DE2145530A1

DE2145530A1 - Automatisches Steuersystem für einen hydrostatischen Antrieb

Info

Publication number: DE2145530A1
Application number: DE19712145530
Authority: DE
Inventors: Wayne Robert; Sisson Ronald Loren; Jackson Mich. Howard (V.St.A.)
Original assignee: Clark Equipment Co
Current assignee: Doosan Bobcat North America Inc
Priority date: 1970-09-14
Filing date: 1971-09-11
Publication date: 1972-03-16
Also published as: CA931470A; FR2107620A5; JPS5517257B1; AU445140B2; BR7105172D0; AU3134871A; IL37328A; IL37328A0; BE772517A; GB1361460A; DE2145530C2; US3636705A; ZA714732B

Description

Clark Equipment Company in Buchanan, Michigan (V.St.A.)

Automatisches Steuersystem für einen hydrostatischen Antrieb.

Die Erfindung bezieht sich auf Antriebe, und insbesondere auf Steuerungen für umlaufende Flüssigkeitsgetriebe.

Die Erfindung befaßt sich vornehmlich mit der Schaffung eines verbesserten Steuersystems, das einfach und preisgünstig ist und ein sanftes Arbeiten des zugehörigen hydrostatischen Antriebs in dessen verschiedenen Betriebsweisen gewährleistet.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Steuersystem zu schaffen, das automatisch auf das geforderte Ausgangsdrehmoment anspricht.

. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine automatische Steuerung für einen hydrostatischen Antrieb vorgesehen, der eine von einem Motor angetriebene Pumpe mit veränderlichem Verdrängungsvolumen umfaßt. Die Steuerung besitzt einen Federmechanismus, der die Pumpe in einen Zustand verschwindenden Verdrängungsvolumens bringen will, sowie einen auf die Mötordrehzahl ansprechenden Mechanismus, der die Pumpe aus dem Zustand verschwinden Verdrängungsvolumens heraus bringen will.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Figur 1 zeigt die vorzunehmende Anordnung der Figuren 1 A und 1 B, bei der diese eine vollständige

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schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Steuersystems ergeben;

Figur 1 A zeigt einen Teil der schematischen Darstellung des erfindungsgemäßen Steuersystems;

Figur 1 B zeigt einen anderen Teil der schematischen Darstellung des erfindungsgemäßen Steuersystems;

Figur 2 ist eine Schnittansicht der Deckplatte des Steuerventils, das Teil des Steuersystems ist;

Figur J5 ist eine vergrößerte Teilansicht des Feinsteuerventils in der in Figur 2 dargestellten Deckplatte des Steuerventils; J

Figur 4 ist ein Querschnitt nach der Linie 4-4 in Figur j5; (

Figur 5 ist ein Querschnitt nach der Linie 5-5 in Figur 3;

Figur 6 ist eine Schnittansicht nach der Linie 6-6 in Figur 1 A;

Figur 7 ist eine Schnittansicht nach der Linie 7-7 in Figur 1 B;

Figur 8 ist eine Schnittansicht nach der Linie 8-8 in Figur 1 A;

Figur 9 ist ein Diagramm, in dem über der Motordrehzahl der Differenzdruck der Druckflüssigkeit aufgetragen ist, die auf den Kolben des doppelt wirkenden Druckflüssigkeitsantriebs wirkt, der mit der Taumelscheibe der Hauptpumpe verbunden ist;

Figur 10 ist ein Diagramm, in dem über der Ausgangsdrehzahl des hydrostatischen Antriebes das Ausgangsdrehmoment aufgetragen ist.

In den Figuren 1 A und 1 B bezeichnet die Bezugszahl 10 ein Steuersystem als öonzes, das einem hydrostatischen Antrieb 12 zugeordnet ist, der Leistung von einem Motor 14 auf ein Paar von Antriebsrädern 16 überträgt.

Der hydrostatische Antrieb 12 umfaßt eine übliche

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Axialkolbenpumpe 18 veränderlichen Verdrängungsvolumens und einen üblichen Axialkolbenmotor 20 mit konstantem Verdrängungsvolumen. Beide sind in einem Gehäuse 22 angeordnet, das auch als Vorratsbehälter 24 für die Druckflüssigkeit dient. Die Pumpe 18 ist die Haupt- oder Antriebspumpe und umfa.3t eine Welle 26.die mit dem Motor 14 antriebsverbunden ist, sowie eine Taumelscheibe oder ein ähnliches bewegliches Glied 28, das bei Betätigung das Verdrängungsvolumen der Pumpe verändert und so ausgelegt ist, daß es von selbst in die Stellung verschwindenden Verdrängungsvolumens mit einer Kraft zurückkehrt, die zunimmt, je weiter die Taumelscheibe 28 aus der Stellung verschwindenden Verdrangungs Volumens entfernt wird« Eine weitere der Pumpe 18 innewohnende Eigenschaft ist die, daß bei zunehmender Belastung der Pumpe 18 durch den Motor 20 die Kraft, die die Taumelscheibe 28 in die Stellung verschwindende Verdrängungsvolumens zurück-' bringen will, ebenfalls zunimmt. Die Pumpe 18 ist mit dem Druckflüssigkeitsmotor 20 durch ein Paar von DruckflüssigkeiisLeitungen 50 und 32 verbunden, die dazu dienen, von der Pumpe 18 unter Druck gesetzte Flüssigkeit dem Motor 20 zuzuleiten. Der Motor 20 umfaßt eine Welle 34, die über eine Antriebswelle 36 mit einer Antriebsachse 38 und somit mit den Antriebsrädern 16 verbunden ist, die drehbar an den Enden der Achse 38 angebracht sind. Die vom Motor 14 erzeugte Leistung wird demnach auf die Pumpe 18 und von dieser über die Leitungen 30 und 32 auf den Motor 20 und von diesem über die Antriebswelle 36 und die Antriebsachse 30 auf die Räder 16 übertragen.

Am Ende der Antriebsach® 38 ist ein Paar Bremsen 40 einer geeigneten Ausführung vorgesehen, die dazu dienen, die Räder 16 an einer Drehung gegenüber der Achse 38 zu hindern. Die Bremsen 40 sind Teil eines Bremssystems, das einen pedalbetätigten Hauptzylinder 42 und einen pedalbetätigten Hauptzylinder 44 umfaßt. Das kombinierte Zweig- und Folgeventil 46 ist über die Leitungen 52 und 54 mit den Bremsen 40 verbunden. Die Betätigung eines der beiden Hauptzylinder

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42 oder 44 erzeugt also Druckflüssigkeit, die den Bremsen 40 zugeleitet wird und diese betätigt.

Das Steuersystem 10 enthält eine Steuerpumpe 56, eine Deckplatte 58 für das Steuerventil ( siehe Figur 2 wegen der Einzelheiten ), eine federbelastete Vorrichtung 60, die mit der Taumelscheibe 28 verbunden ist und diese nachgiebig in die Stellung verschwindenden Verdrängungsvolumens drückt, einen doppelt wirkenden Druckflüssigkeitsantrieb 62, der mit der Taumelscheibe 28 verbunden ist und diese bei zunehmender Drehzahl des Motors 40 und demgemäß Ausgangsleistung der Pumpe 56 aus der Stellung verschwindenden Verdrängungsvolumens heraus drücken will, sowie ein Ventil 64, das es dazu dient, den Druckflüssigkeitsmotor 20 kurz zu schließen.

Die Steuerpumpe 56 ist auf der Einlaßseite mit dem Druckflüssigkeitsvorratsbehälter 24 in dem Gehäuse 22 über eine Saugleitung 66 verbunden, in der ein Filter 68 angeordnet ist. Mit dem Auslaß der Steuerpumpe 56 ist eine Leitung 70 verbunden, die sich in einen Zweig 72 und einen Zweig teilt. Der Zweig 72 führt zu einem Durchlaß 76 der Deckplatte 58, während der Zweig 74 eine Drosselstelle 78 für die Druckflüssigkeit enthält und mit einem Durchlaß 80 in der Deckplatte 58 verbunden ist. Die Steuerpumpe 56 enthält eine Welle 82 die unmittelbar mit der Welle 26 der Pumpe und somit mit dem Motor 14 verbunden ist, so daß die volumetrische Ausgangsleistung der Pumpe 56 sich direkt proportional zur Drehzahl des Motors 14 ändert. Mit der Zweigleitung 74· ist auch noch eine Leitung 84 verbunden, die mit den Leitungen 30 und 32 über ein paar von Sinwegventilen 86 und 88 verbunden ist, so daß der Leistungskreis, der die Pumpe 18, den Motor 20 und die Flüssigkeitsleitungen 30 und 32 enthält, mit Druckflüssigkeit gefüllt gehalten wird. Gemäß Fig. 2 umfaßt die Deckplatte 58 des Steuerventils ein Regelventil 90, ein Feinsteuerventil 92 und ein Richtungssteuerventil 9^·

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Das Regelventil 90 umfaßt eine Spindel 9,6, die verschiebbar in einer Bohrung,98 angeordnet ist und durch eine Feder 100 gemäß Fig. 2 nach links gedrückt wird. Die

Spindel 96 weist einen Druckflüssigkeitsdurchlaß 102 auf, der r,;it dem der Feder 100 abgewandten Ende der Spindel in Verbindung steht, so daß Druckflüssigkeit dem der Feder 100 abgewandten Ende der Spindel 96 zugeführt werden kann, die die Spindel 96 gegen die Kraft der Feder 100 nach rechts bewegt und den Druckflüssigkeitsstrom aus einem Durchlaß 104,-der mit der Bohrung 98 in Verbindung steht, zu einem Durchlaß 106 regelt, der auch mit der Bohrung 98 in Verbindung steht. Das Regelventil 90 ist vorzugsweise so einjustiert, daß der Flüssigkeitsdruck in dem Durchlaß 104 ungefähr 10 Atm-( 150 p.s.i. ) beträgt. Die öffnung 80 steht mit dem Druckflüssigkeitsdurchlaß 104 in Verbindung, so daß auch der Flüssigkeitsdruck in den Leitungen 74 und 84 auf einem Wert von etwa Io Atm-( I50 p.s.i. ) gehalten wird. Ferner stehen mit dem DruckflUssigkeitsdurchlaß 104 ein Paar öffnungen 112 und 114 in Verbindung, die zu dem doppelt wirkenden Druckflüssigkeitsantrieb 62 führen, Wie im einzelnen nachstehend noch erläutert wird. Mit der öffnung I06 steht eine Druckflüssigkeitsleitung I08 in Verbindung, die zu dem Druckflüssigkeitsvorratsbehälter 24 führt und einen Kühler 110 enthält, der so angeordnet ist, daß die das Regelventil 90 passierende Flüssigkeit über den Kühler 110 in den Druckflüssigkeitsvorratsbehälter 24 zurückgeleitet wird.

Das Richtungssteuerventil 9^ umfaßt eine Spindel 116? die verschiebbar in einer Bohrung II8 angeordnet ist, die mit einem Flüssigkeitsdurchlaß 104 an den Ringn ten 120 und 122 in Verbindung steht. Die Bohrung 118 enthält noch eine Nut 124, die mit einem Flüssigkeitsdurchlaß 126 in Verbindung steht, der wiederum zu einer öffnung 76 führt, so daß Druckflüssigkeit von der Steuerpumpe 56 in der Nut 124 der Bohrung IIS zugeführt wird. Die Bohrung 118 enthält eine Nut 128, die mit einer öffnung 130 in Verbindung steht, sowie eine Nut I32, die mit einer öffnung 1J54 in Verbindung steht. Wenn die Spindel 116 sich in der dargestellten Stellung befindet, wird'der Bohrung II8 zugeleitete Druckflüssigkeit

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über den Flüssigkeitsdurchlaß 126 dem Flüssigkeitsdurchlaß 104 zugeleitet, so daß in der den Öffnungen 13(/ und 134

zugeführten Flüssigkeit kein nennenswerter Druck entwickelt wird. Wenn die Spindel 116 über den am Ende derselben ' angebrachten Hebel I36 gemäß Fig. 2 nach rechts bewegt wird, wird die Spindel 116 mit den Nuten in der Bohrung 118 in der Weise zusammen, daß Druckflüssigkeit aus dem Flüssigkeitsdurchlaß 26 der öffnung I30 zugeleitet wird und die öffnung 134 mit dem Durchlaß 104 in Verbindung gebracht wird, so daß der Druckflüssigkeitsantrieb 62 betätigt wird und die Taumelscheibe 28 der Pumpe 18 eine Richtung für den Vorwärtsantrieb bewegt, wie noch im einzelnen erläutert wird. Wenn die Spindel 116 gemäß Fig. 2 nach links bewegt wird, wird Druckflüssigkeit aus dem Durchlaß 126 der "öffnung zugeleitet und wird die öffnung I30 mit dem Durchlaß 104 in Verbindung gebracht, so daß der Druckflüssigkeitsantrieb 62 in der Weise betätigt wird, daß er die Taumelscheibe der Pumpe 18 in einer Richtung für den Rückwärtsantrieb bewegt.

Zur Beschreibung des Feinsteuerventils 92 wird nun auch auf Fig. 3 Bezug genommen. Eine detailliertere Beschreibung des Ventils ist in der USA-Patentschrift 3 143 I27 enthalten. Das Feinsteuerventil 92 umfaßt eine Bohrung I38 mit zwei Nuten l40 und 142. Die Nut 140 steht mit der öffnung 76 und somit über einem Durchlaß 144 mit dem Durchlaß 126 in Verbindung. Die Nut 142 steht über einem Durchlaß 146 mit dem Druckflüssigkeitsdurchlaß 104 in Verbindung. In der Bohrung I38 ist eine Spindel 148 verschiebbar •angeordnet. Die Spindel 148 enthält ein inneres Glied mit einem Bolzen 152 und einem damit einstückigem Kopfstück 154. Der Bolzen 152 trägt eine Büchse I56, die durch eine Scheibe I58 darauf festgehalten wird, die durch eine Mutter · I60 arretiert ist, die auf den Bolzen 152 aufgeschraubt ist. Die Spindel 148 umfaßt ferner ein äußeres Glied 162, das teleskopartig über das Glied I50 geschoben ist und einen Abschnitt 164 umfaßt, der mit der Nut 142 zusammen wirkt, um den Flüssigkeitsdruck in den Durchlaß 126 zu regeln, in den ~ die Flüssigkeit, abgemessen wird, die um die Kante, des äußeren

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Gliedes 162 in die Nut 142. und von dort in den Plüssigkeitsdurchlaß 104 gelangt. Das äußere Glied 162 bildet mit dem inneren Glied 150 eine Flüssigkeitskammer 166, die mit der durch die Bohrung 1^8 über die Nut 140 und eine.öffnung in dem äußeren Glied 162 herangeführten öfti4'flüssigkeit in Verbindung steht. In der Kammer 162 ist eine Druckfeder untergebracht, die an einer Schulter 172 des äußeren Gliedes 162 angreift und dieses in Anlage an dem Kopfstück 154 des inneren Gliedes 150 bringt. Der Kammer 166 zugeführte Druckflüssigkeit übt an dem einen Ende des äußeren Gliedes 162 eine Kraft aus und drückt dieses gemäß Fig. 2 na/ch links bis es zu einem Gleichgewicht mit der Kraft der Feder 170 kommt. Auf diese Weise hängt der in der Kammer 166 vorhandene und von dort dem Durchlaß 126 zugeführte Druck von/der Ausgangsleistung der Pumpe 18 und der- Kraft ab, die notwendig ist, um das äußere Glied 162 weit genug nach links zu drücken,um Druckflüssigkeit an dem Bereich 164 vorbei in die Nut 142 und von dort in den Durchlaß 104 gelangen zu lassen. Da die Spindel 148 gemäß Fig. 3 nach links gegen die Kraft der Druckfeder 174 über den Kolbenbetätiger I76 verschoben werden kann, kann der in dem Durchlaß 126 aufrecht erhaltene Druck durch das Feinsteuerventil 92 von einem Maximalwert, bei dem die Spindel 148 am weitesten rechts steht, bis zu einem Minimalwert ( 10 Atm-( 150 p.s.i.),gesteuert durch das Ventil 90 ), bei dem die Spindel 148 sich am weitesten links befindet, geregelt werden. Die Bewegung des Betätigers I76 hängt von der Betätigung des Bremssystems ab, wie mehr im einzelnen nachstehend noch erläutert wird.

Mit der Bohrung I38 des Feinsteuerventils 92 steht weiterhin ein Durchlaß I78 in Verbindung, der über einen Durchlaß I80, die Nut 142 und den Durchlaß 146 in den Durchlaß 104 führt. Der Flüssigkeitsdurchlaß 178 dient dazu,eine gedrosselte Flüssigkeitsverbindung zwischen der Bohrung 138 und dem Durchlaß 104 zu schaffen, in #em die Kante des Bereichs 164 mehr oder weniger das Ende des Durchlasses I78 freigibt. Der Durchlaß I78 ändert den Betrag der Bewegung der Taumel-

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scheibe 28 bei einem gegebenen Betrag der Änderung der Drehzahl des Motors 14, wenn sich diese ändert. Diese Eigenschaft des Steuersystems 10 wird noch ausführlicher dargelegt. /

Der doppelt wirkende Druckflüssigkeitsantrieb 62 ( Fig. 1 A ) umfaßt einen Zylinder 182, der an/dem Gehäuse 22 befestigt werden kann und sich teilweise in dieses hineinerstreckt. In dem Zylinder 182 ist ein Kolben 184 verschiebbar, mit dem eine Kolbenstange 186 verbunden ist, die beide Enden des Zylinders 182 durchgreift. Ein Ende der Kolbenstange 186 ist über einen Lenker 188 mit der Taumelscheibe 28 der Pumpe 18 verbunden, so daß die Bewegung des Kolbens 184 in der einen oder der anderen Richtung eine entsprechende Bewegung der Taumelscheibe 28 verursacht und das Verdrängungsvolumen der Pumpe 18 verändert. Der Kolben 184 bildet mit dem Zylinder 182 zwei Kammern I90 und I92. Der Zylinder I82 enthält zwei öffnungen 194 und I96, die in die dem äußeren Ende des Zylinders benachbarte Kammer I90 münden, sowie einen Durchlaß 198, der neben dem Kolben 184 in die Kammer I90 mündet, wenn dieser sich in seiner Mittelstellung befindet, die in Fig. 1 A dargestellt ist. Der Zylinder I82 enthält ferner zwei Durchlässe 200 und 202 die in die dem äußeren Ende des Zylinders I82 benachbarte Kammer I92 münden, sowie einen Durchlaß 204, der neben dem Kolben 184 in die Kammer I92 mündet, wenn der Kolben 184 sich in seiner Mittelstellung befindet, die in Fig. 1 dargestellt ist. Wenn der Kolben 184 nach links verschoben wird, wird die Verbindung zwischen dem. Durchlaß I98 und der Kammer I90 unterbrochen,und wenn ähnlich der Kolben 184 nach rechts verschoben wird, wird die Verbindung zwischen dem Durchlaß 204 und der Kammer I92 unterbrochen.

Die öffnung 204 ist über die Leitung 206, die ein Drosselglied 208 für den DruckflUssigkeitsstrom enthält, mit der öffnung l;50 in der Deckplatte 58 des Steuerventils verbunden. Die öffnung 200 ist mit der Leitung 206 über eine Leitung 210 verbunden, in der ein Einwegventil 212 angeordnet ist, das einen Flüssigkeitsstrom nur von der öffnung 200 in

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Richtung auf die Leitung 206 zuläßt. In ähnlicher Weise ist die öffnung I98 über eine Leitung 214, in der sich ein Drosselglied 216 für den Druckflüssigkeitsstrom befindet, mit der öffnung 1^4 in der Deckplatte 58 des Steuerventils verbunden. Die öffnung 194 ist mit der Leitung 214 über eine Leitung 218 verbunden, in der ein Einwegventil 220 angeordnet ist, das einen Druckflüssigkeitsstrom von der öffnung 194 nur in Richtung auf die Leitung 214 zuläßt. Die öffnung ist mit der öffnung 112 in der Deckplatte 58 des Staierventils über eine Leitung 222 verbunden, in der sich ein Einwegventil 224 befindet, das einen Druckflüssigkeitsstrom von der öffnung 112 nur in Richtung auf die öffnung I96 zuläßt. In ähnlicher Weise ist die öffnung 202 mit der öffnung 214 in der Deckplatte 58 des Steuerventils über eine Leitung 226 verbunden, in der ein Einwegventil 228 angeordnet ist und nur einen Druckflüssigkeitsstrom von der öffnung 114 in Richtung auf die öffnung 202 zuläßt.

An dieser Stelle ist ersichtlich* daß der über die Zweigleitung 72 strömende Anteil des Druckflüssigkeitsausstoße: der Steuerpumpe 56 je nach Stellung des Richtungswählventils 94 entweder über die Leitung 214 in die Kammer I90 oder über die Leitung 206 in die Kammer I92 geleitet werden kann. Wenn der Kammer I90 Druckflüssigkeit zugeführt wird, wird der Kolbei 184 mit der Kolbenstange 186 gemäß Fig. 1 A nach rechts verschoben und die Taumelscheibe 28 in einer negativen Verdrängungsrichtung betätigt, die den hydrostatischen Antrieb 12 rückwärts laufen läßt. Wenn andererseits Druckflüssigkeit der Kammer I92 zugeführt wird, wird der Kolben 184 mit der Kolbenstange I86 gemäß Fig. IA nach links verschoben und wird die Taumelscheibe 28 in einer Richtung positiver Druckflüssigkeitsverdrängung betrieben. Die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens 184 aus seiner Mittelstellung heraus wird durch die pro Zeiteinheit durch die Drosselglieder 208 und 216 strömende Druckflüssigkeitsmenge gesteuert, gemäß der der Richtungskolben 184 bev/egt wird. Auf diese Weise ist ein Mittel zur Begrenzung der Beschleunigung des hydrostatischen Antriebs 12 geschaffen, insofern die Bewegungsgeschwindigkeit der Taumelscheibe 28 und damit die Änderungsgeschwindigkeit des Verdrängungsvolumens der Pumpe 18 unter

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Kontrolle sind.

Die Federvorrichtung 60 umfaßt einen Zylinder 230, der an dem Gehäuse 22 angebracht ist und eine Kolbenstange 232 besitzt, die ein Ende des Zylinders 230 durchgreift. Die Kolbenstange 232 ist über einen Lenker 234 mit der Taumelscheibe 28 Verbunden. Die Kolbenstange 232 trägt ein paar von Feder-Gegenhaftern 236 und 238, die zwischen einer Schulter 240 auf der Kolbenstange 232 und einer auf die Kolbenstange 232 aufgeschraubten Mutter angeordnet sind. Zwischen den Feder-Gegenhaltern 236 und 238 sind zwei Druckfedern 244 und 246 vorgesehen. Die Federn 244 und 246 halten das Gegenlager 236 normalerweise in Anlage an ein Ende des Zylinders 230 und das Gegenfta/ter 238 in Anlage an einer Schulter 248 des Zylinders 230. Infolgedessen verursacht jede Bewegung der Taumelscheibe 28 aus Ihrer Mittelstellung bzw. ihrer Stellung verschwindenden Verdrängungsvolumens heraus eine Zusammendrückung der Federn 244 und 246. Auf diese Weise kann sich die Taumelscheibe 28 nicht aus ihrer Stellung verschwindenden Verdrangungsvolumens herausbewegen, wenn nicht eine Kraft auf sie ausgeübt wird, die groß genug ist, um die Kraft der Federn 244 und 246 zu überwinden, die die Taumelscheibe 28 in ihrer Stellung verschwindenden Verdrängungsvolumens festhalten wollen.

Gemäß Fig.6 besitzt das dem Lenker I88 gegenüberliegende Ende der Kolbenstange I86 einen daran angebrachten Nocken 250, der an einem Folgeelement 252 angreift und zur Betätigung des Ventils 254 dient. Das Ventil 254 umfaßt eine Bohrung 256, in der eine Spindel 258 verschiebbar angeordnet ist, sowie das Nockenfolge element 252. In ale Bohrung/ 256 mündet ein Druckflüssigkeitsdurchlaß 260, der über eine; Leitung 26I, die ein Drosselglied 262 für die Druckflüssigkeit enthält, mit der Leitung 72 in Verbindung steht. Weiterhin mündet in die Bohrung 256 ein DruckflUssigkeitsdurchlaß 264, an den eine Leitung 266 angeschlossen ist. Wenn sich die Taumelscheibe 28 in ihrer Stellung verschwindenden Verdrängungsvolumens befindet, befinden sich auch der Kolben 184- und die Kolbenstange I86 in ihren Mittelstellungen gemäß Fig. 1 A. Der Nocken 250 steht dann gegenüber dem Nockenfolgeelement 252 in der in Fig. 6 dargestellten Stellung, so daß das

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Ventil 254 die Flüssigkeitsverbindung zwischen der Leitung 72 und der Leitung 266 unterbricht und gleichzeitig die Leitung 266 mit dem Druckflüssigkeitsvorratsbehälter 24 in Verbindung bringt. Dies geschieht über den Druckflüssigkeitsdurchlaß 268 in der Kolbenstange 186, der mit dem Inneren des Gehäuse 22 und somit mit dem Druckflüssigkeistvorratsbehälter 24 in Verbindung steht. Wenn sich die Taumelscheibe 28 der Pumpe 18 um einen vorbestimmten Betrag in irgendeiner Richtung aus ihrer Stellung verschwindenden Verdrängungsvolumens herausbewegt hat, wird sich das Nockenfolgeelement 252 von dem Nocken 250 herunterbewegen, so daß das Ventil 244 betätigt wird und die Druckflüssigkeitsverbindung zwischen der Leitung 266 und dem Durchlaß 268 unterbindet Gleichzeitig wird die Druekflüssigkeitsleitung 72 in Verbindung mit der Leitung 266 gebracht, so daß das Ventil 64 betätigt wird, falls das Ventil 9^ in der Vorwärts- oder Rückwärtsstellung steht, worauf noch nachstehend eingegangen wird.

Gemäß Fig. 1 B ist der Druckflüssigkeitsdurchlaß 272 des Ventilblocks 270 Über eine Leitung 276 mit der Leitung verbunden und der Druekflüssigkeitsdurehlaß 274 über eine Leitung 278 mit der Leitung 32 verbunden. In dem Ventilblock 270 befinden sich zwei Oberlastventile 280 und 282, die beide mit den Durchlässen 272 und 274 in Flüssigkeitsverbindung stehen. Das Überlastventil 280 dient dazu, die Leitung 278 mit der Leitung 276 zu verbinden, wenn der Flüssigkeitsdruck in der Leitung 32 eine vorbestimmte Höhe überschreitet, so daß der Motor 20 umgangen wird, In ähnlicher Weise dient das Überlastventil 282 dazu» die Leitung 276 in Flüssigkeitsverbindung mit der Leitung 278 zu bringen, wenn der Flüssigkeitsdruck in der Leitung 30 einen vorbestimmten Wert überschreitet. In dieser Weise wird durch die Überlastventile 280 und 282 Schaden an dem hydrostatischen Antrieb 12 wegen überhöhter Drücke vermieden.

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Das Ventil 64 umfaßt gemäß Fig. 7 einen an dem Ventilblock 270 angebrachten Ventilkörper 284. In dem Körper ist eine Bohrung 286 vorgesehen, in der eine Spindel 288 verschiebbar angeordnet ist. In dem Ventilkörper 284 befinden sich zwei öffnungen 29O und 292, die die Bohrung 286 in Flüssigkeitsverbindung mit den Druckflüssigkeitsdurchlässen 272 und 274 in dem Ventilblock 270 setzen. Die lichte Weite der öffnungen 290 und 292 ist klein genug, so daß sie als Drosselglieder für die über die Bohrung 286 zwischen den Durchlässen 272 und 274 strömende Druckflüssigkeit dienen können. Ferner ist in dem Ventilkörper 284 ein Paar von öffnungen 294 und 296 vorgesehen, die mit den gegenüberliegenden Enden der Bohrung 286 in Verbindung steht. An die öffnung 294 ist das dem Ventil 254 abgelegene Ende der Leitung angeschlossen, an die öffnung 296 ist eine Leitung 298, deren anderes Ende in die Leitung 74 führt. In der Bohrung 286 ist eine Druckfeder 300 vorgesehen, die die Spindel 288 in das dem Durchlaß 294 benachbarte Ende der Bohrung 286 drückt. Die Spindel 288 ist mit einem konisch verjüngten Bereich versehen, so daß bei einer Verschiebung der Spindel 288 gemäß Fig. 7 nach rechts die Druckflüssigkeitsverbindung zwischen den Druckflüssigkeitsdurchlässen 272 und 274 allmählich abgeschnitten wird. Diese Maßnahme dient dazu, einen Stoß in dem hydrostatischen Antrieb 12 während des Schließens des Ventils 64 zu vermeiden.

Unter Bezugnahme auf Fig. 8 wird das kombinierte Verbindungs- und Folgeventil 46 beschrieben. Eine mehr ins einzelne gehende Beschreibung findet sich in der USA-Patentschrift 3 38I 783. Das kombinierte Verbindungs- und Folgeventil 46 umfaßt einen Körper 304 mit einer Bohrung 306, in die öffnungen 308, 310, 312 und 314 führen. Die Leitung ist an die öffnung 308 angeschlossen, die Leitung 52 an die öffnung 310 die Leitung 48 an die öffnung 312 und die Leitung 316 an einem Ende an die öffnung 314 und an dem anderen Ende an dem Feinsteuerventil 92 zugeordneten Kolbenbetätiger I76.

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In der Bohrung J5O6 des kombinierten Verbindungsund Folgeventils 46 ist eine Spindel 318 angeordnet, innerhalb derselben eine weitere Spindel 320 teleskopartig verschiebbar ist. Die Spindel 318 wird durch eine relativ starke Druckfeder 322 gemäß Fig. 8 nach rechts gedrückt, während die Spindel 320 durch eine relativ schwache Druckfeder 324 gemäß Fig. 8 nach links gedrückt wird. Wenn daher der öffnung 308 über die Leitung 50 von dem Hauptzylinder 44 erzeugte Druckflüssigkeit zugeführt wird, tritt die Druckflüssigkeit einfach über die Bohrung 306 und die öffnung 310 in die Leitung 52 über. Wenn aber Druckflüssigkeit über die Leitung 48 von dem Hauptzylinder 42 der öffnung 312 zugeführt wird, wird diese Druckflüssigkeit über die öffnung 33/4 und die Leitung 3I6 dem Kolbenbetätiger I76 zugeführt. Die Druckflüssigkeit betätigt das Feinsteuerventil 290, um den auf den doppelt wirkenden Druckflüssigkeitsantrieb 62 wirkenden Druck zu reduzieren, so daß der Federbetätiger 60 die Taumelscheibe 28 in die Stellung verschwindenden Verdrängungsvolumens zurückbringt, was von dem Betrag abhängt, um den der Druck der dem Druckflüssigkeitsantrieb 62 zugeführten Flüssigkeit reduziert wird. Zur gleichen Zeit, in der die von dem Hauptzylinder 42 stammende Druckflüssigkeit den Kolbenbetätiger 176 betätigt, wird die Kraft der Feder 324 überwunden, so daß die Spindel 320 sich gemäß Fig. 8 nach rechts bewegt und dadurch die Flüssigkeitsverbindung zwischen der Bohrung 306 und der öffnung 308 sperrt. Nach dem der Druck der öffnung 312 zugeführten Flüssigkeit einen vorbestimmten Wert erreicht hat, wird die Gegenkraft der Feder 322 überwunden, so daß sich die Spindel 318 gemäß Fig. 8 nach rechts bewegt und dabei Druckflüssigkeit aus der Bohrung 306 heraus und in die Leitung 52 preßt, um die Bremsen 40 anzulegen. In Fig. 1 A ist ein Ventil 326 dargestellt, das

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gewUnschtenfalls in das Steuersystem 10 eingebaut werden kann und das dazu dient, das Abwürgen des Motors 14 im Fall eines Nothalts zu verhindern, wenn der Hauptzylinder 44 verwendet wird, um die Bremsen 40 anzulegen. Das Ventil 326 umfaßt einen Körper 328 mit einer Bohrung 330, in der eine Spindel 332 verschiebbar angeordnet ist und durch eine Druckfeder 334 gemäß Pig. 1 nach links gedrückt wird. In dem Ventilkörper 328 sind drei Öffnungen 336, 338 und 340 vorgesehen, die mit der Bohrung 330 in Verbindung stehen. Die Öffnung 336 ist über die Leitung 342 mit der Leitung 50 verbunden, so daß von dem Hauptzylinder 44 erzeugte Druckflüssigkeit dazu dient, die Spindel 332 gegen die Kraft der Feder 33^ nach rechts zu drücken. Die öffnung 338 ist über die Leitung 344 stromabwärts des Einwegventils 228 mit der Leitung 226 verbunden, und in ähnlicher Weise ist über die Leitung 346 die Öffnung stromabwärts des Einwegventils 224 mit der Leitung 222 verbunden. Die Spindel 332 wird normalerweise durch die Feder 334 in eine Stellung gedrückt, in der die Flüssigkeitsverbindung zwischen den Leitung 3^-4 und 3^6 blockiert ist; wenn jedoch in dem Hauptzylinder 44 ein ausreichender Flüssigkeitsdruck erzeugt wird, wird die Spindel 332 gemäß Fig. 1 A gegen die Kraft der Feder 334 nach rechts verschoben und eröffnet die Flüssigkeifcsverbindung zwischen den Leitungen IAk und 3k6. Dies bewirkt, daß die Flüssigkeitskammern I90 und I92 des Druckflüssigkeitsantriebes 62 miteinander verbunden werdei so daß die Federvorrichtung 60 die Taumelscheibe 28 der Pumpe 18 rasch in die Stellung verschwindenden Verdrängungsvolumens zurückbringen kann. Auf diese Weise wird das Abwürgen des Motors 14 bei einem Nothalt verhindert.

Nachstehend wird die Arbeitsweise der Erfindung erläutert.

Lehrlauf

Wenn der Motor 14 im Lehrlauf bei ungefähr 500 209812/1164

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U.p.M. läuft, dreht sich die Pumpe 18, erzeugt jedoch keine Druckflüssigkeit, .weil die Taumelscheibe 28 in der Stellung verschwindenden Verdrängungsvolumens steht. Die Steuerpumpe 56 liefert Druckflüssigkeit an die Leitung 70 und in die Zweigleitungen 72 und 74. Die Zweigleitung 74 steht mit dem Regelventil 90 über den Durchlaß 104 in Verbindung, und daher wird der Druck in den Leitungen 74 und 84 auf einer Höhe von ungefähr Io Aim. ( I50 p.s. ) gehalten. Ferner wird Druckflüssigkeit von der Steuerpumpe 56 über die Leitung 74 dem Druckflüssigkeitsdurchlaß 104 und von dort über die Leitungen 222 und 226 den Kammern I90 bzw. I92 des Druckflüssigkeitsantriebes 62 zugeleitet.

Keutral

Wenn das Richtiswähl ventil 94 in der in Fig. dargestellten Position sich befindet, steht das Steuersystem 10 in seiner Neutralstellung. Das heißt, daß jegliche von der Steuerpumpe 56 erzeugte Druckflüssigkeit, die über die Zweigleitung 72 und den Flüssigkeitsdurchlaß I26 dem Richtungssteuerventil 94 zugeleitet wird, über den Flüssigkeitsdurchlaß 104 und von dort über das Regelventil 90 und den Kühler 110 in den Vorratsbehälter 24 zurückgeleitetr^nfolg^dessen wird unabhängig von der Drehzahl des Motors 14 und somit der Ausgangsleistung der Pumpe 56 die dem Richtungssteuerventil 94 zugeführte Flüssigkeit keine Betätigung des doppelt wirkenden Druckflüssigkeitsantriebs 62 herbeiführen. An dieser Stelle ist festzuhalten, daß durch das Ventil 64 für den hydrostatischen Antrieb 12 eine positiv eingehaltene Neutralstellung geschaffen ist. Wenn das Steuersystem 10 zufällig leicht verstellt ist, so daß die Taumelscheibe 28 durch den Federbetätiger 60 nicht vollständig in ihrer Stellung verschwindenden Verdrangungsvolumens zurückgeführt ist, wird die Pumpe 18 bei

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" ^1β " 2U5530

laufendem Motor 14 etwas Druckflüssigkeit umwälzen. · Dennoch wird jeglicher Druckaufbau durch das Ventil 64 verhindert, welches, wie in Fig. 7 erkennbar bei Neutralstellung des Steuersystems 10 offen ist und dazu dient, den Druckflüssigkeitsantrieb 20 kurz zu schließen, mit dem Ergebnis, daß die kleine Menge von der Pumpe 18 wegen der Verstellung des Pederbetätigers 60 umgewälzter Druckflüssigkeit nicht zu einem zum Antrieb des Druckflüssigkeitsmotors .ausreichenden Druckaufbau führt.

Vorwärtsantrieb

Das Steuersystem 10 wird einfach dadurch auf Vorwärtsantrieb geschaltet, daß der Fahrer den Hebel 136 so betätigt, daß die Spindel 116 des Richtungssteuerventils 9^ gemäß Fig. 2 nach rechts verschoben wird, so daß dem Durchlaß 126 zugeführte Druckflüssigkeit der öffnung 130 und von dort der Kammer 192 des Druckflüssigkeitsantriebes 62 über die Leitung 206 und das Drosselglied 2θ8 zugeleitet wird. Ferner ist der Durchlaß 104 mit der öffnung Ij52 und damit über die Leitung 234 und das Drosselglied 116 mit der Kammer I90 des.Druckflüssigkeitsantriebs 62 verbunden. Wenn der Motor 14 im Leerlauf ungefähr mit 500 U.p.M. lauft,ist die durch die der Kammer I92 zugeführte Druckflüssigkeit ausgeübte Kraft nicht ausreichend, um die Kraft des Federbetätigers 60 zu überwinden,· die die Taumelscheibe 28 der Pumpe 18 in der Stellung verschwindenden Verdrängungsvolumens .hält . Wenn der Fahrer auf den Gashebel 15 tritt»um die Geschwindigkeit des Motors 14 zu erhöhen, nimmt die Ausgangsleistung der Pumpe 56 direkt proportional zur Drehzahl des Motors 14 zu, und der Druck der der Kammer I92 zugeführten Flüssigkeit steigt entsprechend an. Bei ansteigendem Druck in der Kammer I92 wird die Kraft des Federbetätigers 60 überwunden, mit dem Ergebnis, daß sich die Taumelscheibe 28 aus ihrer Stellung verschwindenden Verdrängungsvolumens in eine Stellung

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positiven Verdrangungsvolumens bewegt. Infolgedessen beginnt die Pumpe 18, Druckflüssigkeit in der Leitung zu erzeugen und den Antriebsmotor 20 anzutreiben. Während der Anfangsbewegung der Taumeische jibe 28 ist das Ventil 64 noch offen, so daß ein Teil der durch die Pumpe 18 erzeugten Druckflüssigkeit den Mc/tor 20 über das Ventil 64 umgeht. Dadurch wird erzielt, daß der hydrostatische Antrieb 12 sehr sanft aus.dem Leerlauf anläuft.

Bei zunehmender Drehzahl des Motors 14 nimmt der Druck der der Kammer 192 zugeführten Druckflüssigkeit direkt proportional zu, so daß der Kolben 184 weiter nach links bewegt wird und die Taumelscheibe 28 weiter aus ihrer Stellung verschwindenden Verdrängungsvolumens entfernt wird. Diese weitere Bewegung des Kolbens 184 nach links führt dazu, daß sich das Folgeelement 252 von dem Nocken 250 herabbewegt, so daß das Ventil 254 betätigt wird und den Plüssigkeitsdurchlaß 160 mit der Leitung 266 in Verbindung bringt. Wenn dies geschieht, strömt Druckflüssigkeit aus der Leitung 72 über das Drosselglied 262 und von dort über die Leitung 266 zu dem Ventil 64, wo sie auf die Spindel 288 einwirkt und diese gemäß Fig. 7 nach rechts bewegt, gegen die Kraft der Feder 300 und die von der aus der Leitung 74 stammenden Druckflüssigkeit ausgeübten, auf die Spindel 288 einwirkenden Kraft. Dadurch wird die Flüssigkeitsverbindung zwischen den öffnungen 290 und 292 und somit zwischen den Leitungen J>o und 32 unterbrochen, so daß ein Teil der Druckflüssigkeit der Pumpe 18 den Motor nicht langer umgeht. Die Geschwindigkeit, mit der das Ventil 64 schließt, ist durch die Wirkung des Drosselgliedes 262 und des Konusbereichs 302 wie auch durch die Feder 300 und die aus der Leitung 74 stammende Druckflüssigkeit begrenzt, so daß der hydrostatische Antrieb 12 keinen auf ein zu schnelles Schließen des Ventils 64 zurückzuführenden Stoß erhält.

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Eine fortdauernde Zunahme der Drehzahl des Motors 14 erhöht fortlaufend den Ausstoß der Steuerpumpe 56 und infolgedessen den Druck der der Kammer 192 zugeleiteten Flüssigkeit, so daß sich der Kolben 184 gegen die Kraft des Plüssigkeitsbetätigers 60 weiter nach links bewegt. Dabei werden die der Pumpe 18 innewohnende Rückkehrkraft, die auf die Taumelscheibe wirkt, und die durch den Druck der Flüssigkeit ( lo/itm., 150 p.s.i. ) über die Leitung 222 der Kammer I90 zugeleitet. Der durch die Steuerpumpe 56 erzeugte Druck wirkt auch auf das äußere Glied I62 des Feinsteuerventils 92 , so daß es sich gemäß Fig. J> nach links gegen die Kraft der Feder I70 bewegt. Wenn der von der Steuerpumpe 56 erzeugte Druck hoch genug ist, bewegt sich das äußere Glied I62 weit genug nach links, so daß der Bereich 164 die öffnung I78 freizugeben beginnt und dadurch gestattet daß ein Teil des Druckflüssigkeitsaustosses der Steuerpumpe 56 nunmehr über die öffnung I78 und den Flüssigkeitsdurchlaß 104 in den Vorratsbehälter 24 zurückgeleite wird. Wenn also die öffnung I78 freigegeben wird, nimmt der Betrag ab, um den die Taumelscheibe 28 entsprechend einer Zunahme der Drehzahl des Motors 14 aus ihrer Stellung verschwindenden Verdrängungsvolumens herausbewegt worden war.Dieser Aspekt des Steuersystems 10 wird leichter an Hand der Fig. 9 verständlich. In Fig. 9 zeigt die Kurve ^48 den Differenzdruck entweder in der Kammer I90 oder in der Kammer I92 im Verhältnis zur Leistung der Steuerpumpe 56 in dem Zustand, in dem die öffnung 178 in der Bohrung I38 des Feinsteuerventils 92 nicht freigegeben ist. Auf der anderen Seite zeigt die Kurve 550 den Differenzdruck in den Kammern I90 und 192 im Verhältnis zur Drehzahl der Steuerpumpe in dem

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Zustand, in dem die öffnung I78 dauernd parallel zu dem Drosselglied 78 liegt. Die Kurven 348 und 350 sind durch eine gerade Linie 352 verbunden, die der zunehmenden Freigabe der öffnung 178 durch den Bereich 164 entspricht. Wenn die Steuerpumpe mit 500 U.p.M. ( Leerlaufdrehzahl des Motors ) läuft, beträgt der Differenzdruck: in den Kammern I90 und I92 ungefähr 2 Atnu ( 25 p.s.i. ) wie durch den Punkt 354 auf der Kurve'348 dargestellt ist. Bei zunehmender Drehzahl der Steuerpumpe 56 nimmt auch der Differenzdruck in den Kammern I90 und 192 rasch zu bis etwa 3 4im~ ( 42 p.s.i ), wie es durch den Punkt 356 auf der Kurve 3²Jp dargestellt ist. Zu diesem Zeitpunkt beginnt der Bereich 164 die öffnung 178 freizugeben, so daß eine welte/re Drehzahlsteigerung der Steuerpulte 56 eine abgeschwächte Zunahme des auf den Kolben 184 wirkenden Differenzdrucks ,zur Folge hat, wie es durch die Linie 352 dargestellt ist, bis diese die Kurve 350 in dem Punkt 358 erreicht. Zu diesem Zeitpunkt ist die öffnung I78 durch den Bereich 164 vollständig freigegeben. Eine weitere Zunahme in der Drehzahl der Steuerpumpe 56 bis zur maximalen gesteuerten Geschwindigkeit des Motors 14 ( 2.100 U.p.M. ) führt zu einer Zunahme des auf den Kolben 184 wirkenden Differenzdrucks bis zu einem maximalen Differenzdruck von etwa 8,5 Atm. ( I2o p.s.i ), die durch den Punkt 36O auf der Kurve 350 dargestellt sind.

Das Verhältnis des Verdrängungsvolumens der Taumelscheibe 28 gegenüber der Drehzahl des Motors 14 ist ein solches, daß der hydrostatische Antrieb 12 ein Ausgangsdrehmoment entwickelt, wie es durch die Kurve 362 in dem diagramm der Fig. 10 dargestellt ist.

Weiterhin ist zu beachten, daß unabhängig von der Beschleunigung des Motors 14 und somit von der Zunahme des volumetrischen Ausstosses der Steuerpumpe 56 das Drosselglied 208 die durch die Leitung 206 in die Kammer

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192 strömende Flüssigkeitsmenge begrenzt. Damit ist auch die Verstellgeschwindigkeit der Taumelscheibe 28 aus ihrer Stellung verschwindenden Verdrängungsvolumens begrenzt, 'so daß die Beschleunigung des hydrostatischen Antriebs 12 und des zugehörigen Fahrzeugs auf diese Weise begrenzt sind, unabhängig von der Beschleunigung des Motors 14.

Es sei nun angenommen, daß der Motor 14 mit einer konstanten Drehzahl von 2000 U.p.M. läuft und daß das dem hydrostatischen Antrieb zugeordnete Fahrzeug sich anschickt, eine Rampe hinauf zu fahren. Die dem Motor 20 auferlegte Last wird dadurch zunehmen, wodurch wiederum die der Pumpe 18 auferlegte Last zunimmt, weil ja der Druck in der Leitung j32 höher/wird. Infolgedessen wird die innere Kraft, die auf die Taumelscheibe 28 wirkt und diese in ihre Stellung verschwindenden Verdrängungsvolumens zurückstellen will, zunehmen, und zwar in Abhängigkeit von dem Druck, den die Pumpe 18 erzeugen muß, um die ihr auferlegte erhöhte Last auszugleichen. Die erhöhte, auf die Taumelscheibe 28 ausgeübte Kraft wirkt der durch den Druckflüssigkeitsantrieb 62 ausgeübten Kraft entgegen und bewegt die Taumelscheibe 28 zurück in Richtung auf ihre Stellung verschwindenden Verdrängungsvolumens, bis die inneren Kräfte der Pumpe 18, die auf die Taumelscheibe 28 wirken, sich soweit vermindert haben, daß sie mit der fortdauernden Kraft des DruckflUssigkeitsantriebes 62 im Gleichgewicht stehen. Das Steuersystem 10 spricht also auf die Drehmomentanforderung an den hydrostatischen Antrieb 12 an und verhält sich so, daß die Ausgangsleistung des hydrostatischen Antriebs 12 bei gegebener Drehzahl des Motors 14 im Verhältnis zur Last geändert wird.

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Verlangsamen

Wenn der Fahrer den hydrostatischen Antrieb zu verlangsamen wünscht, reduziert er einfach die Drehzahl des Motors 14, wodurch sich der Differenzdruck: der auf den Kolben 184 wirkenden Druckflüssigkeit verringert. Es sei beispielsweise angenommen, daß der Fahrer langsam zu einem Halt kommen will. Dann nimmt er einfach seinen Fuß vom Gaspedal 15* so daß der Antriebsmotor 14 und somit die Steuerpumpe 56 im Leerlauf ( 500 U.p.M.) laufen können, so daß kein Differenzdruck auf den Kolben 184 wirkt. Die Taumelscheibe 28 kehrt dann in ihre Stellung verschwindenden Verdrängungsvolumens mit einer Geschwindigkeit zurück, die durch die Kraft des Federbetätigers 60 bestimmt ist, welche wiederum der Kraft entgegen wirkt, die durch den Gegendruck der Druckflüssigkeit in der Kammer 192 bestimmt ist, die aus der Kammer 192 hinter dem Drosselglied 208 herausgedrückt wird, sowie durch die innere Kraft der Pumpe 18, die unter den Bedingungen einer Verlangsamung als Motor wirkt und daher die Tendenz hat, die Taumelscheibe 28 aus ihrer Stellung verschwindenden Verdrängungsvolumens herauszudrücken.

Richtungsumkehr

Bei einer Richtungsumkehr beispielsweise aus voller Voi*wärtsgeschwindigkeit des hydrostatischen Antriebs 12 zur vollen Rückwärtsgeschwindigkeit des hydrostatischen Antriebs 12 ergibt sich eine gesteuerte Verlangsamungsgeschwindigkeit und eine gesteuerte Beschleunigung, so daß jegliche abrupte Richtungsumkehr und jeglicher Stoß, der sonst eine derartige Umkehr begleiten kann, vermieden werden. Die genannte volle Richtungsumkehr wird dadurch erzielt, dafl der Motor

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mit der maximalen gesteuerten Geschwindigkeit läuft und dann das Richtungssteuerventil 94 aus seiner gemäß Fig. 2 rechts gelegenen Steuerstellung für die Vorwärtsrichtung in die gemäß Fig. 2 links gelegene Steuerstellung für die Rückwärtsrichtung umgeschaltet wird. Wenn das Steuersystem 10 den hydrostatischen Antrieb 12 mit maximaler Vorwärtsgeschwindigkeit betreibt, verschiebt sich der Kolben 184 in das linke Ende des Druckflüssigkeitsantriebes 62 und unterbricht dadurch die Flüssigkeitsverbindung zwischen der Kammer 190 und der öffnung I98. Wenn nun das Richtungssteuerventil 9^ so umgeschaltet wird, daß das Steuersystem 10 in den Zustand für Rückwärtsantrieb kommt, wird nicht länger Druckflüssigkeit von der Steuerpumpe 56 über die Leitung 206 der Kammer I92 zugeleitet, sondern der Leitung 214. Die der Leitung 214 Druckflüssigkeit wird jedoch am unmittelbaren Übertritt in die Kammer dadurch gehindert, daß die öffnung I98 durch den Kolben 184 noch versperrt ist. Auf diese Weise hängt die Rückkehr der Taumelscheibe 28 in die Stellung im wesentlichen verschwindenden Verdrängungsvolumens von der Kraft des Federbetätigers 60 ab, der gegen den Gegendruck der Druckflüssigkeit wirkt, die über die Leitung 210 und das Ventil 212 über das Drosselglied 208 aus der Kammer 192 herausgedrückt wird, sowie von der inneren Kraft der Pumpe 18 ab, die unter den Bedingungen einer Verlangsamung als Motor wirkt und so die Neigung hat, die Taumelscheibe 28 aus ihrer Stellung verschwindenden Verdrängungsvolumens herauszudrücken. Wenn das Richtungssteuerventil 94 seine Neutralstellung passiert fällt der Flüssigkeitsdruck in der Leitung 261 auf den selben Wert wie in der Leitung 298 ab, so daß die Feder ^00 die Spindel verschiebt und das Ventil 64 geöffnet und der Motor

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kurz geschlossen wird. Wegen des auf das Drosselglied 262 in der Leitung 26I zurückzuführenden Strömungswiderstandes hat das Folgeelement 252 sich auf den Nocken 250 hinaufbewegt, wenn die Taumelscheibe 28 ihre Stellung verschwindenden Verdrängungsvolumens erreicht hat, so daß die Leitung 266 in Flüssigkeitsverbindung mit dem Durchlaß 268 und somit mit dem Vorratsbehälter 24 steht, bevor ein Flüssigkeitsdruck in der Leitung 261 bis zu einer Höhe aufbauen kann, die ausreicht um das Ventil 64 zu schließen. Wenn ferner die Taumelscheibe 28 sich ihrer Stellung verschwindenden Verdrängungsvolumens nähert, gibt der Kolben 184 die öffnung I98 frei, so daß die Leitung 214 Druckflüssigkeit aus der Steuerpumpe 46 der Kammer 190 zuführen kann, so daß der Druckflüssigkeitsantrieb 62 die Taumelscheibe 28 über ihre Stellung verschwindende Verdrängungsvolumens hinaus in Richtung eines negativen Verdrängungsvolumens bewegt bis zu vollem Verdrängungsvolumen, wie es durch den Ausstoß der Steuerpumpe 56 bestimmt ist, die mit der maximalen gesteuerten Geschwindigkeit des Motors 14 angetrieben wird. Die Geschwindigkeit, mit der sich die Taumelscheibe 28 in die Stellung maximalen negativen VerdrängungsVolumens bewegt, wird durch die Strömungsgeschwindigkeit durch das Drosselglied 2Ϊ6 in die Kammer I90 bestimmt.

Feinsteuern

Manchmal ist es beispielsweise bei einem Gabel- · stapler wünschenswert, das Fahrzeug langsam vorwärts oder rückwärts zu bewegen, während der Motor bei hoher Drehzahl läuft. Diese besondere Betriebsweise kann dadurch erzielt werden, daß der Gashebel .15 niedergedrückt wird, um den Motor 14 mit hoher Drehzahl laufen zu lassen; während gleichzeitig der Hauptbremszylinder

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betätigt wird, um Druckflüssigkeit zu dem kombinierten Verbindungs- und Folgeventil 46 zuzuführen. Die aus dem Hauptzylinder 42 stammende Druckflüssigkeit wird über die Leitung dem Kolbenbetätiger 176 zugeführt, der die Spindel 148 des feinen Steuerventils 92 nach links gegen die Kraft derFeder 174 bewegt, so daß die Kante des Bereichs 164 die Nut 142 freigibt, so daß von der Steuerpumpe 56 stammende Druckflüssigkeit in den Durchlaß Io4 zurückgeleitet wird, wodurch der auf den Kolben 184 wirkende Differenzdruck merklich abfällt, je nachdem wie weit die Spindel 148 nach links bewegt wird. Die Taumelscheibe 28 der Pumpe l8 bewegt sich dann in ihrer Stellung verschwtndenen Verdrängungsvolumens zurück und läßt dadurch die Ausgangsdrehzahl des hydrostatischen Antriebs 12 abfallen, während die Drehzahl des Motors 14 auf dem hohen Betrag verbleibt. Das kombinierte Verbindungs- und Folgeventil 46 ist so angeordnet, daß, wenn das Feinsteuerventil 92 die Taumelscheibe 28 im wesentlichen in die Stellung verschwindenen Verdrangungsvolumens zurückgebracht hat, eine weitere Betätigung des Hauptzylinders 42 Druckflüssigkeit in Bremsen 4p zuführt, die daraufhin angelegt werden. ·
Nothalt

Wenn es erwünscht ist, daj dem hydrostatischen Antrieb 12 zugehörige Fahrzeug rasch zum Stehen zu bringen, muß der Fahrer lediglich den Hauptzylinder 44 schnell und voll betätigen, der Druckflüssigkeit über die Leitung 5o, das kombinierte

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Verbindungs- und Folgeventil 46 und die Leitung 52 den Bremsen 4o zuführt. Gleichzeitig wird Druckflüssigkeit aus dem Hauptzylinder 44 über Leitung 342 dem Ventil 326 zugeführt, so daß dieses öffnet und die Leitungen 3²^ und 346 in Verbindung bringt, so daß die Kammern I90 und 192 des Druckflüssigkeitsantriebes 62 in direkte Verbindung miteinander kommen. Infolgedessen wird die Taumelscheibe 28 der Pumpe 18 schnell in ihrer Stellung verschwindenen Verdrängungsvolumens zurückgebracht. Dies geschieht unter der Wirkung des Federbetätigers 60 und der inneren Kraft der Pumpe l8, die die Taumelscheibe 28 in ihrer Stellung verschwindenen Verdrängungsvolumens zurückbringen will. Keine dieser Kräfte braucht den Gegendruck, der aus der Kammer I92 über das Drosselglied 2o8 herausgedrückten Flüssigkeit zu überwinden, falls der hydrostatische Antrieb anfänglich auf Vorwärtslauf geschaltet war, da die Kammern I90 und I92 in direkter Verbindung miteinander stehen. Auf diese Weise wird ein Abwürgen des Motors 4o verhindert, da die Taumelscheibe 28 schnell in ihre Stellung verschwindenen Verdrängungsvolumens zurückkehrt. Rückwärtsfahrt

Um den hydrostatischen Antrieb rückwärts zu. betreiben, wird das Richtungssteuerventil 94 durch den Hebel I36 so betätigt, daß sich die Spindel II6 gemäß Fig. 2 nach links bewegt, wodurch Druckflüssigkeit aus dem Durchlaß 126 der öffnung 134 und von dort über die Flüssigkeitsleitung 214 der Kammer 19o zugeleitet wird. Wenn daher die Drehzahl des Motors 14 und damit der Ausstoß der Pumpe 56 zunehmen, wird der Druckflüssigkeitsantrieb 62 betätigt und bewegt den Kolben 184 gemäß Fig. la nach rechts, so daß die Taumelscheibe in

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eine Stellung negativen Verdrängungsvolumens gelangt. Im übrigen ist die Arbeitsweise des Steuersystems Io genau die gleiche wie vorstehend.

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Claims

I_Qn g g

DIPL.-INC.WALTER KUBORN O 1 / CT C O Π

DIPL.-PHYS. DR. PETER PALGEN I I H O O O U Dr .P./soAr .

PATENTANWÄLTE , 4 DÜSSELDORF,

4 DÜSSELDORF

BREHMSTRASSE 23 · TELEFON 632727 KREISSPARKASSE DÜSSELDORF NR. 1014463 DEUTSCHE BANK AG., DÜSSELDORF 2919207 POSTSCHECK-KONTO: KÖLN 115211

IT-

Patentansprüche,

flJHydraulisches Steuersystem, insbesondere für einen hydrostatischen Antrieb, mit einem Motor, einer mit dem Motor antriebsverbundenen hydraulischen Pumpe mit veränderlichem Verdrängungsvolumen und einem mit der Pumpe verbundenen Druckflüssigkeitsmotor, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die Pumpe (18) weist zur Steuerung des Verdrängungsvolumens ein bewegliches Glied (28) auf, das in eine Stellung verschwindenen Verdrängungsvolumens mit einer Kraft zurückkehren will, die zunimmt, wenn das bewegliche Glied (28) betätigt und aus seiner Stellung verschwindenen Verdrängungsvolumens hinweg bewegt wird, und die zunimmt, wenn die von dem Motor (2o) der Pumpe (18) aufgegebenen Last zunimmt;

b) es sind mit dem beweglichen Glied (28) verbundene Mittel vorgesehen, die das bewegliche Glied (28) nachgiebig in seiher Stellung verschwindenen Verdrängungsvolumens halten;

c) es sind mit dem beweglichen Glied (28) verbundene Mittel vorgesehen, die auf die Drehzahl des Motors (14) ansprechen und das bewegliche Glied (28) mit einer mit der Drehzahl des Motors (14) steigenden Kraft aus der Stellung verschwindenen Verdrängungsvolumens herausdrücken, so daß die Rückkehrkraft und die herausdrückende Kraft einander entgegengesetzt sind und bei gleichbleibender Drehzahl des Motors (14) das Verdrängungsvolumen der Pumpe (18) sich umgekehrt proportional der an der Pumpe (18)liegenden Last ändert.

2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Betätigungsmitteln des beweglichen 209812/1164

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Gliedes (28) Mittel (164,178) verbunden sind, die den Betrag ändern, um den sich die Betatigungskraft bei einer bestimmten Zunahme der Motordrehzahl erhöht, nachdem die Betätigungskraft eine bestimmte Höhe erreicht hat.

35. Steuersystem nach Anspruch! oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsmittel (2o8, 216) zur Begrenzung der Geschwindigkeit des beweglichen Gliedes (28) aufweist, mit der sich dieses aus seiner Stellung verschwindenen Verdrängungsvolumens herausbewegt.

4. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis dadurch gekennzeichnet, daß ein Bremssystem (4o,42,44) und mit den Betätigungsmitteln verbundene Mittel vorgesehen sind, die auf eine vorbestimmte Betätigung des Bremssystems (4o,42,44) ansprechen und die von den Betätigungsmitteln ausgeübte, das bewegliche Glied (28) aus der Stellung verschwindenen Verdrängungsvolumens herauszubewegen bestrebteKraft vermindern.

5· Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsmittel eine mit dem Motor (l4) antriebsverbundene Steuerpumpe (56)» eine mit dem beweglichen Glied (28) verbundenen doppelt wirkenden Druckflüssigkeitsantrieb (62) sowie eine mit der Steuerpumpe (56) und dem doppelt wirkenden Druckflüssigkeitsantrieb (62) verbundene Flussigkeitsführung .umfassen, die Druckflüssigkeit zu dem doppelt wirkenden Druckflüssigkeitsantrieb (62) leitet.

6. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsmittel eine Steuerpumpe (56) und ein erstes Drosselglied (78) für den Druckflüssigkeitsstrom aufweisen, das zwischen der Steuerpumpe (56) und dem Druckflüssigkeitsvorratsbehälter (24) liegt.

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7. Steuersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites zu dem ersten Drosselglied (78) parallel liegendes Drosselglied (178) sowie zwischen dem zweiten Drosselglied (178) und der Steuerpumpe (56) ein normalerweise geschlossenes Ventil (92) vorgesehen sind, das in Tätigkeit tritt, wenn der Ausstoß der Steuerpumpe (56) einen vorbestimmten Druck erreicht, und dann das zweite Drosselglied (178) mit der Steuerpumpe (56) in Verbindung bringt.

8. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bremssystem (4o,42,44) vorgesehen ist, und das normalerweise geschlossene Ventil (92) auch in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Betätigung des Bremssystems (4o,42,44) in Tätigkeit tritt, um die Kraft der Betätigungsmittel zu verringern.

9. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsmittel Mittel (216) zur Begrenzung der Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Gliedes (28) in Richtung auf seine Stellung verschwindenen Verdrängungsvolumens umfassen.

10. Steuersystem nach Anspruch 9* gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) es ist ein Bremssystem (4o,42,44) mit Verbindungsmittel (46) vorgesehen;

b) es sind mit den Verbindungsmitteln (46) verbundene Bremsen (4o) vorgesehen;

c) es sind ein erster mit den Verbindungsmitteln (46) verbundener Flussigkeitsdruckeraeuger (44) und ein zweiter mit den Verbindungsmitteln (46) verbundener Flüssigkeitsdruckerzeuger (42) vorgesehen;

d) die Verbindungsmittel (46) leiten Druckflüssigkeit zu den Bremsen (4o) , wenn entweder der erste oder der zweite Flüssigkeitsdruckerzeuger (44,42) betätigt wird;

e) es sind mit den Betätigungsmitteln und dem ersten Flüssigkeitsdruckerzeuger (44) verbundene Mittel , y<--, 346) vorgesehen, die auf einen vorbestimmten.

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von dem ersten Plüssigkeitsdruckerzeuger (44) erzeugten Druck ansprechen und die Mittel (216) zur Begrenzung der Geschwindigkeit des beweglichen Gliedes (28) auf seine Stellung verschwindenen Verdrängungsvolumens hin umgehen;

f) es sind mit den Betätigungsmitteln und dem zweiten Plüssigkeitsdruckerzeuger (42) verbundene Mittel (46) vorgesehen, die auf einen vorbestimmten, von dem zweiten Plüssigkeitsdruckerzeuger (42) erzeugten Druck ansprechen und die Kraft vermindern, die von den Betätigungsmitteln ausgeübt wird, um das bewegliche Glied (28) aus seiner Stellung verschwindenen Verdrängungsvolumens herauszubewegen.

11. Steuersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bremssystem (4o,42,44) und mit den Betätigungsmitteln verbundener und auf eine vorbei stimmte Betätigung des Bremssystems (4o,42,44) ansprechende Mittel (326, 344, 346) vorgesehen sind, die die Mittel (216) zur Begrenzung der Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Gliedes (28) auf seine Stellung verschwindenen Verdrängungsvolumens hin umgehen.

12. Steuersystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bremssystem (4o,42,44) und ein mit der Flüssigkeitsführung verbundenes und auf die Betätigung des Bremssystems (40,42,44) ansprechendes Feinsteuerventil (92) vorgesehen ist, daß Druckflüssigkeit von der Steuerpumpe (56) in den Vorratsbehälter (24) ableitet, so daß der Druck der dem doppelt wirkenden Flüssigkeitsantrieb (62) zugeleiteten Flüssigkeit bei einer vorbestimmten Betätigung des Bremssystems (4o,42,44) abnimmt.

13. Steuersystem nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, daß der doppelt wirkende Flüssigkeitsantrieb (62) ein erstes Glied (184) und ein zweites Glied (182) umfaßt, wobei das erste Glied (184)

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gegenüber dem zweiten Glied (182) beweglich ist und mit dem zweiten Glied (l82) eine erste Kammer (190) und eine zweite Kammer (192) bildet.

14. Steuersystem nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:^

a) der doppelt wirkende Flüssigkeitsantrieb (62) umfaßt erste und zweite öffnungen (194, 198) die in die erste Kammer (190) führen, sowie dritte und vierte öffnungen (2o4,2oo), die in die zweite Kammer (192) führen;

b) die zweite öffnung (I98) ist so angeordnet, daß eine vorbestimmte Bewegung des ersten Gliedes (184) in einer Richtung aus einer ersten Stellung die Verbindung zwischen der zweiten öffnung (I98) und der ersten Kammer (I90) unterbricht, und die dritte öffnung (2o4) ist so angeordnet, daß eine vorbestimmte Bewegung des ersten Gliedes (184) in der entgegengesetzten Richtung aus der ersten Stellung die Verbindung zwischen der dritten öffnung (2o4) und der zweiten Kammer (192) unterbricht;

c) die Flussigkeitsführung umfaßt ein Richtungssteuerventil (94) mit fünften und sechsten öffnungen (I54,13o), das an die Steuerpumpe (56) und den Vorratsbehälter (24) angeschlossen ist und Druckflüssigkeit der fünften öffnung (lj$4), der sechsten öffnung (130) oder dem Vorratsbehälter (24) zuleiten kann;

d) es sind eine erste Flüssigkeitsleitung (214), die die fünfte öffnung (134) und die zweite öffnung (198) verbindet, sowie eine zweite Flüssig,-keitsleitung (2o6) vorgesehen, die die sechste öffnung (130) und die dritte öffnung (2o4) verbindet;

e) es sind ein erstes Einwegventil (22o)£ das· die erste Leitung (214) und die erste öffnung (1/94) verbindet und einen Flüssigkeitsstrom nur von der ersten Kammer (19©) zur ersten Leitung (214) zuläßt,

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und ein zweites Einwegventil (212) vorgesehen, das die zweite Leitung (2o6) und die vierte öffnung (2oo) verbindet und ein Flüssigkeitsstrom nur von der zweiten Kammer (192) zu der zweiten Leitung (2o6) zuläßt.

15. Steuersystem nach Anspruch IJ, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bremssystem (4o,42,44) und ein normalerweise geschlossenes, an die Kammern (I9o,192) angeschlossenes Ventil .(326) vorgesehen ist, das bei einer vorbestimmten Betätigung des Bremssystems (4o,42,44) öffnet und die Kammern (198,192) in Flüssigkeitsverbindung bringt.

16. Steuersystem nach Anspruch 14,- dadurch gekennzeichnet^ daß die Flüssigkeitsführung ein in der ersten Leitung (214) angeordnetes Drosselglied (216) sowie ein zweites in der zweiten Leitung (2o6) angeordnetes Drosselglied (2o8) umfaßt.

17. Steuersystem nach einem der Ansprüche

1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsmotor (2o) und die Pumpe (18) durch erste und zweite Flüssigkeitsdurchlässe (30,32) antriebsverbunden sind und ein dritter Flüssigkeitsdurchlaß (276, 278) vorgesehen ist, der die ersten und zweiten Flüssigkeitsdurchlässe (5o*32) verbindet und ein normalerweise geöffnetes Ventil (64) enthält, und das mit dem Ventil (64) verbundene und auf die Stellung des beweglichen Gliedes (28) ansprechende Mittel (25o,252,254)vorgesehen sind, die das Ventil (64) schließen, wenn das bewegliche Glied (28) eine vorbestimmte Stellung passiert.

18. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsmotor (2o) und die Pumpe (18) durch erste und zweite Flüssigkeitsdurchlässe (30,32) antriebsverbunden sind und ein dritter Flüssigkeitsdurchlaß (276» 278) vorgesehen ist, der die ersten und zweiten Flussigkeitsdurchlässe (3o,32) verbindet und ein normalerweise ge-

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Öffnetes Ventil (64) enthält, und daß mit dem Ventil (64) und den Betätigungsmitteln verbundene Mittel vorgesehen sind, die das Ventil (64) schließen, wenn die Betätigungsmittel sich über eine vorbestimmte Stellung hinausbewegen.

19. Steuersystem nach Anspruch 17 oder l8, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Flüssigkeitsdurchlaß ein Drosselglied (290,292) enthält.

20. Steuersystem nach Anspruch 19* dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsmittel einen doppelt wirkenden Flüssigkeitsantrieb (62) und die Mittel zum Schließen des Ventils (64) eine Flüssigkeitsleitung (266) umfassen, die mit dem Ventil (64) und einem Zweistellungsventil (254) verbunden ist, das mit dieser Flüssigkeitsleitung (266), den Betätigungsmitteln und dem Vorratsbehälter (24) verbunden und so betätigtbar ist, daß es die Flüssigkeitsleitung (266) mit dem Vorratsbehälter (24) in Verbindung hält, bis sich der doppelt wirkende Flüssigkeitsantrieb (62) über eine vorbestimmte Stellung hinaus bewegt, und dann die Flüssigkeitsleitung (266) mit den Betätigungsmitteln in Verbindung setzt.

21. Steuersystem nach Anspruch 2o, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Schließen des Ventils (64) ein zweites Drosselglied (202) umfassen, das so angeordnet ist, daß es den Flüssigkeitsstrom von den Betätigungsmitteln zu der Flüssigkeitsleitung (266) drosselt.

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