DE1450240C - Umsteuerventil für Einleitungs-Zentralschmiersysteme - Google Patents
Umsteuerventil für Einleitungs-ZentralschmiersystemeInfo
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Description
1 2
Die Erfindung betrifft ein Umsteuerventil für Ein- Vorlaufleitung für die Pumpe angeschlossen werden
leitungs-Zentralsehmiersysteme mit einem Verteiler- kann. Aus diesem Grund muß auch für eine vollkreis,
dessen beide Enden jeweils an von einem ständige Beseitigung des Restdruckes gesorgt werden,
Hauptsteuerkplben überwachte Öffnungen im Ventil- da sich sonst mit jedem Umschaltvorgang der vergehäuse
angeschlossen sind, die je nach Stellung des 5 bleibende Druck erhöht.
Hauptsteuerkolbens der Einspeisung oder der Rück- Bei einem bekannten Umsteuerventil für
führung des Schmiermittels dienen, wobei der Haupt- Einleitungs-Zentralschmiersysteme (USA.-Patent
steuerkolben durch einen Vorsteuerkolben gesteuert 2 094 271) wird der Restdruck zusammen mit dem
wird, der in Abhängigkeit vom Druck in der jewei- Druck des rückströmenden Mediums über einen
ligen Rücklaufleitung umschaltet. io gleichzeitig als Speicherraum dienenden Vorsteuer-
Bei einem bekannten Umsteuerventil für Dop- kolben abgebaut, der über einen zusätzlichen Hilfspelleitungs-Zentralschmiersysteme
(USA.-Patent steuerkolben mit dem Vorratsbehälter in Verbindung 2 856 023) wird das von einer Pumpe geförderte steht. Dieses bekannte Umschaltventil besitzt sowohl
Schmiermittel durch einen Hauptsteuerkolben auf bei dem Vorsteuerkolben als auch bei dem Haupteine
der beiden Zuführleitungen für das Verteiler- 15 steuerkolben verhältnismäßig viele Kolbenabschnitte
system gelenkt, aus dem das Schmiermittel über zwei und weist eine Vielzahl von Verbindungskanälen
Rücklaufleitungen wieder zu dem Umschaltventil ge- innerhalb des Ventilkörpers auf. Dies stellt in Verlangt,
die in entgegengesetzter Richtung auf einen bindung mit dem Hilfssteuerventil einen erheblichen
Vorsteuerkolben einwirken, der die eine Rücklauf- Bauaufwand dar.
leitung absperrt und die andere Rücklaufleitung an ao Bei einem weiteren bekannten Umsteuerventil
einen Tank anschließt. Die an den Tank angeschlos- (deutsche Patentschrift 1 103 695), das sowohl für
sene Rücklaufleitung geht bereits von dem ersten Ver- Zweileitungsschmieranlagen als auch für Einleitungsteilerventil
aus, während die andere, von dem Vor- schmieranlagen verwendbar ist und in Abhängigkeit
steuerkolben abgesperrte Rücklaufleitung das durch von dem Druck in der Zuführleitung umschaltet, ist
sämtliche Verteilerventile hindurchgeführte Schmier- 25 außer einem Vorsteuerkolben und einem Hauptmittel
zurückbringt, wodurch in dieser Leitung ein steuerkolben auch noch ein Maximaldruckventil, ein
geringerer Druck herrscht als in der an den Tank an- Druckhalteventil und ein federbelastetes Überlaufgeschlossenen Rücklaufleitung. Durch besondere ventil vorgesehen, um eine Umschaltung mit der er-,Ausgestaltung
der Verteilerventile wird erreicht, daß forderlichen Druckentlastung vornehmen zu können,
nach Beendigung des Schmiervorganges in einer Rieh- 30 Auch dieses Umschaltventil zeichnet sich durch einen
tung des Zentralschmiersystems die an den Tank an- verhältnismäßig großen Bauaufwand aus.
geschlossene Rücklaufleitung durch das erste Ver- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, tellerventil gesperrt wird, so daß der Druck in der ein Umsteuerventil der eingangs erläuterten Art so zweiten Rücklaufleitung überwiegt und den Vor- auszubilden, daß mit einfachen Mitteln die Schaltsteuerkolben verschiebt, wodurch eine Verschiebung 35 kolben schnell und sicher in ihre Endlagen gelangen des Hauptsteuerkolbens und somit eine Umschaltung und gleichzeitig eine Beseitigung des Restdruckes auf die zweite Zuführungsleitung bewirkt wird. Bei nach dem Arbeiten des letzten Verteilers erreicht der Verschiebung des Vorsteuerkolbens wird sofort wird.
geschlossene Rücklaufleitung durch das erste Ver- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, tellerventil gesperrt wird, so daß der Druck in der ein Umsteuerventil der eingangs erläuterten Art so zweiten Rücklaufleitung überwiegt und den Vor- auszubilden, daß mit einfachen Mitteln die Schaltsteuerkolben verschiebt, wodurch eine Verschiebung 35 kolben schnell und sicher in ihre Endlagen gelangen des Hauptsteuerkolbens und somit eine Umschaltung und gleichzeitig eine Beseitigung des Restdruckes auf die zweite Zuführungsleitung bewirkt wird. Bei nach dem Arbeiten des letzten Verteilers erreicht der Verschiebung des Vorsteuerkolbens wird sofort wird.
die Leitung zum Tank abgesperrt und das auf dieser Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch geSeite
im Zylinder des Vorsteuerkolbens enthaltene 40 löst, daß in jeder Endstellung des Vorsteuer- und
Schmiermittel in einen Speicherraum gedrückt, der Hauptsteuerkolbens jeweils das in Strömungsrichtung
durch einen federbelastcten Kolben abgeschlossen ist. dem letzten Verteiler benachbarte Ende der Verteiler-Diese
in dem Speicherzylinder vorgespannte Schmier- leitung über einen Abschnitt des Zylinders des Hauptmittelmeifge
dient zur Unterstützung des Schalt- Steuerkolbens außer mit dem einen Ende des Zylinvorganges
des Vorsteuerkolbens bei der nächsten 45 ders für den Vorsteuerkolben auch mit einem der
Umsteuerung. Zu diesem Zweck ist an jedem Ende Enden eines Speicherzylinders in Verbindung steht,
des Zylinders des Vorsteuerkolbens ein solcher Spei- in welchem ein an beiden Stirnseiten federbeaufcherzylinder
vorgesehen, der nach dem Umschalt- schlagter Kolben geführt ist, während jeweils das
Vorgang an den Tank angeschlossen wird. andere Ende des Speicherzylinders über den Zylinder
Bei Einleitungs-Zentralschmiersystemen, bei denen 50 des Hauptsteuerkolbens mit dem Vorratsbehälter
die Zuführungsleitung nach dem Umschaltvorgang verbunden ist.
als Rücklauf leitung dient, tritt jedoch im Gegensatz Hierdurch wird beim Umschalten der einen öffzu
Doppelleitungs-Zentralschmiersystemen, bei denen nung von Zuführung auf Rücklauf der dort vorhanfür
die Zuführung des Schmiermittels in den Ver- dene Restdruck durch Verschieben des federbelastetcilerkreis
und für die Rückführung des Schmier- 55 ten Kolbens in dem Speicherzylinder aufgenommen
mittels jeweils getrennte Leitungen vorhanden sind, und so lange gespeichert, bis der in der Rückleitung
das Problem auf, daß bei der Umsteuerung der einen ansteigende Druck ausreicht, um den auf einen beLeitung
von Zuführung auf Rücklauf ein dem Druck stimmten Druckwert eingestellten Vorsteuerkolben zu
des zugeführten Schmiermittels entsprechender Rest- verschieben. Hierbei wird der Druck in diesem Teil
druck verbleibt, der abgebaut werden muß, um die 60 des Zylinders zum Teil abgebaut, wodurch sich der
notwendige Druckdifferenz zwischen Vorlauf und Kolben in seine Ausgangslage auf Grund der Feder-Rücklauf
zu erhalten, ohne den eine Betätigung der belastung zurückbewegen kann. Durch diese Kolben-Verteiler
nicht möglich ist. Ein Abbau dieses Rest- verschiebung wird in dem anderen Raum des Speidruckes
über den Tank, wie dies bei den Doppel- cherzylinders, der sich nunmehr vergrößert, ein
leitungs-Zentralschmiersystemen auftritt, ist nicht 65 Unterdruck gebildet, den der Restdruck nach der
möglich, da die Umsteuerung des Vorsteuerkolbcns unmittelbar darauffolgenden Umsteuerung des
in Abhängigkeit vom Druck in der Rücklauflcitung Hauptsteuerkolbens auffüllt und den Kolben in der
erfolgt, so daß diese nicht an den Tank bzw. an eine anderen Richtung vorspannt. Der vorher unter Druck
stehende Speicherraum des Zylinders wird nach dei
Umsteuerung des Hauptkolbens an eine drucklose Leitung angeschlossen, so daß dieser Teil des Speicherzylinders
in der Lage ist, bei dem nächstfolgenden Umschaltvorgang den Restdruck aufzunehmen.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung eines Speicherzylinders sowie dessen Verbindung mit dem
Rücklauf einerseits und mit einer drucklosen Leitung andererseits, wobei diese Verbindung je nach Stellung
des Hauptsteuerzylinders wechselseitig umgeschaltet wird, wird also in einfacher Weise die Aufnahme
des hohen Restdruckes im Arbeitsmittclkreis ermöglicht, wobei außerdem der aufgespeicherte
Restdruck bei der Betätigung des Vorsteuerkolbens den Druck in der Rücklaufleitung unterstützt.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt, deren einzige Figur einen Schnitt durch
ein Umschaltventil und einen schematisch angedeuteten Förder- und Verteilerkreis zeigt.
Das dargestellte Umschaltventil umfaßt ein Ventilgehäuse A, in dem drei symmetrische Zylinder α, b
und c und zwei mit Abstand voneinander vorgesehene öffnungen 5 und 5' vorgesehen sind, die an die entgegengesetzten
Enden eines Verteilerkreises 6 für Schmiermittel angeschlossen sind, der Verteilerventile
D umfaßt. Jede der öffnungen 5 und 5' dient alternativ als Zufuhr- und Rückführöffnung des Umschaltventils,
wie im folgenden noch beschrieben wird. In den Zylinder α ist ein Hauptsteuerkolben Ϊ
eingepaßt, der Schmiermittel von einer öldruckpumpe P nach dem Verteilerkreis alternativ über die
beiden Öffnungen 5 und 5' leitet, die mit dem Zylinder« verbunden sind. In den Zylinder b ist ein Vorsteuerkolben
2 verschiebbar eingepaßt, der die Hubbewegung des Hauptsteuerkolbens 1 steuert. Ebenso
ist im Speicherzylinder c ein Kolben 3 verschiebbar angeordnet, der an jedem Ende durch eine Feder 14
bzw. 14' belastet ist.
Um diese Kolben in eine geeignete gegenseitige Betriebsbeziehung zu bringen, sind in das Ventilgehäuse
eine Anzahl Kanäle 7, 8, 9, 10, 11,12 und 13 eingeformt. Der Kanal 7 nimmt das Schmiermittel
von der Pumpe P auf und leitet dieses zu den Zylindern α und b jeweils an einer Stelle zwischen deren
Enden. Der Kanal 8 verbindet das linke Ende des Zylinders α mit einem Punkt des Zylinders b, der
etwas links von der Mündung des Kanals 7 in den Zylinder b liegt. Der Kanal 9 verbindet den Zylinder
α mit den rechten Enden der Zylinder b und c. Der Kanal 10 verbindet das rechte Ende des Zylinders
α mit einem Punkt des Zylinders b, der etwas rechts von der Mündung des Kanals 7 symmetrisch
zum Kanal 8 liegt. Die Kanäle 10 und 11 sind, wie in der Zeichnung dargestellt, jeweils zu den Kanälen 8
und 9 symmetrisch angeordnet. Der Kanal 12 ist mit einer Leitung verbunden, die zu einem ölvorratstank
T führt, und ist nach den rechten und linken Teilabschnitten des Zylinders α zur Aufnahme von
Öl dort hindurch und zur Rückführung nach dem Öltank T geöffnet. Schließlich ist auch der Kanal 13
mit einer Leitung verbunden, die nach dem öltank T führt und sich zur Aufnahme und Rückführung von
öl nach dem öltank T nach den rechten und linken
Teilen des Zylinders b öffnet.
Wie gezeigt, sind der Hauptsteuerkolben 1 und der Vorsteuerkolben 2 symmetrisch ausgebildet, und zwar
weist der erstere zwei Paar und der letztere ein Paar
mit Abstand voneinander vorgesehene Teilstücke mit vermindertem Durchmesser auf. Außerdem ist in
dem Vorsteuerkolben 2 nach dessen Enden hin ein Paar mit geringem Abstand voneinander vorgesehene
Umfangsnuten eingeformt, die etwa V-förmigcn Querschnitt haben und eine federbelastete Rastkugel 4
oder 4' aufnehmen, die in einer in das Ventilgehäuse eingeformten Bohrung sitzt. Eine Anzeigestangc 15
ist an einem Ende des Hauptsteuerkolbens 1 im wesentlichen axial zu diesem befestigt und dient zur
ίο Anzeige der Stellung des Hauptsteucrkolbens 1.
Die öldruckpumpe P ist an den öltank T angeschlossen
und entnimmt von diesem öl, und jedes Verteilerventil D wird wirksam, wenn ihm Schmiermittel
zugeführt wird, und verteilt dieses nach den ihm zugeordneten Schmierflächen, wie dies durch
Pfeile angedeutet ist. Die Pfeile, die an den von und nach der Pumpe und dem öltank führenden Leitungen
eingetragen sind, geben die Strömungsrichtungen in den zugehörigen Leitungen an.
Nun soll die Arbeitsweise des Umschaltventils erläutert werden: Nach Anlaufen der Pumpe P wird
Schmiermittel in den Kanal 7 gedrückt und zum Hauptsteuerkolben 1 und dem Vorsteuerkolben 2 geführt.
Vom Vorsteuerkolben 2 fließt der Schmiermittelstrom weiter in den Kanal 8 und durch diesen
in das linke Ende des Zylinders α und drückt den darin geführten Hauptsteuerkolben 1 nach rechts.
Andererseits fließt das Schmiermittel, das durch den Kanal 7 in die Mitte des Zylinders α eintritt, durch
die öffnung 5 in den Verteilerkreis 6 und betätigt nacheinander die in diesem enthaltenen Verteilerventile
D. Das Schmiermittel, das aus dem Endverteilerventil D ausfließt, gelangt in die Öffnung 5'
zurück, die jetzt als Rückführöffnung dient. Das zurückgeführte Schmiermittel fließt wieder am Hauptsteuerkolben
1 entlang, tritt in den Kanal 9 ein und fließt in die Zylinder b und c an deren rechten Enden
ein. Das rückkehrende Schmiermittel verschiebt den Kolben 3 nach links, bis eine bestimmte Schmiermittelmenge
aufgespeichert ist und einen vorbestimmten Druck im freien Raum am rechten Ende des
Speicherzylinders c ergibt. Wenn andererseits das Schmiermittel im Kanal 9 den vorbestimmten Druck
erreicht hat, wirkt es auf den Vorsteuerkolben 2 im Sinne einer Verschiebung nach links ein, wobei die
Kräfte der Rastvorrichtungen mit den federbelasteten Rastkugeln 4 und 4' überwunden werden. Wenn bei
der Hubbewegung des Vorsteuerkolbens nach links der Kanal 8 mit dem Kanal 10 in Verbindung gebracht
wird und dadurch Schmiermittel von der Pumpe P in den Kanal 10 einfließen kann, so wird
der Druck des durch die öffnung 5' in das Umschaltventil zurückgeführten Schmiermittels vermindert, da
kein weiteres Schmiermittel in die öffnung eingespeist wird.
Unter diesen Umständen kann der Schmiermitteldruck, der den Vorsteuerkolben nach links drückt,
bis auf einen Wert abfallen, der nicht ausreicht, den Vorsteuerkolben nach links zu schieben; tatsächlich
wird aber diese Kraft durch den Druck des Schmiermittels vergrößert, das zuvor in dem Zylinder c aufgespeichert
worden ist, jetzt durch den Kanal 9 zurückfließt und auf das rechte Ende des Vorstcuerkolbens
2 einwirkt, so daß der letztere nicht auf haibem Wege seines Hubes nach links stehenbleibt, sondern
in seine äußerste Linksstellung geschoben wird. Während dieses Vorganges stehen die linken Enden
der Zylinder b und c mit dem öltank T über .den
Kanal 11, den Zylinder α und den Kanal 12 in Verbindung.
Nach Vollendung der Hubbewegung des Vorsteuerkolbens 2 nach links fließt Schmiermittel
aus der ölpumpe P durch die Kanäle 7 und 10 und wirkt auf das rechte Ende des Hauptsteuerkolbens 1
so ein, daß dieser Kolben nach links bewegt wird. Zu dieser Zeit steht der Zylinderabschnitt auf der linken
Seite des Hauptsteuerkolbens 1 mit dem Öltank T über die Kanäle 8 und 13 in Verbindung. Am Ende
der Linksbewegung des Hauptsteuerkolbens 1 ist der Kanal 7 mit der Öffnung 5' und der Kanal 11 mit der
öffnung 5 verbunden, die unter hohem Schmiermitteldruck geblieben ist. Dieser Restdruck wird
jedoch unmittelbar dem linken Teil des Zylinders c durch den Kanal 11 übermittelt, da der Zylinderteil
nach Vollendung der Linksbewegung des Hauptsteuerkolbens 1 dadurch unter Unterdruck gesetzt
worden ist, daß der Kolben 3 durch die Feder 14 nach rechts in seine normale Mittelstellung verschoben
worden ist und der rechte Zwischenraum des Zylinders c jetzt mit dem Öltank T über Kanal 9,
Hauptsteuerkolben 1 und Kanal 12 in Verbindung steht. Das Umschaltventil hat jetzt seinen Schaltvorgang
vollendet und ist für einen anderen Verteilungszyklus bereit, wobei im Gegensatz zum vorbeschriebenen
Verteilungszyklus die Öffnung 5 als Rückführungsöffnung und die Öffnung 5' als Einspeiseöffnung
dient.
Bei der gezeigten Ausführung ist es zweckmäßig, den Hauptsteuerkolben 1 an einem Ende mit einer
Verlängerung zur Bildung einer Anzeigestange 15 zu versehen, die durch die Außenseite des Ventilgehäuses
A hindurchgeführt ist und es dadurch der Bedienungsperson ermöglicht, die Funktionen des
Umschaltventils zu beobachten.
Wenn das in der vorbeschriebenen Weise arbeitende Umschaltventil in einem Einleitungs-Zentralschmiersystem
verwendet wird, wirkt der Öldruck beispielsweise von der Öffnung 5 nach der Öffnung
5', d. h. auf das rechte Ende des Zylinders des Vorsteuerkolbens 2, wo der Druck bis zu einem vorbestimmten
Wert aufgebaut wird, der durch die Wirkung der federbelasteten Rastkugeln 4 und 4' bestimmt
ist, und zu diesem Zeitpunkt hat der Druck an der öffnung 5 eine beträchtliche Größe erreicht.
Wenn beispielsweise der Vorsteuerkolben 2 bei einem Druck von etwa 40 kg/cm2 anspricht, was als »Umschaltdruck«
bezeichnet wird, so ist der Druck an der öffnung 5 tatsächlich etwa 150 kg/cm2. Durch die
Betätigung des Vorsteuerkolbens 2 werden auch die Funktionen der entsprechenden Teile in umgekehrter
Weise geschaltet, wobei die Öffnung 5' als Einspeiseöffnung in das Verteilersystem und die öffnung 5 als
Rücklauföffnung dient. Beim nächsten Ölzuführvorgang ist die Rücklauföffnung 5 die Stelle, wo der
Rücklaufdruck, der den Umschaltdruck für den Vorsteuerkolben 2 bildet, abgetastet wird, und der dort
vorhandene Druck kann daher nicht, beispielsweise nach dem Tank T, abgelassen werden. Der Druck an
der Öffnung 5 bleibt jedoch noch bei dem vorerwähnten Wert von 150 kg/cm2, der exakt auf Null
ίο reduziert werden muß, da sogar ein leichter Druck,
der dort verbleibt, nacheinander bei den wiederholten Schaltvorgängen aufgespeichert wird; aber andererseits
kann, wie schon ausgeführt, der Druck nicht nach dem Tank hin entspannt werden. Der Kolben 3
und die Druckfedern 14,14' dienen als maßgebliche Funktionsgruppe zur Bildung eines Unterdruckes
innerhalb des Zylinders c zum Zeitpunkt der Schaltung, in dem der hohe Restdruck aufzuspeichern ist.
Auf Grund dieser Wirkungsweise ist es möglich, die benötigte Druckdifferenz für die Betätigung der Verteiler
zu erhalten, wodurch das Umschaltventil für Einleitungs-Zentralschmiersysteme geeignet ist. Der
sich dabei in dem Zylinder c sammelnde Restdruck wird dort nichtkontinuierlich aufgespeichert, da der
Speicher beim nächsten Verteilungszyklus mit dem Tank T verbunden wird.
Claims (1)
- Patentanspruch:Umsteuerventil für Einleitungs-Zentralschmiersysteme mit einem Verteilerkreis, dessen beide Enden jeweils an von einem Hauptsteuerkolben überwachte Öffnungen im Ventilgehäuse angeschlossen sind, die je nach Stellung des Hauptsteuerkolbens der Einspeisung oder der Rückführung des Schmiermittels dienen, wobei der Hauptsteuerkolben durch einen Vorsteuerkolben gesteuert wird, der in Abhängigkeit vom Druck in der jeweiligen Rücklaufleitung umschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Endstellung des Vorsteuer- (2) und Hauptsteuerkolbens (1) jeweils das in Strömungsrichtung dem letzten Verteiler (D) benachbarte Ende der Verteilerleitung (5 bzw. 5') über einen Abschnitt des Zylinders (a) des Hauptsteuerkolbens außer mit dem einen Ende des Zylinders (b) für den Vorsteuerkolben auch mit einem der Enden eines Speicherzylinders (c) in Verbindung steht, in welchem ein an beiden Stirnseiten federbeaufschlagter Kolben (3) geführt ist, während jeweils das andere Ende des Speicherzylinders über den Zy-. linder des Hauptsteuerkolbens mit dem Vorratsbehälter (T) verbunden ist.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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