Bei einer Antriebseinrichtung der eingangs genannten Art, wie sie insbesondere bei Baumaschinen, zum Beispiel Radladern, Baggern oder Raupen, eingesetzt wird, treibt ein Antriebsmotor, insbesondere ein Dieselmotor, eine hydrosta¬ tische Verstellpumpe. Die Verstellpumpe bildet zusammen mit einem Versteilmotor ein hydrostatisches Getriebe, dessen Übersetzungsverhältnis vorzugsweise durch einen drehzahl¬ abhängigen Steuerdruck verstellt wird (automotive An¬ triebsregelung). Neben dem hydrostatischen Getriebe zählt zu dieser Antriebseinrichtung ein lastschaltbares Getriebe (häufig ein Zwei-Gang-Planetengetriebe). Mit diesem last- schaltbaren Getriebe kann der nutzbare Übersetzungsbereich der Antriebseinrichtung erhöht werden.

Eine Baumaschine, zum Beispiel ein Radlader, fährt seinen Arbeitszyklus im ersten Gang. Die Fahrgeschwindig¬ keit wird über die veränderliche Drehzahl des Dieselmotors und mit Hilfe des hydrostatischen Getriebes verändert. Durch das Lastschaltgetriebe ist es möglich, die mechani¬ sche Übersetzung auch während der Fahrt und unter Last zu wechseln.

Für Baumaschinen, die schneller als eine vorbestimmte Fahrgeschwindigkeit, zum Beispiel 25 km/h, fahren können, sind in bezug auf die Bremsen verschiedene gesetzliche Auf- lagen bzw. Vorschriften einzuhalten. Neben der normalen Betriebsbremse muß bei einem EinkreisbremsSystem eine Hilfsbetriebsbremse vorhanden sein. Ebenso ist eine Fest¬ stell- oder Haltebremse erforderlich. Aus der EP-A 0 408 592 ist ein lastschaltbares Zwei-Gang-Planeten- getriebe bekanntgeworden, bei dem zwei Reibungskupplungen

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(eine Kupplung und eine Bremse) unabhängig voneinander be¬ tätigbar sind. Die innenliegende Reibungskupplung ist zwi¬ schen dem inneren und äußeren Zentralrad des Planetenge¬ triebes wirksam. Somit können beide Zentralräder wahlweise miteinander verspannt werden (Feststell- und/oder Hilfs- bremsfunktion) . Wenn das Bremsventil betätigt wird, um eine dynamische Notbremsung einzuleiten oder bei einem Ausfall des Steuerdruckes bzw. der Stromversorgung, muß nach den erwähnten gesetzlichen Vorschriften eine bestimmte Verzöge- rung erreicht werden. Das hierfür erforderliche Bremsmoment ist deutlich geringer als das von den Reibungskupplungen übertragbare maximale Auslegungsmoment. Dieser Umstand führt zu unzulässig hohen Bremsungen bzw. zu einem Blockie¬ ren der Antriebsräder. In einem solchen Fall wäre das Fahr- zeug für den Fahrer nicht mehr kontrollierbar.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebseinrichtung zu schaffen, bei der die Bremswir¬ kung an die Fahrgeschwindigkeit und das Fahrzeuggewicht sowohl im Straßen- und Geländegang angepaßt ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird da¬ durch gelöst, daß das Bremsschaltventil mit den Gangschalt¬ ventilen über Leitungsabschnitte verbunden ist, daß in einer Schaltstellung des Bremsschaltventils ein Speicher mit Druckmittel befüllt wird und daß in einer weiteren Schaltstellung des Bremsschaltventils eine Verbindung vom Speicher zu einem Druckraum einer Bremse besteht. Die vor¬ geschlagene Lösung ist insbesondere deswegen vorteilhaft, weil der Speicher in normalem Fahrbetrieb (Bremsschaltven- til geöffnet) ständig mit Druckmittel befüllt wird. Im Bremsbetrieb gibt er das Druckmittelvolumen in eine Druck¬ mittelleitung ab, die in den Druckraum der Kupplung bzw. Bremse mündet. Auf diese Weise wirkt ein einstellbarer Restdruck immer auf die Bremse. Diese ist für dynamische

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Abbre sungen ausgelegt. Die Abbremsung erfolgt immer im höheren Gang und unzulässig hohe Verzögerungswerte, die eine mögliche Gefahrenquelle darstellen könnten, werden mit Sicherheit vermieden.

Das Bremsschaltventil ist den Gangschaltventilen in vorteilhafter Weise vorgeschaltet, so daß eine Anschlußlei¬ tung von der Speisepumpe zu einem Eingang des Bremsschalt¬ ventils führt. Der Speicher ist durch eine Leitung an den Leitungsabschnitt angeschlossen, der dem Bremsschaltventil folgt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Antriebseinrich¬ tung besteht darin, daß das Bremsschaltventil über einen Leitungsabschnitt an eine Druckmittelleitung angeschlossen ist, die einerseits mit einem Bremsventil und andererseits mit dem Druckraum der Bremse (bzw. Kupplung) verbunden ist. Im Bremsbetrieb kann das Bremsventil den eingestellten Druck so lange halten, wie der Speicher Druckmittel nach- speist. Der Speicher speist in die Druckmittelleitung, so daß ein eingestellter Restdruck immer auf die Bremse wirkt.

Für eine rationelle Fertigung ist es vorteilhaft, wenn die Gangschaltventile, das Bremsschaltventil und das Brems- ventil in einem gemeinsamen Ventilblock zusammengefaßt sind. In Verbindung mit der Schaltung der Gänge ist es vor¬ teilhaft, wenn die von den Gangschaltventilen wegführenden Druckmittelleitungen über Rückschlagventile mit parallel geschalteten Drosseln an die Druckräume der Kupplung und der Bremse angeschlossen sind. Durch die Rückschlagventile mit den parallel geschalteten Drosseln kann mit relativ einfachen Mitteln eine wirksame Druckmodulation herbeige¬ führt werden. Auf diese Weise kann das Übergangsverhalten der Kupplung bzw. Bremse vom geschlossenen in den geöffne- ten Zustand und umgekehrt angepaßt werden.

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Eine baulich einfache Lösung erhält man, wenn die Gangschaltventile als 3/2-Wegeventile ausgebildet sind, die über Signalflußleitungen mit einem elektronischen Getriebe¬ steuergerät verbunden sind. Sämtliche Ventile können bau- gleich ausgebildet werden.

Das Bremsschaltventil und die Gangschaltventile sind in stromlosem Zustand in einer Schaltstellung, die den Druckmitteldurchfluß speisepumpenseitig sperrt. Auf diese Weise ist, neben dem normalen Bremsbetrieb, auch eine Not¬ bremsung bei Stromausfall möglich.

Zur Überwachung des Steuerdruckes ist es vorteilhaft, wenn ein Drucksensor den in den Druckmittelleitungen herr- sehenden Druck erfaßt. Sollte dieser Druck nicht ausrei¬ chend sein, um die Kupplung bzw. die Bremse zu lüften, kann ein Fahrbetrieb durch das elektronische Steuergerät unter¬ bunden werden. Wenn bei nicht wirksamer Bremse die zur Kupplung bzw. Bremse führenden Druckmittelleitungen druck- los sind, kann das Getriebesteuergerät in der Weise reagie¬ ren, daß ein Gangschaltventil betätigt wird.

Anstelle eines Drucksensors ist wahlweise die Verwen¬ dung eines Druckschalters möglich.

Zur Betätigung der Parkbremse ist ein Schalter über eine Steuersignalleitung an das Getriebesteuergerät ange¬ schlossen. Der Schalter liefert ein Signal, um die Gang¬ schaltventile stromlos zu schalten, während eine Parkbrems- leuchte aktiviert wird.

ERSAΓZBLAΓT (REGEL 26)

Es zeigen :

Fig. 1 ein Getriebeschema mit einem lastschaltba- ren, als Planetengetriebe ausgebildeten Zwei-Gang-Getriebe als Teil einer Antriebs¬ einrichtung;

Fig. 2 das Schema einer hydraulischen Getriebe¬ steuerung einer Antriebseinrichtung mit den für die Gangschaltung und das Bremsen wesentlichen Bauteilen;

Fig. 3 weitere Einzelheiten der Antriebseinrichtung nach den Fig. 1 und 2.

In Fig. 1 ist schematisch ein Teil einer Antriebsein¬ richtung wiedergegeben, mit einem Antriebsaggregat für ein lastschaltbares Zwei-Gang-Getriebe. Letzteres ist bevorzugt als Planetengetriebe 2 ausgebildet, während das Antriebs- aggregat vorzugsweise ein hydraulischer Versteilmotor 1 ist. Das lastschaltbare Getriebe kann auch mehr als zwei Gänge aufweisen.

Der Verstellmotor 1 kann in beiden Drehrichtungen mit stufenloser Drehzahl- und Drehmomentwandlung aus der An¬ fangsdrehzahl Null heraus arbeiten. Der Verstellmotor treibt eine Antriebswelle 3 des Planetengetriebes 2 an.

Das Planetengetriebe 2 setzt sich im einzelnen aus einem inneren Zentralrad 4, einem äußeren Zentralrad 5, mehreren Planetenrädern 6 und einem Planetenträger 7 zusam¬ men. Der Planetenträger 7 ist auf einer Abtriebswelle 8 gelagert und kann über eine Schaltstelle 9 mit dieser dreh¬ fest verbunden werden. Die Abtriebswelle 8 trägt ein Zahn-

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rad 10, das mit einem weiteren Zahnrad 11 einer Ausgangs¬ welle 12 in kämmender Antriebsverbindung steht. Über die Ausgangswelle 12 erfolgt der Antrieb der Räder, zum Bei¬ spiel eines Radladers.

Die beiden Gangstufen des lastschaltbaren Planetenge¬ triebes 2 sind über eine Kupplung 13 und eine Bremse 14 hydraulisch schaltbar. Ein gemeinsamer Lamellenträger 15 der Kupplung 13 und Bremse 14 ist mit dem äußeren Zentral- rad 5 als einstückiges Bauteil gefertigt.

Zum Schalten des ersten Ganges wird die innen liegende Kupplung 13 dadurch geöffnet, daß einem Druckraum 16 über eine angedeutete Druckmittelleitung 17 Druckmittel zuge- führt wird. Ein Kolben 18 wird dann gegen die Kraft von

Federn, bevorzugt Tellerfedern 19, nach links verschoben. Die außen liegende Bremse 14 ist geschlossen.

Zum Schalten des zweiten Ganges wird die Kupplung 13 geschlossen, während, bevorzugt nach einer Überschneidungs¬ schaltung mit Druckmodulation, die Bremse 14 geöffnet wird. Hierzu wird einem Druckraum 20 über eine Druckmittellei¬ tung 21 Druckmittel zugeleitet. Ein Kolben 22 wird gegen die Kraft von Tellerfedern 23 nach links - bezogen auf die Zeichnung - verschoben.

In Fig. 2 sind die für den Antrieb und die Betätigung des lastschaltbaren Planetengetriebes 2 erforderlichen Funktionsgruppen insgesamt abgebildet. Unter der Betätigung des Planetengetriebes wird hierbei das Zusammenwirken der Kupplung 13 und Bremse 14 verstanden, um die Gänge zu schalten und im Fahrbetrieb die Bremse zu betätigen.

Ein Antriebsmotor, insbesondere ein Dieselmotor 24, treibt eine hydrostatische Verstellpumpe 25. Diese bildet,

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zusammen mit dem Verstellmotor 1, ein hydrostatisches Ge¬ triebe, dessen Übersetzungsverhältnis durch eine automotive Antriebsregelung elektronisch geregelt wird.

Das für die elektro-hydraulische Getriebesteuerung erforderliche Druckmittel wird von einer Speisepumpe aus einem Tank 27 über eine Anschlußleitung 28, in die ein Rückschlagventil 29 eingeschaltet ist, einem Eingang eines Bremsschaltventils 30 zugeführt. Das Bremsschaltventil 30 ist ein elektro-magnetisch schaltbares 3/2-Wegeventil, das von einem elektronischen Getriebesteuergerät 31 über eine Steuersignalleitung 32 angesteuert wird. In der gezeigten Schaltposition ist das Bremsschaltventil 30 abgeschaltet (stromlos). Ein Leitungsabschnitt 33 führt vom Bremsschalt- ventil 30 zu einem Gangschaltventil 34. Dieses Gangschalt¬ ventil ist ebenfalls als 3/2-Wegeventil ausgebildet und über eine Steuersignalleitung 35 durch das elektronische Getriebesteuergerät 31 ansteuerbar.

Das Gangschaltventil 34 ist in der gezeichneten Schaltposition stromlos (Durchfluß gesperrt).

Vom Leitungsabschnitt 33 zweigt eine Leitung 36 ab. Diese führt zu einem hydropneumatisehen Speicher 37. In der Leitung 36 liegt eine Blende 38.

Ein weiterer Leitungsabschnitt 39 zweigt vom Leitungs¬ abschnitt 33 ab und führt zu einem Eingang eines weiteren Gangschaltventils 40. Dieses Gangschaltventil ist baugleich zum Gangschaltventil 34 und ist über eine Steuersignallei¬ tung 41 mit dem Getriebesteuergerät 31 verbunden.

Mit dem Gangschaltventil 34 wird die Kupplung 13 des Planetengetriebes 2 geschaltet. Die hierzu vorgesehene

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Druckmittelleitung 17 führt vom Gangschaltventil 34 zum Planetengetriebe 2 (Fig. 1, Druckraum 16).

Mit dem Gangschaltventil 40 wird die Bremse 14 betä- tigt. Die hierzu vorgesehene Druckmittelleitung 21 führt vom Gangschaltventil 40 zum Planetengetriebe 2 (Fig. 1, Druckraum 20) .

Über eine Steuersignalleitung 42 ist ein Drucksen- sor 43 über ein Wechselventil 44 an die Druckmittelleitun¬ gen 17 und 21 angeschlossen. Der in diesen Druckmittellei¬ tungen herrschende Druck wird durch den Drucksensor 43 lau¬ fend überwacht. Ist dieser Druck nicht ausreichend, um die Kupplung 13 und die Bremse 14 zu lüften, unterbindet das Getriebesteuergerät einen Fahrbetrieb. Sofern die Bremse 14 nicht geschlossen ist, die Druckmittelleitungen 17 und 21 aber drucklos sind, kann das Getriebesteuergerät in der Weise reagieren, daß zum Beispiel eines der Gangschaltven¬ tile 34 oder 40 betätigt wird. Mit diesem Eingriff wird ein Blockieren der Antriebsräder des Fahrzeugs verhindert. An¬ stelle eines Drucksensors, mit dem unterschiedliche Druck¬ bereiche erkannt werden können, ist die Verwendung eines Druckschalters möglich. Anstelle der Kombination Drucksen¬ sor 34/Wechselventil 44 ist die Verwendung von drei Druck- sensoren möglich.

Eine Rücklaufleitung 49 verbindet das Gangschaltven¬ til 40 mit dem Tank 27. In die Rücklaufleitung 49 mündet eine Rücklaufleitung 50 des Gangschaltventils 34. Der Rück- lauf des Druckmittels über das Bremsschaltventil 30 erfolgt über einen Leitungsabschnitt 51, der in eine weitere Druck¬ mittelleitung 52 mündet. Die Druckmittelleitung 52 ist einerseits an einem Bremsventil 53 angeschlossen. Anderer¬ seits führt sie zum Planetengetriebe 2 und ist in einem

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Leitungsknoten 54 mit der Druckmittelleitung 21 verbunden. Der Leitungsknoten 54 stellt sicher, daß der im Druck¬ raum 20 der Bremse 14 herrschende Druck sowohl vom Druck des Druckmittels in der Druckmittelleitung 21 als auch vom Druck des Druckmittels in der Druckmittelleitung 52 abhän¬ gig ist.

Der zweite Gang des Planetengetriebes 2 wird wie folgt geschaltet: Das rechte Feld des Gangschaltventils 40 wird geschaltet. Das von der Speisepumpe 26 geförderte Druckmittel gelangt über das geöffnete Bremsschaltventil 30 und die Druckmit¬ telleitung 21 in einen Zylinderraum 55 (Fig. 3). Im Zylin¬ derraum 55 ist ein Kolben 56 unter Einwirkung der Kraft einer Schraubendruckfeder 57 axial verschieblich gelagert. Das Druckmittel gelangt über ein federbelastetes Rück¬ schlagventil 58 und die Fortsetzung der Druckmittellei¬ tung 21 in den Druckraum 20 der Bremse 14. Der Kolben 22 wird nach links verschoben. Die Bremse 14 öffnet sich.

Bei einer Rückschaltung vom zweiten in den ersten Gang wechselt das Gangschaltventil 40 seine Stellung und nimmt die in Fig. 1 eingezeichnete Schaltposition ein. Die Druck¬ mittelleitung 21 ist über die Rücklaufleitung 49 mit dem Tank 27 verbunden. Durch den Wechsel der Schaltposition des Gangschaltventils 40 wird der Kolben 56 durch das aus dem Druckraum 20 entweichende Druckmittel - bei geschlossenem Rückschlagventil 58 - nach links gegen die Kraft der Schraubendruckfeder 57 verschoben. Um zu verhindern, daß die Bremse 14 schlagartig das volle Drehmoment überträgt, wenn das Lüftspiel der Reibelemente auf den Wert von Null reduziert wird, fließt das nunmehr rechts vom Kolben 56 im Zylinderraum 55 eingeschlossene Druckmittel über eine Dros¬ sel 59 und radial verlaufende Bohrungen 60 im Kolben 56 über die Druckmittelleitung 21 zum Tank ab. Der zeitliche

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Ablauf kann zudem durch die Kennlinie der Schraubendruckfe¬ der 57 und die Auslegung der Drossel 59 beeinflußt werden. Durch den stetigen Abbau des vor dem Kolben 56 herrschenden Druckes wird die Bremse 14 mit einem stetigen Übergang letztlich durch die Tellerfedern 23 vollständig geschlos¬ sen.

In der Druckmittelleitung 17 liegt, in die Antriebs¬ welle 3 integriert, ein Zylinderraum 61 mit einem federbe- lasteten Kolben 62, einem federbelasteten Rückschlagven¬ til 63 mit einer parallel geschalteten Drossel 64. Der Vor¬ gang zum Befüllen bzw. Entleeren des Druckraumes 16 der Kupplung 13 erfolgt auf die im Zusammenhang mit dem Druck¬ raum 20 erläuterte Art und Weise. Zum Öffnen der Kupp- lung 13 ist das rechte Feld des Gangschaltventils 34 ge¬ schaltet. Bei sich schließender bzw. geschlossener Kupplung ist die Druckmittelleitung 17 über die Leitung 50 mit der Rücklaufleitung 49 zum Tank 27 hin geöffnet (vgl. Fig. 2).

Da für die Kupplung 13 und die Bremse 14 separate

Gangschaltventile 34 bzw. 40 vorgesehen sind, können unter¬ schiedliche Überschneidungsschaltungen relativ einfach rea¬ lisiert werden.

Der hydropneumatisehe Speicher 37 wird im Fahrbetrieb (das Bremsschaltventil 30 ist auf Durchfluß geschaltet) ständig mit Druckmittel befüllt.

Im Bremsbetrieb ist das Bremsschaltventil 30 stromlos, d. h. das linke Feld entsprechend Fig. 2 ist geschaltet. Der hydropneumatische Speicher 37 gibt das gespeicherte Druckmittelvolumen über die Blende 38 über die Leitung 51 an die Leitung 52 und ein geöffnetes Rückschlagventil 65 und die Druckmittelleitung 21 (Leitungsknoten 54) an den Druckraum 20 weiter.

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Das Bremsventil 53 kann den eingestellten Druck so lange halten, wie der hydropneumatisehe Speicher 37 nach¬ speist. Hierbei gibt dieser Speicher mehr Druckmittel ab, als über die Drossel 59 und Leckagen abfließt. Über die Druckmittelleitung 52 wird der Druckraum 20 im Bremsbetrieb immer mit einem Restdruck beaufschlagt. Die Bremse 14 ist somit für dynamische Abbremsungen, zum Beispiel für eine Vollbremsung aus maximaler Geschwindigkeit, geeignet. Die Abbremsung erfolgt immer im zweiten Gang (Kupplung ohne Restdruck, Bremse mit Restdruck). Das hierfür notwendige

Bremsmoment ist deutlich geringer als das von der Bremse 14 (bzw. Kupplung 13) übertragbare maximale Auslegungsmoment. Der dem Druckraum 20 im Bremsbetrieb aufgeschaltete Rest¬ druck verhindert unzulässig hohe Verzögerungswerte bzw. ein Blockieren der Fahrzeugräder. Das Fahrzeug bleibt in jedem Fall für den Fahrer kontrollierbar. In vorteilhafter Weise ist der Restdruck in Abhängigkeit des Fahrzeuggewichtes einstellbar, so daß eine jeweils optimal abgestimmte Brems¬ wirkung bei maximaler Fahrgeschwindigkeit im Straßen- und Geländegang erreicht wird.

Es ist vorteilhaft, die Ventile: Bremsschaltventil 30, Gangschaltventil 34, Gangschaltventil 40, Wechselventil 44 und das Bremsventil 53 in einem gemeinsamen Ventilblock 66 (in der Zeichnung mit einer dick gezeichneten, strichpunk¬ tierten Linie kenntlich gemacht) zusammenzufassen.

Ein Schalter 45 ist über eine Steuersignalleitung 46 an das Getriebesteuergerät 31 angeschlossen. Liefert der Schalter 45 ein Signal zum Betätigen der Parkbremse, werden das Bremsschaltventil 30 und die Gangschaltventile 34 und 40 stromlos geschaltet; gleichzeitig wird eine selbst nicht dargestellte Parkbremsleuchte aktiviert.

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Das elektronische Getriebesteuergerät 31 steht über eine Leitung 47 mit einem Fahrschalter 48 in Verbindung.

Der Fahrschalter 48 kann die Schaltpositionen Vor¬ wärts, Neutral und Rückwärts (V, N, R) einnehmen. Neben der Wählstellung für den ersten und den zweiten Gang kann der Fahrschalter in die Position D überführt werden, in der die beiden Gänge des Planetengetriebes automatisch geschaltet werden.

Das Bremsventil 53 kann, um ein dosiertes Abbremsen zu erreichen, durch ein Handbremsventil angesteuert werden.

ERSÄΓZBLAΓT (REGEL 26)

Bezugszeichen

1 Verstellmotor 34 Gangschaltventil

2 Planetengetriebe 35 Steuersignalleitung

3 Antriebswelle 36 Leitung

4 inneres Zentralrad 37 Speicher

5 äußeres Zentralrad 38 Blende

6 Planetenrad 39 Leitungsabschnitt

7 Planetenträger 40 Gangschaltventil

8 Abtriebswelle 41 Steuersignalleitung

9 Schaltstelle 42 Steuersignalleitung

10 Zahnrad 43 Drucksensor

11 Zahnrad 44 Wechselventil

12 Ausgangswelle 45 Schalter

13 Kupplung 46 Steuersignalleitung

14 Bremse 47 Leitung

15 Lamellenträger 48 Fahrschalter

16 Druckraum 49 Rücklaufleitung

17 Druckmittelleitung 50 Rücklaufleitung

18 Kolben 51 Leitungsabschnitt

19 Tellerfedern 52 Druckmittelleitung

20 Druckraum 53 Bremsventil

21 Druckmittelleitung 54 Leitungsknoten

22 Kolben 55 Zylinderraum

23 Tellerfedern 56 Kolben

24 Dieselmotor 57 Schraubendruckfeder

25 Verstellpumpe 58 Rückschlagventil

26 Speisepumpe 59 Drossel

27 Tank 60 Bohrung

28 -Anschlußleitung 61 Zylinderraum

29 Rückschlagventil 62 Kolben

30 Bremsschaltventi1 63 Rückschlagventil

31 Getriebesteuergerät 64 Drossel

32 Steuersignalleitung 65 Rückschlagventil

33 Leitungsabschnitt 66 Ventilblock

ERSATZBLÄ-T (REGEL 26)