DE2254579A1 - Hydraulische kolbenschieberanordnung - Google Patents

Description

Hydraulische Kolbenschieberanordnung

Die Erfindung betrifft eine Kolbenschieberanordnung für umsteuerbare hydraulische Motoren, die iia Schiebergehäuse einen EinlaÖkanal, einen Süakflußkanal» zwei Motoransohlußkanäle und in entsprechenden Bohrungen zwei axial verschiebbare Schieberkolben enthält, die jeweils einem der Motoranschluökanäle zugeordnet sind und deren Verbindungen zum Einlaßkanal und zum EüökfluSfeanal steuern.

Übliche Steuerschieber, welche zum Anschluß der gegenüberliegenden Seiten eines umsteuerbaren hydraulischen. Moters zwei MotoranschluS&anäle aufweisen, verwenden einen einsigen axial verschiebbaren Kolbenschieber₉ welcher selektiv einen der MotoranschluBkanäle mit einem EinlaBkanal und den anderen Motoranschlußftenal mit einem Auslaßlanal verbindet · Abweichend hiervon verwendet die er£indungßg@ma*ße Kolbenschieberanordnung zwei Schiebarkolben, die Jeweils einem der Motoranschlufikanäle zugeordnet sind*

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Die erfindungsgemässe IColbenschieberanordnung arbeitet nach dem sogenannten Prinzip dee unterteilten Sohieberkolbens, wie er im DBF (Patentanmeldung P 17 75 783.4) beschrieben ist. Einer der Hauptvorteile der Kolbenschieberanordnung nach dem genannten Patent liegt darin, dass die Bedienungeperson keine grosaen Betätigungskräfte mehr aufbringen muss, die sqnst bei Schieberkolben von grossem Durchmesser in Hochleistungeventilen erforderlich sind· Dieser Vorteil wird dadurch erreicht, dass die Schieberkolben mit kleinen Yorsteuerventilen arbeiten, in denen die Durohflussraengen nur unbedeutend sind· Für jedes Schieberkolbenpaar, das den Zu- und Abfluss an einem umsteuerbaren Zylinder oder sonstigen Strömungsmittelmotor steuert, benötigt nan aber ein gesondertes Vorsteuerventil,

Aufgabe dieser Erfindung ist die Verbesserung solcher Kolbenschieberanordnungen mit unterteiltem Schieberkolben, derart, dass sich die Schieberkolben ohne Zuhilfenahme besonderer Vorsteuerventile leioht mit ausserordentlich geringer Kraft verschieben lassen.

Diese Aufgabe wird erflndungsgemäss dadurch gelöst, dass an jedem Schieberkolben eine hydraulische Betätignnga-

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vorrichtung vorgesehen ist, die i»ei Verschieben des einen Schieberkolbens in eine Arbeitest ellung mit dem Druck des gespeisten Motcwranschlus^es versorgt wird und den anderen Schieberkolben in eine Belüftungsstellung bewegt, in der dur andern Mi/fcoranschluss mit dem Rüekflusskanal verbunclsn Y,\lrä„ Zu d_©sem Zweck können an den Enden der Sohieberk^lbenbohx'oage» von den die Bohrungen abseblissuenden llodstopfen begrenzte, hydraulische Betätigungöiijrlinder ausgebildet ß\in_f in denen das eine Ende des Sehieberlcolbms ale kolben arbeitet.

Die hydraulischen Batätigungszgriinder sind üb«r kanäle mit ümf anger innen der Sohiebe verbunden, welche über Axialbohrungen der in der Arbeit β etellung rrit dem Druck ua MotoranBchlUBS kanal gespeist werden»

Durch die vorstehenden Maßnahmen laseun eich die "Perti gungskosten ganz erheblich senken, und ©s kann anah. eine elektromagnetische Fernbetätigung- vorgenommen werden_o Eine leichte Betätigung ergibt sich, veil die Schieberkolben sehr kurz sind und w»il axiale Sohub* »lomente ausgeschaltet werden,, die sonst bei beiannten.

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Ventilen daduroh entstehen, dass während der Betätigung das Druckmittel unter hohen Druck an den Kolbenabschnitten vorbeiströmt·

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung 1st für die Kolbenschieberanordnung ein Druckkompensationsventil vorgesehen, welches dafür sorgt, dass das Druckmittel dem gesteuerten Motor alt einer konstanten Geschwindigkeit zuströmt, die festgelegt wird durch die Einstellung des jeweils betätigten ScMeberkolbens. I¹Ur diesen Zweck ist der Ventilkolben des Druckkompensationsventils mittig und achsparallel zwischen den Bohrungen der Schieberkolben in einer Bohrung angeordnet, über die - gesteuert vom Ventilkolben - der von der Druckmittelquelle kommende Druckmittelzufluss einem symmetrisch ausgebildeten Einlasskanal zugeführt wird, der die Bohrungen der Sohleberkolben und des Druckkompensationsventile anschneidet.

In diesem Zusammenhang ist gemäss der vorliegenden Erfindung auch vorgesehen, dass in die Bohrung des Druckkompensationsventils ein weiterer Anschluss einmündet, der das nicht zum gesteuerten Motor weitergeleitete Druckmittel zu einem in Stömungsriohtung nachgestalteten Kolbenschieber weiterleitet.

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Geraäss einer bevorzugten Ansfünriingsiorm der Erfin- . dang ist zwischen den beiden SteuerlcanSlen der Schieber&olhen ein Umschaltventil vorgesehen, welches Je-r weils den unter höherem Druck stehenden Steuerkanal mit einer Kammer des Bruciacompensation^entils, ver-> bindet, die den Tentiilcolben des letzteren im Sinne ^ , einer Brosselung des Durchflusses zum Einlafi&anal der Eo^bensehieber, beaufschlagt· _:, ■ ■,.■;, .-.·■ .

Die erfindungagemässe Kolbenschieberanordnung ist besonders geeignet für ¥entilaggregate_J,.:die aus? einer Mehrzahl von aufeinander gestapelten Kolbenschieber— gehäusen bestehen , die in ihren auf θ inander liegenden Anschlussflächen die Speiae- und Hückflussleitungen miteinander verbinden· ! , . ·

Bei solchen 2;olbenschieberanordnungen lassen sich die Step&kanäle der hydraulischen Betätigungsvorrichtungen als Rinnen in den jtoschlassf lachen ausblldeno ferner bietet sich auch die.MögliQhlceitj das ITmsehaltventil .in,j3.iner Bohröng des ¥entilgehätises unterzubringen» die sich quer durch das Grehäuse von der einen Inschltissflache zur anderen Anschlussflache erstreckt, an ihren ^v Enden mit den Steuericanälen verbunden ist und mittig die Bohrung des Dr-uefcteompensationsventils anschneidet·

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Veitare Einzelheiten und Merkmale der Erf Indung ergeben sich aus der nachfolganden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Aueführungsformen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht sind.

In den Zeichnungen zeigen:

einen Querschnitt durch eine erfindusgogemäße Kolbenechieberanordnung mit unterteiltem Schieberkolben,

Fig. 2 eine der Fig· 1 ähnliche Darstellung, in der sich die Schieberkolben in einer Arbeitsstellung befinden,

Fig. 3 "i^e den Fig. 1 und 2 ähnliche Darstellung, in der die Kolbenechieberanordnung für eln.e Reihenschaltung vorgesehen ist,

Fig. 4 eine Stirnansicht der Kolbenschieberanordnung gemäß Fig. 1 bis 3,

Fig. 5 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie 5-5 der Fig_a 4,

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6 einen Querschnitt gemäß der Scbnittlinie 6-6 der Figo 4 und

Pig. 7 eine der Figo 1 ähnliche sohematischs

Darstellung einer erfindungsgemäßen Kolbenschieberanordnung ohne Verwendung eines Druckkompensationsventils·

Die beispielsweise dargestellte Kolbeneohieberanordnung ist in einem im wesentlichen flachen Gehäuse 10 untergebracht, das einen Abschnitt eines aus mehreren gestapelten Abschnitten bestehenden Kolbenschieberaggregate sein kann. In dem Gehäuse 10 befinden sich zwei Schieberkolben.11 und .12 und der Ventilkolben 15 eines Druckkompensationsventils 14. Die Sohieberkolben sind in Bohrungen 15 axial verschiebbar. Die beiden Bohrungen. 15 liegen in gleichen Abständen beidseitig und parallel zu einer Hittelbohrung 16_V die den Ventilkolben 13 des DruckkompensatlonsTrentils 14 enthalte An den gegenüberliegenden Enden der drei genannten Bohrungen befinden sich Abschlußstopfen, um die Bohrungen zu verschließen. ,

Ein erster Motoranschlußkanal 18 führt, im Gehäuse 10 von der den Schieberkolben 10 enthaltenden Bohrung zum

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einen Anschluß einee umsteuerbaren hydraulischen Motors 20«, Ein zweiter Motoranschlußkanal 19 führt im Gehäuse 10 von der den Scbieberkolben 12 enthaltenden Bohrung zum anderen Anschluß des umsteuerbaren Motors 2Oo Somit steuert jeder der beiden Kolbenschieber einen

Anschluß des Motors 20.

Die Druckmittelversorgung erfolgt über einen Einlaßkanal 22, der alle drei Bohrungen 15 und 16 anschneidet, einen vorderen Speisekanalte11 22, der in Strömungsrichtung vor der Bohrung 16 liegt und einen hinteren Speisekanalteil 24j der in Strömungsriohtung hin-

ter der Mittelbohrung 16 liegt. Der vordere Speisekanalteil 23 mündet an der einen Seite des Gehäuses 10 und der hintere Speisekanalteil 24 an der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses. Somit kann das von der Pumpe kommende Druckmittel normalerweise vom vorderen Speisekanalteil 23 zum hinteren Speisekanalteil 24 gelangen, um eine in Strömungsriohtung nachgesohaltete Kolbenschleiteranordnung für einen weiteren Motor zu versorgenο >

In jedem der Schieberkolben 11,12 befindet sich eine mittige ITmfangsrinne 26,über die der BialeÖkenal 22 mit aem zugehörigen Motorausohluß oder ein Rttckfluß-

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kanal 27 mit dem Motoranschluß verbunden werden kann₀ Die Kolbenschieber sind gegenüber der dax*gestellten -

eutralatellimgnach links in eine Speisestellung ver-" sch iebbar, in der d i© ümfangsrinne 26 d eh zugehörigen Motoransehlüßkanal 18 oder * 19 mit dem Binlaßkanal verbindet* In ähnlicher Weise lassen sich die Schieberkolben gegenüber der ITeutralstellung nach rechts in eine Belüftnngsstellung verschieben, in der die Omfangsrinne 26 den zugehörigen Motoransehlußkanal mit dem Rückflußkanal 2? verbindet» In der Ifeutralstellung der Schieberkolben versperren die beidseitig der Jlinne> 26 liegenden Eolbenabschniti;e die Motoranschlüsse, . sowohl gegenüber dem MalaSkanal als auch gegenüber dem RüekfluSkanal, ■ ,

An jedem Schieberkolben ist eine axiale zylindrische Ausnehmung 28 vorgesehen, die am linken Ende des Schieberkolbens geöffnet ist· Am gegenüberliegenden Ende des" Schieberkolbens ist eine etwas tiefer ausgebildete zylindrische Ausnehmung 29 vorgesehen. Zwischen dem Boden der Ausnehmung 28 und dem benachbarten Sindstopfen 51 befindet sich eine schwache Schraubendruckfeder 3% die den Schieberkolben in ^er ifeuträlstellung hSit» Die Ifeutralsiieliung der Schieberkolben ist def iniertr durch einen: Plansch 52 am Tent^^e^a^igti^özspien 35» welcher

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an dem End stopfen 34 zur Anlage kommen kann, der das rechte Ende der Bohrung 15 versperrt« Das Auöenende des Betätigungssapfens 33 ragt durch eine Axialbohrung des Stopfens 34 hindurch, um eine Betätigung zu ermöglichen. Ein inneres Ende 36 des Betätigungszapfens ragt in die Ausnehmung 29 hinein und i3t In dieser Von einer im wesentlichen starken Schraubendruckfeder 37 umgeben, die sich am Boden der Ausnehmung 29 und an einem Widerlager 38 abstützt, das als Ringbund an dem Zapfen 33 vorgesehen ist. Bin Federring 39 am Außenende der Ausnehmung 29 dient als Anschlag für die Außenseite des Federwiderlagers 38, um zu verhindern, daß der Betätigungezapfen 33 in axialer Richtung aus der Ausnehmung 29 herausgezogen werden kann.

Wenn man auf das Außenende der Betätigungseapfen 33 der Schieberkolben 11,12 einen Druck ausübt, wird dieser über die Feder 37 auf den Sonieberkolben übertragen, so daß sich der letztere in eine Arbeitsstellung bewegt, in der der Motoraaschlußkanal mit den Binlaflkanal 22 verbunden wird· Der 3inlaßkanal 22 durchquert die Bohrung 16 des Ventilkolbens 13 links dee vorderen Speisekanalteils 23, so daß der Ventilkolben 13 prak tisch »wischen dem Einlaßkanal 22 und dem hinteren Speieekanalteil 24 liegt. Solange der Ventilkolben

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des Druckkompensationsventils 14 in einer Stellung stent, in der seine Umfangerinne 40 den Einlaßkanal 22 mit dem vorderen Speisekanalteil 23 verbindet, strömt das Druckmittel vom vorderen Speisekanalteil bei in Arbeitsstellung stehenden Schieberkolben-11»12 zn deren HotbranschlußkanSlen 18,19, Hit einer Feder 41 wird der Ventilkolben 13 in eine Grenzstellung gedrückt» die durch das Aullegen des linken Endes des Ventilkolbens 13 am benachbarten Endstopfen 42 definiert ist* .

Um die Schieberkolben 11,12 in die Belüftungsstellung zu verschieben, sind für jeden Schieberkolben hydraulische Betätigungsvorrichtungen vorgesehen_β Zu diesem Zweck sind die Teile der Bohrung 15* die den Innenseiten der Endetopfen 31 benachbart sind,* als BetätigungBzylinder 44,45 ausgebildet, in denen die linken Enden der Schieberkolben 11,12 als Kolben arbeiten» Die Schieberkolben werden somit in die Belüftungsetellung verschoben_f wenn die ihnen zugeordneten Betätigungszylinder 44»45 über die Steueranschlüsse 46 hzw< 47 einen Druckmittelzufluß erhalten»

Gemäß der Erfindung v/ird jeder Schieberlcolben hydraulisch in die Belttftungs3tellung gebra_o'üt_f wenn der

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andere Schieberkolben dea Paares in die Arbeitsstellung gebracht wird. Wenn also beispielsweise der Schieberkolben 11 aus der Neutralstellung nach links in die Arbeltsstellung der Fig. 2 gebracht wird, gelangt der andere Schieberkolben 12 in die Belüftungsetellung, weil von dem mit dem Schieberkolben 11 versorgten Motoranschlußkanal 18 Druckmittel zum BetatigungszylInder 45 abgezweigt wird.

Um diese Wirkung zu erzielen, ist jeder Sohieberkolben mit einer Axialbohrung 49 versehen, die am einen finde mit einer Querbohrung 5o in Verbindung steht, die zur Umfangerinne 26 führt· Bas andere Ende der Axialbohrung 29 steht mit in axialem Abstand zueinander angeordneten Querbohrungen 51 und $2 in Verbindung, welche in der Nähe der Ausnehmung 28 liegen· Von diesen beiden Querbohrungen 51 oder 52 steht jeweils die eine oder die andere mit einer Erweiterung 53 der Bohrung 15 in Verbindung, wenn der Schieberkolben nach links in eine Arbeitsstellung verschoben ist, in der der zugehörige Hotoransohlußkanal mit dem Einlaßkanal 22 verbunden ist.

Figo 1 und 2 zeigen sohematlsch, wie jeder Sohieberkolben gleichzeitig als Vorsteuerventil arbeitet, das bei

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einer Verschiebung dea Schieberkolben3 in die Arbeitsstellung anspricht und die hydraulische Betätigung des anderen Schieberkolbens bewirkt» damit dieser andere Schieberkolben in die Belüftungsstellung kommtν Zu diesem Zweck ist die Erweiterung 53 der Bohrung 15 des Schieberkolbens 11 Über einen Steuerkanal 55 mit dem Steueranschluß 47 des Betätigungs2ylInders 55 verbundene In entsprechender Weise ist die Erweiterung 55 der Bohrung 15 für den Schieberkolben 12 über einen Steuerkanal 56 mit dem Steueranschluß 46 des Betätigungszylinders 44 verbunden,»

Wenn die Kolbenstange äes umsteuerba:i?en hydraulischen Motors 20 eingefahren rferden soll, daiüekt man den Schieberkolben 11 in die Arbeitsstellung, in der das Druckmittel zum stangenseitigen Ende 3es Zylinders 20 vom vorderen Speisekanalteil 25 Über den Einlaßkanal 22, die Umfangsrinne 26 des Schieberkolbens 11, die Bohrung 15 und den Motoranschlußkanal isS^Sur gleichen Zeit gelangt auch das dem Motoranschiu&ksnal 18 zugeführte Druckmittel Über"die Querbohrung 50 des Schieberkolbens 11, die Axialbohrung 49 und die Querbohrung 51 oder 52 zur Erweiterung 53 der den ftchieberkolben 11 enthaltenden Bohrung 15, so daß es fiber die Steuerleitung 55 den BetätiguftgBgylinäer 45 3ee Sehieber-

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kolbens 12 erreichen kann«. Durch den Brack im Zylinder 45 wird der Schieherkolben 12 in die BeIUftungsetellung gebracht, in der das am kopfseitlgen Bade.des Zylinders 20 abgegebene Druckmittel über die %af anger inne 26 des Schieberkolbens 12 und dessen zugehörige Gehäusebohrung 15 zum Rückflußkanal 27 strömen kann.

In ähnlicher Weise wird der Schieberkolben 11 hydraulisch in die Belüftungsstellung gebracht durch eine Druckbeaufschlagung des Betätigungssylinders 44, wenn man den Schieberkolben 12 in eine Arbeltsstellung bringt, in der die Kolbenstange des Zylinders 20 ausgefahren wird β

Jeder Motoranschlußkanal 18,19 empfängt das Druckmittel aus dem EinlaSkanal 22 in der Arbeitsetellung des zugehörigen Schieberkolbenβ über ein« Öffnung, deren Größe und deren Drosseleffekt davon abhängt, wie weit man den Schieberkolben aus der Heutralatellung entfernt· Beispielsweise kann diese Durchfluflöffnung eine maximale Grude und somit eine minimale Droeselwirkung für den Druckmittelzufluß sum Motoranschlußkanal haben, wenn der zugehörige Sohleberkolben über einen vollen Arbeitehub betätigt 1st, in der der Sohieberkolben am Endstopfen 31 der Bohrung «ur Anlage kommt. Diese

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Durchflußöffnung wird kleiner und verursacht eine größere Drosselung des Zuflusses zum Hotoransohlußkanal, wenn der zugehörige Schieber&olben nicht voll» -ständig verschoben 1st und es zu einer Dosierung des Zuflusses kommtο

Im vorliegenden Falle erleichtern Drosselkerben 58 an den Enden der Sehieberkolbenabschnitte links der Umfangerinne 26 die Dosierung des Druckmittelzuflusses zu den Hotoranschlußkänälen· Diese Drosselkerben ermöglichen eine Einstellung einer Vielzahl von Dosierstellungen, die zwischen der Keutralstellung und der vollständig geöffneten Stellung,cLhoder maximalen Arbeitsstellung liegen.

Wenn das Druckmittel vom Einlaßkanal zum einen oder anderen Motoranschlußkanal strömt, entsteht an den durch die Drosselkerben definierten öffnungen ein Druckabfall. Dieser Druckabfall bzw. diese Druckdifferenz erfaßt der Ventilkolben 13 des Druckkompensationsventils 14· welches den Zufluß zum Einlaßkanal 22 in Abhängigkeit von den Schwankungen der Druckdifferenz regelt·

Zu diesem Zweck beaufschlagt das Druckmittel, im Einlaß«

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kanal 22 das linke Ende dee Ventilkolbens 13» Der jeweils höhere Druck der Motoranschlußkanäle beaufschlagt in ähnlicher Weise das rechte Ende des Ventilkolbene 13.

Das linke Ende des Ventilkolbens 13 arbeitet in einer Druckkammer 60, die von dem vor dem Endstopfen 42 liegenden !Peil der Bohrung 16 gebildet wird. Das andere Ende der Bohrung 16, welches mit dem Endstopfen 34* ▼erschlossen ist, bildet eine Druckkammer 61 für das rechte Ende des Ventilkolbens 13.

Die Druckkammer 60 steht ständig unter dea Druck des Druckmittels im EinlaSkanal 22. Hierau dient eine Axialbohrung 63» welche in die Kammer 60 einmündet· Das andere Ende der Axialbohrung 63 mündet über einen radialen Abzweig 64 des dort vorgesehenen Schieberkolbenabschnittes links der Umfangerinne 40· Die räumliche Anordnung ist dabei so getroffen, daß der radiale Abzweig 64 in sämtlichen Stellungen des Ventilkolbens 13 eine Verbindung zum EinlaBkanal 22 herstellt·

Eine zweite Axialbohrung 65 des Ventilkolbene 13 mündet am einen Ende in die Druckkammer 61, die das andere Ende des Ventilkolbens 13 beaufschlagt. Das gegenüberliegende Ende der Axialbohrung¹ 65 mündet über einen

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radialen Abzweig 66 in eine flache Bfofangariime 67. des Yentilkolhens 13 zwischen der ISafangariiiiie 40 und dem linken Ende des ¥entilkalbens«> Bie lliafangsrinne 67 steht Kit einer Erweiterung 68 der Bohrimg 16 bei sämtlichen Einstellungen des ¥entilkolbens t? in Terbiadung.

Bie BobruDgserweitertiiig 58 ist in dem dargestellten Beispiel über einen Stettörlcanal 69 Mit dem mittleren Anschluß 70 eines Umsebaltventils 7f verbunden» Bie Äußenansöhltlsse 72 trad 73 des tTjascaaltventiles 7t führen ZVL den vorstehend beschriebenen Steuerkanälen 55 und 56 der beiden Schieberkolben 11 nnä f2₀ Bie Aufgabe des Uiaschalt^entils 7t liegt darin» das die Feder eathaltende Ende des Ventilkolbens 13 einem acuok ausausetzen, der Jeweils in dem MotoranecbluQkatial vorhan- ■ den ist, der mit dem Einlaßkanal 22 verbunden fet und somit den höheren Druck hat·

Gemäß der vorliegenden Erfindung können Seile der vorerwähnten Steuerkanäle als Rinnen ic dem gegenüberliegenden Anschluöf lachen der Ventilgehäuse angeordnet werden» bo daß sieh der Aufwand an Bohrungearbeit für die Herstellung dieser Kanäle vermindert.

Sq können beiapielsweiae die gegenüberliegenden sauber

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bearbeiteten Anochlußfläcben S1 und S2 dee Gehäuses innerhalb einer IMfangsrinne 76 für den O-Rlng, der für die Abdichtung zwischen den einzelnen öehäuseteilen sorgt, mit identischen Hinnen 75 verseilen werden. Ober eine erhebliche Weglänge verlaufen die Rinnen 75 konzentrisch ssu der den O~Ring aufnehmenden Rinne. Bas eine Sude der Sinne 75 führt au einem nach innen abgeknickten Arm 77» welcher eine Bohrung 78 anschneidet, die in das GehSuee von der Oberfläche St senkrecht eingebohrt ist. Sie Bohrung 78 mündet in die Erweiterung der den Schieberkolben 11 enthaltenden Bohrung 15.

Das andere Ende der Rinne 75 in der einen GehäuseanachluBfläche schneidet die Steuereneohlußbohrung 47, welche die Verbindung von der Oberfläche S1 sun Beta> tigungesylinder 45 des Schieberkolbeua 12 herstellt. Auf diese Weise bilden die fiinnenteile 55 und 77 in der einen AnschluSflMobe des Gehäuses zusammen »it den Bohrungen 47 und 78 den Steuerkanal 55, der in den Fig. und 2 nur scfaematisoh dargestellt ist.

Hinter der Schnittstelle alt der Bohrung 47 weist die Rinne 75 einen Ars 79 »uf _f der von der O-Ringrinne 76 nach innen führt und in einen weiteren Jn 80 übergeht, der kurs vor dem swror erwähnten Rinnenarm 77 endet.

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Der Arm 80 endet an der Auemündung einer Bohrung 81, welche quer durch das Gehäuse von der einen Oberfläche S1 zur anderen Oberfläche S2 führt«, In dieser Bohrung 81 "befindet sich das "Umschaltventil 71 ο Der Übergang der Bohrung 81 zum Rinnenarm 80 in der Oherf lache S1 des Gehäuses ist der eine Außenanschluß des in Figo und 2 schematisch dargestellten Umsehaltventils_o Der andere Außenansehluß 73 des Umschaltventils 71 ist die Obergangsstelle zwischen dem gegenüberliegenden Ende der Bohrung 81 und dem Ende des Armes 80 der Kinne 75 in der gegenüberliegenden Gehäuseanschlußfläche S2«, Mittig zwischen den Enden steht die Bohrung 81 mit der Erweiterung 68 der Bohrung 16 in Verbindung, die den Ventilkolben 13 aufnimmt« Auf diese Weise ist auch der mittlere Anschluß 70 des Umschaltventils geschaffene

Ton der gegenüberliegenden Anschlußfläche SZ des .Gehäuses 1st eine erste Bohrung 83 eingebohrt, die zur Erweiterung 53 der den Sehieberkolben 12 enthaltenden Bohrung 15 führt· Diese Bohrung mündet in die Rinne 75 der Gehäuseoberfläche S2 an einer Stelle aus, an der die beiden Rinnenarme 79 und 80 zusammenstoßen» Der Steueranschluß 46 des Betätigungszylinders 44 für den Schieberkolben 11 wird von einer Bohrung gebildet ₉ die in die Rinne 75 in der Gehäuseoberfläche S2 in der Nähe

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der tibergangBstelle ssma Rinnenarm 77 ausmündet« Auf diese Weise bilden die Rinnenteile 75 und 79 der Gehäuseoberfläche S2 zusammen mit den Bohrungen 46 und die Steuerleitung 56, die in den Pig. 1 und 2 nur sohe-Eiatiöch angedeutet ist.

Wegen der Rinnen 75 liegt zwischen den einzelnen KoI-benschiebergehäueen eines Stapele jeweils eine dünne flache Platte 85 zwisohen ihnen, die in 3?ig. 5 und 6 erkennbar ist„ Diese Platte 85 trennt die Rinnen eines jeden Kolbenschieberabsehnittes von denen des benachbarten Kolbenschieberabachnittes im Stapel ₀ Biese PX»vfc~ ten 85 liegen flach an den O-Ringen der Rinnen 76 au und sorgen für eine Abdichtung der G-ehäuse dee Stapele *

Bei der Abdichtung avischen den einzelnen Gehäuseabschnltten bedient man sich der Lehren des ΠΒΡ 1 149 583, deho sauber bearbeitete Paßflächen an den gegenüberliegenden Seiten der Gehäuse sorgen für eine Abdichtung aller Hochdruckkanäle gegenüber den Trennplatten 85, während alle anderen Bereiche, die innerhalb der Rinne 76 und dessen O-Ring liegen auf Sammelbehälterdruck gehalten werdenο Zu diesem Zweck sind sämtliche Gehäuse der einzelnen Kolbenschieberabschnitte de» Stapels mit einer Bohrung 87 vorsehen, welche eine Verbindung num

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Sammelbehälter herstellt und dafür sorgt, daß die die Druckkanäle umgebenden Bereiche auf Sananelbehält erdrück bleiben,,

Zwei weitere Bohrungen 88 und 89 führen von den Ansehlußflachen det? Gehäuses innerhalb des iTiederdm ckböreiches au den Bohrungen 15» sodaß . eine "Verbindung au den "ömfangsrinuen 90 an den linken Enden dc-53? Schiebex*kolben 11 bi5v;₀ 12 hergsßtellt wifecU Diese U&fangsrinnen 90 dienen zur Belüftung der Bohrungs· erwsiterungen 53 der Bohrung 15, wenn sich die Schieberkolben in der Ueutralstellung befinden _β Somit kann das Druckmittel aus den hydraulischen BetätigungBaylindem 44 oder 45 über den Steuerkanal 56 oder 55 zur einen oder anderen Belüftungsbohrung 88 oder 89 abge«" geben werden, wenn irgendeiner der Schieberkolben in Richtung auf eine Arbeitsstellung verschöben wird» Bö« reifes nach einer geringen Bewegung der Schieherkolben in die Arbeitsstellung verbindet die Umfangsrinne 90 den zugehörigen hydraulischen Betätigungszylinder mit der Belüftungsbohrung 88 oder 89? die zu der Bohrung führt, die den betätigten Kolbenschieber enthält» Auf diese Weise entsteht ein unmittelbarer Abflußpfad für das vom Betätigungszylinder abgegebene Druckmittel*

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Die Arbeitsweise der Kolbenschieberanordnung durfte sich aus dem vorstehend beschriebenen Aufbau ergebene Es oolite ;jedoch noch erwähnt werden» da0 der Koiapenflotionsventilkolben 13 sowohl 3inen konventionellen Betrieb als auch einen Re ihen-JParallelbe trieb ermöglicht_o Diese Möglichkeiten ergeben eich dadurch, daß der rechts der tJmfangsrinne 40 liegende Kolbenabschnltt 91 die Möglichkeit gibt, die Verbindung zwischen dem vorderen und dem hinteren Speisekanalteil 23 waä 24 abaiioperren, wenn der Druck in dem versorgten Motoransehlußkonal auf einen hohen Wert ansteigt und die Motorbelastung einen relativ großen Druckmittelbedarf fordert.

Wenn, v/ie Fig. 2 aeigt, der eine oder andere Schieberkolben eine dosierte Druckrait beimenge vom i-inlaßkanal zum Motoranschlußkanal durchläßt, stellt sich der Druokkompenoakionsventilkolben 13 so ein, daß dessen ümfangerinne 40 einen Xeil des Druckmittels vom vorderen Speisekanalteil 23 im Nebenschluß zum Einlaßkanal 22 zürn hinteren Speisekanalteil 24 durchlädt.

Sollte die Belastung des gesteuerten Arbeitazylinders 20 schwanken, verstellt sich der Ventilkolben 1? in solcher Richtung, daß die gewünschte Druckdifferenz zwischen dem Einlaßkanal 22 und dem jeweils angeschlossenen

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Motoranschlußkanal v/ieder hergestellt wirö.» Beispielsweise wird der Ventilkolbett 13 nach !Links" verschoben* um den Zufluß aus dem Einlaßkanal su vergrößern; wenn der Druck* im Motoransehlußkanal größer wird* Eine Ter- \ Schiebung nach rechts zur Verminderung des Zuflusses aus dem Einlaßkanal ergibt sichj v/enu der Druck im an* geschlossenen Motoranschlußkanal geringer wircL

Die vorstehend beschriebene Ausbildung gibt die Möglichkeit j in besondere einfacher Weise, an den Schieberkolben verstellbare Anschläge 92 vorzusehen,, Der Anschlag 92 für den Sohieberkolben ϊ1 ist in den Endstopfen , der das linke Ende der Bohrung verschließt«, eingeschraubt« Das innere Ende der Anochlagschraube ragt i.n die Ausnehmung 28 hinein und kann dort mit der Boöeufläehe dor Ausnehmung zu&axa&en den Hub dee Schieberkolbens begrenzen* Bei der dargestellten Einstellung des Anschlage© 92 läßt sich der Schieberkolben 11 Über den vollen Hub bewegen^ ohne daß ea zu einem Anschlag konantt Wenn man jedoch den Anschlag 92 weiter in den Endstopfen 31 hineinschraubt _t vermindert sich der'mögliche Hub des Schieberkolbens 11 in Arbeitsrichtung je nach dem Weg um den die Auschlagßchraube hineingeschraubt worden ist* Hierdurch ergibt Bich die Möglichkeit eine Dosieretellung für den Schieberkolben feetaulegen, die jedesmal- darm

BAD ORlGMAi- _r

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erreicht wird, wenn man den Motorenschlußkanal mit dem Einlaßkanal 22 in Verbindung bringt.

Ein weiteres Merkmol der Kolbenschieberanordnung der Erfindung ist die Anordnung eines Überdruckventils 64» das auf den !Druck in der Kammer 61 am federseitigen Ende des Ventilkolbens 13 anspricht .Auf diese Weise kann ein Reihenbetrieb einer Mehrzahl von Hydraulikzylindern ermöglicht werden. Zum überdruckventil 94 gehört ein Ventilkörper 95_r der mit einer Feder 96 gegen einen Ventilsitz gedrückt wird und in der Sitestellung einen Belüftiingskanal 97 der Druckkammer 61 versperrt« Eine in den Endstopfen 34* eingedrehte Schraube 96 gibt die Möglichkeit, die Kraft der Druckfeder 96 zu verändern, mit der der Ventilkörper 95 im Sitz gehalten wird.

Bei normalem Betrieb der gesteuerten Arbeitezylinder wird der Ventilkörper 95 von seiner Feder 96 in der Schließstellung gehalten. Zu einer öffnung des Ventiles kommt es jedoch, wenn der Druck in irgendeinem der Motoranschlußkanäle auf einen anormalen hohen Wert ansteigt· Solch ein anormaler hoher Druck entsteht beispielsweise, wenn die Kolbenstange im Arbeitszylinder 20 das Ende des Vorwärts- oder Rüokwärtshubes erreichte In einem solchen Falle kann der Druck plötzlich auf einen

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anormalem hohen Wert ansteigen, der dann auch In der Kammmer 61 des Druckkompensationsventils auftritt. Auf diese Weise wird der Ventilkörper 95 aus seinem Sitz gedrückt, so daß die Kammer 61 belüftet wird und der Ventilkolhen 13 durch den Druck in der.Kammer 60 am gegenüberliegenden Ende nach rechts, verschoben wird»

Bei der dargestellten Reihen^Parallel-»AusfÜhrungsform der Kolbenschieberanordnung kann der Ventilkörpsr 13 in eine volle Durebflußatellung kommen, wenn einer der Schieberkolben in die volle Arbeitsstellung verschoben worden ist, so daß kein !Druckmittel im Nebenschluß zum hinteren Speisekanalteil 24 gelangt» Wenn unter solchen Bedingungen die Kolbenstange des Arbeitszylinders 20 das Ende des Hubes erreicht» ergibt sich durch den plötzlichen Druckanstieg im Zylinder eine Öffnung dee Überdruckventil β 94, so daß am Ventilkörper 95 vorbei die Druckkammer 61 belüftet wird· Hierdurch wird nun der Ventilkolben 13 nach rechts verschoben, so daß das Druckmittel vom vorderen Speisekanalteil 23 zum hinteren Speisekanalteil 24 strömen kann. Von diesem hinteren Speisekanalteil 24 kann das Druckmittel dann den vorderen Speisekanalteil eines in Strdmungsrichtung nachgestalteten Kolbenschiebers erreichen, um dort in Reihenschaltung den dort vorgesehenen Arbeitszylinder

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zu versorgen.

Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, die für eine Reihenschaltung vorgesehen ist* Wie Pig. 3 zeigt, hat der hintere Speisekanalteil 24" im Gehäuse gegenüberliegende Erweiterungen 100,101, welche die Bohrungen 15 beider Sohieberkolben 11 und 12 anschneiden» Diese Erweiterungen sind von den Rückflußkanälen 27' getrennt und münden in die Bohrungen 15 jeweils zwischen Motoranschlußkanal 18,19 und Rttekfluflkanal 27^f ein.

Wenn irgendeiner der Schieberkolben 11,12 rechte der Neutralstellung in der Belüftungsetellung steht, verbindet die mittlere Umfangerinne 26 des Schieberkollben β den zugehörigen Motoranschlußkanal mit dem hinteren Speieekanalteil 24· über die eine oder andere Erweiterung 100 bzw. 101. Auf diese Weise kann das Druokmittel, das von einem ersten Arbeitszylinder abgegeben wird, für die Betätigung eines zweiten Arbeitszylinder verwendet werden, der von einem Kolbenschieber gesteuert wird, der sich in einem in Strömungsrichtung nachfolgenden Abschnitt befindet.

Bei der Reihenschaltungsanordnung gemäß ?ig. 3 verbinden

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» 27 -

die Schieberkolben niemals die Motoransclilußkanäle mit den Rückflußkanälen 27% wie beim Reihen-Parallel- ' Kolbenschieber der erstbeschriebenen Ausführungsform der Erfindung,, Bs können jedoch einer oder "beide der Rtickflußkanäle 27 oder 27^f mit dem zugeordneten Motoranschlußkanal über ein kombiniertes Überdruck- und Hohlsögverhinderungßventil 102 verbunden werden* wie es in dem kanadischen Patent 673 731 beschrieben ist»

Die StGuersehieberänordmAng gemäß Pig_e 7 ist der der Pig. 1 ähnlich, mir daß in diesem Pelle kein Druckkompensationsventil vorgesehen ist» Diese Kolbenschieberanordnung kann immer dann verwendet werden_f -wenn es nicht auf genau dosierte DruckmittelVersorgungen und auf eine genaue Geschwindigkeitssteue3?ung ankommt.

Auch hier wird jeder der Sehieberkolben 11 oder 12 auf hydraulischem Wege automatisch in die Belüftungsstellung gebracht _f wenn man (ken anderen Sohieberkolben in die Arbeitsstellung bringt. Zu diesem Zweck wird jede hydraulische Betätigungsvorrichtung 44₉45 der beiden Sehieberkolben wie zuvor mit Druckmittel aus der Bohrungserweiterung 53 des anderen Schieberkolbens versorgt, wenn dieser letztere in die Arbeitsstellung verschoben wirdο Die Steuerkanäle 55* und 56* _f die sehe-

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matisch in Pig. 7 angedeutet sind, sorgen für die Jeweilige Versorgung der hydraulischen Betätigungsvorrichtungen 44 und 45.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird jedoch ein Entlastungsventil 105 verwendet, um das von der Pumpe kommende Druckmittel aus dem Einlaßkanal 22 abzuführen und im Nebenschluß dem Sammelbehälter zuzuleiten, wenn sioh beide Schieberkolben in der Neutralstellung befinden. Das Entlastungsventil ist konventionell ausgebildet und v/eist eine Druckkammer auf, die bei einer Belüftung über einen Kanal 106 das Entlastungsventil öffnet und das von der Pumpe kommende Druckmittel zum Sammelbehälter zurückleitet. Der Kanal 106 führt der Reihe nach durch die Bohrungen 15 beider Kolbenschieber. Wenn man einen beliebigen Schieberkolben in eine Arbeitsstellung bringt, wird der BeIUftungskanal abgesperrt und es kommt in üblicher Weise zu einem Schließen des Entlastungeventile.

Es ist offensichtlich , daß, obwohl vorstehend nur Reihenschaltungen und Reihen-Parallel-Sohaltungen beschrieben worden sind, die erfindungsgemäße Kolbenschieber anordnung sioh auoh leicht auf Parallelbetrieb umstellen läßt. In diesem Falle, wird ein Kompensations-

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ventilkolben benötigt, dessen TJmfangsrinne 40 lang genug ist, um ständig eine Verbindung zwischen den vorderen und hinteren Speisekanalteilen des Ventilgehäuses hersus teilen ■«

Aus der vorstehenden Beschreibung erkannt der- Fachmann, daß die Erfindung eine "besonders einfache Ausführungs*· f arm eines KoXbönschiebers mit unterteiltem Schieber-* kolben offenbart, des? trotz allem alle zu erfüllenden Bedingungen befriedigt, Pur den Fachmann ist es auch offensichtlich, daß eich die Erfindung im Rahmen der nachfolgenden Ansprüche modifizieren und abwandeln läßt,

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Claims (1)

1. Ansprüche

   J 1«J Kolbenschieberanordnung für umsteuerbare hydraulische Motoren, die im Schiebergehäuse einen Elnlafikanal, einen RUckflußkanal, zwei MotoranschlußkanSle und In entsprechenden Bohrungen zwei axial verschiebbare Schieberkolben enthält, die Jeweils einen der Motor» anschlußkanäle zugeordnet sind und deren Verbindungen zum Einlaßkanal und zum RUckflußkanal steuern, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Schieberkolben (11, 12) eine hydraulische Betätigungsvorrichtung (44, 45) vorgesehen ist, die bei Verschieben des einen Schieberkolbens (12, 11) in eine Arbeitsstellung mit dem Druck des gespeisten Motoranschlusses (18, 19) versorgt wird und den anderen Schieberkolben (11, 12) In eine Belüftungsstellung bewegt, in der der andere Motoranschluß (19, 18) mit dem RUckfluflkanal (27) verbunden wird.

   2· Kolbenschieberanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden der Schieberkolbenbohrungen (15) von den die Bohrungen (13) abschliessenden Sndstopfen (31) begrenzte hydraulische Betätigungszyllnder (44, 45) ausgebildet sind, In denen des eine Ende des Schieberkolbens (11, 12) als Betfitigungskolben arbeitet.

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   3. Kolbenschieberanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daB die hydraulischen Betätigungszylinder (44, 45) über Steuerkanäle (55, 5.6) mit Umfangsrinnen (53) der Schieberkolbenbohrungen (15) verbunden sind, welche über Axialbohrungen (48-52) der Schieberkolben (11,12) .in der Arbeitsstellung mit dem Druck im Motoranßchlußkanal (18, 19) gespeist worden.

   4. Kolbenschieberanordnung nach Anspruch 1 Mb 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberkolben (11, 12) mit zwei Zentrierfedern (30,37) in der Neutralßtellung gehalten werden, von denen die in Richtung Arbeitsstellung wirkende Feder (37) stark und die In Richtung Belüftungsstellung wirkende Feder (30) wesentlich schwächer ausgebildet ist.

   3» Kolbenschieberanordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberkolben (11, 12) mit axial aus der Schiebergehäusdbphrung (15) vorragenden, axial verschi©blichen Betätigungshandhaben (33) versehen sind, die allein im Sinne einer Betätigung in Richtung Arbeitsstellung mit den Schieberkolben gekuppelt sind.

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   6. Kolbenschieberanordnung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungshandhaben (33) kraftschlüssig über die in Richtung Arbeitsstellung wirkende Zentrierfeder (37) mit dem Schieberkolben (11, 12) verbunden ist.

   7. Kolbenschieberanordnung nach Anspruch 1 bis 6,

   mit einem vorgeschalteten Druckkompensationsvontil, welches in Abhängigkeit von dem Druckabfall^lan der vom Kolbenschieber definierten Durchflußöffnung zwischen Einlaßkanal und Motoranschlußkanal den Durchfluß entsprechend einer Konstanthaltung des Durckabfalles zwischen Einlaßkanal und Motoranschlußkanal verändert, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (13) des Druckkompensationsventils

   (14) mittig und achsparallel zwischen den Bohrungen

   (15) der Schieberkolben (11, 12) in einer Bohrung

   (16) angeordnet ist, über die - gesteuert vom Ventilkolben (13) - der von der Druckmittelquelle kommende Druckmittel2ufluß einem symmetrisch ausgebildeten Einlaßkanal (22) zugeführt wird, der die Bohrungen (15, 16) der Schieberkolben (11, 12) und des Druckkompensationsventils (14) anschneidet.

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   8. Kolbenschieberanordnung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß in die Bohrung (16) des Druckkoapensationsventils (14) ein weiterer Anschluß (24) einmündet, der das nicht zum gesteuerten Motor (20) weitergeleitete Druckmittel zu einem in Strömungsrichtung nachgestalteten Kolbenschieber weiterleitet.

   9» Kolbenschieberanordnung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Steuerkanälen (55, 56) der Schieberkolben (11, 12) ein Umschaltventil (71) vorgesehen ist, -welches jeweils den unter höherem Brück stehenden Steuerkanal (55, 56) mit einer Kammer (68) des Druckkompensationsventils (14) verbindet, die den Ventilkolben (13) ' dee letzteren ist Sinne einer Drosselung des Durchflusses zum Einlaßkanal (22) der Kolbenschieber (11, "12) beaufschlagte

   10. Kolbenschieberanordnung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckkompensationsventil (14) über eine Axialbohrung des Ventilkolbens (13) eine Verbindung zwischen der dem Motoranechlußdruck ausgesetzten Ventilkammer (68) und einem in der Bohrung (16) des Druckkompeneationsventils (14) angeordneten Überdruckventil (94) herstellt, dessen Ausgang mit dem Sammelbehälter verbunden ist.

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   11. Kolbenschieberanordnung nach Anspruch 1 bis 10 mit einer Mehrzahl von aufeinendergestapelten Kolbenschiebergehäusen, die in ihren aufeinanderliegender! Anschlußflächen die Speise- und Rückflußleitungen miteinander verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkanäle (55, 56) der hydraulischen Betätigungsvorrichtungen (44,45) als Rinnen (75,77,79,80) in den AnschluBflachen (S1, S2) ausgebildet sind.

   12. Kolbenschieberanordnung nach Anspruch 9 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (71) in einer Bohrung (81) des Venttlgehäuses untergebracht ist, die sich quer durch das Gehäuse (10) von der einen Anschlußfläche (S1) zur anderen Anschlußfläche (S2) erstreckt, an ihren Enden mit den Steuerkanälen (55, 56) verbunden ist und mittig die Bohrung (16) des Druckkompensationsventils (14) anschneidet.

   13· Kolbenschieberanordnung nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Anschlußflachen (S1, S2) benachbarter Kolbenschiebergehäuse (10) eine Trennplatte (85) angeordnet ist, die die als Rinnen ausgebildeten Steuerkanäle (55, 56) benachbarten Kolbenschiebergehäuse (10) voneinander trennt.

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