EP0023323B1 - Regeleinrichtung für ein hydrostatisches Getriebe oder eine Kolbenpumpe - Google Patents

Regeleinrichtung für ein hydrostatisches Getriebe oder eine Kolbenpumpe Download PDF

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EP0023323B1
EP0023323B1 EP80104205A EP80104205A EP0023323B1 EP 0023323 B1 EP0023323 B1 EP 0023323B1 EP 80104205 A EP80104205 A EP 80104205A EP 80104205 A EP80104205 A EP 80104205A EP 0023323 B1 EP0023323 B1 EP 0023323B1
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EP
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piston
bore
spring
pressure
lever
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EP80104205A
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EP0023323A2 (de
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Franz Forster
Harald Stein
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Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/06—Control
    • F04B1/08—Control regulated by delivery pressure

Definitions

  • the invention relates to a control device for a hydrostatic transmission or preferably a hydrostatic piston pump.
  • a lever which transmits the force generated by the control pressure to a control spring and is designed as a straight-line lever which extends approximately parallel to the longitudinal extension of the actuating piston, both the control valve and the Control spring are arranged in transverse bores in the actuating piston.
  • a control and regulating device for a hydrostatic piston pump is also known, in which the lever is designed as an angle lever.
  • the lever part which extends approximately parallel to the longitudinal extent of the actuating piston, extends in a space in front of the one end face of the piston, that is to say in a space in which the pressure acts on the actuating piston.
  • this signal pressure also acts counter to the control pressure on the pistons acted upon by the control pressure.
  • constructive measures are required in the known device in that two pistons are provided which lie opposite one another and are connected to one another and which act directly against one of two control springs.
  • Another spring which interacts with the control springs, is arranged outside the control and regulating device and connected to the valve slide, which is arranged in a longitudinal bore of the actuating piston, via a pull rod (CH-A 501 835).
  • This embodiment is very complex, requires a large pressure space in which the lever can be moved, in front of one end face of the actuating piston, and requires many, relatively complex components.
  • the invention has for its object to provide a control device according to the preamble of claim 1, which can be produced with little effort and in which the abutment of the control spring in the actuating piston is arranged such that an adjustment of the bias of the spring is possible without removing the actuating piston to have to.
  • the lever is designed as an angle lever and that the spring is arranged in the actuating piston, against which part of the angle lever which extends approximately transversely to the longitudinal axis of the actuating piston rests and is designed as a compression spring whose longitudinal axis runs parallel to the longitudinal axis of the actuating piston .
  • the closure body serves on the one hand to seal the space in front of the end face of the piston from the unpressurized space in which the spring and the angle lever is arranged, and on the other hand serves as an abutment for the spring.
  • This closure body is supported by a thread in the longitudinal bore and is therefore easily adjustable in its position in the longitudinal bore and can be fixed in the usual way by a lock nut or a bracing element. This adjustment can easily be made from the front of the control piston without having to remove the control piston.
  • the spring preload and thus the control characteristic of the controller can easily be changed and adjusted to a selected power.
  • a controller for a swivel carriage pump is shown in section.
  • the housing base 1 is the end part of a housing of a swivel carriage pump, which is no longer shown in the drawing, the guideway for the swivel carriage, which is no longer shown, being arranged on the side of the housing base 1 facing away.
  • a longitudinal bore 3 is provided, which is closed on one side by a cover 4, which is connected to the part 2 by screws 5.
  • a closure part 6 is connected to the part 2 by screws 5, this closure part 6 having a bush part 7 which projects into the bore 3.
  • a bore 8 is provided, which is configured in the front part as a cylinder bore 9, in which a sliding seal 10 is arranged and in which the part 11 of smaller diameter of the actuating piston slides sealingly.
  • the part 11 is firmly connected to the part 12 of larger diameter of the actuating piston, which slides with its head part 13 directly in the bore 3, a sealing ring 14 being provided for the seal.
  • a channel is no longer shown in the drawing, which is connected to the delivery pressure channel of the swivel slide. This channel is connected to a bore 15 which is connected to a transverse bore 16 which is connected to the interior of the bore 8 via the bore 17.
  • the bore 15 is still in communication with the space 18, which is closed by a plug.
  • a component 20 protrudes into the space 18 and is screwed tightly into the part 2.
  • a cylinder bore is provided, in which the control pressure piston 21 can be moved. This is supported against a support body 22 which has a groove 23, thus on both end faces this support body 22 always has the same pressure.
  • the support body 22 bears against an angle lever 24 which is pivotably mounted in the actuating piston 11, 12 by means of a joint pin 25.
  • 26 Against the second arm 26 of the angle lever 25, 26 is the spring plate 27 against which the spring 28 is supported, which is arranged in a bore 29 of the actuating piston 11, 12 and is supported against a body 30 which is threaded into a threaded part the longitudinal bore 29 is screwed in and can be fixed in a preselectable position.
  • the actuating piston 11, 12 is connected by a transverse pin 31 to the swivel slide, which is no longer shown in the drawing.
  • a longitudinal bore 32 which merges with a shoulder 33 into a bore 34 of smaller diameter.
  • a spring 35 is arranged, which is supported on one side against a shoulder 36 and on the other side against a spring plate body 37 which bears against a Seeger ring 38 and in which two bores 39 into a bore 40 open and which has an end face 61.
  • a bore 41 extends from the bore 34 to a transverse bore 42. Offset to the bore 41, a bore 43 adjoins the transverse bore 42, which, via a transverse bore 44, is no longer shown in the drawing with the space 45 in front of the end face of the Actuating piston 12, 12 is connected.
  • a valve body 46 is inserted, in which a valve slide 47 is displaceable, which bears against the angle lever 24 and has annular grooves, while the valve body 46 has bores which are connected to the bores 41 and 43.
  • the annular groove arranged on it creates a connection between the channels 41 and 43 or another recess connects the channel 43 to the space in front of the end face of the valve slide 47 in the bore 42.
  • a stop screw 49 is screwed into the end part 6 and can be adjusted in any position by means of a lock nut 50.
  • the mode of operation is as follows:
  • the delivery pressure of the pump acts in the channel 15 and thus in the space 18 and acts on the end face of the control piston 21.
  • the force resulting from this pressure effect on the end face acts on the intermediate support body 22 and via this on the long arm of the lever 24.
  • This force counteracts the force of the spring 28 on the other side. If the product of the force exerted by the pressure exerted on the end face of the control piston 21 outweighs the associated lever arm, the product of the force of the spring 28 times the associated one Lever arm, the spring 28 is pushed back.
  • the lever 24 is pressed to the right in the drawing and thus presses on the spool body 47, which thus creates a connection between the bore 41 and the bore 43 through its annular groove.
  • Pressure medium thus flows from the channel 15 through the bores 16 and 17 and the bore 8, the bores 39, the bore 40 and the bore 34, the bore 41 and the bores 43 and 44 and the space 45 in front of the large end face of the actuating piston 11 , 12. Since the same pressure acts in front of the large end face of the actuating piston 11, 12 as in front of the small end face of the actuating piston part 11, the actuating piston moves to the bottom in the drawing. This reduces the lever arm on which the force of the control piston 21 acts, until the force of the spring 28 is able to push back the control piston 21, with the result that the control slide body 47 under the action of the contact spring 62 in the position shown in the drawing returns and blocks the connection between the bores 41 and 43. The actuating piston has now reached a new equilibrium position.
  • the spring plate body 37 comes to rest against the end face of the stop screw 49 and presses the spring 35 together with further movement of the actuating piston 11, 12, so that the spring 35, which is thus over the spring plate body 37 and the stop screw 49 is supported on the housing, on the other hand exerts a force on the actuating piston 11, 12 such that the pump is thereby pivoted out of the zero delivery position.
  • the spring plate body 37 can at most be pressed so deep into the bore 32 that the end face 61 of the spring plate body 37 comes to bear against the shoulder 33. This also defines the minimum swivel position for the pump. The minimum pivoting position can thus be set by adjusting the stop screw 49.
  • the spring 62 is supported against a spring plate 63 which is fixed in the bore 42.
  • the Plug 66 closes off bore 43.
  • the stop screw 64 limits the maximum stroke of the controller and thus the maximum pivot position.
  • the stop screw 64 can be fixed by means of the nut 65.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für ein hydrostatisches Getriebe oder vorzugsweise eine hydrostatische Kolbenpumpe.
  • Gemäss einem internen Stand der Technik (nichtvorveröffentlichte DE-A2810062) ist ein Hebel vorgesehen, der die vom Steuerdruck erzeugte Kraft auf eine Regelfeder überträgt und als geradliniger, sich annähernd parallel zur Längserstreckung des Stellkolbens erstreckender Hebel ausgestaltet ist, wobei sowohl das Steuerventil als auch die Regelfeder in Querbohrungen im Stellkolben angeordnet sind. Das hat den Nachteil, daß einerseits für die Regelfedern nur wenig Raum zur Verfügung steht und daß zu einem Nachstellen des Widerlagers der Regelfeder zwecks Veränderung von deren Vorspannung der Stellkolben aus der Regeleinrichtung ausgebaut werden muß.
  • Es ist zwar auch bereits eine Steuer- und Regeleinrichtung für eine hydrostatische Kolbenpumpe bekannt, bei der der Hebel als Winkelhebel ausgestaltet ist. Dabei erstreckt sich der sich annähernd parallel zur Längserstreckung des Stellkolbens erstreckende Hebelteil in einem Raum vor der einen Stirnfläche des Kolbens, also in einem Raum, in dem der Druck auf den Stellkolben wirkt. Infolgedessen wirkt dieser Stelldruck auch entgegen dem Steuerdruck auf die vom Steuerdruck beaufschlagten Kolben. Um diesen Nachteil zu beseitigen, sind bei der bekannten Einrichtung konstruktive Maßnahmen erforderlich, indem zwei Kolben vorgesehen sind, die einander gegenüber liegen und miteinander verbunden sind und die unmittelbar gegen jeweils eine von zwei Regelfedern wirken. Eine weitere, mit den Regelfedern zusammenwirkende Feder ist außerhalb der Steuer- und Regeleinrichtung angeordnet und mit dem Ventilschieber, der in einer Längsbohrung des Stellkolbens angeordnet ist, über eine Zugstange verbunden (CH-A 501 835). Diese Ausgestaltungsform ist sehr aufwendig, benötigt einen großen Druckraum, in dem der Hebel verschiebbar ist, vor der einen Stirnfläche des Stellkolbens und benötigt viele, relativ aufwendige Bauteile.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regeleinrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die mit geringem Aufwand herstellbar ist und bei der das Widerlager der Regelfeder im Stellkolben derart angeordnet ist, daß eine Einstellung der Vorspannung der Feder möglich ist, ohne den Stellkolben ausbauen zu müssen.
  • Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der Hebel als Winkelhebel ausgestaltet ist und dass die Feder im Stellkolben angeordnet ist, gegen das sich annähernd quer zur Längsachse des Stellkolbens erstreckende Teil des Winkelhebels anliegt und als Druckfeder ausgestaltet ist, deren Längsachse parallel zur Längsachse des Stellkolbens verläuft.
  • Im Anspruch 2 ist eine besonders zweckmäßige Anordnung angegeben.
  • Der Abschlußlörper dient einerseits zur Abdichtung des Raumes vor der Stirnfläche des Kolbens gegenüber dem drucklosen Raum, in dem die Feder und der Winkelhebel angeordnet ist, und dient andererseits als Widerlager für die Feder. Dieser Abschlußkörper ist durch ein Gewinde in der Längsbohrung gelagert und dadurch leicht in seiner Lage in der Längsbohrung einstellbar und in üblicher Weise durch eine Gegenmutter oder ein Verspannelement festlegbar. Diese Einstellung kann leicht von der Stirnseite des Stellkolbens erfolgen, ohne den Stellkolben ausbauen zu müssen. Somit kann durch Ändern der Lage dieses Abschlußkörpers leicht die Federvorspannung und damit die Regelcharakteristik des Reglers verändert und auf eine gewählte Leistung eingestellt werden.
  • In der Zeichnung ist ein Regler für eine Schwenkschlittenpumpe im Schnitt dargestellt.
  • Der Gehäuseboden 1 ist Abschlußteil eines in der Zeichnung nicht mehr dargestellten Gehäuses einer Schwenkschlittenpumpe, wobei auf der abgewandten Seite des Gehäusebodens 1 die Führungsbahn für den nicht mehr dargestellten Schwenkschlitten angeordnet ist. In einem vorgewölbten Teil 2 des Gehäusebodens 1 ist eine Längsbohrung 3 vorgesehen, die auf der einen Seite durch einen Deckel 4 abgeschlossen ist, der durch Schrauben 5 mit dem Teil 2 verbunden ist. Auf der dem Deckel 4 entgegengesetzten Seite ist ein Abschlußteil 6 durch Schrauben 5 mit dem Teil 2 verbunden, wobei dieses Abschlußteil 6 ein Büchsenteil 7 aufweist, welches in die Bohrung 3 hineinragt.
  • In dem Abschlußteil 6 ist eine Bohrung 8 vorgesehen, die im vorderen Teil als eine Zylinderbohrung 9 ausgestaltet ist, in der eine Gleitdichtung 10 angeordnet ist und in der das Teil 11 kleineren Durchmessers des Stellkolbens dichtend gleitet. Das Teil 11 ist fest verbunden mit dem Teil 12 größeren Durchmessers des Stellkolbens, das mit seinem Kopfteil 13 unmittelbar in der Bohrung 3 gleitet, wobei zur Dichtung ein Dichtring 14 vorgesehen ist.
  • In dem Gehäuseboden 1 ist ein in der Zeichnung nicht mehr dargestellter Kanal ausgestaltet, der mit dem Förderdruckkanal des Schwenkschlittens in Verbindung steht. Dieser Kanal ist mit einer Bohrung 15 verbunden, die mit einer Querbohrung 16 in Verbindung steht, die über die Bohrung 17 mit dem Innenraum der Bohrung 8 in Verbindung steht.
  • Die Bohrung 15 steht weiterhin mit dem Raum 18 in Verbindung, der durch einen Stopfen abgeschlossen ist. In den Raum 18 ragt ein Bauteil 20 hinein, das dichtend in das Teil 2 eingeschraubt ist. In dem Teil 20 ist eine Zylinderbohrung vorgesehen, in der der Steuerdruckkolben 21 verschiebbar ist. Dieser stützt sich gegen einen Stützkörper 22 ab, der eine Nut 23 aufweist, damit auf beiden Stirnflächen dieses Stützkörpers 22 stets der gleiche Druck herrscht. Der Stützkörper 22 liegt gegen einen Winkelhebel 24 an, der mittels eines Gelenkbolzens 25 in dem Stellkolben 11, 12 schwenkbar gelagert ist. Gegen den zweiten Arm 26 des Winkelhebels 25, 26 liegt der Federteller 27 an, gegen den sich die Feder 28 abstützt, die in einer Bohrung 29 des Stellkolbens 11, 12 angeordnet ist und gegen einen Körper30 abgestützt ist, der mittels eines Gewindes in ein Gewindeteil der Längsbohrung 29 eingeschraubt und in vorwählbarer Lage festlegbar ist.
  • Der Stellkolben 11, 12 ist durch einen Querbolzen 31 mit dem in der Zeichnung nicht mehr dargestellten Schwenkschlitten verbunden.
  • In dem Teil 11 des Stellkolbens 11, 12 ist eine Längsbohrung 32 vorgesehen, die an einer Schulter 33 in eine Bohrung 34 kleineren Durchmessers übergeht. In dieser Bohrung 32, 34 ist eine Feder 35 angeordnet, die sich auf der einen Seite gegen eine Schulter36 abstützt und auf der anderen Seite gege einen Federtellerkörper 37 abstützt, der gegen einen Seeger-Ring 38 anliegt und in dem zwei Bohrungen 39 in eine Bohrung 40 münden und der eine Stirnfläche 61 aufweist.
  • Von der Bohrung 34 aus geht eine Bohrung 41 zu einer Querbohrung 42. Versetzt zu der Bohrung 41 schließt an die Querbohrung 42 eine Bohrung 43 an, die über eine Querbohrung 44 in der Zeichnung nicht mehr weiter dargestellter Weise mit dem Raum 45 vor der Stirnfläche des Stellkolbens 12, 12 in Verbindung steht. In der Querbohrung 42 ist ein Ventilkörper46 eingesetzt, in dem ein Ventilschieber 47 verschiebbar ist, der gegen den Winkelhebel 24 anliegt und Ringnuten aufweist, während der Ventilkörper 46 Bohrungen aufweist, die mit den Bohrungen 41 und 43 in Verbindung stehen. Je nach Lage des Schieberkörpers 47 stellt die an diesem angeordnete Ringnut eine Verbindung zwischen den Kanälen 41 und 43 her oder verbindet eine andere Ausnehmung den Kanal 43 mit dem Raum vor der Stirnfläche des Ventilschiebers 47 in der Bohrung 42.
  • In das Abschlußteil 6 ist eine Anschlagschraube 49 eingeschraubt, die mittels einer Kontermutter 50 in beliebiger Lage einstellbar ist.
  • Die Wirkungsweise ist folgende : Der Förderdruck der Pumpe wirkt in dem Kanal 15 und damit in dem Raum 18 und wirkt in diesem auf die Stirnfläche des Steuerkolbens 21. Die aus dieser Druckwirkung auf die Stirnfläche resultierende Kraft wirkt auf den Zwischenstützkörper 22 und über diesen auf den langen Arm des Hebels 24. Dieser Kraftenigegen wirkt auf der anderen Seite die Kraft der Feder 28. Überwiegt das Produkt aus der von dem Druck auf die Stirnfläche des Steuerkolbens 21 ausgeübten Kraft mal dem zugeordneten Hebelarm das Produkt aus der kraft der Feder 28 mal dem zugeordneten Hebelarm, so wird die Feder 28 zurückgedrückt. Damit wird der Hebel 24 nach in der Zeichnung rechts gedrückt und drückt damit auf den Steuerschieberkörper47, der durch seine Ringnut damit eine Verbindung zwischen der Bohrung 41 und der Bohrung 43 herstellt. Damit fließt Druckmittel aus dem Kanal 15 durch die Bohrungen 16 und 17 und die Bohrung 8, die Bohrungen 39, die Bohrung 40 und die Bohrung 34, die Bohrung 41 und die Bohrungen 43 und 44 und den Raum 45 vor der großen Stirnfläche des Stellkolbens 11, 12. Da somit vor der großen Stirnfläche des Stellkolbens 11, 12 der gleiche Druck wirkt wie vor der kleinen Stirnfläche des Stellkolbenteils 11, bewegt sich der Stellkolben nach in der Zeichnung unten. Damit wird der Hebelarm verkleinert, an dem die Kraft des Steuerkolbens 21 wirkt, und zwar so lange, bis die Kraft der Feder 28 in der Lage ist, den Steuerkolben 21 zurückzudrücken mit der Folge, daß der Steuerschieberkörper 47 unter der wirkung der Anlagefeder 62 in die in der Zeichnung dargestellte Lage zurückkehrt und die Verbindung zwischen den Bohrungen 41 und 43 absperrt. Damit hat der Stellkolben eine neue Gleichgewichtslage erreicht.
  • Sinkt nunmehr der Druck in dem Kanal 15 und damit im Raum 18, überwiegt das Produkt aus Kraft der Feder 28 mal Hebelarm das Produkt aus Kraft am Steuerkolben 21 mal zugeordnetem Hebelarm, so daß der Winkelhebel 24, 26 im Uhrzeigersinn schwenkt mit der Folge, daß der Steuerventilkörper 47 unter dem Druck der Feder 62 nach in der Zeichnung links verschoben wird und die Bohrung 43 mit der Bohrung 42 verbindet, die mit dem druckentlasteten Innenraum des Pumpengehäuses in Verbindung steht. Somit Wird aus dem Raum 45 Druckmittel abgelassen und der Stellkolben wandert unter der Kraft des in der Bohrung 8 auf die Stirnfläche des Stellkolbenteils 11 wirkenden Drucks nach in der Zeichnung oben.
  • Ist die Pumpe in die Nähe der Nullförderlage geschwenkt, kommt der Federtellerkörper 37 an die Stirnfläche der Anschlagschraube 49 zum Anliegen un drückt bei weiterer Bewegung des Stellkolbens 11, 12 nach unten die Feder 35 zusammen, so daß die Feder 35, die somit über den Federtellerkörper 37 und die Anschlagschraube49 am Gehäuse abgestützt ist, andererseits eine Kraft auf den Stellkolben 11, 12 ausübt derart, daß dadurch die Pumpe aus der Nullförderlage herausgeschwenkt wird.
  • Der Federtellerkörper 37 kann äußerstenfalls so tief in die Bohrung 32 hineingedrückt werden, daß die Stirnfläche 61 des Federtellerkörpers 37 gegen die Schulter 33 zum Anliegen kommt. Damit wird gleichzeitig die Minimalschwenklage für die Pumpe definiert. Somit kann die Minimalschwenklage durch Einstellen der Anschlagschraube 49 eingestellt werden.
  • Auch dann, wenn in der Minimalschwenklage die Pumpe keinen oder nur einen sehr geringen Strom fördert und deshalb keinen Förderdruck aufbaut, kann durch die Wirkung der Feder35 somit doch die Pumpe aus der Nullförderlage bzw. einer dieser benachbarten Lage herausgeschwenkt werden.
  • Die Feder 62 stützt sich gegen einen Federteller 63 ab, der in der Bohrung 42 festgelegt ist. Der Stopfen 66 schließt die Bohrung 43 ab. Die Anschlagstellschraube 64 begrenzt den Maximalhub des Reglers und damit die Maximalschwenklage. Die Anschlagstellschraube 64 kann mittels der Mutter 65 festgelegt werden.

Claims (2)

1. Regeleinrichtung für ein hydrostatisches Getriebe oder vorzugsweise eine Hydrokolbenpumpe mit einem mit dem Stellglied des Getriebes bzw. der Pumpe verbundenden, beiderseits mit Druck beaufschlagten, als Differentialkolbea ausgestalteten Stellkolben (11, 12) und mit einem die Druckbeaufschlagung der bei den Druckräume (8, 45) vor den Stirnflächen des Stellkolbens (11, 12) steuernden Steuerventil (47) und mit einem im Gehäuse verschiebbar angeordneten, vom Arbeitsdruck des Getriebes bzw. Föderdruck der Pumpe baufschlagten Steuerdruckmeßkolben (21), der gegen einen Hebel (24) anliegt, der durch ein Gelenk (25) mit dem Stellkolben (11, 12) verbunden und an diesem gelagert ist, und der durch eine Feder (28) gegen diesen abgestützt ist und das Steuerventil (47) betätigt, wobei das Steuerventil im Stellkolben (11, 12) quer zu dessen Längsachse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel als Winkelhebel (24, 26) ausgestaltet ist und daß die Feder (28) im Stellkolben (11, 12) angeordnet ist, gegen das sich annähernd quer zur Längsachse des Stellkolbens (11, 12) erstrekkende Teil (26) des Winkelhebels (24, 26) anliegt und als Druckfeder ausgestaltet ist, deren Längsachse parallel zur Längsachse des Stellkolbens (11, 12) verläuft.
2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (28) in einer Längsbohrung (29) des Stellkolbens (11, 12) angeordnet ist und gegen einen Abschlußkörper (30) in dieser Bohrung (29) abgestützt ist, dessen Lage in axialer Richtung in der Bohrung (29) von der Stirnseite des Stellkolbens (11, 12) her einstellbar ist.
EP80104205A 1979-07-25 1980-07-17 Regeleinrichtung für ein hydrostatisches Getriebe oder eine Kolbenpumpe Expired EP0023323B1 (de)

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