DE2203860A1 - Vorrichtung zur Steuerung der Bremse eines hydraulisch angetriebenen Hubwerks - Google Patents

Vorrichtung zur Steuerung der Bremse eines hydraulisch angetriebenen Hubwerks

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Description

TELEFON: (O711) 24 2761 /a TELE3RAMME: MENTOR
DR.-!NG. EUGEN MAIER
PATENTANWALT 7 STUTTeARTI, PISCHEKSTR. 19
DRESDNER BANK AQ STUTTGART NR. 38OBBO POSTSCHECK STGT. 959O0
A 11 340
i - dm
25. Januar 1972
AB Hägglund & Söner, S-891 01 örnskBldavik
(Schweden)
Vorrichtung zur Steuerung der Bremse eines hydraulisch angetriebenen Hubwerks
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung der Bremse eines hydraulisch angetriebenen Hubwerkes oder dgl. mit einer beis Stillstand des Hubwerkes wirksamen und unter der Einwirkung eines druckbetätigten Hydraulikzylinders eioh lösenden Bremse. Bei den meisten der mittels
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eines Hydraulikmotors angetriebenen Hubwerke ist eine Art kombinierter, in der Ruhestellung und in einem Notfall wirksamer Bremse vorgesehen. Diese weisen unterschiedliche Konstruktionen auf, stimmen jedoch in der Hehrzahl darin miteinander überein, daß sie ein von einem federbelasteten hydraulischen Zylinder betätigtes Bremsband aufweisen· Gemeinsam ist allen diesen Konstruktionen auch, daß die Bremse automatisch anspricht und den HubVorgang unterbricht, wenn der Druck in dem hydraulischen System des Motors abfällt. Wenn dies der Fall ist, hat die Last das Bestreben, den Motor anzutreiben, so daß er wie eine Pumpe wirkt. Hier» bei werden in dem Motor zwei Leckleitungen gebildet, nämlich eine äußere und eine innere Leckleitungo Die äußere Leckleitung führt von der Abflußleitung des Motors zum Tank, während die innere Leckleitung die Hochdruck- und die Niederdruckseite des Motors miteinander verbindet.
Bei bekannten Bremseinrichtungen dieser Art wird das Druckmedium üblicherweise von der Speiseleitung der Pumpe zu dem Bremszylinder geleitet. Der Öffnungsdruck der Bremse liegt je nach der Größe des Motors bei etwa 10 bis 30 kp/cm o Ein Druck von dieser Größe gewährleistet, daß die Bremse sich löst, ehe der Motor ohne Last anläuft0 Eine Vorrichtung
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dieser Art hat jedoch beträchtliche Nachteile, wenn der Motor mit einer aufgehängten last startet und insbesondere bei langsamem Anheben einer normalen Last, wobei auf der Hochdruckseite des Motors ein Flüssigkeitsdruck in der Größe ron etwa 150 bis 200 kp/cm benötigt wird „ Wenn hierbei das handbetätigte Ventil des Motors in die Hub-Stellung gebracht wird, so hat dies zur Folge, daß die Bremse sich löst, ehe ein Flüssigkeitsdruck der Größe erreicht wird, der ausreichend 1st, um die Last in der Schwebe zu halten bzw. um den Motor für Hub-Operationen anzutreiben. Bei einer nur unbedeutenden Betätigung des Handventüb kann der Zustand eintreten, daß überhaupt kein .ausreichender Druck mehr aufgebaut werden kann. Der Druck ist aber immerhin noch ausreichend, um die Bremse zu lösen, was zur Folge hat, daß die last dauernd absinkt, obwohl der Steuerhebel sich in der Hub-Poaition befindet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung für eine Bremee so auszubilden, daß diese vorgenannten Kachteile vollkommen vermieden werden» Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß mit der Hochdruck= seite des Motors eine Steuereinrichtung verbunden ist, die so angeordnet ist, daß der Zufluß des Druckmediums zu dem
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Bremszylinder in Abhängigkeit von der Größe der Motorlast gesteuert wird, so daß beim Anheben der Last die Bremse sich erst dann löst, wenn der Druck auf der Hochdruckseite dee Motors in wesentlichen der Last das Gleichgewicht hält, wobei Mittel vorgesehen sind, die während des Absenkens der last die Bremse bei einem Druck lösen, der unabhängig von der Größe der Last ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung des Erfindungsgegenstandes umfaßt die Steuereinrichtung für die Bremse einen hydraulischen Druckspeicher, der mit der Hochdruckleitung des Motors über ein von dem Motor weg öffnendes Einwegventil verbunden ist, sowie ein federbelastetes Steuerventil, das in einer zu dem Bremszylinder führenden Hochdruckleitung angeordnet und auf seiner einen Seite mit dem Druckspeicher verbunden ist und von dem in dem Speicher herrschenden Druck entgegen der Rückstellkraft der Feder in eine erste Stellung gebracht wird, in der die Zuleitung zu dem Bremszylinder unterbrochen ist,und auf seiner anderen Seite mit der Motorhochdruckleitung verbunden ist und von dem in dieser Leitung herrschenden Druck in eine zweite Stellung gebracht wird, in der die Leitung zu dem Bremszylinder offen ist.
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Während des Anhebens der Last wird der Speicher zu dem Syetemdruck aufgeladen, der unter Berücksichtigung der je« weiligen Grüße der Last für das Anheben der Last benötigt wird. Wird der Motor dann angehalten, so daß das hydraulische System nicht mehr unter Druck steht und die Bremse wirksam wird, so wird der Druckspeicher in Folge des vor ihm angeordneten Einwegventils den während des Anhebens der Last herrschenden Druck aufrechterhalten und das Steuerventil mit einer diesem Druck entsprechenden Kraft geschlossen halten. Auf diese Weise wirkt der Druckspeicher wie ein Erinnerungsglied, das die Information bezüglich des für das Anheben der Last benötigten Druckes speichert· Wenn die Last weiter angehoben wird, so öffnet das Steuerventil die zum Bremszylinder führende Leitung, wenn der Druck auf der dem Steuerventil gegenüberliegenden, mit der Speiseleitung dee Motors auf der Hochdruckseite verbundenen Seite denjenigen Wert überschreitet, der dem Druck im Druck« speicher^vermindert um den durch die Rückstellkraft der Feder dieses Steuerventile ausgeübten Druck entspricht. Die Bremse wird eich hierbei nur dann lösen, wenn der Druck auf der Hochdruckeeite des Motors genügend groß ist, um der Last das Gleichgewicht zu halten, so daß keine Gefahr besteht, daß die Last zuerst absinkt.
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Sie Kittel, die ein Lösen der Bremse unabhängig von der Größe der Last während des Absenkens der Last verursachen» bestehen vorzugsweise aus einem ^steuerventil, das in der von dem Steuerventil zu dem Bremszylinder führenden Leitung angeordnet ist. Dieses Umsteuerventil stellt eine Verbindung mit der Niederdruckseite des Motors und dem den Druckspeicher und das Einwegventil überbrückenden Ventil her. Dieses Überbrückungsventil ist so angeordnet, daß es von dem Druck auf der Niederdruckseite des Motors gesteuert wird· Während des Absinkene der Last strömt das Druckmedium von der Niederdruckseite des Motors über das Umsteuerventil zum Bremszylinder unabhängig von dem im Druckspeicher herrschenden Druck, der von dem Kurzsohlußventil überbrückt wird« Wenn daher beispielsweise die Last auf dem Boden abgesetzt wurde, so ist der Druckspeicher entladen, da der Motor beim Beginn der näohstitigenden Kubbewegung ohne Last ist.
Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung ist in der Zeichnung in scheaatischer Weise dargestellt und im folgenden erläutert:
Pig· 1 zeigt einen Sohaltplan einer Steuervorrichtung für einen hydraulisch angetriebenen Hubwerksmotor mit
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in herkömralicherweise gesteuerten Bremsen
Fig, 2 zeigt einen Schalt$!&& ent sprechend «iesa in Fig6 1 dargestellten Schaltpl&ü , jedoeii seit der erfin~ dungsgemäöen Steuervorrichtung für di© Bremsen ·
Das in Fig. 1 dargestellte ky&r&ttlieene Spaten weist ein® Pumpe 1 auf, mittels der die Druckflüssigkeit aus einem Behälter 2 zu einem handbetätigten Ventil 5 gefördert wird» Dieses Ventil steht über die Leitung 4 ffiit der Hiederdruekeeite 5 eines hydraulischen Hubwerkmotors 6 und über die Leitung 7 mit der Hoohdruckseite dieses Motors in Verbindung, In die Leitung 7 ist eine Ventileinrichtung 9 eingebaut» die mit der zur Niederdruckseite des Kotors führenden Leitung 4 in Verbindung steht und ^n cüei® in dieser Leitung herrschenden Druck gesteuert wird. In der von dem Ventil 3 au dem Behälter 2 führenden lückflußleitung ist ein Filter eingebaut·
Um zu verhindern, daß der Motor 6 unter der Einwirkung einer an der Winde hängenden Last bei äinkendem Druck wie eine Pumpe wirkt, wenn also beispielsweisey wie in der Zeichnung dargestellt, das handbetätigte 7«m1;il 5 in seiner neutralen
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Stellung steht, ist eine Bremse 11 vorgesehen. Die Bremse, die vorzugsweise aus einem Bremsband . besteht, ist so ausgebildet, daß ede, wenn sie nicht betätigt wird, unter der Einwirkung der Rückstellkraft einer Feder gegen die Welle des Motors oder einer Seiltrommel anliegt und gelöst wird, wenn dem hydraulischen Bremszylinder Druckflüssigkeit zugeführt wird, die der auf die Bremse wirkenden Feder entgegenwirkt. In der Zeichnung ist die Bremse 11 und die Feder als eine Einheit 12 dargestellt, die über die Leitung 13 mit der Pumpe 1 verbunden und über diese mit Druckflüssigkeit beaufschlagt wird.
Wenn sich das handbetätigte Ventil 3 in neutraler Stellung befindet, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, so wird Druckflüssigkeit von dem Behälter 2 zu dem Ventil 3 und von diesem wieder über das Filter 10 zu» Behälter zurück gefördert. Hierbei wird in der Leitung 13 nur ein unbedeutender, praktisch überhaupt kein Druck aufgebaut. Demzufolge ist die Bremse 11 wirksam. Wird das handbetätigte Ventil 3 nach rechts in die Anhebe-Stellung bewegt, so steigt der Druck in der Förderleitung gleichzeitig mit dem Druck in der zum Bremszylinder führenden Leitung 13« Wenn, entsprechend der Größe des Motors, in der Leitung 13 ein Druck von etwa 10
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bis 30 kp/em erreicht wird, so bewirkt der Bremszylinder 12 das Lösen der Bremse 11. Dieser Druck ist jedoch nicht groß genug, um eine aufgehängte Last normaler Größe zu halten, wozu im allgemeinen ein Druck von etwa 150 bis 200 kp/cm benötigt wird. Ehe ein Druck einer solchen Größe auf der Hochdruckseite 8 des Motors erreicht wird, wird der Motor unter der Einwirkung der Last eine Rückwärtsbewegung ausführen und dabei als Pumpe mit einer der inneren und äußeren Leckleitung des Motors entsprechenden Geschwindigkeit wirken.
Bei dem in Fig« 2 dargestellten Beispiel ist die zum Bremszylinder führende Leitung 13 der Fig. 1 durch eine Steuereinrichtung gemäß der Erfindung ersetzt» um auf diese Weise die im Vorstehenden erwähnten Nachteile zu vermeiden· Im übrigen sind die beiden Figuren einander gleich und weisen auch für gleiche Teile dieselben Hinweisziffer auf»
Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung umfaßt einen hydraulischen Druckspeicher H, der über ein Einweg-Ventil 15, das nur in Richtung vom Motor weg öffnet, Kit der Hochdruckeeite 8 des Motors verbunden ist» Der Druckspeicher steht das weiteren mit einen gesteuerten Zweiwege-Ventil 16 in Verbindung,
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so daß der in den Speicher herrschende Druck einen in dem Ventil 16 angeordneten Verschiebekolben beaufschlagt und diesen entgegen der Rückstellkraft einer Feder 17 - in der Fig. 2 nach rechts - bewegt* In der Endstellung dieser Bewegung befindet sich das Ventil 16 in der in der Figur dargestellten Stellung Z. Sie andere Seite des Ventils 16 ist über die Leitung 18 mit der Hochdruckleitung 7 des Motors 6 verbunden> so daß der in der Leitung 1Θ herrschende Druck zusammen mit dem durch die Rückstellkraft der Feder 17 ausgeübten Druck bestrebt ist, den Steuerkolben des Ventils in die Stellung II zu verschieben«
Das Ventil 16 liegt im Zuge einer über die Leitung 18 mit der Hochdruckleitung 7 verbundenen Leitung 19 und einer Über «in Ums teuer ventil 21 mit dem Bremszylinder 12 verbundenen Leitung 20. In der in der Fig· 2 dargestellten Stellung II sind die beiden Leitungen 19 und 20 miteinander verbunden, so daß das Druckmedium ungehindert von der Hochdruckleitung 7 Über das Ventil 16 und das Ventil 21 zu dem Bremszylinder 12 fließen und somit ein Lösen der Bremse 11 bewirken kann. In der Stellung I ist die Verbindung zwiβehe» den beiden Leitungen 19 und 20 durch dad Ventil 16 unterbrochen und die Leitung 20 in Verbindung mit
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dem Behälter 2, so daß der Bremszylinder 12 mit der Abfluß«» leitung verbunden ist und sondt &Ί.-3 Breisse wirksam ist,
Die vorstehenden Erläuterungen betreffen die Hochdruckseite des Motors 6* Auf der !iiederdniökseits verbindet die Leitung 22 über ein ÜjmsteuörTe&til 21 den Bremszylinder 12 mit der zum Motor 6 führenden Ifiederdruekleitung 4« Barüberhinaus ist das Einwegventil Vj im& ier Druckspeicher 14 mittels des Ventils 2 J ülssrbrfic^t s ta die Endladung das Druckspeichers 14 nach dieser Seite hin zu ermöglichen. Das Ventil 23 steht mit der Niederdrucklsitung 4 in Verbindung und wird durch den in dieser Leitung I^ersehenden Druck gesteuert.
Im Folgenden wird die Wirku^igsweiec ü.si? c cf indungsgesnäflen Vorrichtung beschrieben, und sswar ausgehend von dem Zeitpunkt, in welchem das Hubwerk, beispielsweise eine Wind®, eine auf dem Erdboden ruhende Last aufnimmt. Das handgesteuerte Ventil 3 befindet sich in diesem Zeitpunkt in seiner in Fig· 2 dargestellten neutr&ien stellung; die Bremsen sind in Wirkstellung und der Drucke im icher 14 kann als ent« laden angenommen werden« Wenn fiae Ventil 3 in die der Hub-Bewegung entsprechende Stellung gf»l>iäöl1i wurde, bo wirtl
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über die Leitung 7 Druckmittel auf die Hochdruckseite des Motors 6 und gleichzeitig über die Leitungen 18 und 19 zu dem Ventil 16 gefördert. Da der Druckspeicher 14 entladen ist, wird das Ventil 16 so geschaltet, daß die Rückstellkraft der Feder 17 ausreicht, um das Ventil 16 offen zu halten, so daß das Druckmittel über die Leitungen 19 und 20 ungehindert von der Hochdruckseite des Motors 6 zu dem Bremszylinder 12 fließen kann«, Die Bremse 11 löst sich demzufolge schon bei einem verhältnismäßig geringen Druck« Dies ist insofern vorteilhaft, als der Motor zuerst nur mit verhältnismäßig geringem Druck arbeitet, um vor dem Abheben der Last von dem Brdboden etwaige Druckentspannungen zu beseitigen.
Nachdem die Last angehoben wurde, steigt der Druck auf der Hochdruckseite 8 des Motors 6 auf etwa 150 bis 200 kp/cm « Ein entsprechender Druck stellt sich in dem Druckspeicher 14 ein, dessen Druck sich kontinuierlich entsprechend demjenigen einstellt, der notwendig ist, um die Last zu heben. Der entsprechende Druck herrscht auch auf den beiden Seiten des Steuerkolbens des Ventils 16, und zwar auf der einen Seite unter dem Einfluß des Drucks des Druckspeichers 14 und auf der anderen Seite unter dem Einfluß dee in der Leitung 18 herrechenden Drucks, der demjenigen auf der Hochdrucksei*
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te 8 des Motors gleich ist. Auf diese Welse wird das Ventil
16 unter der Einwirkung der Feder 17 in der Stellung II -
in der Offenstellung - gehalten, so daß-die Bremse in gelöstem Zustand verbleibt.
Wird das handbet ätigte Ventil 3 in die neutrale Stellung gebracht, so daß der Motor anhält und die Last frei schwebt» .so beginnt der Druck in der Leitung 18 zu sinken« Der Druck in dem Druckspeicher 14 behält jedoch den Druck, der während des Anhebens der Last geherrscht hat, bei, da über das Einweg-Ventil 15 keine Druckflüssigkeit abfließen kann und so der Druck im Speicher aufrechterhalten wird. Dieser Druck bewirkt nunmehr eine Verschiebung des Steuerkolbens nach rechts, so daß das Ventil 16 die mit I bezeich« nete Stellung einnimmt. In dieser Stellung des Ventils ist die Leitung 19 unterbrochen und die Leitung 20 steht mit dem Druckmittelbehälter in Verbindung. Auf diese Weise fließt die Druckflüssigkeit von dem Bremszylinder 12 ab und die Bremse wird wirksam.
Wenn die schwebende Last von neuem angehoben wird - indem das Ventil 3 in die Stellung für die Anhebe-Bewegung gebracht wird - bleibt die Verbindung zwischen den Leitungen 19 und 20 unterbrochen, so daß der Bremszylinder so lange nicht mit Druckmedium beaufschlagt wird» bis der Druck auf der
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Hochdruckseite des Motors, und demzufolge auoh in der Leistung 18, einen Wert erreicht hat, der demjenigen des Drucks in dem Druckspeicher 14 abzüglich des durch die Rückstellkraft der Feder 17 erzeugten Drucke3 entspricht· Sobald diese Druckschwelle überstiegen wird, öffnet das Ventil 16 die Zuflußleitung zu dem Bremszylinder, wobei die Bremse sich erst dann lust, wenn der Druck genügend groß ist, um die Last in der Schwebe zu halten.
Wenn andererseits die Last abgesenkt werden soll - indem man das Ventil 5 in die in Fig« 2 links eingezeichnete Stellung bringt, - so ist es offensichtlich nicht notwendig, auf der Hochdruckseite einen Druck aufzubauen, ehe die Bremse 11 sich löst. Während des Absenkens der Last wird der Bremszylinder nunmehr über die Leitumg 22 mit Druckflüssigkeit beaufschlagt, da diesa Leitung 22 mit der Hiederdruckleitung 4 des Motors und über das Umsteuerventil 21 mit dem Bremszylinder 12 verbunden ist. Da die Leitung 20 über das Ventil mit dem Behälter ve bunden und somit drucklos ist, wird der kugelförmige VentilkÖrper des Umsteuerve»tile 21 unter der Wirkung des in ä>sr Leitung 22 herrschenden Druoks nach rechts gedrängt und eoaiit, gleichzeitig mit der Absperrung der Leitung 20, eine Verbindung zwischen der
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Leitung 22 und dem Bremszylinder 12 hergestellt. Auf diese Weise wird die Bremse schon bei einem verhältnismäßig niederen Druck gelöst, der unabhängig von der Größe der Last ist.
Wenn die Last abgesenkt wird» wird der Druck auf der Hochdruckseite 8 des Motors durch das 5eg€<nJ ruck-Vent il 9 "bestimmt, das mit der Kiederdruckaeite 5 des Motors verbunden ist ο Dieser Druck hängt nunmehr von der Größe der Last ab. Dies bedeutet, daß auch während des Absenkens der Last der Druckspeicher H auf einem Druck gehalten wird, der unabhängig von der Größe der Last ist* so daß während eines anschließenden Anhebens die Bremse sich nur dann Ib'st, wenn der Druck auf der Hochdruckseite 8 des Motors genügend groß ist, um der Last das Gleichgewicht zu halten« Während des Absenkens der Last ist das Einwegventil 15 mittels des Überbrückungsventils 23 kurz geschlossen, das seinerseits von der Niederdruckseite des Motors gesteuert wird, so daß der Druckspeicher H sich entlädst kann» wenn die Last auf dem Boden abgesetzt wurde, da die Seilwinde die darauffolgende Aufwärtsbewegung ohne Last beginnt. Dies ist jedoch nur der Pail, wenn die Last auf dem Boden abgesetzt wird» Wenn de?· Motor beim Absenken asit frei schwebender Last
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stoppt, so tritt das ein« was schon im Vorstehenden beschrieben wurde, da das Ventil 23 sofort öffnet, wenn der Druck auf der Niederdruckseite 5 des Motors zu fallen beginnt. Auf dieee Weise bleibt der Druck in Druckspeicher H auf den Wert, der erforderlich ist, um die Last in der Schwebe zu halten«
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Claims (1)

  1. A 11 340 «ΠΙ- dm
    25o Januar 1972
    Patentansprüche
    1. Vorrichtung zur Steuerung der Bremse eines hydraulisch angetriebenen Hubwerkes ο«dgl. mit einer beim Stillstand der Seilwinde wirksamen und unter der Einwirkung eines druckbetätigten Hydraulikzylinders sich lösenden Bremse gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (H, 15t 16)» die mit der Hochdruckseite (8) des Motors (6) verbunden und so angeordnet ist, daß der Zufluß des Druckmediums zu dem Bremszylinder (12) in Abhängigkeit ven der Größe der last gesteuert wird, so daß während des Anhebens der Last die Bremse sich erst dann löst, wenn der Druck auf der Hochdruckseite (8) des Motors (6) im wesentlichen der Last das Gleichgewicht hält, w"bei Mittel vorgesehen sind, die während des Ab« Sinkens der Last die Bremse (11) bei einem Druck lösen, der unabhängig von der Größe der Last ist.
    20983W07S6
    A ti 340 - 18
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    2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuereinrichtung für die Bremse einen hydraulischen Druckspeicher (14), der mit der Hochdruckleitung (8) des Motors (6) über ein vom Motor weg öffnendes Einweg-Ventil (15) verbunden ist, und ein federbelastetes Steuerventil (16) umfaßt, das in einer zu dem Bremszylinder (12) führenden Hochdruckleitung (19* 20) angeordnet und auf seiner einen Seite mit dem Druckspeicher (14) verbunden ist und von dem in dem Speicher (14) herrschenden Druck entgegen der Rückstellkraft der Feder (17) in eine erste Stellung (I) gebracht wird, in der die Zuleitung (19f 20) zu dem Bremszylinder (12) unterbrochen ist, und auf seiner anderen Seite mit der Motorhochdruckleitung (7) verbunden ist und von dem in dieser Leitung herrschenden Druck in eine zweite Stellung (II) gebracht wird, in der die Leitung zu dem Bremszylinder (12) offen ist.
    3» Vorrichtung nach Anspruch 2t dadurch gekennzeichnet , daß die das Ventil (16) mit dem Bremszylinder (12) verbindende Druckleitung (20) über ein Uosteuerventil (21) ait der Niederdruckseite (5) dea Motors (6) verbunden ist und daß ein von der
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    Niederdruckseite (5) des Motors gesteuertes Kurzschlußventil (23) das Einwegventil (15) und den Druckspeicher (H) überbrückt.
    209834/0756
    Leerseite
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