DE1673369C3 - Hydraulisch betätigter Fliehkraftregler - Google Patents
Hydraulisch betätigter FliehkraftreglerInfo
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Description
45
Die Erfindung betrifft einen hydraulisch betätigten Fliehkraftregler zur Erzeugung voneinander unabhängiger,
drehzahlabhängiger Druckwerte, mit einem auf dem drehbaren Fliehkraftregler angeordneten Ventilköirper,
welcher mehrere axial nach außen sich erstreckende Bohrungen aufweist, mit in den Bohrungen
befindlichen, relativ zu diesen bewegbaren Spindeln, innerhalb welchen je eine Kammer vorgesehen ist,
welche über einen Kan&l mit der die Spindel aufnehmenden Bohrung in Verbindung steht, mit das
äußere Ende der Kammern schließenden Druck-Reaktionskörpern, welche gegenüber der Kammer eine
Druckreaktionsfläche bilden, und mit je einem Druckmitteleinlaß an jeder der die Spindeln aufnehmenden
Bohrung, welcher mit einer gemeinsamen Druckmittel quelle in Verbindung steht.
Bekannt sind hydraulische Fliehkraftregler (US-PS 54 674), welche auf einem Rotationskörper befestigbar
sind und in radialer Richtung verlaufende, Spindeln aufnehmende Bohrungen aufweisen. Die Spindeln sind
gegenüber einem Ventilkörper des Fliehkraftreglers in radialer Richtung bewegbar, dergestalt, daß sie
drehzahlabhängig wirksam sind.
Bekannt sind auch Konstruktionen von Fliehkraftreglern (GB-PS 7 60 656), bei welchen sich innerhalb einer
Spindel ein Innenhohlraum befindet, wobei sich die Spindel drehzahlabhängig vor einem Druckmitteleinlaß
hin- und herbewegt.
Fliehkraftregler der in Rede stehenden Art eignen sich jedoch nur innerhalb eines bestimmten Drehzahlbereiches
dazu, drehzahlabhängige Drücke zu erzeugen. Im besonderen ist es nicht möglich, bei sehr kleiner
Drehzahl zu arbeiten.
Ausgehend von derartigen Konstruktionen besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen hydraulisch
wirkenden Fliehkraftregler zu schaffen, welcher es ermöglicht, drehzahlabhängige Druckwerte bzw.
Druckgrößen über dem gesamten Bereich hydraulischen Druckes zu erzeugen, welcher an der Fliehkraftregelanlage
zur Verfügung steht. Insbesondere soll es möglich sein, Druckänderungen bereits bei geringen
Drehzahländerungen auszulösen, um vorzugsweise Schaltimpulse für automatische Getriebe od. dgl. Schaltanordnungen
erstellen zu können.
Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß jede der die Spindeln aufnehmenden Bohrungen
mit einem unabhängigen Drückmittelauslaß versehen ist, und daß jede der Spindeln innerhalb der
zugeordneten Bohrung in Überschneidung mit dem jeweiligen Druckmitteleinlaß hin- und herbewegbar ist,
um die Ableitung von Druckmittel in den Druckmittelauslaß und in die in der Spindel befindliche Kammer zu
steuern, dergestalt, daß der in der Kammer existierende Druck auf der Spindel eine der Fliehkraft entgegengesetzte
Druckkraft ausübt, so daß jede der Spindeln mit unterschiedlichen Konstruktionsparametern versehen
ist, um innerhalb der jeweils zugeordneten Kammer einen in Abhängigkeit von der Drehzahl bestimmbaren
Druck zu erzeugen, und daß an jede der Bohrungen ein durch die Radialbewegungen der zugeordneten Spindeln
steuerbarer Ablaß angeschlossen ist.
Um den Regelbereich vergrößern zu können, ist der Fliehkraftregler vorzugsweise so aufgebaut, daß jede
Spindel mit zum Zwecke der Massenänderung dienenden austauschbaren Masseteilen versehen ist.
Der spezifische Aufbau der Kolben/Ventilschieber-Kombination ist von großem Vorteil, da in jeder der
Bohrungen ein Spindelsystem unterschiedlichen Parameters, also unterschiedlicher konstruktiver Größen
vorgesehen ist. Entsprechend kann der Fliehkraftregler zur Erzeugung erwünschter Druckwerte eingestellt und
beispielsweise über eine Leitung an automatische Getriebeschaltanordnungen angesschlossen werden.
Dem Fliehkraftregler kommen folgende Vorteile zu: Das Ausmaß bzw. die Größe der Druckänderung über
der Drehgeschwindigkeit ist über einen großen Geschwindigkeitsbereich für jede einzelne Druck-Geschwindigkeitskurve
optimal gestaltet. Es sind mehrere Drucksignale oder Druckgrößen verfügbar, welche
einen großen Geschwindigkeitsbereich überdecken. Bereits bei geringen Drehzahlen werden Druckänderungen
ausreichender Größe ausgelöst, wodurch der Regler vorzugsweise für automatische Getriebeschaltanordnungen
verwendbar ist. Es wird eine größere Flexibilität des Systems bei der Erzeugung der
erwünschten drehzahlabhängigen Signale oder Werte erreicht, da jede einzelne Druck-Geschwindigkeitskurve
über dem gesamten Bereich der Druckwerte für das System zur Verfügung steht und da jeder einzelne Satz
von Drucksignalen oder Druckwerten einzeln einstellbar ist, um den Erfordernissen bestimmter Anteile der
Ge..chwindigkeitskurve gerecht zu werden.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung
erläutert.
Fig.! ist eine Längsschnittansicht eines hydraulisch
betätigten Fliehkraftreglers nach der Erfindung,
F i g. 2 ist eine Schnittansicht von Linie H-H in F i g. 1,
Fig.3 ist eine Seitenansicht in Richtung ΙΠ-1Π in
Fig. 1, und
F i g. 4 ist eine graphische Darstellung der durch den Fliehkraftregler erzeugten Druckkurven.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf die F i g. 1 und 2 weist der Grundbestandteil des Fliehkraftreglers ein
zylindrisches Gehäuse 10 auf, das über Buchsen 12, 13
und 14 von einem starren Achsstummel 16 getragen wird. Das zylindrische Gehäuse 10 ist durch Schraubbolzen
19 od. dgl. an einem drehbaren Adapter 1? befestigt.
Der Adapter 18 ist mit einem Zahnrad 20 verseben, das in baulicher Einheit an dem Adapter ausgebildet ist und
in Eingriff mit einem Zahnrad 22 steht. Das Zahnrad 22 wird durch ein (nicht gezeigtes) Zahnrad angetrieben,
das seinerseits von der Antriebswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes
angetrieben wird. In dem Gehäuse oder Ventilkörper 10 sind mehrere Bohrungen 26 ausgebildet.
Jede Bohrung 26 enthält eine darin verschiebbare Spindel 28a, 286 und 28c; die gegenüber dem Gehäuse
radial bewegbar sind. Die Spindeln 28a, 286 und 28c sind von der gleichen allgemeinen Ausbildung, haben jedoch
unterschiedliches Gewicht oder unterschiedliche Masse und verschiedene Reaktionsflächen, so daß sie sich
infolge der bei Drehung des Gehäuses 10 erzeugten Fliehkraft radial nach außen bewegen, um verschiedene
Druckhöhen zu regeln. Jede Spindel weist eine äußere Ringnut 30 auf, die über Durchgangsöffnungen 34 mit
einem inneren Hohlraum 32 in Verbindung steht, der in jeder Spindel ausgebildet ist. Der in radialer Richtung
äußerste Teil jeder Bohrung 26 enthält ein Einsatzstück 38, das durch einen Sicherungsring 40 festgehalten wird.
Die Hohlräume 32 der Spindeln 28a und 286 sind an ihren in radialer Richtung äußeren Enden durch
Reaktionskolben 42 verschlossen, die an den entsprechenden Einsatzstücken 38 anliegen. Ein derartiger
Reaktionskolben könnte ebenfalls in der Spindel 28c vorgesehen sein, jedoch wirkt in dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel der Druckmitteldruck in dem Hohlraum 32 der Spindel 28c direkt zwischen der
Spindel 28c und dem Einsatzstück 38, das das Ende der Bohrung 26 verschließt. Die Masse der verschiedenen
Spindeln kann mittels herausnehmbarer Unterlegscheiben 46 feiner eingestellt werden, die durch Sicherungsringe
47 festgehalten werden.
Wie dargestellt, ist der Achsstummel 16 an einer Rohrverzweigung 23 befestigt, die eine innere Leitung
24 umschließt. Die Leitung 24 steht in Verbindung mit einer Leitung 25, die in dem Achsstummel 16 ausgebildet
ist, so daß Druckmittel unter im wesentlichen konstantem Druck, der nachstehend als »Leitungs-«druck
bezeichnet wird, den mehreren Ventilbohrungen 26 zugeführt werden kann. Der Leitungsdruck steht mit
den Ventilbohrungen 26 über eine Ringnut 48, Buchsenlöcher 49 und Druckmitteleinlässe 50 in
Verbindung. Wenn sich also die Ventilspindeln aus der gezeigten Stellung radial nach außen bewegen, strömt
Druckmittel unter dem Leitungsdruck in die Ventilnut 30, in der es in Verbindung sowohl mit einem
Druckmittelauslaß 51 als auch mit den Hohlräumen 32 der Ventilspindeln (über die Durchlaßöffnungen 34)
steht. Entsprechend steht bei radialer Einwärtsbewegung der Ventilspindeln das Druckmittel unter Leitungsdruck
in den Spindelhohlräumen 32 über die Durchlaßöffnungen 34 und die Nut 30 mit einem
Ausströmbereich 53 in Verbindung, Es sei darauf hingewiesen, daß jeder Druckmittelauslaßdurchgang 51
durch das Gehäuse 10 zu einer der Ringnuten 55 verläuft, die über eine der Buchsenöffnungen 57 mit
einer der mehreren Bohrungen 59 in Verbindung steht, die in dem stromabgelegenen Ende des Achsstummels
16 ausgebildet sind.
Wie in den Fig. 1 und 3 gezeigt, steht jede Bohrung 59 in Verbindung mit einer Leitung 61, die in geeigneter
Weise in einen Adapter 63 eingesetzt ist, der an einem Rahmenteil 65 durch Befestigungsmittel 67 angeschraubt
oder in sonstiger Weise befestigt ist. Jede der Leitungen 61 führt zu einer besonderen druckempfindlichen,
druckmittelbetätigten Vorrichtung, wie z. B. einem (nicht gezeigten) Getriebewählventil. Die Kombination
des vorliegenden Fliehkraftreglers mit dem Wählventil ergibt eine Anlage, die auf die Drehzahl der
Getriebeabtriebswelle anspricht.
Es wird nunmehr die Art und Weise beschrieben, in der die oben beschriebene Vorrichtung als hydraulischer
Fliehkraftregler wirkt. Die Rohrverzweigungsleitung 24 wird an eine Quelle für unter Druck stehendes
Druckmittel angeschlossen, die von den Steuerungseinrichtungen des Getriebes kommen kann oder in dem
Fall eines Kraftfahrzeuggetriebes für gewöhnlich eine Pumpe ist, die durch die Antriebs- und/oder Abtriebswelle des Getriebes angetrieben wird. Die Leitung 24
wird somit mit einem Druckmittel unter im wesentlichen konstantem Druck gespeist, ungeachtet der Betriebsdrehzahl der zugehörigen Pumpe. In jedem Fall wird
Druckmittel unter Druck durch die Leitung 24 in die Durchgangsleitung 25 des Achsstummels 16 geschickt.
Von der Durchgangsleitung 25 strömt das Druckmittel in die Ringnut 48 und durch die Löcher 49 in der Buchse
13 in die Druckmitteleinlaßdurchgänge 50, die in Verbindung mit den Ventilbohrungen 26 stehen. Wenn
sich der Körper des Fliehkraftreglers dreht, bewirkt die auf die Ventile 28a, 286 und 28c wirkende Fliehkraft, daß
sich die Ventile progressiv nach außen bewegen. Durch diese Bewegung werden die Druckmitteleinlässe 50 zu
den Ringnuten 30 geöffnet, so daß das Druckmittel durch die Öffnungen 34 der Ventilspindeln und von dort
in die jeweiligen Spindelhohlräume 32 geschickt wird. Es wird an den Spindeln ein Kräftegleichgewicht
hervorgerufen, so daß der Druck in dem jeweiligen Hohlraum 32, multipliziert mit der Reaktionsfläche des
besonderen Kolbens 42 (im Falle der Ventilspindel 28c des Einsatzstückes 38) gleich der Fliehkraft ist, die auf
die jeweilige Ventilspindel wirkt. Somit besteht Meßzustand zwischen dem Druck in dem Druckmitteleinlaß
50, dem Druck in dem besonderen Spindelhohlraum 32 und in dem Ausströmbereich 53, so daß der
Druck in einem bestimmten Hohlraum 32 zwischen dem Zufuhrdruck in dem Einlaßdurchgang 50 und dem
Ausstoßdruck in dem Bereich 53 liegt. Daraus ergibt sicii, daß der Druck in jedem einzelnen Spindelhohlraum
32 eine Funktion der Drehzahl der Getriebeabtriebswelle (Fliehkraft) und unveränderlicher, auf der
Ausbildung der besonderen Ventilspindel beruhender Parameter ist, nämlich der Größe, des Gewichts, der
Reaktionsfläche usw.
Wenn die Drehzahl der Getriebeabtriebswelle (nicht gezeigt) und infolgedessen die Drehzahl des Fliehkraftreglerkörpers
erhöht wird, ist die Fliehkraft bestrebt, die Ventilspindeln progressiv nach außen in eine Stellung zu
drücken, in der die Ventilnut 30 den Rand des Druckmitteleinlasses 50 freigegeben hat. Zu diesem
Zeitpunkt kann unter Leitungsdruck stehendes Druckmittel in dem Druckmitteleinlaß 50 in den Spindelhohlraum
32 gelangen und eine Gegendruckwirkung auf die Spindel ausüben. Die auf die Spindel in radialer
Richtung wirkende Kraft, die sich aus dem Einlaß des unter Druck stehenden Druckmittels in den Spindelhohlraum
32 ergibt, ist bestrebt, die Spindel radial nach innen in Richtung auf den Achsstummel 16 zu drücken
und dadurch die Druckmittelzufuhr aus dem Druckmitteleinlaß 50 abzusperren. Zu der gleichen Zeit, in der die
durch den unausgeglichenen Druck erzeugte Kraft in dem Hohlraum 32 die Spindel in eine Stellung drückt, in
der der Druckmitteleinlaß 50 abgesperrt wird, wirkt jedoch gleichzeitig infolge der Drehung des Fliehkraftreglerkörpers
10 eine Fliehkraft auf die Spindel, die bestrebt ist, die Ventilspindel radial nach außen zu
bewegen und den Druckmitteleinlaß 50 zur Druckmittelverbindung mit dem Spindelhohlraum 32 zu öffnen.
Es ist somit ersichtlich, daß die radiale Bewegung einer der mehreren Ventilspindeln die Resultierende
zweier gleichzeitig wirkender, entgegengesetzter, radial gerichteter Kräfte ist , die die besondere Spindel
veranlassen, als ein Druckregelventil zu wirken. Die Spindel bewegt sich in radialer Richtung hin und her, bis
für jede Drehzahl der Getriebeabtricbswelle ein Gleichgewicht zwischen den auf die Spindel wirkenden
Kräften hergestellt ist. Wenn die verschiedenen ausgeübten Kräfte sich im Gleichgewicht befinden,
befinden sich die Ventilspindeln in den in F i g. 1 und 2 gezeigten Stellungen. Zu dem Zeitpunkt, in dem die
Ventilspindel sich im Gleichgewicht befindet, ist der
Druck des Druckmittels in dem Hohlraum 32 der Drehzahl der Gclriebcwelle direkt proportional, und
dieses unter Druck stehende Druckmittel in dem
Hohlraum 32 und in den Auslaßleitungen 51, 59 und 61
wird als »Rcglcrdruck« bezeichnet. Wie zuvor erwähnt, kann dieser Reglerdruck dazu verwendet werden, jede
Art von druckabhängigen Vorrichtungen zu betätigen, wodurch eine Anlage geschaffen wird, die von der
Drehzahl der Welle abhängt.
Hs ist ersichtlich, daß bei lirreichen einer bestimmten
Drehzahl durch die Getricbeabtriebswclle die Drehzahl des Gehäuses 10 eine bestimmte Fliehkraft auf der
Ventilspindel 28« erzeugt, durch die ein bestimmter
Reglerdruck in dem der Spindel 28« zugeordneten Hohlraum 32 erzeugt wird. Dieser Reglerdruck wird
durch den DruckmittclauslaBdurchgang 51. der der
15 oder aufgrund einer Verringerung der Motordrehzahl
durch den Fahrer langsamer zu werden beginnt, überwindet der Druck in den Hohlräumen 32 der
jeweiligen Ventilspindeln die auf die Ventilspindeln wirkende verringerte Fliehkraft, so daß der Druck, der
auf die Wählventile übertragen wird, in genügendem Maße abnimmt, um die Umschaltung des Getriebes auf
einen geringeren Drehzahlbereich zu bewirken.
F i g. 4 ist ein Diagramm, in dem die drei verschiedenen Reglerdruckkurven A, Bund Cdargestellt sind, die
durch die Ventilspindeln 28a, 286 bzw. 28c erzeugt werden. Wie durch die Kurve A gezeigt, erzeugt das
Ventil 28a einen Signaldruck, der von Null bis 80 p.s.i. (5,6 kg/cm2) bei einer Drehzahl der Getriebeabtriebswelle
von etwa 491 U/Min, reicht. Wenn dieses Signal von dem entsprechenden Wählventil oder den entsprechenden
Wählventilen aufgenommen wird, bewirkt es die Hochschaltung des Getriebes von dem zweiten in
den dritten Gang, wenn die Drehzahl etwa 340 U/Min. erreicht und die 'Hochschaltung des Getriebes von dem
dritten in den vierten Gang, wenn die Drehzahl etwa 491 U/Min, erreicht, und so weiter für jede Reglerkurvc
B und C, bis das Getriebe sich in dem höchstmöglichen Drehzahlbereich befindet. Wie oben beschrieben, wird
bei Abnahme der Drehzahl der Getriebeabtriebswellc und der sich daraus ergebenden Abnahme des
Signaldrucks zu jedem Wählventil das Getriebe umgekehrt heruntergeschaltet.
Wie in dem Diagramm der Fig.4 gezeigt, werden
durch die Verwendung eines Fliehkraftreglers mit mehreren Ventilspindeln, wie vorstehend offenbart,
optimale Druck-Drchzahlkurven in den Getricbeschaltbcrcichen
geschaffen, in denen eine kleine Änderung der Drehzahl 211 einer verhältnismäßig großen Ändcrung
in den Druckwert führt. Daraus ergibt sich, daß clic besonderen druckempfindlichen Einrichtungen, die
durch den Regler gesteuert werden, weniger empfindlich zu sein brauchen. Wenn beispielsweise der Regler
da/u verwendet wird, die Getricbcumschaltpumpc zu regeln, wie oben beschrieben, sind weniger empfindliche
Wählvenülc erforderlich, um die Druckänderung zu
Fühlen, die letztlich zu einer Umschaltung des Getriebes
führt.
Ferner gehl aus der Betrachtung der Kurven A. Wund
C der Fig.4 hervor, daß alle Herauf- und Herunterschultpunktc
bei etwa dem gleichen Druckwcri l'cgcn.
obwohl der Drch/.ahlwcrt von der Kurve A m der
Kurve C für jeden Umschaltpunkt deutlich zunimmt. Die herausnehmbaren Unterlegscheiben 46 crmügli-
l h di
30
35
40
45
Spindel 28« zugeordnet ist und von dort durch eine der 50 chen es, eine Feineinstellung vorzunehmen, die es
Leitungen 61 einem Gctricbcwühlvenlil (nicht gezeigt) zugeführt, wo er bewirkt, daß das Ventil automatisch
dus Geiriebc in einen höheren Drchzahlbereich
umschallet. Wenn die Drehzahl der Getriebeabtriebswelle weiterhin ansteigt, steigt der von den Vcntilspindein
28b und 28c geregelte Druck auf Höhen, durch die diesen Ventilspindeln 28b und 28e zugeordneten
Wtlhlventile veranlaßt werden, das Getriebe an bestimmten Schitltpunktcn umzuschalten, die durch die
Ausbildung des Wählvcntils bestimmt sind. Umgekehrt, 60 Drchzahlbcrclche haben,
wenn das Fahrzeug ontweder aufgrund erhöhter Last
gestatten, daß die Umschaltpunkte im wesentlichen bei
demselben Druckwen jeder der Kurven A, B und C liegen. Dieses Merkmal bildet einen wesentlichen
Vorteil in den Füllen, in denen der Fliehkraftregler dazu
verwendet wird, Gdtriebeumschaltungen zu regeln, da
dadurch die Anzahl der verschiedenen Wtlhlventile verringert wird, die für die Umschaltung des Getriebe!
benötigt werden. Dieses Merkmal ist besonders nützlicr
in Mehrstufengetrieben, von denen viele 6 bis t hhlblh hb
Claims (2)
1. Hydraulisch betätigter Fliehkraftregler, zur Erzeugung voneinander unabhängiger, drehzahlabhängiger
Druckwerte, mit einem auf dem drehbaren Fliehkraftregler angeordneten Ventilkörper, welcher
mehrere, axial nach außen sich erstreckende Bohrungen aufweist, mit in den Bohrungen befindlichen,
relativ zu diesen bewegbaren Spindeln, innerhalb welchen je eine Kammer vorgesehen ist,
welche über einen Kanal mit der die Spindel aufnehmenden Bohrung in Verbindung steht, mit das
äußere Ende der Kammern verschließenden Drtick-Reaktionskörpern,
welche gegenüber der Kammer eine Druckreaktionsfläche bilden, und mit je einem DruckmitteleinlaO an jeder der die Spindeln
aufnehmenden Bohrung, welcher mit einer gemeinsamen Druckmittelquelle in Verbindung steht,
dadurch gekennzeichnet, daß jede der die Spindeln (28a, 2&b, 28c) aufnehmenden Bohrungen
(26) mit einem unabhängigen Druckmittelauslaß (51) versehen ist, und daß jede der Spindeln innerhalb der
zugeordneten Bohrung in Überschneidung mit dem jeweiligen Druckmitteleinlaß (50) hin- und herbewegbar
ist, um die Ableitung von Druckmittel in den Druckmittelauslaß und in die in der Spindel
befindliche Kammer (32) zu steuern, dergestalt, daß der in der Kammer (32) existierende Druck auf der
Spindel (28a, 28b, 28c) eine der Fliehkraft entgegengesetzte Druckkraft ausübt, so daß jede der Spindeln
mit unterschiedlichen Konstruktionsparametern versehen ist, um innerhalb der jeweils zugeordneten
Kammer (32) einen in Abhängigkeit von der Drehzahl bestimmbaren Druck zu erzeugen, und daß
jede der Bohrungen (26) ein durch die Radialbewegungen der zugeordneten Spindeln steuerbarer
Ablaß (53) angeschlossen ist.
2. Fliehkraftregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spindel mit zum Zwecke
der Masseänderung dienenden, austauschbaren Masseteilen versehen ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US58073166 | 1966-09-20 | ||
DEC0043378 | 1967-09-19 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1673369C3 true DE1673369C3 (de) | 1977-08-11 |
Family
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