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Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Steuerung für ein Automatikgetriebe mit einem hydraulischen Steuergerät und ein Verfahren zur Montage des hydraulischen Steuergerätes der Steuerung gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. 11 näher definierten Art.
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Beispielsweise aus der Druckschrift
DE 10 2013 206 254 A1 ist ein Ventilsystem zur Ansteuerung eines Systemdruckregelsystems, insbesondere eines hydraulischen Steuergerätes eines Automatgetriebes bekannt. Das Ventilsystem umfasst ein mehrstufiges Systemdruckventil, ein Vorsteuerventil und ein dem Vorsteuerventil nachgeschaltetes Regelventil mit einem Regelkolben, welcher den Druck auf einer Referenzfläche des Systemdruckventils in Abhängigkeit vom Vorsteuerdruck regelt. Dadurch wird der Systemdruck derart angesteuert, dass bei einem niedrigen Druckbereich mit geringer Ventilverstärkung des Systemdrucks eine hohe Auflösung zwischen Systemdruck und Vorsteuerdruck besteht, und dass bei einem höheren Druckbereich des Systemdrucks eine niedrige Ventilauflösung erzielt wird, die dazu verwendet wird, um den maximalen Systemdruck zu erreichen. Es hat sich gezeigt, dass aufgrund der Vielzahl von erforderlichen Bauteilen bzw. Ventilen bei dem bekannten Ventilsystem in nachteiliger Weise ein erheblicher Bauraumbedarf besteht.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde eine hydraulische Steuerung für ein Automatikgetriebe und ein Verfahren zur Montage eines Steuergerätes der Steuerung vorzuschlagen, die eine Steuerung realisieren, die einen möglichst geringen Bauraumbedarf hat und einfach zu montieren ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 bzw. 11 gelöst, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen den jeweiligen Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen zu entnehmen sind.
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Somit wird eine hydraulische Steuerung in einem Gehäuse eines Automatikgetriebes mit einem hydraulischen Steuergerät und zumindest mit einer Systemdruck-Pumpe vorgeschlagen, die über einen Druckkanal mit einem Ventil zur Systemdruckversorgung des hydraulischen Steuergerätes verbunden ist. Um eine möglichst bauraumneutrale Anordnung zu realisieren, ist als Ventil ein Systemdruck-Rückhalteventil in das Steuergerät integriert.
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Auf diese Weise wird nicht nur eine bauraumsparende Anordnung der vorgeschlagenen hydraulischen Steuerung realisiert, sondern es wird zudem auch insbesondere das Kaltstartverhalten bei der Systemdruck-Pumpe verbessert. Die Integration des Systemdruck-Rückhalteventils in das hydraulische Steuergerät ermöglicht eine Anordnung ohne eine Vergrößerung der Getriebegehäuselänge. Zu dem ergibt sich durch die Anordnungsposition des Systemdruck-Rückhalteventils in dem hydraulischen Steuergerät der Vorteil, dass das Niveau der Hydraulikmittelsäule oberhalb des Systemdruck-Rückhalteventils angeordnet ist, so dass bei abgestelltem Getriebe ein Leerlaufen quasi automatisch verhindert wird. Somit ergibt sich eine deutliche Verbesserung des Kaltstarts, da das Anlaufen der Pumpe bei niedrigen Temperaturen ohne deutliche Drehzahlanhebung möglich ist.
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Das Systemdruck-Rückhalteventil der vorgeschlagenen hydraulischen Steuerung verschließt den mit Systemdruck beaufschlagten und mit der Systemdruck-Pumpe verbundenen Druckkanal, so dass ein Leerlaufen des hydraulischen Schalt- beziehungsweise Steuergerätes im abgestellten Zustand des Fahrzeuges verhindert wird und somit immer einen ausreichenden Systemdruck zur hydraulischen Versorgung sicherstellt.
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Die Systemdruck-Pumpe fördert somit zu Beginn gegen den geschlossenen Druckkanal, sodass schnellstmöglich der Systemdruck zur hydraulischen Versorgung zur Verfügung steht. Dadurch wird das Kaltstartverhalten wesentlich verbessert. Des Weiteren wird die Leckage insbesondere bei bestimmten Betriebszuständen, wie zum Beispiel beim Segeln mit abgeschaltetem Antriebsmotor des Fahrzeuges reduziert.
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Das bei der vorgeschlagenen hydraulischen Steuerung eingesetzte Systemdruck-Rückhalteventil kann vorzugsweise einen in einem Kolbenraum geführten Ventilkolben umfassen, wobei der Kolbenraum vorzugsweise durch die Ventilplatte und das Ventilgehäuse des Steuergerätes begrenzt ist. Vorzugsweise weist der Ventilkolben eine etwa kreiszylindrische Form auf. Es sind jedoch auch andere Ausführungen denkbar. Der Ventilkolben dichtet axial den Druckkanal im Einlassbereich ab. Hierzu kann eine entsprechende Dichtfläche kolbenseitig und druckkanalseitig vorgesehen sein. Die radiale Führung des Ventilkolbens erfolgt an der durch die Ventilplatte oder das Ventilgehäuse gebildeten Kolbenrauminnenwand. Es ist auch denkbar, dass zur besseren Montage des Steuergerätes ein zusätzliches Führungselement vorgesehen ist. Beispielsweise kann eine in den Kolbenraum eingesetzte Hülse oder Buchse zum Führen des Ventilkolbens vorgesehen sein. Beispielsweise kann zusätzlich auch ein Dichtelement, wie zum Beispiel ein O-Ring oder dergleichen vorgesehen sein.
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Die vorgeschlagene hydraulische Steuerung kann bei beliebigen Automatikgetrieben in dem entsprechenden Getriebegehäuse untergebracht werden bzw. eingesetzt werden. Bevorzugt ist der Einsatz der vorgeschlagenen hydraulischen Steuerung im Zusammenhang mit Systemdruck-Pumpen, die als verstellbare Flügelzellenpumpe ausgeführt sind. Durch das Verschließen des Druckkanals beim Start der Flügelzellenpumpe können sich schnellstmöglich die Flügel der Flügelzellenpumpe in ihre Endlage bewegen. Damit wird der Wirkungsgrad deutlich verbessert.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zur Montage eines hydraulischen Steuergerätes mit einem Ventilgehäuse und einer Ventilplatte einer hydraulischen Steuerung gelöst, wobei der Ventilkolben des Systemdruck-Rückhalteventil in den Kolbenraumabschnitt der Ventilplatte des Steuergerätes eingesetzt wird. Danach wird vorzugsweise ein Zwischenblech auf die Ventilplatte aufgebracht. Wenn der Ventilkolben durch eine zusätzliche Hülse in den Kolbenraum geführt ist, wird diese zunächst auf den Ventilkolben aufgesteckt. Wenn der Ventilkolben direkt in dem Kolbenraum, d. h. durch die Ventilplatte oder das Ventilgehäuse geführt ist, entfällt dieser Montageschritt. Anschließend wird die Rückstellfeder gegebenenfalls in den Aufnahmeraum des Ventilkolbens eingeführt. Beim Zusammenfügen von Ventilgehäuse und Ventilplatte werden gegebenenfalls die Hülse und der Ventilkolben in den Kolbenraumabschnitt des Ventilgehäuses eingeführt, sodass nach dem Befestigen von Ventilgehäuse und Ventilplatte das hydraulische Steuersteuergerät auf einfachste Weise fertig montiert ist.
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Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen hydraulischen Steuerung mit einem Ventilkolben eines Systemdruck-Rückhalteventils in einem Steuergerät;
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2 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsvariante der hydraulischen Steuerung mit einem gestuft ausgeführten Ventilkolben des Systemdruck-Rückhalteventils in dem Steuergerät;
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3 eine schematische Ansicht einer alternativen Ausführung der zweiten Ausführungsvariante der hydraulischen Steuerung mit dem über eine Hülse geführten Ventilkolben des Systemdruck-Rückhalteventils;
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4 eine geschnittene Teilansicht der ersten Ausführungsvariante mit direkt in dem Kolbenraum an dem Ventilgehäuse geführten Ventilkolben;
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5 eine geschnittene Teilansicht einer alternativen Ausführung der ersten Ausführungsvariante mit über eine Hülse geführtem Ventilkolben;
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6 eine geschnittene Teilansicht einer weiteren Ausführung der ersten Ausführungsvariante mit in der Ventilplatte geführten Ventilkolben;
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7 eine schematische Teilansicht des in dem hydraulischen Steuergerät Gerät montierten Systemdruck-Rückhalteventil;
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8 eine schematische Teilansicht des in dem hydraulischen Steuergerät Gerät montierten Systemdruck-Rückhalteventils in Einbaulage eines Fahrzeuges;
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9 eine schematische Teilansicht nach einem ersten Montageschritt des Steuergerätes mit der Ventilplatte;
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10 eine schematische Teilansicht nach einem zweiten Montageschritt des Steuergerätes mit Ventilplatte und eingesetztem Ventilkolben;
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11 eine schematische Teilansicht nach einem dritten Montageschritt mit zusätzlich auf die Ventilplatte und den Ventilkolben aufgesetztem Zwischenblech;
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12 eine schematische Teilansicht nach einem vierten Montageschritt mit auf den Ventilkolben aufgesetzter Hülse;
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13 eine schematische Teilansicht nach einem fünften Montageschritt, bei dem die Rückstellfeder in den Ventilkolben eingelegt ist;
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14 eine schematische Teilansicht nach einem sechsten Montageschritt nach dem Zusammenfügen von Ventilplatte und Ventilgehäuse;
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15 eine schematische Teilansicht beim Einfädeln von Hülse und Passstiften in das Ventilgehäuse;
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16 eine schematische Teilansicht nach dem Einfädeln von Hülse und Passstiften in das Ventilgehäuse; und
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17 eine schematische Ansicht des montierten Steuergerätes.
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In den 1 bis 17 sind verschiedene Ansichten einer erfindungsgemäßen hydraulischen Steuerung sowie ein Verfahren zur Montage eines hydraulischen Steuergerätes der hydraulischen Steuerung beispielhaft dargestellt.
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Die hydraulische Steuerung ist in einem nicht weiter dargestellten Gehäuse eines Automatikgetriebes angeordnet und umfasst das hydraulische Steuergerät bzw. Schaltgerät und zumindest eine Systemdruck Pumpe, die ebenfalls nicht weiter dargestellt ist. Die Systemdruck-Pumpe fördert Hydraulikmittel in einen Druckkanal 1 der mit Systemdruck beaufschlagt wird. Das Systemdruck-Rückhalteventil 2 ist zur Systemdruckversorgung mit dem Druckkanal 1 und zur hydraulischen Versorgung des Steuergerätes bzw. des Getriebes mit einem hydraulischen Ansteuerkanal 12 des Steuergerätes verbunden.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Systemdruck-Rückhalteventil 2 in das Steuergerät integriert ist. Auf diese Weise wird eine besonders bauraumsparende Bauweise realisiert und zudem wird durch das Verschließen des Druckkanals 1 durch das Systemdruck-Rückhalteventil 2 das Kaltstartverhalten der Pumpe verbessert, da diese zunächst beim Start gegen den verschlossenen Druckkanal 1 fördert, erst bei Erreichen eines vorbestimmten Systemdruckes wird das Systemdruck-Rückhalteventil 2.
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Zudem wird das Leerlaufen des hydraulischen Steuergerätes im abgestellten Zustand des Fahrzeuges verhindert. Ferner werden Leckagen durch den Einsatz des Systemdruck-Rückhalteventils in dem hydraulischen Steuergerät verringert. Dadurch dass das Rückhalteventil gegen einen Sumpf oder einen Tank entlüftet ist, wird beim Schalten des Systemdruck-Rückhalteventils der hydraulische Wirkungsgrad nicht beeinträchtigt.
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Das Systemdruck-Rückhalteventil 2 umfasst einen in einem Kolbenraum 3 geführten Ventilkolben 4, 4A, wobei der Kolbenraum 3 einen an den Druckkanal 1 angeschlossenen Einlassbereich und einen an den hydraulischen Steuerkanal 12 des Steuergerätes angeschlossenen Auslassbereich aufweist. Der Ventilkolben 4, 4A ist einlassbeichsseitig mit Systemdruck von der Pumpe beaufschlagt. Der dem Einlassbereich abgewandten Seite des Ventilkolbens 4, 4A ist eine eine Rückstellkraft aufbringende Rückstellfeder 6 zugeordnet. Somit ist der Ventilkolben 4, 4A in dem Kolbenraum 3 derart federbelastet, dass der Einlassbereich des Kolbenraumes 3 gegen den Druckkanal grundsätzlich abgedichtet ist, bis ein vorbestimmter Systemdruck von der Pumpe in dem Druckkanal 1 erreicht wird.
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In den 1 bis 3 sind lediglich schematische Ansichten verschiedener Ausführungsvarianten der vorgeschlagenen hydraulischen Steuerung dargestellt. Aus den Figuren wird deutlich, dass der Kolbenraum 3 des Systemdruck-Rückhalteventils 2 im Wesentlichen von einer Ventilplatte 7 und einem Ventilgehäuse 8 des Steuergerätes begrenzt ist.
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In 1 ist eine erste Ausführung der hydraulischen Steuerung dargestellt, bei der der etwa kreiszylindrische Ventilkolben 4, 4A in dem Kolbenraum 3 des Steuergerätes geführt ist, wobei der Ventilkolben 4, 4A axial gegen die Ventilplatte 7 und den Druckkanal 1 abdichtet ist, während der Ventilkolben 4, 4A radial in dem Ventilgehäuse 8 geführt ist.
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In 2 ist eine zweite Ausführungsvariante dargestellt, bei der die Steuerung einen gestuft ausgeführten Ventilkolben 4A des Systemdruck-Rückhalteventils 2 aufweist. Dies bedeutet, dass der Ventilkolben 4A eine Durchmesserstufe 14 aufweist, um das Befüllvolumen des Kolbenraumes 3 zu reduzieren. Somit wird auch das erforderliche Volumen zum Schalten beim Pumpenanlauf reduziert, welches sich vorteilhaft auf den hydraulischen Wirkungsgrad auswirkt.
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In 3 zeigt eine schematische Ansicht eine Variante der zweiten Ausführung, bei der der Ventilkolben 4A in einer Hülse 9 geführt ist. Dies bedeutet dass die Führung des Ventilkolbens 4A nicht direkt an der Kolbenraumwand, also an dem Ventilgehäuse 8 oder an der Ventilplatte 7, sondern an der vorgenannten Hülse 9 vorgesehen ist. Durch die zusätzliche Hülse 9 ergibt sich eine vorteilhafte Montageabfolge beim Zusammenbau der Bauteile des Steuergerätes und ermöglicht z. B. eine Blindmontage des Ventilgehäuses 8.
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In 4 ist eine geschnittene Teilansicht der ersten Ausführungsvariante mit direkt in dem Kolbenraum 3 an dem Ventilgehäuse 8 geführten Ventilkolben 4 dargestellt. Ferner ist ersichtlich, dass die Rückstellfeder 6 in einer hohlzylindrischen Ausnehmung des Ventilkolbens 4 eingeführt ist und die Rückstellkraft auf den Ventilkolben 4 aufbringt. Des Weiteren ist eine Entlüftungsöffnung 10 am Boden des Kolbenraumes 3 in dem Ventilgehäuse 8 zum nicht weiter dargestellten Sumpf vorgesehen. Zwischen der Ventilplatte 7 und dem Ventilgehäuse 8 des hydraulischen Steuergerätes ist ein Zwischenblech 5 vorgesehen. Die Ventilplatte 7 liegt an einer Kupplungsglocke 11 des Getriebegehäuses an. In der Kupplungsglocke 11 verläuft auch der Druckkanal 1 zur Systemdruck-Pumpe.
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5 zeigt eine weitere geschnittene Teilansicht einer alternativen Ausführung der ersten Ausführungsvariante mit über die Hülse 9 in dem Kolbenraum 3 geführtem Ventilkolben 4. Durch die Verwendung der Hülse 9 ergibt sich ein Montagevorteil durch das blinde Aufsetzen des Ventilgehäuses 8 auf den Ventilkolben 4.
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In 6 ist eine geschnittene Teilansicht einer weiteren Ausführung der ersten Ausführungsvariante mit in der Ventilplatte 7 geführtem Ventilkolben 4 dargestellt. Hierbei ergibt sich eine größere Führungslänge des Ventilkolben Z4, wodurch die Kosten reduziert werden. Ferner ergibt sich eine einfache Montage, da der Ventilkolben 4 mit der Rückstellfeder 6 in die Ventilplatte 7 eingelegt werden kann und anschließend das Zwischenblech 5 und das Ventilgehäuse 8 aufgebracht werden können. Darüber hinaus ist ein zusätzlicher Absatz 13 in dem Druckkanal 1 vorgesehen, wodurch Beschädigungen an den Dichtflächen verhindert werden.
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In 7 ist eine schematische Teilansicht des in dem hydraulischen Steuergerät montierten Systemdruck-Rückhalteventil 2 dargestellt. 8 zeigt dieselbe Ansicht jedoch in Einbaulage in einem Fahrzeug. Dies bedeutet, dass der Druckkanal 1 oberhalb des Kolbenraums 3 in dem Gehäuse des Automatgetriebes angeordnet ist, wobei der Pfeil jeweils die Systemdruckbeaufschlagung angibt. Bei diesen Darstellungen ist die zweite Ausführungsvariante gewählt, bei der der Ventilkolben 4A einen eine Durchmesserstufe 14 aufweist und über die Hülse bzw. Buchse 9 in dem Ventilgehäuse 8 gelagert bzw. geführt ist. Die als Druckfeder ausgebildete Rückstellfeder 6 stützt sich einerseits im Kolbenraum 3 im Bereich der Entlüftungsöffnung 10 und andererseits an dem Ventilkolben 4A ab.
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Die 9 bis 17 zeigen Montageschritte bei einer Montage des hydraulischen Steuergerätes der hydraulischen Steuerung gemäß dem ebenfalls beanspruchten Verfahren zur Montage.
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9 zeigt die Ventilplatte 7 als ersten Montageschritt. Auf die Ventilplatte 7 wird, wie in 10 dargestellt, der Ventilkolben 4A in den Kolbenraumabschnitt der Ventilplatte 7 eingeführt. 11 zeigt den dritten Montageschritt, bei dem das Zwischenblech 5 auf die Ventilplatte 7 aufgelegt wird. Das Zwischenblech 5 weist eine entsprechende Ausnehmung zum Durchführen durch den Ventilkolben 4A auf.
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12 zeigt einen vierten Verfahrensschritt bzw. Montageschritt bei dem die Hülse bzw. Buchse 9 auf den Ventilkolben 4A aufgeschoben wird, wenn eine indirekt Führung des Ventilkolbens 4A über die Hülse 9 vorgesehen ist. 13 zeigt einen fünften Montageschritt bei dem die als Druckfeder ausgebildete Rückstellfeder 6 in die kreiszylindrische Aufnahme des Ventilkolbens 4A eingeführt wird.
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Durch den Doppelpfeil zwischen den 12 und 13 wird deutlich, dass der vierte und fünfte Montageschritte in der Reihenfolge tauschbar sind.
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In 14 ist ein sechster Montageschritt gezeigt, bei dem das Ventilgehäuse 8 auf die Ventilplatte 7 gelegt wird und dabei die Hülse 9 und der Ventilkolben 4A in den Kolbenraumabschnitt des Ventilgehäuses 8 eingeführt werden. Damit ist die Montage beendet.
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In den 15 bis 17 sind Ansichten dargestellt, in denen das Zusammenfügen von Ventilgehäuse 8 und Ventilplatte 7 des Steuergerätes detaillierter dargestellt ist. Aus den Ansichten wird deutlich, dass zur korrekten Montage mehrere in der Ventilplatte 7 befestigte Passstifte 15 verwendet werden, die in entsprechende Ausnehmungen 16 des Ventilgehäuses 8 eingefädelt werden. Ferner wird deutlich, dass beim Zusammenfügen die Hülse 9 und der Ventilkolben 4A in den Kolbenraumabschnitt des Ventilgehäuses 8 eingefädelt wird, so dass eine Blindmontage möglich ist. Schließlich zeigt 17 den montierten Zustand des hydraulischen Steuergerätes.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Druckkanal
- 2
- Systemdruck-Rückhalteventil
- 3
- Kolbenraum
- 4, 4A
- Ventilkolben
- 5
- Zwischenblech
- 6
- Rückstellfeder
- 7
- Ventilplatte
- 8
- Ventilgehäuse
- 9
- Hülse
- 10
- Entlüftungsöffnung
- 11
- Kupplungsglocke
- 12
- hydraulischer Ansteuerkanal
- 13
- Absatz
- 14
- Durchmesserstufe
- 15
- Passstift
- 16
- Ausnehmung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013206254 A1 [0002]
