DE1652339A1 - Maschine mit mindestens zwei umlaufenden walzen, vorzugsweise praegekalander - Google Patents

Description

Patentanwalt ember 1967

Dipl.-Ing. ]?riectrieh Könne
5 Köln 14

Lothringer Straße 81

Anmelder:
]?irma

Jean Hiedemann
5 Köln-Ehrenfeld
Hospeltstr. 42

Maschine mit mindestens zwei umlaufenden Walzen, vorzugsweise Prägekalander.

Die Erfindung bezieht sich aaf eine Maschine mit mindestens zwei umlaufenden Walzen, die gegeneinander gepreßt werden, vorzugsweise Prägekalander, mit hydraulischer Steuerung, wobei mindestens eine Walze in beweglichen Lagern gehalten ist, die mit Arbeitszylindern zusammenwirken« Wie gesagt eignet sich die Erfindung besonders für Prägekalander, jedoch auch für ander/Kalander sowie andere Walzwerke mit mindestens zwei unter hohem Druck gegeneinander gepreßte Walzen und auch für grafische Maschinen, welche mit umlaufenden Walzen arbeiten·

Es ist bereits ein Druckgebungssystem für Walzenkalander bekannt geworden, wobei eine in hydrauliskehen , mit Druckluft beaufschlagten Arbeitszylindern geführte Arbeitswalze und

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eine feste G-egenwalze vorgesehen sind_fund t ferner ein-e* hydialiscli-paeamatisclieK'Dpppelkolben-Drixokübersetzer, dessen eine Kolbenfläche fiber ein hydraulisches Druckaystem mit den Arbeitszylindern und dessen andere KolbenflächeüS über Druckregelventile, Mengenventil und Wegeventil mit einer Druckluft<iaelle in Wirkverbindung stehen» Solches Druckgebüngs~ ⁼ system erlaubt, den maximalen Arbeitshab der beweglichen Walze •selbst bei wechselndem Durchmesser gegeneinander unveränderlich

und selbsttätig' äaf '"ein festes Maß zu begrenzen sowie den engsten Spalt der Walze einzustellen« Dabei wird z.B. der Hachteil früherer bekannter Druckgebungssystemevermieden, das infolge Trägheit der bewegten Massen oder durch die Imk^onipressibilität des flüssigen Druckmittels ein sofortiges Ansprechen des Dr UG kg e bungs sy stems auf die ^Picken^Jönterschiede der Warenbahn verzögert wird, so daß bei höheren Laufgeschwindigkeit en des Kalanders die Druckgebung zunehmend härter arbeitet, indem die Arbeitswalze nicht mehr schnell genug

ausweicht, um einer durchlaufenden Nahtstelle den Weg. ohne Drucksteigerung frei zu geben»

Aufbauend auf dem zuvor erläuterten Druckgebungssystem und unter Beibehaltung der hierÄurch erzielten Vorteile liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische G-leichlaufsteuerung zu schaffen, welche also das parallele An- und Abheben mehrerer Arbeitszylinder bewirkt, derart, daß z_oB. eine von zwei Arbeitszylindern bewegte Walze (Prägewalze) während ihrer Hubbewegung eine solche YerSchiebung erfährt, daß sie.dauernd parallel zu ihrer Gegenwalze bleibt*

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Insbesondere soll diese bewegliche Walze beim Anheben über ihre ganze Breite gleichzeitig an ihrer Gegenwalze zum Anliegen gebracht

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an jedem. Arbeitszylinder Leitungen angeschlossen sind, die mit den Druckräiimen eines St euer Zylinders verbunden sind, daß dieser Steuerzylinder einen Stufenkolben aufweist, dessen wirksamen Stufenflächen gleich groß sind_o Auf diese Weise wird erreicht, daß der Steuerzylinder während seiner Bewegung jedem der Arbeitszylinder genau gleiche HÜlivolumina zuführt bzw. entzieht. Dajder Steuerzylinder wie gesagt einen Stufenkolben aufweist, bei dem die wirksame Querschnittsfläche

jeder Stufe gleich groß ist, werden bei einer Bewegung dieses Stufenkolbens In jeder Stufe gleiche ülvolumina verschoben. Infolge der Ink^ompe-ssibilität des öles müssen auch zwangsläufig die Kolben in den Arbeitszylindern um gleiche Wege verschoben werden, worausjsich der Gleichlauf der beweglichen Walze ergibto

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird dadurch erreicht, daß ein dlcht^Iießendes, fremdgesteuertes Duchgangseentil parallel zu den Steuerzylindern geschaltet ist« Auf diese Weise ist es möglich, einen Ausgleich eventueller Leckverluste herbeizuführen und, um Falten oder andere einseitige Verdickungen in der Materialbahn durchzulassen, die den Walzenspalt durchläuft. Mit besonderem Vorteil ist dieses D&ch- ^angsventil fremdgesteuert, derart, daß es nur dann geöffnet

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-ist, wenn beide Walzen mit Druck aneinander anliegen» Es gestattet dann ein direktes Überströmen des Öles von einem Arbeitszylinder zum anderen und damit ein einseitiges Ausweichen der hydraul is chejä ayige drückt en Walzen» Bei offenem Ventil kann somit auch ein Ölaustausch zwischen beiden Arbeitszylindern stattfinden, und zwar zur Deckung einseitiger Leckverluste. Sobald, beispielsweise beim Abschalten, der Druck zwischen den Arbeitswalzen eine gewisse G-renze unterschreitet, schließt das. Durchgangsventil und trennt damit die zwischen den Stufenkolben des Steuerzylinders und den Arbeitszylindern eingeschlossenen Ölvolumina, Sine Bewegung eines Arbeitszylinders ist sodann.nur- möglich, wenn der Stufenkolben dieser Bewegung folgt; über den Stufenkolben wird dann auch der andere Arbeitszylinder gleichzeitig-um denselben Weg verschobene . .:"'"" .

Sie Fremdsteuerung des Durchgangsventiles kann je nach den G-egebenheiten verschieden sein, so ist es beispielsweise mit Torteil" möglich, daß das Durchgangsventil durch den Arbeitsstromkreis gesteuert istj oder es ist möglich, daß das Durchgangsventil durch den in den Arbeitszylindern anstehenden Öldruck steuerbar eingerichtet ist.- SclMeßlich ist es auch möglich, daß das Durchgangsventil mittels Luftdruck, der bei der hydropneumatischen .Steuerung zur Erzeugung des Öldruckes dient, steuerbar eingerichtet ist. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß das Durchgangsventil mittels Elektromagnetventil, welches den Arbeitsdruck zu.- oder abschaltet, steuerbar eingerichtet ist„. ,Schließlich kann.die Eremdsteuerung des Durchgangsventiles in der Weise gestaltet

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werden, daß in die Impalsieitang za dem Durchgangsventil ein Zeitverzögerungselement eingebaut ist, so daß das Durchgangsventil erst öffnet, wenn die Walzen aneinander liegen«

Sine weitere Ausgestaltung· der Erfindung wird dadurch erzielt, daß die Stufenkolben des Steuerzyliader-s an beiden Stirnseiten mit Federn versehen sind. Auf disse Weise kann der Stufenkolben in drucklosem Zustand in einer Ausgangsstellung gehalten werden,- die ihm nach beiden Seiten einen Hub gewährte ~

Weiterhin ist vorteilhaft daß auf der Seite des großen Kolben bodens des Steuerzylinders ein Anschluß über Leitungen und ein Wegeventil an die Ölversorgungseinheit und den Ölvorratsbehälter vorgesehen ist.

In diesem Zusammenhang ist es ferner zweckmäßig, daß an der Leitung zur Ölversorgungseinheit ein Druckbegrenzungsventil angebracht ist« .

weitere Ausgestaltung der Erfindung wird dadurch er-* reicht,-daß der Steuerzylinder nur für kurzen Ietriebshub bemessen ist, während für langen Betriebshub eine Drosselregelung, vorzugsweise mit Drosselrückschiagventilen, vorgesehen ist. Dieser erfindungsgemäßen S-estaltung liegt die Überlegung zugrunde, daß bei den meisten Maschinen .bzw» Anlagen der größere Seil des Hubweges der Arbeitszylinder nur selten, wie Z₉B* beim Walzenweehsel, durchfahren zu werden

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braucht,, wohingegen während des Betriebes nur ein kürzeres Vor- und Zurückziehen'erfolgt« Infolgedessen braucht der Stufenzylinder ersparnishalber nur für den kurzen Betriebshub bemessen zu werden. Der selten und außerhalb des eigentlichen Arbeitszyklus durchfahrene lange Anstellhub kann sodann vorteilhaft, sofern die Betriebsverhältnisse diese vorteilha^_yfte Ausgestaltung zulassen, durch Drosselregelung» beispielsweise mittels Drosselrückschlagventilen, auf angenähter ten -Q-Ie ich.*, lauf gebracht werden« In diesem falle werden vorteilhaft, wie oben ausgeführt wurde, die Iieitungsstränge durch ein Wegeventil mit der Ölversorgungseinheit und dem Ölvorratsbehälter verbunden, so daß beim ?orfahren der Arbeitskolben das aus dem rück*« wärtigen Zylinderräumen verdrängte Öl durch die Drossilruoksehlagventile in den Torratsbehälter abfließen kann«

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird dadurch erzielt, daß die zwecks Erzielung des Grleichlaufes vorgesehene Steuerungseinrichtung auf der nicht vom Arbeits« druck beaufschlagten Seite der Arbeitszylinder angesehlos« sen ist·«

Zur weiteren gichtrung der Steuerung ist m vort§ilha ft, daß an den lie it ungss tr ängen, welche die Arbeitszylinder mit dem Steuer2sylinde"r verbinden, Druckbegrenzungsventile zwecks Abbau von Druckspitzen vorgesehen sind.

Zweckmäßig ist nochaschließlich, daß an geeigneten Stellen

der Zuleitungen zwischen der Qlversorgungseinheit und der Gleichlaufsteuerungseinrichtung dichtschließende Wegeventile angeschlossen sind.

Weitere vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus dem ETachf olgen-

In der Zeichnung ist ein Attsführungsbeis|tiel der Erfindung im Schema dargestellt, und zwar zeigenj

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Prägekalanders, Fig. 2 eine andere perspektivische Ansicht eines Prägekalanders

und
Fig. 3 ein Schema der gesamten Steuerungseinrichtung für einen

Prägekalanderβ * ■

Der Prägekalander gemäß den Figo 1 und 2 ist auf einem gemeinsamen Sockel 1 aufgebaut und besteht im wesentlichen aus einem Bedienungsteil 2 lind dem Walzwerk 3, bestehend aus Führung walzens bzw. -rollen und, einer beweglichen und einer feststehenden Prägewalze, wobei die letzteren wie nachfolgend noch näher beschrieben wird, gegeneinander im Gleichlauf geführt und gepreßt werden. 3±e Walzen sind in Lagern 4, 5 gehalten* Die zu behandelnde Bahn 8 wird auf der einen Seite von einer Docke 6 abgerollt und auf der anderen Seite auf einer anderen Docke 7 wieder aufgerollte

Zur Erläuterung des Gesamtsehemas der Steuerung gemäß Fig. 3 wird folgendes ausgeführt. Von einer luft ansaugvorrichtung lo,

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■vorteilhaft mit Luftfilter; wird von einem Kompressoraggregat 11 mit Motorantrieb 12 Luft angesaugt und über ein Rückschlagventil 13 in einen Druckkessel 14 gefördert, welcher in a η sich bekannter Weise mit Meßgeräten 16, Überdruckventil 15 und dgl. ausgestattet ist» Von dem Druckkessel 14 führt eine Leitung 2o über ein Absperrventil 17 und gegebenenfalls durch ein Luftfilter 18 unter Kontrolle eines Manometers 19 und schließlich über ein Elektromagnetventil 21 zu einem Mengenregelventil mit Rückschlagventil 22, wobei an einer Ab*- zweigung von der Leitung 2o noch ein weiteres Mengenregelventil 23 vorgesehen sein kann* Hinter dem "Ventil 22 zweigt sich'die · Leitung 2o in die beiden Leitungsarme 26 und 27 auf, die über Druckregelventile 24, 25 zu den Luftzylindern 3o, 31 von Druck— Übersetzern 28, 29 führen,. Die durch Druckluft in den Luftzylindern verschiebbaren Kolben 34, 35 sind über Kolbenstangen mit entsprechend bemessenen Kolben 36, 37 verbunden, die ihrerseits in Qlkammern 32, 33 der Druckübersetzer 28, 29 verschieblieh sind ο An den Ölkammern 32, 33 sind weitere Leitungen 38, 39 angeschlossen, die unter Kontrolle durch Manometer 42, ⁼43 und Absperrventile 40, 41 zu Arbeitszylindern 44, 45 führen, in welchen Kolben 46, 47 verschiebbar sind, die über Kolbenstangen 48j 49 mit den Lagern der nicht gezeichneten beweglichen Walze der Maschine, beispielsweise des Prägekalanders verbunden sind. -

An die Arbeitszylinder 44, 45 ist mittels Leitungen 5o, 51 die nachfolgend beschriebene Gleichlaufsteuerung angeschlossen, und zwar vorteilhaft auf der nicht vom Arbeitsdruok beaufschlagten Seite der Arbeitszylinder. Die Leitungen 5o, 51

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sind über Absperrventile 52, 53 und Abzweigleitungen 54, 55, wie aus Pig. 3 ersichtlich ist, mit den beiden wirksamen Druckräumen eines Stufen- Steuerzylinders .56 verbunden, in welchen ein Stufenkolben mit Verbindungsstange 59 und den beiden Einzelkolben -6.0 und 61 verschiebbar angeordnet igt» Der Stufen-Steuerzylinder 56 aiii, der Stufenkolben sind so bemessen, daß die beiden wirksamen Druckflächen gleich groß sind, d.h. die im Bild linke Stirnfläche des K_olbens 6o ist gleich groß der Stirnfläche-des Kolbens 61 abzüglich der Stirnfläche des Kolbens 6o_e Der Stufenkolben ist an beiden Stirnseiten mit Federn- 62, ™ 63 versehen.

Die Leitungen 5o, 51 weisen an ihren Enden Druckbegrenzungsventile 64, 65 auf und sindübrigen über Mengenregelventile bzw. Drosselrückschlagventile 66, 67, Leitungen 69, Yo, Wegeventile 68 und weitere Leitungen 71, 73 and Rückschlagventil 74 mit einer Ölversorgungseinheit· verbunden, die aus einer Ölpumpe 75 mit Motorantrieb 76 und'^%Ölvorratsbehälter besteht. Vorteilhaft ist noch ein Druckbegrenzungsventil 78 i sowie ein Manometer 72 an die Leitung 73 angeschlossen.

Der Ölraum des Steuerzylinders56, in welchem sich die Feder 63 befindet, also im Bild rechts von dem. Kolben 71,ist an' eine Leitung 8o angeschlossen, die zu einem weiteren Wege*' ventil 79 führt, welches seinerseits über Leitung 81 mit einer Ölzumesseinriehtung verbunden ist, die im wesentlichen aus Ölzumesszylindern 84, 85, Umgehungsleitungen 88, 89, Rückschlagventilen 9o, 91 und Druckbegrenzungsventilen 92, 93 besteht ο Die Leitung 81 gabelt sich zu diesem Zeck in zwei Lei-

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tungen 82, 83 auf, während die Ölzumesszylinder 84, 85 auf den anderen Kolbenseiten über Leitungen 86, 87 mit den vorgeschriebenen Ölleitungen 38, bzw. 39 verbunden, sind. Die leitungen 86, 87 können noch über Abgsperrventile 94, 95 und auch die Druckbegrenzungsventile 92, 93 über gestrichelt gezeichnete Leitungen und Rückschlagventil 96 mit dem. ßlvorratbehälter verbunden werden·

Die Wirkungsweise der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Gleichlaufsteuerung ergibt sich bereits im wesentlichen aus de» zu Anfang gemachten Erläuterungen· Zar Darstellung der Wirkungsweise soll noch folgendes ergänzt «erden·

Erfindungsgemäß wird der genaue Gleichlauf der beiden Artebeitszylinder durch eine Konstanthaltung der vor den gle ichen, Kolbenseiten beider Zylinder anstehenden Ölvolumina wirkt. Diese Steu-erung erfolgt vorzugsweise in bezug auf die rückwärtigen Zylinderräume der Arbeitszylinder,44, 45» in denen der Druck für die eigentliche Arbeitsaufgabe der Zylinder nicht aufgewandt wird, so daß dieser Teil des Steuerungssystems nur durch einen verhältnismäßig geringen Flüssigkeitsdruck belastet ist· Die Zuleitungen zu diesem Zylinderräumen sind verschiebbar durch dichtsehließende Wegeventile 68. Als Sicherung^ gegen unvorhergesehene Druckspitzen können in jedem leitungsstrang noch Druckbegrenzungsventile 64, 65 eingebaut werden. Jeder Leitungsstrang 5o. 51 hat einen Anschluß 54, an den Stufen-Steuerzylinder 56, dessen Kolben wie erläutert auf der einen Seite so abgestuft sind, daß diese wirksamen

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Stufenflächen untereinander gleich sind« Parallel zu dem Steuerzylinder 56 ist noch, zwischen den Leitungen 5o, 51 ein dichtschließendes, fremdgesteuertes Absperrventil bzw. Durchgangsventil 97 mittels Anschlußleitungen 98, 99 vorgesehen«, Zu den verschiedenen Möglichkeiten der 3?remdsteuerung dieses Durchgangsventiles wird auf die obigen Ausführungen hingewiesen, ebenso in bezug auf die Wirkungsweise dieses Durchgangsventiles. Der Sgiisra Stufenkolben 59, 6o, 61 wird von den beiden stirneeitigen Federn 62, 65 in einer Ausgangsstellung gehalten, die ihm. nach" beiden Seiten eignen Hub gewährt. Auf der Seite des großen Kolbenbodens ist der Stufen-Steuerzylinder über eine Leitung So wie beschrieben an die Ölversorgungseinheit angeschlossene Durch/iein Druckbegrenzungsventil, z.B. das Ventil 78, kann ein bestimmter Höchstdruck in diesem Leitunfeszweig eingestellt werden·

Während des Verfahrens der beweglichen Walze herrscht in den vorderseitigen Zylinderrräumen der Arbeitszylinder ein geringer Öldruck, der durch den Bewegungswiderstand und gegebenenfalls das Eigengewicht der Kolben und der davon verschobenen Maschinenteile bestimmt wird. Erst.mit dem Erreichen der Arbeitsstellung, insbesondere beim Anlegen der verschobenen Walze an die ortsfest gela^gerte Walze, tritt eine Drucksteigerung a^uf, die als Steuersignal zum Öffnen des beschriebenen Durchgangs- bzw* Absperrventiles benutzt werden kann. Sicherheitshalber wird dieses Ventil über jzfein Verzögerungs— ventil erst eine gewisse Zeitspanne nach dem Einlaufen der

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Walze in die Arbeitsstellung geöffnet* Mit dem Schließen des Wegeventils 68 werden die vor dem rückwärtigen Zylinderräumen der Arbeitszylinder anstehenden Ölvolumina eingeschlossen, so daß eine Verschiebung der Kolben der Arbeitszylinder bei geschlossenem Durchgangsventil nur noch bei gleichzeitiger, korrespondierender Verschiebung des beschriebenen Stufenkolbens möglich isto Durch das Wegeventil 79 wird auch dem vor dem großen Boden des Stufenkolbens 61 liegende Baum nunmehr mit Druck von der .Ölversorgungseinheit mit mäßigem Öldruck beaufschlagt 6

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel, sondern soll auch Eonstrukt ions änderung en erfassen, beijziwelchen die zu Anfang erläuterten G-rundge danken der Erfindung benutzt sind.

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Claims (2)

1. T652339

   Patentansprüche»

   Maschine mit mindestens zwei umlaufenden Walzen, die gegeneinander gepreßt werden, vorzugsweise Prägekalander,* mit hydraulischer Steuerung, wobei mindestens eine Walze ™ in beweglichen Lagern gehalten ist, die mif- Arbeitszylindern zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Arbeitszylinder Leitungen angeschlossen sind, die mit den Druckräumen eines Steuerzylinders verbunden sind, daß dieser Steuerzylinder einen Stufenkolben aufweist, dessen wirksamen Stufen— flächen gleich groß sind»
2. 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein dicht^ließendes, fremdgesteuertes Dur'chgangsventil J parallel zu den St«euerzylindern geschaltet ist₀

   5» Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchgangsventil durch den Arbeitsstromkreis gesteuert ist«

   4β Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchgangsventil durch den in den Arbeitszylindern anstehenden Öldruck steuerbar eingerichtet ist.

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   5o Maschine nach Ansprach 2, dadarch gekennzeichnet, daß das Durchgangsventil mittels Luftdruck, der bei der hydropneamatischen Steuerung zur Erzeugung des Öldruckes dient, steuerbar eingerichtet ist«

   6o Maschine nach Anspruch 2, dadarch gekennzeichnet, daß das Durchgangsventil mittels Elektromagnetventil, welches den Arbeitsdruck zu- oder abschaltet, steuerbar eingerichtet isto ....... . ■ '

   7o Maschine nach Ansprach 2 oder einem der nachfolgenden Ansprüche, dadarch gekennzeichnet, daß in die Impulsleitung zu dem Durchgangsventil ein Zeitverzögerungselement eingebaut ist, so daß das Durchgangsventil erst öffnet, wenn die .· Walzen aneinander liegen_o

   8ο Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadarch gekennzeichnet, daß die Stufenkolben des Steuer— Zylinders an beiden Stirnseiten mit Federn vefehen sind·

   9· Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Seite des großen Kolbenbodens des Steuer Zylinders ein Abschluß über Leitungen und ein Wegeventil an die Ölversorgongseinheit und den Ölvorratsbehälter vorgesehen ist»

   Io» Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadareh gekennzeichnet, daß an der leitung zur Ölversorgungseinheit ein Druckbegrenzungsventil angebracht ist»

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   lie Maschine nach, einem der vorhergehenden Ansprüche, dadaroh gekennzeichnet, daß der Steuerzylinder nur für korζen Betriebshab bemessen ist, -während für langen Betriebshub eine Drosselregelung, vorzugsweise mit Drosselrückschlagventilen, vorgesehen ist»

   12* Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zwecks Erzielung des Grleichlaafesvorgesehene Steuerungseinrichtung auf der nicht vom Arbeitsdruck beaufschlagten Seite der Arbeitszylinder angeschlos sen ist«

   13ο Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Lei tongs stränge^, welche die Arbeitszylinder mit dem Steuerzylinder verbinden, Druck*« begrenzungsventile zwecks Abbau von Druckspitzen vorgesehen sind» · ~ . ' ■

   14* Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an geeigneten Stellen der Zuleitun gen zwischen der Ölversorgungseinheit und der Gleichlauf-⁶ steuerungseinrichtung dichtschließende Wegeventile angeschlossen sind»

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