zwischen der Schaltleitung und sacht wird, beträgt der Druckabfall am Hauprventil 6 der Druckmittelableitung unterbricht, wobei die nur einen Teil des Unterschieds zwischen dem Speise- durch das erste Servoventil gesteuerte Seite des druck und dem Druck in der Schaltleitung 3, in der 65 Ventilkörpers durch eine mit einer Drossel verursprimglich Eritleerungsdruck herrscht, so daß sehene Leitung an die Schaltleitung angeschlossen von dem Augenblick an, da sich das Hauptventil 6 ist und außerdem durch ein zweites Servoventil öffnet, in dem Abschnitt 35 ohne Rücksicht auf den gesteuert wird, welches mit einer zweiten Druck-

mittelableitung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der im Ventilgehäuse liegende Abschnitt (35) der Schaltleitung (3) mit einer geeichten Blende (R) versehen und der durch diese Blende bewirkte Druckabfall wesentlich gleich dem Druckabfall am geöffneten Hauptventil (6) ist und daß die mit der Drossel (13) versehene Leitung an die Schaltleitung an einem zwischen der Blende (R) und dem Hauptventil

(6) liegenden Punkt der Schaltleitung (3) angeschlossen ist.
2. Hydraulisches Fernsteuerungsgestänge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (R) durch eine Nebenleitung überbrückt ist, in der eine zweite geeichte Blende (r) sowie ein die Druckmittelströmung vom Hauptventil (6) zu dieser zweiten Blende verhinderndes Rückschlagventil (23) angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

909516/974