DE3112685A1 - Mischer - Google Patents

Description

PATENTAKWALT-DfPC-ING.-DR. MANFRED RAU

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Nürnberg, 3o.o3.19-81 . ^; R/St ■ j

Werner"& Pfleiderer, Theodorstraße 1o, 7ooo Stuttgart

Mischer

Die Erfindung betrifft einen Mischer nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein derartiger aus der DE-PS 572 715 bekannter Mischer .ist- zweiwellig ausgeführt, wobei der Antrieb zentral in ein Vorgelege-Getriebe geführt ist, in dem dann die Verteilung auf die gegenläufig angetriebenen Mischwellen erfolgt. Der Mischtrog ist um eine Längsachse schwenkbar, die mit der Längsachse der in das Vorgelege-Getriebe hineinführenden Hauptantriebswelle fluchtet. In' der normalen Betriebsstellung wird der Mischtrog mittels einer Bremse in seiner Ruhelage gehalten. Wird die Bremse gelöst, so wird der Mischbehälter um seine Längsachse aus der Ruhelage herausgeschwenkt. Dieser .Effekt tritt dadurch ein, daß durch die Reibung zwischen den Misch- und Knet-Schaufeln und der Innenwand des Mischtroges beim Mischbetrieb ein Reaktionsmoment auftritt, durch das der Mischtrog verschwenkt wird. Um den. Mischtrog aus der verschwenkten Entleerungs-Stellung wieder in seine normale Betriebsstellung hochzuschwenken, ist ein zusätzliches Reibrad-Getriebe vorgesehen, das eingekuppelt wird und hierdurch den Mischtrog wieder hochschwenkt. Diese bekannte Ausgestaltung ist zum einen sehr aufwendig und läßt eine Beeinflussung der Schwenkgeschwindigkeit nicht, zu. ' IV« weiteren ist ein Betrieb bei geneigtem Mischtrog nicht vorgesehen.

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Aus der DE-PS 976 415 ist es weiterhin bekannt, einen ebenfalls chargenweise betreibbaren Mischer mit einem zur Entleerung verschwenkbaren Mischtrog zu versehen, wobei die Verschwenkbewegungen mittels eines exzentrisch zur Schwenkachse angeordneten, mit Druckmedium beaufschlagbaren Kolben-Zylinder-Antriebs vorgenommen wird. Hler ist ein gesonderter Antrieb vorgesehen, was als nachteilig anzusehen ist. Außerdem sind große Schwenkwinkel mit derartigen Antrieben nur schwer realisierbar.

Der Erfindung liegt daher die .Aufgabe zugrunde, einen Mischer der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß bei geringem konstruktivem Aufwand eine genau kontrollierbare Verschwenkung des Mischtroges möglich ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Mischer der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Dadurch daß zwischen Mischwolle und Mischtrog eine schaltbare Kupplung vorgesehen ist, kann der Mischtrog direkt - entweder durch Formschluß oder Kraftschluß - starr mit dem Mischtrog gekuppelt werden. Die Verschwenkbewegung wird also ausschließlich vom Antriebs-Motor her beeinflußt und nicht über beim Mischbetrieb auftretende Reaktionsmomente. Dadurch daß der Antriebs-Motor als mindestens ein reversibler Hydraulik-Motor ausgebildet ist und daß eine fördermengenregelbare Druckmittel-Pumpe eingesetzt wird, kann eine sehr fein gesteuerte langsame Verschwenkbewegung durchgeführt werden. Derartige fördermengenregelbare Pumpen seien es Axial-Kolbenpumpen oder Radial-Kolbenpumpen, fördern ja bekanntlich auch bei einer Fördermengeneinstellung auf Null einen sehr geringen Kriechstrom, der dazu eingesetzt werden kann, dem mit der Mischwelle gekoppelten Mischtrog eine ümdrehungsgeschwin-

digkeit 1 UpM zu erteilen. Durch die Möglichkeit der jndexierbaren Feststellung des Mischtroqos kann dieser auch in aus der Ruhelage herausgeschwenkten Betriebsstellungen festgehalten und betrieben werden. Dies ist insbesondere dann von Interesse, wenn dem Mischtrog eine größere Zahl von Zuschlagstoffen zugeführt werden soll, die über Dosiervorrichtungen von oben zugeführt werden, deren Auslaßöffnungen nicht sämtlich über der in der Ruhelage befindlichen Beschickungs- und Entleerungsöffnung untergebracht werden können. In einem solchen Fall kann der Mischtrog zur Aufnahme der einzelnen Zuschlagstoffe verschwenkt werden. Darüber hinaus kann der Mi sch trog in einer geneigten Stellung betrieben werden, in der sehr lang-, sam entsprechend dem jeweiligen Mrschzuotand fortige:; Mischgut bereits ausgegeben wird.

•Durch die Maßnahmen nach Anspruch 2 ist es möglich, nach einer Verschwenkbewegung den Mischtrog in der geneigten. Lage hydraulisch blockiert zu halten.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Mischer gemäß der Erfindung im vertikal on Längsschnitt, wobei die Hydraulik-Versorgung in Form eines Hydraulik-Schaltbildes dargestellt ist,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Mischers entsprechend dem Sichtpfeil II in Fig. 1,

Pig. 3 das Hydraulik-Schaltbild einer abgewandelten zum Verschwenken des Mischtroges in zwei Drehrichtungen geeigneten Ausführung und

Fig. 4 eine Mitnahme-Kupplung des Mischers nach Fig. 1 in detaillierterer Darstellung.

Der in der Zeichnung dargestellte Mischer, bei dem es sich um einen chargenweise, also diskontinuierlich betreibbaren Knet-Mischer handelt, weist einen Mischtrog Ί auf, in dem eine Mischwelle 2 drehbar mittels Lagern 3 gelagert ist, die wiederum in Lagergehäusen 4, 5 angeordnet sind. Diese Lagergehäuse 4, 5 sind an Stirnwänden 6, 7 des Mischtroges 1 angebracht. Auf der Mischwelle 2 sind in üblicher Weise Misch- und Knet-Schaufeln 8 angebracht, deren Umhüllende etwa zylindrisch ist, und die mit einem geringen wändspiel zur Innenwand 9 des Mischtroges 1 angeordnet sind.

Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist die Innenwand 9 des Mischtroges 1 über mehr als 18o° Umfang.swinkel zylindrisch ausgebildet; nach oben schließt .sich ein etwa quaderförmiger Abschnitt 1o des Mischtroges 1 an, der nicht durch die Schaufeln 8 beaufschlagt wird. Insoweit ist der Mischer im Prinzip bekannt und handelsüblich.

Die Lagergehäuse 4, 5 weisen an. ihrem Außenumfang zylindrische Ring-Lager 11 auf·, die in entsprechenden Lager-Öffnungen 12 von Stützwänden 13 abgestützt sind, · die wiederum auf einer Grundplatte 14 befestigt sind.

Zum einen ist also die Mischwelle 2 mit den Misch- und Knet-Schaufeln 8 gegenüber dem Mischtrog 1 drehbar

. damit bestimmungsgemäße Misch- und Knet-Vorgänge im Mischtrog 1 ausgeführt werden können. Darüber hinaus ist. der Mischtrog 1 durch die drehbare Lagerung in den Stützwänden 13 aus seiner in der Zeichnung dargestellten Ruhelage, in der seine Beschickungs- und Entleerungs-Öffnüng 15 nach oben offen ist, heraus- · schwenkbar.

Auf den beiden äußeren freien Enden der Mischwelle 2 sind zwei Hydraulik-Motoren 16, 17 angebracht, die · von einer Hydraulik-Pumpe 18 mit Druckflüssigkeit beaufschlagbar sind, wodurch der bestimmungsgemäße Drehantrieb der Mlschwelle 2 und damit der Schaufeln B bewirkt wird. Die Hydraulik-Motoren 16, 17 sind auf die Mischwelle 2 aufgesteckt, d. ti. sie haben koine eigenen Fundamente.Sie müssen lediglich drehmomentenfest abgestützt sein, wozu jeweils eine Drehmomentenstütze 19 einerseits mit der Grundplatte 14 und andererseits mit dem Motor 16 bzw. 17 verbunden ist.

Der Mischtrog 1 ist in verschiedenen Schwenklagen indexierbar, d. h. in Stellungen, in denen seine vertikale Mittelebene 2o aus ihrer vertikalen Ruhelage herausgeschwenkt ist. Um den Mischtrog in solchen unterschiedlichen Schwenkstellungen festzulegen, sind an den Stützwänden 13 Indexier-Riegel 21 angebracht, die mittels hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagbarer Zylinder 22 betätigbar sind. Den Indexier'-Riegeln 21 sind Riegel-Aufnahmen 23 am Außenumfang· des Mischtroges 1 zugeordnet, die jeweils an Stellen angebracht sind, in denen eine Verriegelung, d..h. Fixierung, des Mischtroges 1 in einer aus seiner Ruhelage herausgeschwenkten Stellung gewünscht wird. In Fig. 2 sind lediglich vier derartige Riegel-Aufnahmen 2 3 angedeutet.

Zur Beaufschlagung der Zylinder 22 mit Druckmedium ist eine Pumpe 24 vorgesehen, in deren Druckleitung ein 4/2-Wege-Magnetventil 26 geschaltet ist. In der in der Zeichnung dargestellten Ruhelage des Magnetventils 26 werden über diese Druckleitung 25 die Zylinder 22 derart beaufschlagt, daß die Riegel 21 in ihrer ausgefahrenen, in einer Aufnahme 23 befindlichen Stellung sind, so daß also der Mischtrog 1 in diesem Fall fest in seiner eingestellten Lage verriegelt ist. Die anderen oberen Arbeitskammern der Zylinder 22 sind in diesem Fall über eine ebenfalls durch das Magnetventil 26 geführte Rücklaufleitung mit einem Vorratsbehälter 28 für das Druckmedium verbunden. Da das Magnetventil 26 als 4/2-Wege-Ventil ausgebildet ist, werden bei Erregung des Magnet-Ventils

26 die Druckleitung 25 und die Rücklaufleitung

27 über Kreuz geschaltet, so daß die Zylinder 22 in umgekehrter Richtung mit Druckmedium beaufschlagt werden. Die Indexier-Riegel 21 werden also aus den Riegel-Aufnahmen 23' herausgezogen, so daß· die noch zu schildernde Verschwenkung des Mischtroges .1 durchgeführt werden kann.

Das Magnetventil 26 ist in selbsthaltender Ausführung ausgeführt, d. h. auch bei einem Stromausfall, der zu einem Betriebsausfall der Pumpe 24 führen würde, tritt keine Druckentlastung der Zylinder 22 ein, so.daß die Riegel 21 in der verriegelten Stellung.in •den Aufnahmen 23 verbleiben. Derartige Magnet-Ventile 26 sind handelsüblich.

Auf der Mischwelle 2 ist zwischen dem Hydraulik-Motor und dem benachbarten Lagergehäuse 4 eine schaltbare Mitnahme-Kupplung 29 angebracht, mittels derer- die . Mischwelle 2 drehfest mit dem benachbarten Lagerge-

hause 4 des Mischtroges 1 kuppelbar ist. In der in'. Fig. 1 dargestellten Ruhelage ist die Kupplung geöffnet-, sp daß die Mischwelle 2 frei gegenüber dem Lagergehäuse 4 und damit dem Mischtrog 1 drehbar ist. Lediglich bei geschlossener Kupplung wird diese Kopplung hergestellt.

Die Pumpe 18 ist als reversierbare,. fördermengenregelbare Pumpe ausgebildet, d. h. sie kann je nach entsprechender Umstellung mittels einer zugeordneten Ver-. stelleinrichtung 3o in die eine Förderrichtung 31 oder die entgegengesetzte Förderrichtung '32 Druckmedium fördern. Mittels der Verstelleinrichtung wird auch der Pumpen-Förderstrom pro Zeiteinheit verstellt. Derartige Pumpen 18 sind handelsüblich. Wenn die Pumpe in Förderrichtung 31 fördert,·dann "fördert sie das Druckmedium über eine sich verzweigende Vorlaufleitung 33 zu den Hydraulik-Motoren 16, 17, die dann die Mischwelle 2 mit· Schaufeln 8 in Vorwärts-Drehrichtung 34 antreiben. Das Druckmedium fließt über die sich vereinigenden Druckleitungen 35 durch ein (hierzu geöffnetes) Halteventil· 36 zurück zur Pumpe 18. Sämtliche in der Zeichnung dargestellten Ventile sind in Ruhelage dargestellt.

Zur hydraulischen Ansteuerung des H al tu von ti Is 36· ist· ein elektromagnetisch betätigbares Pilotventil 37 vorgesehen, dessen Eingang über eine Versorgungsleitung 38 mit der Vorlaufleitung 33 verbunden ist. Ein. Ausgang des Pilotventils 37. ist über eine Steuerleitung 39 mit einem Steuereingang des Halteventils 36 verbunden. In entregtem Zustand des Pilotventils 37 ist diese Steuerleitung 39 über eine Entlastungsleitung 4o mit einem Hydraulik-Tank 41 verbunden.

Das Halteventil 36 ist beispielsweise als Einfach-Halteventil der Baureihe 25625 der Firma Racine handelsüblich. Es weist außer einem mittels Steuerdruck auf der Steuerleitung 39 zu öffnenden und bei Entlastung auf der Steuerleitung 39 zu schließenden Durchfluß 42 ein parallel hierzu angeordnetes Rückschlagventil 43 auf, das einen Rückfluß des Druckmediums durch die Rücklaufleitung bei geschlossenem Durchfluß 42 zur Pumpe verhindert. Bei entlasteter Steuerleitung 39 ist also der Durchfluß 42 geschlossen.

Zwischen der Vorlaufleitung 33 und der Rücklaufleitung 35 ist eine die Pumpe 18 überbrückende Kurzschluß-Leitung 44 angeordnet, in der ein Magnetventil 45 angeordnet ist, durch das diese Kurzschluß-Leitung· geöffnet bzw. geschlossen werden kann.

Zum bereits angesprochenen Antrieb der Mischwelle 2 mit Schaufeln 8 in Vorwärts-Drehrichtung 34 muß der Durchfluß 42 geöffnet sein, d. h. das Pilotventil muß·mittels seiner Betätigungseinrichtung 46 erregt werden, so daß von der Vorlaufleitung 33 über die Versorgungsleitung 38 und die Steuerleitung 3.9 Steuerdruck auf das Halteventil 36 kommt und den Durchfluß 42 öffnet. In diesem Fall kann dann der Rücklauf von den Hydraulik-Motoren 16, 17 über die Rücklaufleitung 35 erfolgen.

Wenn der Mischtrog 1 in Vorwärts-Drehrichtung 34 ver- · schwenkt werden soll, wird - zweckmäßigerweise bei nicht angetriebener Mischwelle 2 - die Mitnahme-Kupplung 2'9 geschlossen. Daraufhin werden die Indexier-Riegel 21 durch entsprechende Beaufschlagung der Zylinder 22 in der bereits geschilderten Weise aus den Riegel-Aufnahmen 23 herausgezogen. Da dann,wenn

die Hydraulik-Motoren 16, 17 nicht angetrieben sind, das Magnetventil 45 in der Kurzschluß-Leitung 44 geöffnet ist, da ja die Pumpe 18 ständig zumindest eine kleine Menge Druckmedium fördert, wird jetzt - gleichermaßen wie beim normalen Antrieb der Mischweile .2 das Magnetventil 45 geschlossen. Außerdem wird das Pilotventil 37 erregt, so daß der Durchfluß 42 geöffnet wird. Die Verstelleinrichtung 3o ist so eingestellt, daß nur die bei solchen fördermengenregelbaren Radial- oder Axiäl-Kolbenpumpen auftretenden Kriech-Flüssigkeitsströme gefördert werden, die einen Antrieb der Hydraulik-Motoren 16, 17 mit einer Drehzahl von weniger als 1 UpM bewirken.

Bei Erreichen der gewünschten Schwenkstellung wird über die Betätigungseinrichtung 46 das Pilotventil 37 entregt, so daß die Steuerleitung 39 über die Entlastungsleitung 4o zum Tank 41 hin kurzgeschlossen wird. Der Durchfluß 42 schließt. Dadurch, ist der , Rücklauf der Druckflüssigkeit gesperrt mit der Folge, daß der Mischtrog 1 gegen ein Weiterkippen aus der Schräglage heraus gesichert ist.

Wenn der Mischtrog 1 in dieser Schräglage für einen· längeren Zeitraum gehalten werden soll, so werden die Zylinder 22 wieder über die Druckleitung 25 mit Druckmedium beaufschlagt, so daß die Indexier-Riegel 21 in die entsprechenden Aufnahmen 23 einrasten.- Dann wird außerdem die Mitnahme-Kupplung 29 geöffnet.

Auch in dieser geneigten Stellung des Mischtroges kann jetzt die Mischwelle in der oben bereits beschriebenen Weise zum Mischbetrieb angetrieben werden.

Zinn Antrieb .der Hydraulik-Motoren 16, 17 und damit auch der Mischwelle 2 mit Schaufeln 8 in Rückwärts-Drehrichtung 47 wird zuerst die Verstelleinrichtung der Pumpe 18 derart betätigt, daß sie in Förderrich-. tung 32 fördert. In diesem Fall wird also die Funktion • von Vorlaufleitung 33 und Rücklaufleitung 35 umgekehrt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wird die Terminologie aber nicht geändert. Das Magnetventil 45 und damit die Kurzschluß-Leitung 44 sind auch hierbei geschlossen. Die Druckflüssigkeit strömt dann durch die Leitung 35,. das Rückschlagventil 43 im Halteventil 36 und weiter über die sich verzweigenden Leitungen 35 zu den Hydraulik-Motoren 16, 17. Sie strömt über die Leitung 33 zurück zur Pumpe 18.

Ein Kippen des Mischtroges 1 in Richtung 47 ist bei. dieser Ausführung nach Fig. 1 aber nicht möglich. Hierzu wird - wie in Fig. 3 dargestellt - ein gleichartig aufgebautes Halteventil 36' in die Vorlaufleitung geschaltet. Alle entsprechenden Teile sind mit der. gleichen Bezugsziffer mit einem hochgesetzten Strich bezeichnet worden, so daß von einer detaillierten Beschreibung Abstand genommen werden kann. Es sind lediglich nicht zwei' Pilotventile, sondern ein nicht als 3/2-Wege-Ventil 37 sondern ein als 4/3-Wege-Ventil ausgestaltetes· Pilotventil 37' vorgesehen. Die beiden Versorgungsleitungen 38, 38^f sind gemeinsam auf das Pilotventil 37' geführt, wobei an der Vereinigungsstelleein Wechselventil 48 vorgesehen ist, mittels· dessen bei Druck auf der Versorgungsleitung 38 ein. Druckabbau über die Versorgungsleitung 38' und umgekehrt, verhindert wird. ■

Die Wirkungsweise ist bei Antrieb der Mischwelle 2 in Vorwärts-Drehrichtung 34 bzw. beim Verschwenken des Mischtroges 1 in Richtung 34 identisch zur oben beschriebenen Wirkungsweise.

Bei dieser Ausgestaltung nach Fig. 3 ist die Wirkungsweise bei normalem Förderantrieb in Rückwärts-Drehrichtung 47 bzw. beim Verschwenken in diese Richtung 47 analog zu der Wirkungsweise bei .Vorwärtsantrieb. Zum Rückwärtsantrieb bzw. zum Rückwärtsverschwenken wird also über die Betätigungseinrichtung 46' Steuerdruck von der Leitung 35 über die Versorgungsleitung 38', die Steuerleitung 39 auf das Halteventil 36' gegeben, so.daß der Durchfluß 42' geöffnet ist. Bei Entregung des Pilotventils 37' wird die Steuerleitung 39' wieder über die Entlastungsleitung 4o auf den Tank 41 entlastet, so daß der Durchfluß 42' schließt. In dieser Lage ist der Misctitrog 1 hydraulisch festgestellt. Auch -in dieser Stellung kann der Mischtrog gegebenenfalls fest verriegelt werden, so daß ein'normaler Antrieb .der Mischwelle 2 in einer der beiden Drehrichtungen 34 · bzw.· 47 durchgeführt werden kann.

Wie aus Fig. 4 hervorgeht, handelt es sich · · bei der Mitnahme-Kupplung 29 um eine hydraulisch gelüftete Federdruck-Lamellenkupplung, deren Innenring 4') mittels einer Paßfeder 5o drehfest mit der Mischwolle 2 verbunden ist. Ihr Außenring 51 ist mittels Spann?· schrauben 52 am Lagergehäuse 4 befestigt. Am Innenring 49 und am Außenring 51 sind in üblicher Weise jeweils abwechselnd Lamellen 53, 54 angebracht, die axial mittels eines Lüft-Ringkolbens 55 beaufschlagt werden,- der mittels vorgespannten Druckfedern 56, die sich gegen einen Deckel 57 abstützen, gegen die abwechselnd angeordneten Lamellen gedrückt werden, wodurch eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Innenring 49 und Außenring 51 und damit zwischen Mischwelle 2 und Lagergehäuse 4 hergestellt wird. Zum Lüften des Ringkolbens 55, d. h. zum öffnen der Mitnahme-Kupplung 29 kann in einen Druckmittelraum 58, in dem

der Ringkolben 55 verschiebbar angeordnet ist, Druckmedium geleitet werden, so daß der Lüft-Ringkolben 55 gegen die Druckwirkung der Druckfedern 56 von den Lamellen 53, 54 abgehoben wird. Die Druckmittelversorgung erfolgt von der Pumpe 24 über ein Steuerventil und eine entsprechende Steuerleitung 6o.

Claims (6)

Werner & Pfleiderer, Theodorstraße 1o, 7ooo Stuttgart Ansprüche

1. Mischer mit einem eine Beschickungs- land Entleerungsöffnung aufweisenden, um eine Längsachse schwenkbaren Mischtrog und mindestens einer mit Misch- und Knet-Schaufeln versehenen, über mindestens einen Motor drehantreibbaren Mischwelle, wobei der Mischtrog mittels des Motors schwenkantreibbar ausgebildet ist, • und wobei der Mischtrog in der unverschwenkten Betriebsstellung feststellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Motor mindestens ein direkt mit der Mischwelle (2) gekoppelter, mittels fördermengenregelbarer Druckmittel-Pumpe (18), reversibel antreibbarer Hydraulik-Motor (16/ 17) vorgesehen ist, daß zwischen Mischwelle (2) und Mischtrog (1) eine schaltbare Mitnahme-Kupplung (29) vorgesehen ist, und daß der Mischtrog (1) mittels einer Indexier-Feststelleinrichtung in verschiedenen Schwenkstellungen feststellbar ist.

2. Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Hydraulik-Motor (16, 17) und die Druckmittel-Pumpe (18) Über Leitungen (33, 35) miteinander verbunden sind, wobei in zumindest einer Leitung (35, 33) ein durch ein Pilotventil (37, 37') steuerbares Halteventil (36, 36') vorgesehen ist.

3. Mischer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Hydraulik-Motor (16, 17) von der Mischwelle (2) getragen und gegenüber einer ortsfesten Grundplatte (14) lediglich drehmomentenfest abgestützt ist.

4. Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Indexier-Feststelleinrichtung durch mindestens einen verschiebbaren Indexier-Riegel (21) und mehrere am Mischtrog angebrachte und dem Riegel zugeordnete Riegel-Aufnahmen (23) gebildet ist.

5. Mischer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Indexier-Riegel (21) durch einen druckmittelbeaufschlagbaren Zylinder (22) verstellbar ist.

6. Mischer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittel-Pumpe (18) mit einer Verstelleinrichtung (3o) zur Förderrichtungs- und Fördermengenstromregelung versehen ist.