DE4416084A1 - Steuerungsvorrichtung für verstellbare Teile, vorzugsweise für Kraftfahrzeuge - Google Patents
Steuerungsvorrichtung für verstellbare Teile, vorzugsweise für KraftfahrzeugeInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
- B62D5/065—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle characterised by specially adapted means for varying pressurised fluid supply based on need, e.g. on-demand, variable assist
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
- F15B11/08—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor
Description
Die Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung für
verstellbare Teile, vorzugsweise für Kraftfahrzeuge,
nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bekannte Steuerungsvorrichtungen sind beispielsweise
Servolenkungen bei Kraftfahrzeugen, mit denen lastabhän
gig gesteuert werden kann. Solche Steuerungsvorrichtun
gen finden aber auch Einsatz in der Industriehydraulik
und überall dort, wo Bewegungen hydraulisch ausgelöst
werden. Bei diesen bekannten Steuerungsvorrichtungen
fördert die Pumpe das Hydraulikmedium ständig, selbst
wenn der verstellbare Teil keine Bewegung ausführt.
Darum ist die Verlustleistung dieser Steuerungsvorrich
tungen hoch. So ist beispielsweise bei einer Servolen
kung in Kraftfahrzeugen die maximale Leistung in Abhän
gigkeit von der Motordrehzahl etwa 10 mal höher als die
zur Erfüllung der eigentlichen Steuerungsaufgabe notwen
dige Leistung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungs
gemäße Steuerungsvorrichtung so auszubilden, daß die
Verlustleistung minimiert wird.
Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Steuerungs
vorrichtung erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung wird die
Leitungsverbindung von der Pumpe zum Schaltventil und
damit zum verstellenden Teil dann schlagartig unterbro
chen, wenn der verstellbare Teil keine Bewegung aus
führt. Die Pumpe stellt darum nur dann eine Leistung zur
Verfügung, wenn eine entsprechende Stellbewegung ausge
führt werden soll.
Steht der verstellbare Teil still, dann wird das Hydrau
likmedium nicht mehr zum Stellelement gepumpt, so daß
die Pumpe auch keine Leistung erzeugen muß. Die Verlust
leistung der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung
ist darum sehr gering. Diese lastabhängig arbeitende
Steuerungsvorrichtung findet Verwendung vorzugsweise in
der Kraftfahrzeughydraulik, beispielsweise als Servolen
kung, kann aber auch in der Industriehydraulik eingesetzt
werden.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den wei
teren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung eine
erfindungsgemäße Steuerungseinrichtung.
Solche Steuerungsvorrichtungen werden beispielsweise bei
Kraftfahrzeugen für die Servolenkung eingesetzt. Die
Steuerungsvorrichtung kann aber auch in der Industriehy
draulik und überall dort eingesetzt werden, wo Bewegun
gen hydraulisch ausgelöst werden sollen. In der Zeich
nung ist die Steuerungsvorrichtung beispielhaft als Ser
volenkung dargestellt. Das Lenkrad 1 des (nicht darge
stellt) Kraftfahrzeuges ist in bekannter Weise mecha
nisch mit einem Stellelement 2 verbunden, das hydraulisch
unterstützt wird. Das Verstellelement 2 ist ein Kolben,
der zwei Druckräume 3 und 4 voneinander trennt. Sie kön
nen in einem Gehäuse oder in einer Bohrung eines Gehäu
ses vorgesehen sein. Beide Druckräume 3, 4 sind über
Leitungen 5 und 6 an ein Schaltventil 7 angeschlossen,
das in bekannter Weise mit dem Lenkrad 1 verbunden ist
und von ihm gesteuert wird. Das Schaltventil 7 ist über
eine Leitung 8, in der ein Rückschlagventil 9 sitzt, an
eine Pumpe 10 angeschlossen, die Hydraulikmedium aus ei
nem Tank 11 fördert.
Zwischen dem Schaltventil 7 und der Pumpe 10 befindet
sich ein Schaltventil 12, das in noch zu beschreibender
Weise die Pumpe 10 dann abschaltet, wenn eine Stellauf
gabe nicht ausgeführt werden muß.
Wird das Lenkrad 1 beispielsweise so gedreht, daß der
Kolben 2 in der Zeichnung nach rechts verschoben wird,
dann wird das im Druckraum 4 befindliche Hydraulikmedium
über die Leitung 6 verdrängt. Gleichzeitig mit dem Dre
hen des Lenkrades 1 wird das Schaltventil 7 so geschal
tet, daß das Hydraulikmedium über die Leitung 6 zu einem
Vorschaltventil 13 gelangt. Es hat ein vorgespanntes
Rückschlagventil 14 sowie eine parallele Drosselstelle
15.
Da das Rückschlagventil 14 mit der Druckfeder 16 vorge
spannt ist, wird das aus dem Druckraum 4 verdrängte Hy
draulikmedium mit einem entsprechenden Druck vorge
spannt. Über eine Leitung 17 wirkt dieses vorgespannte
Hydraulikmedium auf das Schaltventil 12, das dadurch so
geschaltet wird, daß die Pumpe 10 das Hydraulikmedium
über die Leitung 8 und das Schaltventil 7 in den Druck
raum 3 fördert. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß
der Kolben 2 durch das Hydraulikmedium entsprechend der
Drehbewegung des Lenkrades 1 beaufschlagt wird.
Wird das Lenkrad 1 nicht mehr gedreht, bleibt der Kolben
2 in einer entsprechenden Lage stehen. Das Hydraulikme
dium im Druckraum 4 strömt dann in Strömungsrichtung
hinter dem Schaltventil 7 durch eine Bypassleitung 18,
in der sich die Drosselstelle 15 befindet. Dadurch kann
dieses Hydraulikmedium über die Tankrückführleitung 19
zum Tank 11 zurückströmen. Infolge dieser Bypassleitung
18 wird der Druck im Hydraulikmedium innerhalb kürzester
Zeit so weit abgebaut, daß das Rückschlagventil 14
schließt. Der abnehmende Druck im Hydraulikmedium wirkt
sich über die Leitung 17 auch auf das Schaltventil 12
aus, das so ausgelegt ist, daß es bei Unterschreiten ei
nes vorgegebenen Vorspanndruckes des Hydraulikmediums
zurückschaltet. Diese zurückgeschaltete Stellung ist in
der Zeichnung dargestellt. Das von der Pumpe 10 geför
derte Hydraulikmedium gelangt über die Leitung 20 in ei
ne Bohrung 21 im Schaltventil 12, über die das Hydrau
likmedium in den Tank 11 zurückgefördert wird.
Über die Größe der Öffnung der Drosselstelle 15 läßt
sich sehr einfach diejenige Zeit einstellen, die zum Ab
schalten der Pumpe 10 benötigt wird. Je größer der Öff
nungsquerschnitt ist, um so schneller kann der Druck im
Hydraulikmedium abgebaut werden und desto schneller
schaltet die Pumpe 10 ab. Der Öffnungsquerschnitt der
Drosselstelle 15 darf allerdings höchstens nur so groß
sein, daß der zum Betätigen des Schaltventiles 12 erfor
derliche Staudruck im Hydraulikmedium auch erzeugt wird.
Wird das Lenkrad 1 in der anderen Richtung gedreht, dann
wird der Kolben 2 in der Zeichnung nach links verscho
ben. In diesem Falle wird das im Druckraum 3 befindliche
Hydraulikmedium über die Leitung 5 verdrängt. Gleichzei
tig wird das Schaltventil 7 durch die Lenkbewegung so
umgeschaltet, daß das Hydraulikmedium über die Leitung 5
und das Schaltventil 7 zum vorgespannten Rückschlagven
til 14 strömen kann. Dort baut sich entsprechend der
Vorspannkraft der Druckfeder 16 im Hydraulikmedium ein
Druck auf, der wiederum auf das Schaltventil 12 wirkt,
das dadurch entsprechend verstellt wird. Die Pumpe 10
kann dann das Hydraulikmedium über das Rückschlagventil
9 und die Leitung 8 in den Druckraum 4 fördern, so daß
der Kolben 2 entsprechend unter Druck steht. Bleibt das
Lenkrad 1 stehen, bleibt auch der Kolben 2 in der jewei
ligen Lage stehen. Das Hydraulikmedium im Druckraum 3
kann dann über die Bypassleitung 18 in der beschriebenen
Weise zum Tank 11 abströmen, wobei der Druck im Hydrau
likmedium innerhalb kürzester wiederum so weit abgebaut
wird, daß das Rückschlagventil 14 schließt. Das Schalt
ventil 12 wird in der beschriebenen Weise zurückgeschal
tet, so daß das von der Pumpe 10 geförderte Hydraulikme
dium nicht mehr in die Leitung 8, sondern in die Bohrung
21 gelangt, über die das von der Pumpe geförderte Medium
zurück zum Tank 11 fließt.
Aufgrund der beschriebenen Ausbildung wird das Hydrau
likmedium nur dann zum Kolben 2 gefördert, wenn eine
Stellaufgabe erforderlich ist, wenn also das Lenkrad 1
gedreht wird. Sobald das Lenkrad 1 stillsteht, wird das
Schaltventil 12 so umgeschaltet, daß das Hydraulikmedium
über die Bohrung 21 zum Tank 11 zurückfließt. Die Pumpe
10 muß darum in diesem Stadium praktisch keine Leistung
bringen, da das Hydraulikmedium über die Bohrung 21 zum
Tank 11 zurückgefördert wird. Darum ist die Verlustlei
stung der Steuervorrichtung sehr gering.
In der Zeichnung ist die Möglichkeit dargestellt, daß
auch in der Leitung 17 eine Drosselstelle 22 vorgesehen
ist. Parallel zu ihr ist in einer Bypassleitung 23 ein
vorgespanntes Rückschlagventil 24 vorgesehen. Wird das
Lenkrad 1 in der beschriebenen Weise zunächst so ge
dreht, daß der Kolben 2 in der Zeichnung nach rechts
verschoben wird und bleibt dann das Lenkrad in dieser
verdrehten Stellung, bleibt der Kolben 2 stehen. Das im
Druckraum 4 befindliche Hydraulikmedium strömt dann in
der beschriebenen Weise über die Bypassleitung 18 und
die Drosselstelle 15 zur Tankrückführleitung 19. Der ab
nehmende Druck im Hydraulikmedium wirkt sich über die
Leitung 17 und die Drosselstelle 22 auf das Schaltventil
12 aus, das in der beschriebenen Weise zurückgeschaltet
wird. Die Größe der Öffnung der Drosselstelle 22 legt
fest, wie schnell das Schaltventil 12 zurückgeschaltet
wird.
Wird das Lenkrad 1 so gedreht, daß der Kolben 2 in der
Zeichnung nach links verschoben wird, wird das im Druck
raum 3 befindliche Hydraulikmedium über die Leitung 5
verdrängt. Gleichzeitig wird das Schaltventil 7 durch
die Lenkbewegung so umgeschaltet, daß das Hydraulikme
dium über die Leitung 5 und das Schaltventil 7 zum vor
gespannten Rückschlagventil 14 strömen kann. Dort baut
sich in der beschriebenen Weise der Hydraulikdruck auf,
der über die Leitung 17 auf das Schaltventil 12 wirkt.
Die Größe der Öffnung der Drosselstelle 22 in der Lei
tung 17 bestimmt wiederum die Schaltzeit des Schaltven
tils 12.
In der Zeichnung ist die Möglichkeit dargestellt, die
Pumpe 10 mittels eines Elektromotors 25 ein- und auszu
schalten. Mit diesem Motor 25 kann die Pumpe 10 abge
schaltet werden, wenn das Lenkrad 1 nicht betätigt wird.
Ein Schalter 26 wird vom digitalen Signal des Schaltven
tils 12 betätigt.
Die Steuerungsvorrichtung kann einen Speicher 27 für das
Hydraulikmedium aufweisen. Er stellt das Hydraulikmedium
bei der Betätigung des Lenkrades 1 sofort zur Verfügung.
Ist ein solcher Speicher nicht vorhanden, benötigt die
Pumpe 10 eine gewisse Zeit, bis das Hydraulikmedium ge
fördert wird und der Druck im Hydraulikmedium aufgebaut
ist. Durch den Speicher 27 steht das Hydraulikmedium so
fort bereit, so daß die Lenkung in der Anlaufphase der
Pumpe 10 nicht beeinträchtigt ist. Der Speicher 27 ist
über eine Leitung 28 an die Leitung 20 im Bereich zwi
schen der Pumpe 10 und dem Schaltventil 12 angeschlos
sen. In der Leitung 28 sitzt ein Druckschalter 29, der
die Pumpe 10 dann abschaltet, wenn in der Leitung 28 der
Nenndruck erreicht ist.
Zwischen der Pumpe 10 und der Leitung 28 befindet sich
in der Leitung 20 ein in Richtung auf das Schaltventil
12 öffnendes Rückschlagventil 30.
Anstelle des Schaltventiles 12 kann auch das Schaltven
til 12a vorgesehen sein. Es ist erforderlich bei Verwen
dung des Speichers 27 und wird vorteilhaft in Verbindung
mit dem Elektromotor 25 eingesetzt. Das Schaltventil 12a
hat keine Bohrung, so daß bei einer entsprechenden Stel
lung des Schaltventiles 12a keine Verbindung zwischen
der Leitung 20 und dem Tank 11 besteht. Eine solche Boh
rung ist auch nicht erforderlich, weil mit dem Elektro
motor 25 die Pumpe 10 bei Stillstand des Lenkrades 1 ab
geschaltet wird, so daß die Pumpe 10 kein Hydraulikme
dium mehr fördert. Auch bei einer solchen Ausführungs
form wird der Schalter 26 vom digitalen Signal des
Schaltventils 12a betätigt. Die Pumpe 10 wird dann mit
tels des Schaltsignals ein- oder abgeschaltet.
Schließlich ist in der Zeichnung mit gestrichelten Li
nien noch eine andere Lage des Speichers 27 dargestellt.
Diese Schaltung wird eingesetzt, wenn die Pumpe z. B.
von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird, welcher
nicht abschaltbar ist. Dadurch wird auch das Ventil 12
benötigt. In diesem Falle ist der Speicher 27 über die
Leitung 28 im Bereich zwischen dem Schaltventil 12 und
dem Rückschlagventil 9 an die Leitung 8 angeschlossen.
Bei einer solchen Anordnung des Speichers 7 innerhalb
der Steuerungsvorrichtung ergibt sich eine sehr kurze
Schaltzeit. Bei einer solchen Ausbildung wird anstelle
des Schaltventils 7 das Schaltventil 7a eingesetzt. Es
hat im Gegensatz zum Schaltventil 7 eine geschlossene
Mittelstellung, so daß der Speicherinhalt bei nicht be
tätigter Lenkung gehalten wird und nicht zum Tank zu
rückfließt. Zwischen der Leitung 28 und dem Schaltventil
12a liegt bei dieser Anordnung des Speichers 27 ein
Rückschlagventil 31, das in Richtung auf das Schaltven
til 12 bzw. 12a sperrt.
Durch die Rückschlagventile 30 und 31 ist gewährleistet,
daß das Hydraulikmedium im Speicher 27 nicht in Richtung
auf das Schaltventil 12 bzw. 12a zurückfließt.
Claims (13)
1. Steuerungsvorrichtung für verstellbare Teile, vor
zugsweise für Kraftfahrzeuge, mit mindestens einem
mit dem verstellbaren Teil gekoppelten Stellele
ment, das über ein Schaltventil mit einer Pumpe
verbunden ist, die Hydraulikmedium aus einem Tank
zum Stellelement fördert,
dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitungsverbin
dung von der Pumpe (10) zum Schaltventil (7, 7a)
eine Schalteinrichtung (12, 12a) vorgesehen ist,
die bei Stillstand des verstellbaren Teiles (1, 2)
die Leitungsverbindung von der Pumpe (10) zum
Stellelement (2) schlagartig unterbricht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung
(12, 12a) unter dem Hydraulikmediumsdruck in eine
Durchlaßstellung verstellbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß in einer Rückführlei
tung (19) vom Stellelement (2) zum Tank (11) eine
den Druck im Hydraulikmedium aufbauende Einrichtung
(13) vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (13)
ein vorgespanntes Rückschlagventil (14) aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (13)
eine Drosselstelle (15) aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle (15)
parallel zum vorgespannten Rückschlagventil (14)
liegt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle (15)
in einer Bypassleitung (18) zur Rückführleitung
(19) liegt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung
(12) ein Schaltventil ist, das eine Rückführung
(21) aufweist, die in Sperrstellung des Schaltven
tiles (12) das von der Pumpe (10) geförderte Medium
zum Tank (11) zurückführt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung der
Pumpe (10) ein Schalter (26) vorgesehen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Schalter (26)
ein Elektromotor (25) zum Betrieb der Pumpe (10)
betätigbar ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß zum Zurückschalten der
Schalteinrichtung (12, 12a) eine hydraulische
Abfallverzögerungseinrichtung (22, 24) vorgesehen
ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallverzögerungs
einrichtung (22, 24) eine Drosselstelle (22) und
ein paralleles vorgespanntes Rückschlagventil (24)
in einer Bypassleitung (23) aufweist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungsvorrich
tung einen Speicher (27) für das Hydraulikmedium
aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944416084 DE4416084C2 (de) | 1994-05-06 | 1994-05-06 | Steuerungsvorrichtung für verstellbare Teile, vorzugsweise für Kraftfahrzeuge |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944416084 DE4416084C2 (de) | 1994-05-06 | 1994-05-06 | Steuerungsvorrichtung für verstellbare Teile, vorzugsweise für Kraftfahrzeuge |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4416084A1 true DE4416084A1 (de) | 1995-11-09 |
DE4416084C2 DE4416084C2 (de) | 2000-03-30 |
Family
ID=6517514
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19944416084 Expired - Fee Related DE4416084C2 (de) | 1994-05-06 | 1994-05-06 | Steuerungsvorrichtung für verstellbare Teile, vorzugsweise für Kraftfahrzeuge |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4416084C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102530066A (zh) * | 2011-12-31 | 2012-07-04 | 上海电气液压气动有限公司 | 液压转向机构 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4017004A1 (de) * | 1990-05-26 | 1991-11-28 | Ecker Gmbh Maschbau | Vorrichtung zum steuern von hydraulikmedium zur beaufschlagung eines hydraulischen verbrauchers |
-
1994
- 1994-05-06 DE DE19944416084 patent/DE4416084C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4017004A1 (de) * | 1990-05-26 | 1991-11-28 | Ecker Gmbh Maschbau | Vorrichtung zum steuern von hydraulikmedium zur beaufschlagung eines hydraulischen verbrauchers |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102530066A (zh) * | 2011-12-31 | 2012-07-04 | 上海电气液压气动有限公司 | 液压转向机构 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4416084C2 (de) | 2000-03-30 |
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Legal Events
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