DE1528378A1

DE1528378A1 - Hydrostatische Antriebsvorrichtung mit automatischer Leistungsverringerung bei steigendem Druck

Info

Publication number: DE1528378A1
Application number: DE19651528378
Authority: DE
Inventors: Karl Eickmann
Original assignee: BREINLICH DR RICHARD
Current assignee: BREINLICH DR RICHARD
Priority date: 1965-04-06
Filing date: 1965-04-06
Publication date: 1970-07-16
Also published as: US3379006A; GB1146606A

Description

Patentgeauoii

Dr. Expl.

Anmelder Dr₀ Richard Breinlioh

Pelaenkellerweg 1 73.2 Bietigheim/fuertt.

Erfinder Karl Eiokmann

2420 Isshiki Hayama - maohi Kanagawa-ken, Japan

Hydrostatiaone Antriebsvorrichtung iait automatischer teistungsverringerung bei steigendem Druok.

Hie Erfindung betriffτ eine hydrostatische Antriebsvorrichtung mit automatischer ieistungs« verringerung bei steigendem Druok·

Es Bind hydrostatische 'Antriebe mit lumpen bekannt, die ait Mullhubreglern ausgeruestet sind. Solche Sullhubregler halten die Leistung der Pumpe oberhalte eines bestimmten Druckes etwa konstant, in» dem sie ait zunehaendea Druok die Foerderaenge Verringern, sodass das Produkt ρ ♦ Q » DvuokMstL tfoerdermenge etwa konataat bleibt.

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Hydrostatisohe Antriebsvorrichtungen mit solchen

bei hohem PJuekl

Nullhubreglern benoetigenHaber auch bei kleiner Eoerdermenge ihre volle Antriebsleistung.

Auch sind hydrostatische Antriebsvorrichtungen bekannt, bei denen eine konstant foerdernde Pumpe den Hydrofluidstrom erzeugt und in Zeiten des Stills Standes der sonst angetriebenen Teile der Fluidstrom duroh ein Ueberdruckventil gefoerdert wird. Auoh bei diesen Systemen ist die volle Antriebsleistung selbst dann erforderlich, wenn das sonst anzutrei= bende Teil stillsteht.

Beim Maschinen oder fahrzeugantrieb kommen aber auch Zeiten vor, in denen das sonst angetriebene Maschinen oder Fahrzeugteil still stehtoder still= stehen solle Da bei den bekannten hydrostatischen Antriebsvorrichtungen waehrend solcher Zeiten die Pumpen mit voller Leistung oder mit voller Foerder» menge weiterarbeiten, hat das eine hohe Verschwen» dung von Antriebsleistung zur folge und die Leistungs« Verschwendung ihrerseits bewirkt eine Erhitzung des Hydraulikfluidums, da der Leistungsverlust ja in waerme umgewandelt wird.

Auoh die bekannten Wegeventile mit freiem Durchfluss in Mittelstellung, die man in bekannter Weise in die hydrostatische Betriebevorric htung ein» schalten kann.« koennen unnuetzige fluiderwaermung und Leistungsverluste nicht¹)verhindern, da das Arbeite= fluidum sie ja bei lütte1stellung des WegeventM.es in ganzer flussmenge durohstroemen muss« Ausserde» sind Wegeventile mit freiem Durchfluss in Mittel= stellung nioht in allen Arten von hydraulischen Antriebevorrichtungen anwendbar.

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Die Erfindung will solche Leietungsverluste und iaestige^, durch Kühlvorrichtungen vereteu= ernde, Srwaermungen vermeiden und eine energiewiistschaft= lieh rationelle und betriebssichere hydrostatische Antriebsvorrichtung schaffen, die oberhalb eines bestimmten vorgewaehlten oder eingestellten Betriebsdruck= es ihre Antriebsleistung erheblich verringert» Dieses wird erfindungsgemaess dadurch "verringert, dass in einer aus mindestens einerJRegelpumpe und mindestens einem hydraulischen Verbraucheraggregat, wie Zylinder oder motor, bestehenden hydrostatischen Antriebsvorrichtung ein auf die Hubvolumenverstell= vorrichtung der Pumpe wirkender, oberhalb eines vor= be stimmten Druckes in der Antriebsvorrichtung mit weiter steigendem Druck die Foerdermenge der Pumpe rapide verringernder, die Antriebsleistung der Pumpe merklich . verringernder Kegler angeordnet ist· Die Pumpeneingangsleistung geht bei Ueberschreiten des vorgewaehlten Druckes zurueck und dadurch wi. rd Leistung gespart und Fluidermaermung vermieden.

Kach einem weiteren Ausfuehrungsbeispiel ist zwischen die Pumpe und dem Motor oder Zylinder ein Sperrventil, Wegeventil oder Drehventil eingeschaltet· Ist dieses offen, dann kann die Pumpe mit teilweiser oder voller'Leistung den Motor oder Zylinder treiben. Ist es aber geschlossen, so erhoeht sich der Druck vor dem Ventil ueber den vorgewaehlten Druck und der Eegler shaltet dann die Regelpumpe schnell auf so geringe oder nur die Leokage liefernde Foerdermenge, dass die Antriebsleistung der Pumpe wesentlich abnimmt.

Sin weiteres Ausfuehrungsbeispiel der Brfiniung sieht mehrere Motoren oder Zylinder und mehrere Absperr = oder Wegeventile in der Hydrostatischen Antriebsvorrichtung mit einer oder mehreren Regel» pumpen vor»

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Weiterhin! ein anderes Ausfuehrungsb ei spiel einen Hegler fuer die Regelpukpe, der mit steigendem Druok die Antriebsleistung in der hydrostatischen An= triebsvorric htung nur allmaehlich verringert, sodass mehrere Motoren oder Zylinder durch das Ventil ge= regelt oder gesteuert werden koennen_yoder die Ge= schwindigkeit eines Motors oder Zylinders durch das Ventil gesteuert werden kann.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Ausfuehrungs= beispieIe werden ersichtlich aus den figuren und ihren Beschreibungen, in denen gleiche Teile oder Seile mit gleichen Funktionen gleiche Bndziffern haben und fuer das Verstaendnis der Erfindung unwesentliches fortgelassen ist ο

⁶⁴⁰

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ist ein Laengsschnitt durch eine erfindungs= gemaesse hydrostatische Antriebsvorrichtung·

ffigur 2 ist ein -baengafohndti; durch ein weiteres Ausfuehrungsbeispiel einer erfindungsgemaessen hydrostatischen Antriebsvorrichtung_#

ffigur 3 ist ein Laengsschnitt dir on noch ein weiteres Ausfuehrungsbeispiel der erfindungsgemaessen Antr ie bs vo rr ic h tung

und

gjgur 3r zeigt üiagramoe zur Erlaeuterung derer= finüungsgemaessen Leistungseinsparung.

BAD Cn.'OfMAL

Duron die Endziffer 1. ist in den Figuren eine Regelpumpe dargestellt die beispielsweise eine Radialkolbenpumpe, eine Flügelpumpe, eine Aon» sialkolbenpumpe oder jede andere beliebige Pumpe mit stufenloser Hegelung ihrer Foerdermenge sein kann· Die Endziffer 2 zeigt den Regler, durch den die betreffende Regelpumpe von kleiner Foerdermenge auf grosse Foerdermengt und umgekehrt verstellt werden kanu. Bits erfolgt derart» dass der Regler 2 das Hubvolumen oder den Hubweg der Verdraengerelemente verstellt· Die Endziffer 3 zeigt ein Ventil, dass den Durchfluss durch eine Fluidleitung einengen, absperren oder oeffnen kann und die Endziffer 4 zeigt ein Arbeitsaggregat» wie beispielsweise einen hydraulischen Motor, einen hydraulischen Zylinder oder auch ein andersartiges hydraulisch betriebenes Arbeitsaggregat· Die Endziffer 5 zeigt den lank, der hydraulisches Huidum enthaelt und von dem aus durch die mit Endziffer 6 bezeichnete Zulaufs leitung das Hydrofluidum der Regelpumpe zugefuehrt oder von ihr angesaugt wird·

Xnmerhalb der Regelpumpe 2, mit der Endziffer 7 versehen, befindet sich in den Figuren jeweils ein Zuflusssteuerfenster 7 oder ein Sinwaertsventil oder mehrere derselben, die durch die Endziffer 7 gekennzeichnet sind» und innerhalb jeder Regelpumpe befindet sioh auch ein Foerdersteuerfenster 8 oder mehrere Steuerfenster 8 oder ein Auslassventil oder Auslassventile die durch die Endziffer 8 bezeichnet sind· Durch die Fosrdersteuerfenster oder Auslassventile wird des Huidum aus den Arbeitskammer 17 dann herausgedrueokt, wenn duroh die VerdraengeaLeonnte 18 oder 19 das Volumen der betreffenden Arbeitskammern 17 bei der Arbeit der Regelpumpe verkleinert wird·

Ton der Regelpumne 2 aus wird das Pluidum unter Druok durch die Foerderleitung 9 bzw· 10 zu dem Tentil 3 geleitet und vom Tentil 3 aus wird das iluidum durch die Foerderleitung 11 zum Arbeitsaggregat 4 weitergeleitet, wenn das Tentil 3 geoeffnet, oder teilweise geoiffnet ist· Durch die Endziffer 12 ist ein Terbindungskanal bezeichnet, duroh den die ""oerderleitung der Endziffer 9 mit der Regelkammer 13 innerhalb des Reglers 2 ver= bunden wird· Duroh diese Leitung bzw· den Ter« binduogskanal mit der Endziffer 12 kann Fluidum aus der 3?oerderleitung 9 bzw· 10 in die Regelkammer 13 herein oder aus der Regelkammer 13 heraus gedrueokt in die Foerderleitungen 9 oder-10 geleitet werden« Der aeuasere, bisher beschriebene Aufbau einer hydrostatischen Antriebsvorrichtung ist an sich be= kajnt.

Innerhalb der Regelpumpe 2 befindet sich in bekannter und vorteilhafterweise ein umlaufender Rotor 19f in dem sich die Arbeitekammern oder lOerderkammern 17 oder 117 befinden, umd die waehrend des Umlaufes des Rotors 19 der Regelpumpe 1 ihr Tolumen periodisch vergroessern und verkleinern in der Art» dass sie waehrend der Tolumenvergroe seer= ung aus deza Einlass 7 heraus ?luidum aufnehmen und waehrend der Tolumenverkleinerung Jluidum duroh den Auslass foerdern oder abgeben·

Xm Ausfuehrumgsbeispiel der figuren 1 und 2 ist die Regelpumpe 1 jeweils als Radialkolbenpumpe dargestellt, bei der die Terdraengerelemeate 118 als radial auswaortt und einwaerts gleitende Kolbe» ausgebildet sirnd» Doch koenmea die Terdraeagerele« mente 18 auoh Tluegel seim und dann kam« xwieohen dem Hubregler 16_r dem Rotor 19 umd «wei benachbarten Terdraengerlementea oder KLuegelm 18 jeweils eine

BAD ORIGINAL

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entsprechende Foerderkammer 61 auegebildet werden

die ebenso wie die Zylinderkammern 17 waehrend des Umlaufes des Rotors 19 ihr Volumen periodisch ver= groessern und verkleinern und dabei Fluidum periodisch aufnehmen und abgeben*

Durch den Hubregler 16 wird das Hubvolumen der Terdraengerlemente 18 von einem Kleinstwert bis zu einem Hoechstwert verstellt· Der Hubregler 16 ist in bekannter Weise im Gehaeuse 1 oder in darin vor= handenen Segmenten gelagert» sodass er entsprechend darin verschoben werden kann«

Innerhalb des Heglere 2 befindet sioh ausser der genannten Hegelkammer 13» der Regelkolben 14, der in dem lehaeuse des Reglers 2 aohsialwaerts beweglich ist und der dadurch die Foerderkammer 13 vergroessern oder verkleinern kanu· Oberhalb der Heglerkammer 13 befindet sich der Reglerspanaer .15 der im Ausfuehrungebeispiel nach den Figuren vor» teilhafterweise aus mehreren ueberstarkeη und ueber* stark: vorgespannten Federsaetzen besteht« laehrend dieser prinzipielle Aufbau aus Hullhubreglern bereits bekannt ist» ist die ueberstarke Torspannung des Hegelspanner erfindungsgemaess und neues Merkmal dieser Erfindung. Auch im folgenden beschriebenen Hegelansohlag sind als Mittel der zur erzielung der ueberstarken Vorspannung erfindungsgemaesse Merkmale«

Is befindet sieh notwendigerweise im Begier 2 der obere Hegelansohlag 26 und der untere Hegelansohlag 27· Der ober Hegelansohlag 26 ist beispielsweise der öler· De öle· 1 der Hegellcammer 13 und der ober· Regel« •»•oblag wird daduroh wirksam, dass der Regelkolben direkt oder ueber ein Distanpelement gegen de* oberen Regelansohlag 26 ansohlaegt« Der untere Äegelnsohlag 27 wird vorteilhafterweise daduroh wirksam» dass der obere Deoktl des Regelepannersatses 15 gegen den unteren Regelansohlag 27 ansohlaegt·

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■ ■ ■' . . up

Jenaohdem, wie stark die Regelspanner 15 Yorge» spannt sind, kann, der Begier einen groeeaeren oder kleineren Hab des Reglerkolbens 14 innerhalb des Reglers 2 und damit einen groesseren oder kleineren Terstellhub de« Hubreglers 16 bewirken« Zu den 2weok sind der Subregler 16 und der Regelkolben 14 mit=* einander direkt oder indirekt verbunden, sodass die Bewegung des einen Seiles eine Bewegung oder Ter= stellung des anderen Teils zur Folge hat.

Die erfindungsgemaesse Besonderheit des Heglere 2 besteht nun darin, dass die Regelspanner 15 weit mehr, als ueblioh, vorgespannt sein amessen, üb den spaeeter zu beschreibenden erfindungsgemaessen Effekt erzielen zu koennen. Das Torspannen der Reglerspanner 15 kann beispielsweise durch eine !bitter 28 oder ein anderweitig ausgeweitetes Spannelement 23 ror=» gespannt werden« In der Praxis sind diese ueberdiaen« sioniert oder unter Benutzung starker Vorrichtungen ■vorgespannt. Wenn nun fluidum unter hohem Druck aus der foerderleitung 9 ueber die Terbindungsleitung

12 in die Regelkammer 13 eintritt, so drueokt dieses fluidum: den Reglerkolben 14 abwaerts und spannt dabei den Reglerspanner 15 weiter an.

iimrnt in umgekehrter Weise der fluiddruck in der Reglerkanmer 13 unter den Druck der Torspannung oder Hochspannung des Reglerspanners 15 ab, so swingt der Reglerspanner 15 den Reglerkolben 14 aufwaerts und rerdraengt dabei fluidum aus der fluidkammer

13 heraas in die Terbindungsleitung 12 und die fluid* leitung 10 herein·

kernet rule ti re Aufbau des der in den figuren beschriebenen Seglers bestehend aus der Reglerkammer, dem Regierkolbe* und dem Reglerepanner, ist ansioh bekannt«

BAD ORJGINAL

Bei den bekannten Auefuehrungearten von solchen Reglern, die in der Praxis oft als Nullhubregler bezeichnet werden, ist der Spanner 15 jedoch wesentlich weniger vorgespannt, als in der Ausfuehrungsart nach der Erfindung . Das wesentliche Merkmal der Erfindung besteht bezueglioh des Reglers 2 darin, dass der Regelspanner 15 selbst in seiner oberen Hegelanschlags stellung bereits um ein Vielfaches hoeher vorgespannt ist» als dassbei bisherigen Mullhubreglern der fall ist und erst durch diese erhoehte Vorspannung des Regelspanners 15 wird der erfindungsgemaesse, spaeter zu beschreibende Effekt wirksam· In der Praxis wird man den federn bereits mit 2/3 bis 7/8 iherer maximal moegliohen Spannung vorgespannt haben, wenn der er= findungsgemaesse Hegler sich im oberen Hegelansohlag be» findet, waehrend hei bisherigen Nullhubreglern die federn die Hegelspanner nur etwa auf die Haelfte oder 2/3 der VorspannungsmoegH chkeit vorgespannt waren beim oberem Hegelanschlag·

Das Ventil der Endziffer 3 hat die Moegliohkeit, den Durohflussdes Fluidums von der Foerderleitung in die Foerderleitung U freizugeben, teilweise freizugeben oder ihn. ganz zu sohliessen. Im Aus» fuehrungsbeispiel der Figur 2 beispielsweise wird der Ventilkolben 120 duroh den Handhebel 122 ver* schoben, sodass der Ventilkanal 121 die Verbindung zwischen der Foerderleitung 110 und 111 freigibt; oder der Ventilkolben 120 wird soweit in aohsialer Richtung verschoben, dass der Durchfluss von der Foerderleitung 110 zur Foerderleitung 111 ganf oder teilweise abgesperrt ist»

Wird durch das Ventil 3 der Durchfluss zur Foerderleitung 111 vollständig abgesperrt, so et·igt bei Betrieb dtr Rtgelpumpe 2 der Druck in a#r *oei"l*i'.UiUH·:;·. IO9 soCori: ausserordtntlich hoch

an und zwar so hoch, dass der Fluiddruck in der Lage ist, die Spannkraft des ueberstark vorge» spannten Reglerspanners 15 zu ueberwiaden und den Reglerkolben 14 abwaerts zu drueoken und zwar soweit abwaerte zu druecken, bis der untere Regleransohlag 27 auffliegt unddie Regelpumpe 2 ihr Foerderminiinim erreicht·

Wird andererseits das Yentil 3 geoeffnet, so kann das Fluidum sofort durch das Ventil 3 in die Foerderleitung 11 eiatreten und dann das Arbeitsaggregat 4 z.B. dea Zyliader oder Arbeit«kolbe» 23 betaetigen und ihn z.B. aufwaerts bewegen« Das Arbeitsaggregat 4 nuss so ausgelegt werden, dass es bereits bei einem !Druck arbeitet, der mindestens etwas unter dem Druok liegt, der in der Eeglerkamm'er 13 wirksam sein wuerde, wenn der Hegler seine» uateren Begelansohlag erreicht.

Im Ausfuehrungsbeispie 1 der Figur 1 ist der Arbeitskolbea 23 mit eiaem Aasohlag 50 versehen, der an den Zyliaderansohlag 51 aastoeset, wenn der Arbeitskolbea $1 seiaeobere Lage erreicht hat· So= bald diese obere Lage des Arbeitskolbeas 23 durch Aasohlag des Anschlages 50 aa den Zyliaderaasohlag 51 erreicht ist, steigt der Druck ia dea Foerder* leitungen so hoch an, dass er wiederum dl· Spann» kraft des Begierspannera 15 ueberwindet uad der Beglerkolbea 14 schlagartig nach unten geht, eis der Begier durch Ansehlag am uateren Regeleraasohlag 27 «eine umtere Stelluag erreicht hat. Dabei siakt dl· Foerdermeng· der Hegtlpuat»· 2 auf nah«su Voll am, sodass sie gevad· aooh die ia der Pomp· uad im Ventil oder la der sonstigen Antriebsvorriohtuag Torhaadene Leokage ueberwindet. Sollt· die Foerder» meage trotadem nooh etwas groesser seia, als die Leokage in der hydrostatischen Antriebsvorrichtung,

BAD ORJQINAl.

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so entweicht die eventuelle, meist sehr geringfuegige, zuviel gefoerderte lluidmeage da. roh das Ueberdruckven= til 29 aus einer der JPoerderleitungen heraus und zurueok in das Pumpengehaeuse oder in dea Sank 5.

Da die hydrostatische Antriebsvorrichtung weiter= arbeitet, solaagedie Hegelpunpe 2 angetrieben ist und deren Rotor rotiert, wird dieser heechete Druck im gesamten loerderleitungesyeteia und im Zylinder 24 aufrechterhalten und der Arbeitskolbea 23 bleibt in seiner oberen Stellung und traegt oder spannt die auf dem ^Arbeitekolben 23 vorgesehene oder vor« handene Last in ihrer oberen Stellung·

Waehrend bei bisher ueblichen hydrostatischen Antriebsvorriohtungen in konstanten foerderpunpen die gesamte Antriebsleistung der Pumpe dann duroh das TJeberdruckventil 29 entweichen musste» also ein ausaerordentlioher, verlorener Energieverbrauch stattfand und damit eine hohe Erwaermung des Pluidums auftrat nur um den Arbeitskolben 23 in seiner oberen Stellung zu halten, 1st erfindungsgemaess bei dem Druokanetieg, als der Arbeitekolben 23 seine obere Stellung erreioht hatte, duroh den Regler 2 der Hubregler 16 schnall und guenstig so weit herunter geregelt worden, dass der Hubweg, der Yerdraengerlemente 18so klein wurde, dass er but noch die leckage in der hydrostatischen Antriebsvorrichtung foerdern braucht* Sie leietuag fuer die Poerderuag der Leckagemengt ist daAurefe bei gegebenem Druck sehr gering und »war geringer, als die Antriebsleistung der Pumpt die bei bisherigen hydrostatisches Antriebevoxriohtuigen Boetig war· Zum Beispiel ist die Leistung ewei-bis sehn-mal geringer, als bisher und aie spart daduroh ausearordLentliohe Antriebsleistung ei» und verhindert eine UeberwaermuÄg des fluidums im Kreislauf der hydrostatischen Antriebsvorrichtung ad im Tank»

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r 13 -

Der UAtersohled der Ausfuehrungsbeispiele nach Figuren 1 und 2 besteht larin, dass in der figur 2 das Ventil 3 eingeschaltet ist, waehrend in der Figur 1 kein Ventil 3 vorgesehen ist·

Im Auefuehrungsbeispiels der figur 1 ist es also so, dass, sobald die Regelpumpe 2 eingeschaltet wird* diese dea Arbeitekolben 23 bis im den oberes Anschlag foerdert und solbdald dieser obere Anschlag erreicht ist, der Druck im der hydrostatischen Antriebs* TorrichtuBg ploetslioh etwas weiter ansteigt und sich dabei die Pumpe infolge des erfindumgsgemaessea Reglers automatisch auf kleinste foerdermemge Behaltet und tob dem Mo»ent an, wo der Antriebskolbem 23 seine» oberen Anschlag erreicht hat die Pumpe nicht mehr mit Toller Leistung weiter arbeitet, sondern nur nooh mit einem kleinen Bruchteil der Arbeitsleitumg und den Arbeitekolben 23 in seiner oberen Stellung haeltf ζ·Β· mit einer Antriebsleistung, die weniger als die Haelfte der Leistung ist, die wrforderlioh war, um den Arbeitskolben 23 in seine obere Stellung zu fahren· Zum Absenken des Kolbens kann die Pumpe 2 abgeschaltet werden oder rueokwaertslaufem>, sodass der Kolben 23 absinken kann·

Im (Gegensatz dazu wird bei dem Ausfuehrungsbeispiel der figur 2 die Arbeitsbewegoag des Kolbens 23 dureh das Ventil 3 und »war dureh Aohsialfcewegung des

ftp

Ventilkolbens /gesteuert. Der Druckanstieg in der

Huidleitung 110 folgt im Ausfuehrungsbeispiel eimer hydrostatisoken AntriebsTorriehtung naeh der figur 2 im allgemeinen nicht dureh den Wiederstand des Arbeitskolbens 123, sondern dureh das Absperren des Ventileβ 3· Sobald das Ventil 3 abgesperrt wird, beispielsweise dureh Aohsialbewegung des Sohleberkolbens 120, steigt der Druek im dem fotrderleitungen 109» 11& «ad der Ve»biÄdungeleitu*f 112 und dtr leglerkametr 113 ploetmlieh am umd der H«gi#rkolben 113 «eht abwaerts uater Weiterepanmumg des Begierkolbens 115t Ms naeh gams kurser leit dlt Begelpumpe

f\ fj 9 g :) : / η .? O β BAD ORIGINAL

ihre keleinste foerdermenge beim unteren Regelanschlag 27 erreicht hat und dann mit kleinster foerdermenge weiterarbeitet» alsom einer Antriebsleistung weis terlaeuft» die nur ein Bruchteil der Antriebsleistung war» die erforderlioh war utf den Arbeitekolben oder das Arbeitsaggregat 23 bzw. 24 zu bewegen·

Die erfindungsgemaesse Wirkungsweise und ihr Energiesparender Effekt der hydrostatischem Antriebs=» vorrichtung nach den figuren 1. und 2 sind noch besser verstaeadlioh, wenn mn die Diagramme der figur 4 betrachtet·

In den erwaehnten Diagrammen der figur λ ist oben die foerdermenge ueber dem Druck und unten die leistung ueber dem Druck dargestellt· Durch die Haie der Position 340 ist die Zunahme des Druckes dargestellt bei konstanter foerdermenge» wie sie im unteren Diagramm als etwa gerade Maie mit dem Druck steigeader ^eistuag, Position 345» gezeigt ist·

Im beispleishaften Diagramm der figur 4 ist etwa lin= earer Leistungsanstieg des Arbeitsaggregates 4 bis zu einem Druck von 60 atmosphaeren gezeigt· Die maximale Leistung der hydraulischen Antriebsvorrichtung bei voller foerdermenge» also bei der Stellung im oberen Eegelansohlag 26» ist erreicht im Punkt 346* Weaa dieser Punkt erreieat ist» ist nach dem Aus« fuearuagsbeiapiel der figur 1 Baut der Kolbeaansohlag 50 am Zyliaderansohlag 51 aagestossea uad der Arbeite» kolben 25 kann sich nicht mehr weiter bewegen» Bei den Ausfufhrungsbelspiel der figur 2 1st der Ventilkolben so toewegt, dass das Ventil 103 den Durchfluss von fluiduB aus der foerderleituag 110 la die foerderlel» tuttg Ul absperrt· Dft die Eegelapump« 2 afcer -w*iterlaeuft, entsteht infolg« der Ab·ρr»»rung tia ploetzXioher Druckanstieg auf etwas ho·her·a Druok la dea fluid beinhaltenden RatttMa cd*r Leitungen der hydrostatischen Antrlebevorriofttungta·

ÖC^:-.iä/0206 ^s^paj-

Dieser ploetzliche Druckanstiegt bewirkt, wie bereite geschildert, dass der Beglerkolben 114 abwaerts ge= drueokt wird bis zum unteren Hegelansohlag 27. Im Diagramm zeigt sich das dergestalt, dass die foerder* menge ploetzlioh absinkt auf einen Miniaalwert, der dargestellt ist, durch die Linie 341 in figur 4und die nur einen winzigen Bruchteil der sonst maximalen foerdermenge feetraegt. Waehrend in den Diagrammbei» spiel der figur 4 die maximale foerdermenge der beispielhaften Hegelpumpe etwa 80 liter pro Minute war, ist die foerdermenge nach dem erfolgten Druckanstieg und der Herunterreglung auf den unteren Begelansohlag soweit abgesunken, dassdie iOerdermenge nur nooh etwa beispielsweise 4 liter pro Minute betraegt, wie dargestellt ist durch Position 341» Der ploetzliohe Abfall der foerderaenge ist im oberen Teil des linken Diagramms der Figur 4 durch Position 343 gezeigt und im unteren linken Diagramm der figur 4 durch Position 347 dargestellt. Position 347 zeigt einen Plötzlichen Leistungsabfall von der Maximalleistung 346 bis her» unter zur Minitelleistung 343· Waehrend in dem Zahlenbeispiel der Diagramme der figur 4 die Maximal» leistung bei 60 atue foerderdruck etwa 9 Kw betrug, betraegt sie bei der Minimalleistung im Punkt 348 bei etwa 70 atue keine groessere leistung, sondern eine geringere, und zwar eine Minimalleistung von beispielsweise etwa nur einem Kw.

Bei einem Druckanstieg von 60 atue auf 70 atue ist also die leistung der Regelpumpe von den beispiel· haften 9Iw auf 1 Xw abgesunken infolge der erfindunge» gemaessen Schaltung der Hegelpumpe 1 durch d«n erfindungsgemaessen Hegler 2 mit seinem ueberstark ausgelegten Beglerepanner 15·

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Bei weiter·teigende· Druok belibt die ioerder* menge 34X etwa gleioh und sie wird am besten so bemessen, da·· eie gerade die Leckage innerhalb der hydrostatischen Antriebsvorrichtung ausgleicht und eventuell noch eine ganz geringe foerdermenge durch ein Ueberdruok* ventil 29 entweiohen laeest. Dabei erfolgt ein gering« fuegiger, vernaohlaeesigbarer leietungeanetieg der, im Diagramm duroh die Position 349 gesseigt ist.

Wenn man jetzt ansohlieesend z.B. in der figur 2 das Yentil 3 wieder auf Oeffnen βteilt, sodaes iluidum von der Poerderleitung 110 duroh den Yentil« kanal 121 in foerderleitung 111 weiterflieeeen kann, so erfolgt wieder eine plnetzliohe Zunahme der Joer* dermenge dadurch, dass infolge des Druckabfall·.mnter 70 atue der Regler sofort wieder auf maximale Poer« dermenge ehaltet, indem der Regelkolben zum oberen Regelanschlag 26 bewegt wird. Diese ploetzliohe ioerdermengenzunahme ist dargestellt durch die Position 342 im Diagramm der Figur 4 oben links· Es ist ersichtlich, das· die beiden Foerdermengenlinien 342 und 343 etwa parallel zueinander verlaufen, aber etwas voneinander nach rechts oder links distanziert sind« Das 1st konstru&binnsbedingt und in der Praxi· gemessen worden. Da· kommt daher, da·· der leglerkolben oder «eine Diohtelemente zur Abdichtung ivr Reglerkammer 13 eine gewisse Reibung verursachen, die sich etwa unterschiedlich auswirkt, je nachdem ob sich der Reglerkniben 14 aufwaerts oder abwaerte bewegt·

Wuerde eine hydrostatisch· Antriebsvorrichtung mit konstanter ioerderpumpe und Ueberdruokveatil verweadet werden, so wuerde beim Druckaaetieg vea 60 «tu« auf 70 atue die loerdermeage gleioh MMVlB bleibe» uad bei 70 atue den Punkt 544 erreioMe», UMd die gesamte JoerAermeage - tob Ib diesem laalem« »eisfiel miautlie* 10 lite*-wmer*e iama AmMH Am

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• - 17 - -

Ueberdruokventil 29 entweichen, sodas» die hydro= statische Antriebsvorrichtung herkoemmlioher Bauart dann mit hoher Leistung weiterlaufen muesste und die gesamte Leistung von beispielsweise 11 Kw, die ge» zeigt ist durch den Punkt 545 muesste dann durch das ueberdruokventil abgeblasen werden, sodass sich dabei die gesamte Leistung in Waerme verwandeln wuerde und das iluidum in der hydrostatischen Antriebsvorrichtung und im Sank aufwaermen wuerde, waehrend gleichzeitig die gesamte Antriebsleistung verloren ginge· In Vergleich zu solchen herkoemmlichen hydrostatischen Antriebsvorrichtungen wurde also in diesen Beispiel durch die erfindungsgemaesse hydrostatische Antriebs» vorrichtung eine Leistungsverringerung auf etwa ein

Zehntel unter herkoemmliohe hydrostatisohe Antriebes vorrichtungen erzielt.

Wuerde hingegen eine bekannte hydrostatische Antriebsvorrichtung «it lullhubregler verwendet, so wuerde ein Joerdermengenabfall naoh der Kurve 344 im linken oberen Diagramm der figur 4 bei kon» stanter Leistung der Linie 444 im unteren linken Diagramm der figur 4 erfolgen· Die Leistung bliebe dann konstant bei etwa 9 Kw gemaess dem Zablenbei» spiel der Tigur 4· Die Leistung wuerde daher bei solchen bekannten hydrostatischen Antriebsvorriohtungen dann immer nooh rund neun mal hoeher sein, als die An» triebsleistung der erfindungsgemaessen, neuen hy» drostatisohen Antriebsvorrichtung im Punkt 348, also bei etwa 70 «tue ist·

lin anderes Ausfuehrungsbeispiel der Brfindung ist in den rechten Diagrammen der figur 4 gezeigt und es wird dadurch erreicht, dass man das 3pann» element 28 in JPiguren 1 oder 2 lockert, .sodats die Vorspannung des Bsgelspanner 15 etwas geringer ist* Da· wirkt sioh dergestalt aus, dass im oberen reohten Diagramm dl· 7o«rd«rmeag« nioat »ehr so ploetzlioh sonder» all*aehlioi*r abnimmt, wie das duroh

BAD ORIGINAL

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die Position 351 gezeigt ist. Bei diesem Ausfuehrungs= beispiel ist nach dem rechten Diagramm der Figur eine beispielshafte maximale Foerdernienge von ebenfalls etwa 30 Litern pro Minute vorgesehen und eine maximale Foerdermengo von etwa 4 Litern pro Minute.

Die maximale ffoerdermenge ist durch position 350 dargestellt und die minimale durch Position 353, sodasa die maximale ioerdermenge der oberen Regel= anschlageteilung 26 unddle minimale der unteren Regelanschlagstellung 27 entspricht· Als Druck= bereich wuerde fuer den Beginn des Umsohaitens atue vorgesehen undfuer das Ende des UmschaItens wurden 30 atue vorgesehen, zwischen diesen beiden Drucken erfolgt also eine allmaehliche Abnahme der loerdermenge naoh der Linie 351 in figur 4, wenn der Reglerkniben 114 allmaehlioher und langsamer von seinem oberen Regelansohlag 26 zu seinem unteren Regelansohlag 27 verstellt, und der Druck in der hydrostatischen Antriebsvorrichtung vor dem Absperr* ventil oder bei der Bewegung des Arbeitsaggregates allmaehlioher von 30 atue naoh den Zahlenbeispiel ansteigt. Die Linie 352 zeigt den 2oerdemengen» anstieg^ wenn allmaehlioh da« Ventil 3 geoeffenet wird, wobei daduroh der Druck in der hydrostatischen Antriebsvorrichtung abnimmt und somit die ϊοerder= menge wieder zunimmt, indem der Reglerkolben 14 sich aufwaerta bewegt und zu seinem oberen Hegelan« ■oülag 26.

Im unteren rechten Diagramm lat durch Linie 354 gezeigt, wie die Leistung allmaehlioh zunimmt, bis dar Druulc von afcwa 30 atmoiphaeren arrtioht 1st la i\mkü 35Ü und wla danach die L.·Ib bung abnimmt bti areitax'dtä Druokaxiä-bieg auf 30 atu« bie «um Sunokt 357.

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Die Linie 356 zeigt den faet gradlinigen Leistungsabfall ait steigendem Druok τοη 30 auf 80 atmosphearen. Oberhalb der 30 atmosphaeren zeigt die Linie 358 wiederum in eine almaehlioh rernaoh« laessigbare LeletungBEumahme·

laoh diesem erfindungsgemaessen Auefuehrungebeiepiel laeuft die AntriebeTorriohtung der Minimalleistung der Position 357 wiederum mit geringerer Leistung bei hoeherem Druck als die maximale Antriebsleistung in Position 355 bei geringem Druok war*

Beim Druckanstieg τοη 30 atue auf 80 atue erfolgt nacJI diesem Ausfuehrungebsiespiel eine ^eietungsab= nähme τοη etwa 4»8 Kw auf 1 Kw, also eine Leistungs» verringerung bei hoeherem Druok um das 4»8 Fache. Auch bei diesem Ausfuehrungsbeispiel wird bei zuneh= mindern Druok eine gmmz erhebliohe Abnahme der An= triebsleistung der Begelpumpe 2 der erfindungsgemaessen hydrostatieohen Antriebsvorrichtung erzielt·

Me Terwendung einer solchen erfindungsgemaessen Reglung hat in einer hydrostatischen AntriebsTorrieh= tung naoh den rechten Diagrammen der figur 4 ganz wesentliche Torteile, die aus dem beispleishaften Anwendungeplan der figur 3 ersichtlich werden.

Im Ausfuehrungsbeispiel der Figur 3 ist eine einsige Segelpump« 201 Torhanden, die kontinuierlich laemft und die Uli? fluidum aus dem Sank 205 erhaelt. Sie wird beiepieleweise dureh einen Antriebsmotor 230 angetrieben. Si· ist mit iem erfindumgsgemaease* !•gier 202 ausferuestetund durch die T«rBindungsleitung 712 let wiederum dl· Tersin4umg swischea der ent« syreeAemdea legelkammer im legier tot mat ter foer-Aerleitujag 209 merge stellt. Si· loerderleitang 209 Teysweigt Is eise gr···· Amsahl tob einselaen Aa* trlw%«2*itm*e«B, tie Mm Terseiiie Abbbji TeaUlea | fuel»··, itaHt eimei Fmmfe «01 k«entteM a«efe mekrere

Terg4«emen sein. _p . ■

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beispielsweise 1st das Ventil 203 duroh elek= trlsohe Botatlons-Pulsmotoren gesteuert, gegebenen« fall· ueber eine hydraullohe Verstaerkung, und rom Ventil 203 fuehrt die Poerderleitung 211 zum hydraulischen vorwaerts und rueckwaerts laufenden Hydromotor 204» von dem aus das Arbeiteaggregat, der Masohlnenschlitten 1 der duroh die Position dargestellt ist, rorwaerts und rueckwaerts angetrieben wird· Die Eueoklaufleitung 411 leitet das verbrauchte Pluidum zurueok· Sine andere Abzweigung der ?oer« derleitung 209 fuehrt zum Ventil 403· Das Ventil

403 ist duroh einen elektrischen Impulemo-to r betaetigt, also duroh einen elektrischen Impulsmotor geoeffnet oder geschlossen· -"inter das Ventil 403 1st ein Torwaerts und rueckwaerts - laufender Hydromotor

404 geschaltet» der you Ventil aus durch die Leitung 211 Pluidum erhaelt, wenn das Ventil geoeffnet ist. Der Hueoklauf erfolgt duroh die Leitung 411· Der Hydromotor 404 treibt einen weiteren Haschinenschlitten 202 an, der duroh die Position 232 dargestellt ist. Sie Laufrichtung der Teile kann vertauscht werden·

Eine weitere Abzweigung der Foerderleitungen 209 fuehrt zu dem Ventil * 503· Da« Ventil $03 ist duroh einen elektrischen Magneten oder duroh einen elektrischen Pulemotor angetrieben und wird dadurch geoegfnet oder geschlossen bzw, in die eine oder andere Richtung umgesteuert. Durch die Leitung 211 oder 411 wird dann das KLuidum zum Hydraulikmotor 304 geleitet und duroh dl· entepreohende andere Leitung wird es surueok sum Wegenventil 503 und von dort aus zurueok sum Zank 205 geleitet· Der Hydromotor 504 treibt einen weiteren Masohinea« •ehlitten 3 vorwaerts und rueokwmerts an» der dwreh dl· Position 233 dargestellt ist.

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Eine weitere Abzweigung der Foerderleitung 209 fiiehrt zum handbetaetigten Ventil 603» daea duroh den handhebel 222 geoeffnet oder gesohlossen wird· Ton dort aus fuehrt eine Fluidleitung 611. zum Arbeiteaggregat 604·, dass in diesen Beispiel ein Kolben 623 ist der sich in dem hydrozylinder 624 aufwaerte und abwaerts bewegen laesst·

Eine weitere Abzweigung der iOerderleitung 209 fuehrt zu dem Wegeventil 703» dass la Ausfuehrungsbei* spiel duroh einen Elektromagneten betaetigt iat und von wo aus die beiden JOerderleitungen 711 und 511 zu dem Arbeiteaggregat 7ο4- fuehren. Das ist in diesem Falle ein doppelt wirkender Zylinder ait den beiden Sammern 724- und 324 mit dem daraus beaufschlagten doppelt wirkenden Hydraulikkolben 723· Je naoh der eingeschalteten Stellung des Wegeventilea 703 flieset das fluidum duroh die Leitung 711 der Zy* linderkammer 724 oder duroh die Leitung 511 der 2ylinderkammer 324 zu und durch die andere Leitung aus der anderen Kammer zurueck. Der Rueokfluas des Fluid Utas erfolgt duroh die Hueoklauf leitung 225 zurueok zum Tank. Die Bueoklaufleitungen koennen miteinander kombiniert «ein.

Sie Besonderheit dieser Schaltung besteht nun darin, dass eine grosse Anzahl von verschiedenen Arbeitsstellen von einer oder mehreren Regelpumpen 201 mit Heglern 202 betrieben werden koennen· Werden alle der Mehrzahl der verschiedenen Tentile abgesperrt, so steigt der Druck In den foerderleitungen 209 vor den Ventilen ploetalioa auf hohen Druck an, beispielsweise auf die 80 atue des Diagramme der figur 4 und die Regelpump· laeuft dann mit dar geringen foerdermenge 353 und damit mit 2er geringen leistung 357» waehrend eventuell xu viel gefoerdertee OeI dir oh d«e Ueberdruokveatil 229 eatweioat·

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Die Anlage laeuft dann sehr rationell und mit einer sehr geringen Antriebsleistung τοη nach dem Zahlen?= beispiel der Diagramme nur etwa einen Kw·

Die verschiedenen Ventile und Antriebsaggregate koennen sehr weit entfernt von der Kegelpumpe 202 aufgebaut werden· Jedes einzelne Ventil und damit jedes einzelne Arbeitsaggregat kann einzeln betaetigt werden« Oeffnet man z»B« eines der fuenf versohle» denen Ventile, so wird der Druck absainken, weil der Druckbedarf des entsprechenden nachgeschalteten Arbeifcsaggregates geringer ist, als der liaximaldruok in der hydrostatischen Antriebsvorrichtung,, Dabei faellt der Druck etwas ab und steigt die foerderö menge etwas an, sodass der Reglerkolben 14 sich dann etwas in Richtung auf den oberen Äegelansohlag 26 zu aufwaerts bewegt· Das entsprechende Arbeiteaggre* gat 4 arbeitet dann. Je nachdem, je mehr das ent= sprechende Ventil geoeffnet wird , je schneller laeuft das entsprechende Arbeitsaggregat. Anstatt ein Arbeiteaggregat zu bestaetigen, kann man auch eine Mehrzahl von Arbeitsaggregaten gleichzeitig betaetigen· Oder nan kann jedeβ der beliebigen Arbeiteaggregate nacheinander betaetigen, indem nan nacheinander die verschiedenen Ventile oeffent. Dies« erfindungegtmaeese Anordnung ermoegllchat es also, entfernt vom Antriebsaggregat, beispielsweise direkt in Maehe der Arbeite* aggregate, Ventile anzuordnen und diese selbetetaendig BU betaetigen, ohne auf das Antriebsaggregat Rueoksioht

nehmen zu muessen; bei gleichzeitiger Briitlung hoeoheter rationeller Arbeit der hydrostatischen Antriebsvorrichtungen, da sie mit rationeller Ar» beistslelstung arbeitet.

Wenn man nun mehrere Arbeitsaggregat· gleichzeitig einschaltet, so erfolgt ein allnaenlioher ^eiatung*» anstieg in der gesantta hydrost«tieοheη Antrieberor» riohtung.

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Dieser Brfolg jedoch ansteigend aliht Mit zunehmendem Druck, sondern ansteigend alt abnehmende» Druck, wie durch die Linie 356 ia unteren Diagramm und durch die Linie 352 ia oberen rechten Diagramm der figur dargestellt ist.

Diese Art der Leistungsregelung ist eine neu« artige ,und. sie ist sozusagen die Umkehrung f rue herer hydrostatischer Antriebsvorriohtungen· Dergestallt, dass eine ^eistungezunahae nioht mit zunehmendem Druck sondern mit abnehmendem Druck erfolgt und zwar zwischen den beiden Grenzwerten 355 ufcd 357·

Ausserdem wird es durch diese Erfindung nxoeglich, die einzelnen Arbeitsstellen an Ort und Stelle zu kontrollieren und ihre Geschwindigkeiten stufen« los zu regeln ohne die Pumoe in einzelnen regeln zu ouessen, wie das bisher ueblioh war, da die Pumpe sich erfindungsgemaess selber regelt«

Die ZahlenbeispieIe in den Diagrammen der figur 4 sind nur beispielhaft· ·*·■ koennten auch beliebige andere Druck-und Mengen - oder Leistungs-Verte gewaehlt werden z.B. die X fache Hoehe oder ein Bruchteil der in den Diagrammen angegebenen Werts· Auch kann, anstelle τοη fuenf Arbeitsstellen in figur 3 jede geringere oder Hoehere Anzahl Arbeitsstellen vorgesehen und mit anderen Ventilen, Motoren oder Kolben versehen werden*

Erfindung wurde anhand einiger Ausfuehange« bsispiele sesohrieb**, dooh 1st si· nieht muß. dies· besohraenkt· Modifikationen und Abwandlungen sind aoeglioh, ohae den &«ist der Erfindung su verlassen·

BAD ORiQlIMAL . ■'- '■/!$

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Claims

FATENTANSPRUEGHE

Aus mindestens einer regelbaren Hydropumpe (1) und mindestens einem Verbraucheraggregat (4) wie Motor oder Zylinder bestehende Hydrostatische Antriebs= vorrichtung mit automatischer Leistungsregelung, dadurcn gekennzeichnet,

dass ein auf die Hubvolumen-Verstelleinrichtung (16) der Hydropumpe (1) wirkender, oberüalb eines bestimmten jjruckes in der Antriebsvorrichtung mit weiter steigendem Druck die Foerdermenge der Pumpe rapide verringernder, dabei die Antriebsleistung der Pumpe merklich verringernder Regler (2) angeordnet ist.

2.) Hydrostatische Antriebsvorrichtung nach Patentanspruch 1 uttd dadurch gekennzeichnet*

dass zwischen die Pumpe (1) und das Verbraucheraggregat (4 j (Motor, Zylinder) ein Ventil ( Sperrventil, Wegeventil oder Drenventil ) (3) eingeschaltet ist.

3.) Hydrostatische Antriebsvorricntung nach Patentanspruch 2 und dadurch gekennzeichnet,

dass das Ventil (3) durch Oeflnen oder operren des Ducnflusses automatisch den Regler (2) steuert.

4.) Hydrostatische Antriebsvorrichtung nach Patentanspruch 1 und dadurch gekennzeichnet,

dass meherere Ventile (3»1O3,2O3 usw) und mehrere Verbraucheraggregate (4,104,204 usw) in die Hydrostatische Antriebsvorrichtung eingeschaltet sind.

5) Hydrostatische Antriebsvorrichtung nach Patentanspruch 1 und dadurch gekennzeichnet,

dass mit steigendem Druck ein allmaehlicher Foerdermengen und Leistungsbedarfsabfall durch den Begier (2) eingesteuert wird·

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6c) Hydrostatische Antriebsvorrichtung nach Patentanspruch 5 und dadurch gekennzeichnet,

dass dcfs Ventil (3) oder die Ventile (3) im Zusammen- ' wirken mit dem Begier (2) des Patentanspruches (5) zur Keglung der Geschwindigkeit des Verbraucheraggregates (4) (Motor, Motoren , Zylinder ) dienen·

7·) Hydrostatische Antriebsvorrichtung nach Patentanspruch 2 und dadurch gekennzeichnet,

dass das Ventil (3) ein Magnet gesteuertes ventil oder ein von einem elektrischen Rotatioils-oder oszillations-Impuls motor gesteuertes Ventil ist· (Fig. 3)

8.) Hydrostatische Antriebsvorrichtung nach Patentanspruch 1 und dadurcn gekennzeichnet,

dass der Regler (3) aus einem auf die Hubvolumenverstell-Torrichtung (16) der Pumpe wirkenden, achsial beweglichen Reglerkolben (14·) in einer Reglerkammer (13) mit entgegengesetzt wirkendem, stark vorgespannten Reglerspanner (15) besteht und die Reglerkammer (13) mit der Foerderleitung (9 »10) der i'umpe (1) in direkter oder indirekter Verbindung (12) steht·

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