DE2557888A1

DE2557888A1 - Einrichtung zum absaugen von schmieroel aus dem oelvorrat einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2557888A1
Application number: DE19752557888
Authority: DE
Inventors: Rolf Lechler
Original assignee: Audi NSU Auto Union AG; Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1975-12-22
Filing date: 1975-12-22
Publication date: 1977-06-30
Also published as: US4117907A; JPS5277937A

Description

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AUDI NSU AUTO UNION AKTIENGESELLSCHAFT, Neckarsulm/Württ.

Einrichtung zum Absaugen von Schmieröl aus dem ölvorrat einer Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Absaugen von Schmieröl aus dem ölvorrat einer Brennkraftmaschine, die zeitweise aus einer Normallage in eine davon abweichende Lage, insbesondere eine Überkopflage gebracht wird, mittels einer Schmierölpumpe, welche das Schmieröl zu den Lagerstellen der Brennkraftmaschine fördert. - '

Derartige Einrichtungen sind bekanntlich bei solchen Brennkraftmaschinen vorgesehen, die beispielsweise als Antriebsaggregate von Plugzeugen Verwendung finden, um die Ölversorgung der Brennkraftmaschinen auch bei Lageveränderungen des Flugzeuges, besonders aber in der Überkopflage sicherzustellen.

Es ist eine Ausführung bekannt, eine sichere Ölversorgung dadurch zu erzielen, in dem mehrere ölpumpen in der Brennkraftmaschine angeordnet sind, wobei diejenige ölpumpe die ölförderung übernehmen soll, deren Saugstelle je nach Kippstellung der Brennkraftmaschine in den Ölvorrat eintaucht. Diese ölpumpe hat das Öl dann zunächst in einen Sammeltank zu fördern, an dem eine weitere ölpumpe angeschlossen ist, die das öl schließlich in den ölkreislauf der Brennkraftmaschine fördert. Bei dieser bekannten Konstruktion tritt jedoch infolge der Vielzahl der benötigten ölpumpen eine Verteuerung ein. Außerdem wird für die Anordnung der ölpumpen viel Platz erforderlich und das System ist wegen des komplizierten Aufbaus aufwendig und störanfällig.

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Es ist eine weitere Ausführung bekannt, bei der mindestens ein drehbares Pendelelement in mindestens einem besonderen Gehäuseteil vorgesehen ist, das eine Saugstelle aufweist, die infolge ihres relativ höheren Gewichtes in jede Lage der Brennkraftmaschine einschwenkt und in das öl eintaucht und somit die Ölversorgung gewährleistet. Bei dieser Ausführung ist zwar nur eine ölpumpe erforderlich, aber die Anordnung des Pendelelements macht ebenfalls einen verhältnismäßig hohen räumlichen und baulichen Aufwand notwendig, der eine Verteuerung bedeutet. Bei den vorgenannten Ausführungen müssen darüberhinaus zusätzliche Vorkehrungen getroffen werden, um das Ansaugen von Luft in die Ölversorgung zu verhindern.

Abgesehen von den unterschiedlichen Ausführungen zeigt sich in der Praxis jedoch, daß das in der Brennkraftmaschine von Flugzeugen befindliche Schmieröl in den meisten außergewöhnlichen Pluglagen, mit Ausnehme des Rückenfluges, also auch in steilen Kurvenflügen und Schräglagen sowie schraubenförmigen Flugmanövern, stets der Zentrifugalkraft ausgesetzt ist. Das bedeutet, daß der ölvorrat, der sich üblicherweise in einem unteren Vorratsbehälter befindet, so geringen Schwankungen unterliegt, daß die Ölversorgung, einer derartigen Brennkraftmaschine in den genannten Fluglagen durchaus sichergestellt ist. Die auf das Schmieröl einwirkende Schwerkraft ändert sich erst dann, wenn die Brennkraftmaschine mit anhaltender Verzögerung in Überkopflage verbleibt, wie das beispielsweise im Kunstflug möglich ist. Für einen solchen seltenen und extremen Fall sind die bekannten Ausführungen zu aufwendig konstruiert und zu kostspielig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der auf einfache Weise und unter geringem Aufwand die Ölversorgung einer Brennkraftmaschine auch bei Überkopflage sichergestellt ist.

Die Lösung der Aufgabe ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch

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mindestens zwei Vorratsbehälter, von denen der eine zur Aufnahme des ölvorrats in der Normallage und der andere zur Aufnahme des ölvorrates in der davon abweichenden Lage der Brennkraftmaschine bestimmt ist, und die über je eine Rückflußleitung mit der Saugseite der Ölpumpe in Verbindung bringbar sind, wobei ein auf Schwerkraft ansprechendes Umschaltventil vorgesehen ist, das in der einen· Lage der Brennkraftmaschine die Rückflußleitung des dieser Lage zugeordneten Vorratsbehälters mit der Saugseite der Ölpumpe in Verbindung bringt und die Rückflußleitung des anderen Vorratsbehälters absperrt.

Durch diese Lösung kann eine ständige Verbindung zwischen der Schmierölpumpe und dem ölvorrat aufrechterhalten werden, wobei über das Umschaltventil, das der Schwerkraft und eventuellen Zentrifugalkraft ebenso unterliegt wie das Schmieröl, je nach Lage der Brennkraftmaschine selbsttätig eine Verbindung zu dem einen Vorratsbehälter hergestellt, während die Verbindung zu dem anderen Vorratsbehälter gegen ein Ansaugen von Luft verschlossen werden kann.

Der eine Vorratsbehälter zur Aufnehme des Ölvorrates in der Normallage kann unterhalb der Brennkraftmaschine und der andere Vorratsbehälter auf der gegenüberliegenden Seite oberhalb der Brennkraftmaschine angeordnet sein, und das Umschaltventil kann zwischen der Saugseite der Ölpumpe einerseits und den. beiden mit den Vorratsbehältern verbundenen Rückflußleitungen andererseits angeordnet sein. Eine solche Anordnung hat den Vorteil, daß mit verhältnismäßig geringen baulichen Aufwand und Raumbedarf eine Einrichtung vorhanden ist, mit der die Ölversorgung der Brennkraftmaschine auch in Überkopflage sichergestellt werden kann.

Das Umschaltventil kann von einem Steuerschieber gebildet werden, der in einem Gehäuse angeordnet und aufgrund seiner Schwerkraft zwischen zwei Betriebsstellungen verschiebbar ist und senkrecht zur Längsachse der Brennkraftmaschine steht, und in.

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dem Gehäuse kann eine erste mit der Rückflußleitung des unteren Vorratsbehälters verbundene Öffnung, eine zweite mit der Rückflußleitung des oberen Vorratsbehälters verbundene Öffnung, und eine dritte mit der Saugseite der Ölpumpe verbundene Öffnung derart angeordnet sein, daß in der ersten, einer Normallage entsprechenden Betriebsstellung die erste mit der dritten öffnung verbunden ist, während die zweite öffnung vom Steuerschieber abgedeckt ist und in der zweiten einer Überkopflage entsprechenden Betriebsstellung die zweite mit der dritten öffnung verbunden ist, während die erste öffnung vom Steuerschieber abgedeckt ist. Durch diese Ausbildung kann je nach Lage der Brennkraftmaschine auf einfache und sichere Weise die entsprechende Verbindung zwischen den beiden Vorratsbehältern und der ölpumpe gesteuert werden.

Im einzelnen kann das Umschaltventil so ausgebildet sein, daß der Steuerschieber zylindrisch und in einer zylindrischen Bohrung des Gehäuses· angeordnet ist, und daß die erste öffnung und die zweite öffnung in der Wand der zylindrischen Bohrung und die dritte Öffnung in^;. der Stirnseite der zylindrischen Bohrung angeordnet sind, und daß der Steuerschieber eine Längsbohrung und seitliche, die Außenfläche des Steuerschiebers mit der Längsbohrung verbindende Durchströmschlitze aufweist, über welche entweder eine Verbindung zwischen der dritten und der ersten oder der dritten und der zweiten öffnung herstellbar ist.

Es ist aber auch eine andere Ausführung des Umschaltventiles mpglich, bei der der Steuerschieber zylindrisch ist und in einer zylindrischen Bohrung des Gehäuses angeordnet ist, und bei der die erste Öffnung und die zweite öffnung in der Wand der zylindrischen Bohrung und die dritte öffnung in der Wand zwischen der ersten und zweiten öffnung angeordnet sind, und der Steuerschieber eine Ringnut aufweist, über welche entweder eine

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Verbindung zwischen der dritten und der ersten oder der driten und .der zweiten öffnung herstellbar ist.

Ausführuhgsbeispiele sowie weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 die Gesamtanordnung einer Einrichtung zum Absaugen von Schmieröl aus dem Ölvorrat einer Brennkraftmaschine in schematischer Darstellung,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein vereinfacht dargestelltes Umschaltventil der Einrichtung in einer ersten Betriebsstellung,

Fig. 3 das Umschaltventil aus Fig. 2 in einer zweiten Betriebsstellung,

Fig. 4 ein Umschaltventil ähnlich Fig. 2 in einer zweiten Ausführungsform, das eine erste Betriebsstellung einnimmt,

Fig. 5 das Umschaltventil aus Fig. 4 in einer zweiten Betriebsstellung, und

Fig. 6 das Umschaltventil gemäß Fig. 2 und 3 in ausführlicher Darstellung.

Es sei zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, in der die Gesamtanordnung der Einrichtung in einer Brennkraftmaschine 1 schematisch dargestellt ist, welche als Triebwerk eines Flugzeuges Verwendung findet. Zu diesem Zweck ist an der einen Stirnseite der Brennkraftmaschine 1 ein Untersetzungsgetriebe 2 angeflanscht, über das eine nur teilweise gezeigte Luftschraube J5 angetrieben wird. Zur Schmierung der Brennkraftmaschine 1 ist eine ölpumpe 4 vorgesehen. Unterhalb der Brennkraftmaschine 1 ist ein Vorratsbehälter

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5 für die Aufnahme des Ölvorrates in der Normallage und auf der gegenüberliegenden Seite oberhalb der Brennkraftmaschine 1 ist ein weiterer Vorratsbehälter 6 für die Aufnahme des Ölvorrates in der Überkopflage der Brennkraftmaschine angeordnet, wobei der obere Vorratsbehälter 6 beispielsweise von einem Ventildeckel gebildet werden kann. Vom unteren Vorratsbehälter 5 führt von einer Saugstelle 7 aus eine Rückflußleitung 8 und vom oberen Vorratsbehälter 6 führt von einer Saugstelle 9 eine Rückflußleitung 10 zu einem Umschaltventil 11, über welches die beiden Rückflußleitungen 8 und 10 mit der Saugleitung 12 der ölpumpe 4 in Verbindung gebracht werden können. Das Umschaltventil 11 ist dabei so ausgebildet, daß es auf Schwerkraft anspricht und in der dargestellten, einer Normallage entsprechenden Lage die ölpumpe 4 mit ihrer Saugleitung 12 über die Rückflußleitung·-8 sowie deren Saugstelle 7 mit dem unteren Vorratsbehälter 5 verbindet, während die Rückflußleitung 10 des oberen" Vorratsbehälters 6 abgesperrt ist. Dadurch wird einerseits die Ölversorgung aus dem dieser Lage zugeordneten Vorratsbehälter 5 sichergestellt und andererseits ein Ansaugen von Luft aus dem oberen Vorratsbehälter 6 unterbunden. Bei einer Überkopflage der Brennkraftmaschine 1 ist der obere Vorratsbehälter 6 nach unten gerichtet, so daß sich das aus den Schmierstellen der Brennkraftmaschine 1 austretenden Schmieröl - der Schwerkraft folgend - in diesem Vorratsbehälter 6 ansammelt. Da in dieser Lage die Schwerkraft ebenfalls auf das Umschaltventil 11 wirkt, wird in der Überkopflage die ölpumpe.4 mit ihrer Saugleitung 12 über die Rückflußleitung 10 sowie deren Saugstelle 9 mit dem Vorratsbehälter 6 verbunden, wogegen die Rückflußleitung 8 verschlossen ist, um zu verhindern, daß Luft über diese Rückflußleitung 8 angesaugt wird, da die Saugstelle 7 in diesem Fall nicht in das Schmieröl eintaucht.

In Fig. 2 ist ein Umschaltventil 11 in vereinfachter Weise dargestellt. Es besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Steuerschieber \J>, der in einer zylindrischen Bohrung 15 eines

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Gehäuses 14 zwischen zwei Betriebsstellungen längsverschiebbar angeordnet ist und gegenüber der in Fig. 1 angegebenen Längsachse 16 der Brennkraftmaschine 1 senkrecht steht. In der Wand der zylindrischen Bohrung 15 ist eine erste Öffnung 17 in Form einer Ringnut angeordnet, an Vielehe die Rückflußleitung angeschlossen ist, die zu dem in Fig. 1 gezeigten unteren Vorratsbehälter 5 führt. In der zylindrischen Bohrung 15 ist nach oben versetzt eine zweite Öffnung 18 ebenfalls in Form einer Ringnut angeordnet, an welche die Rückflußleitung 10 angeschlossen ist, welche zum oberen Vorratsbehälter 6 führt. In der oberen Stirnseite der Bohrung 15 ist eine dritte öffnung 19 vorgesehen, die mit der zur Ölpumpe 4 führenden Saugleitung 12 verbunden ist. Der Steuerschieber 13 weist eine Längsbohrung 20 sowie seitliche Durchströmschlitze 21 auf, welche die Aussenfläche des Steuerschiebers 13 mit der Längsbohrung 20 verbinden. '" "

In der gezeigten ersten, einer Normallage entsprechenden Betriebsstellung, in der die Schwerkraft in der angegebenen Pfeilrichtung S wirkt, wird vom Steuerschieber 13 die erste öffnung 17 mit der dritten Öffnung 19 verbunden, während die zweite Öffnung 18 von der Außenfläche des Steuerschiebers I3 abgedeckt ist. Dadurch wird einerseits für den Durchfluß von Schmieröl eine Verbindung von der Rückflußleitung 8 in die Saugleitung 12 hergestellt und andererseits ein Ansaugen von Luft aus dem Vorratsbehälter 6 vermieden.

Wie in Fig. 3 gezeigt, wirkt die Schwerkraft S in entgegengesetzter Richtung auf das Umschaltventil 11, was der zweiten Betriebsstellung in Überkopflage entspricht. Zur besseren Veranschaulichung der Stellung des Steuerschiebers I3 wurde in der Darstellung die Lage des Gehäuses 14 beibehalten. In Wirklichkeit würde das Gehäuse 14 mit der Öffnung 19 jedoch nach unten weisen. In dieser Stellung wird vom Steuerschieber I3 die zweite

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öffnung 18 mit der dritten öffnung 19 verbunden, während die Außenfläche des Steuerschiebers I3 die erste Öffnung 17 abdeckt. Dadurch ist der Durchfluß von Schmieröl aus der anderen Rückflußleitung 10 in die Saugleitung 12 freigegeben und ein Ansaugen von Luft aus dem Vorratsbehälter 5 unmöglich.

Das in Fig. 4 gezeigte Umschaltventil 11' besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Steuerschieber 22, der - wie das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 und 3 - in einer zylindrischen Bohrung 23 eines Gehäuses 24 zwischen zwei Betriebsstellungen längsverschiebbar angeordnet ist. Dieses Umschaltventil 11' steht gegenüber der Längsachse 16 der Brennkraftmaschine 1 ebenfalls senkrecht. -In der Wand der zylindrischen Bohrung 23 ist eine erste Öffnung 17' vorgesehen, an welche die mit dem unteren Vorratsbehälter 5 verbundene Rückflußleitung 8 angeschlossen ist. An einer zweiten Öffnung 18', die in die Bohrung 23 mündet, ist die mit dem oberen Vorratsbehälter 6 verbundene Rückflußleitung 10 angeschlossen. Zwischen den öffnungen 17' und 18' ist auf der gegenüberliegenden Seite der Bohrung 2> eine dritte Öffnung 19¹'" vorgesehen, die mit der zur Ölpumpe 4 führenden Saugleitung 12 verbunden ist. Der Steuerschieber 22 weist eine Ringnut 25 auf, über die in der gezeigten, einer Normallage entsprechenden ersten Betriebsstellung die erste öffnung 17' mit der dritten öffnung 19' verbunden wird und hierdurch der Durchfluß von Schmieröl von der Rückflußleitung 8 des unteren Vorratsbehälters. 5 durch das Umschaltventil 11' hindurch zur Saugleitung 12 der ölpumpe 4 möglich ist. Dagegen wird die öffnung l8 von der Außenfläche des Steuerschiebers 22 gegen ein Ansaugen von Luft aus dem oberen Vorratsbehälter 6 abgedeckt.

Bei dem in Fig. 5 gezeigten Umschaltventil 11' aus Fig. 4 wirkt die Schwerkraft S in entgegengesetzter Richtung, wodurch der Steuerschieber 22 iri seine zweite, der Überkopflage der Brennkraftmaschine entsprechenden Betriebsstellung gebracht wird. Hierdurch wird über die Ringnut 25 und die Öffnung 18' und I9'

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eine Verbindung zwischen der Rückflußleitung 10 des oberen Vorratsbehälters 6 und der Saugleitung 12 der Ölpumpe 4 hergestellt, während die öffnung 17' von der Außenfläche des Steuerschiebers 22 gegen ein Ansaugen von Luft abgedeckt wird. Die axiale Ausgleichsbohrung 26 im Steuerschieber 22 hat den Zweck, einen Austausch des oberhalb und unterhalb vom Steuerschieber 22 befindlichen Mediums zu ermöglichen, um hierdurch eine Leichtgängigkeit des Steuerschiebers 22 in der Bohrung zu gewährleisten.

In Fig. 6 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Umschaltventiles 11 gezeigt, das die Funktion des Umschalt ventiles aus Fig. 2 und 3 hat und daher auch die gleichen Bezugszeichen aufweist. Diese Ausführung zeichnet sich durch eine kompakte und raumsparende Bauweise aus, wobei die Saugstelle 7 und die Rückflußleitung 8 in das Gehäuse 14 einbezogen worden sind. Die zum oberen Vorratsbehälter 6 führende Rückflußleitung 10 wird über eine Stopfbüchse 27 aus dem unteren Vorratsbehälter 5 herausgeführt. Die Bohrung 15 ist an ihrer Unterseite mit einem Deckel 28 verschlossen, wobei gleichzeitig ein Ölsieb 29 für die Saugstelle 7 befestigt ist. Am Steuerschieber 13 sind an seinen beiden Stirnflächen 13a kleine Erhebungen 30 vorgesehen, durch die ein unmittelbares Anliegen und folgliches Ankleben an den Stirnseiten der Bohrung 15 vermieden wird. Außerdem ist der Abstand zwischen den Ringnuten der Öffnungen I7 und 18 größer als die Breite des Durchströmschlitzes 21^:, um eine leichte Verschiebbarkeit des Steuerschiebers 1'3 in der Bohrung 15 zu gewährleisten.

- Patentansprüche -

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Le e rs e i te

Claims

Patentansprüche

Λ Einrichtung zum Absaugen von Schmieröl aus dem Ölvorrat einer

Λ /Brennkraftmaschine, die zeitweise aus einer Normallage in eine

davon abweichenden Lage, insbesondere eine Überkopflage, gebracht wird, mittels einer Sehmierölpumpe, welche das Schmieröl zu den Lagerstellen der Brennkraftmaschine fördert, gekennzeichnet durch mindestens zwei Vorratsbehälter (5* 6), von denen der eine zur Aufnahme des ölvorrates in der Normallage und der andere zur Aufnahme des ölvorrates in der davon abweichenden Lage der Brennkraftmaschine (1) bestimmt ist, und die über je eine Rückflußleitung (8, 10) mit der Saugseite der ölpumpe (4) in Verbindung bringbar sind, wobei ein auf Schwerkraft ansprechendes Umschaltventil (11, 11^f) vorgesehen ist, das in der einen Lage der Brennkraftmaschine (1) die Rückflußleitung (8, 10) des dieser Lage zugor-dneten Vorratsbehälters (5, 6) mit der Saugseite der Pumpe (4) in -Verbindung bringt und die Rückflußleitung (10, 8) des anderen Vor- · ratsbehälters (6, 5) absperrt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Vorratsbehälter (5) zur Aufnahme des Ölvorrates in der Normallage unterhalb der Brennkraftmaschine (1) und der andere Vorratsbehälter (6) auf der gegenüberliegenden Seite oberhalb der Brennkraftmaschine (1) angeordnet ist, und daß das Umschalte ventil (11, H¹) zwischen der Saugseite der ölpumpe (4) einerseits und den beiden mit den Vorratsbehältern (5, 6) verbundenen Rückflußleitungen (8, 10) andererseits angeordnet ist.
3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (11, 11') von einem Steuerschieber (13, 22) gebildet ist, der in einem Gehäuse (14, 24) angeordnet und aufgrund seiner Schwerkraft zwischen zwei Betriebsstellungen

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verschiebbar ist und senkrecht zur Längsachse (16) der Brennkraftmaschine (1) steht, und daß in dem Gehäuse -(14, 24) eine erste mit der Rückflußleitung (8) des unteren Vorratsbehälters (5) verbundene öffnung (17, 17') eine zweite mit der Rückflußleitung (10) des oberen Vorratsbehälters (6) verbundene Öffnung (l8, l8') und eine dritte mit der Saugseite der ölpumpe (4) verbundene Öffnung (19, 19') derart angeordnet sind, daß in der ersten, einer Normallage entsprechenden Betriebsstellung die erste (17, 17') mit der dritten öffnung (19, 19') verbunden ist, während die zweite Öffnung (18, 18') vom Steuerschieber (13, 22) abgedeckt ist- und in der zweiten, einer Überkopflage entsprechenden Betriebsstellung die zweite (18, 18') mit der dritten Öffnung (19, 19') verbunden ist, während die erste öffnung (17, 17') vom Steuerschieber (13, 22) abgedeckt ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (13) zylindrisch ist und in einer zylindrischen Bohrung (15) des Gehäuses (14) angeordnet ist, und daß die erste Öffnung (17) und die zweite öffnung (l8) in der Wand der zylin-r drischen Bohrung (15) und die dritte öffnung (19) in der Stirnseite der zylindrischen Bohrung (15) angeordnet sind, und daß der Steuerschieber (I3) eine Längsbohrung (20) und seitliche, die Außenfläche des Steuerschiebers (I3) mit der Längsbohrung (20) verbindende Durchströmschlitze (21) aufweist, über welche entweder eine Verbindung zwischen der dritten (19) und der ersten (17) oder der dritten (19) und der zweiten öffnung (18) herstellbar ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (22) zylindrisch ist und in einer zylindrischen Bohrung (23) des Gehäuses (24) angeordnet ist, und daß die erste öffnung (I7¹) und die zweite Öffnung (I8¹) in der Wand der zylindrischen Bohrung (23) und die dritte öffnung (I9¹) in der Wand zwischen der ersten (17') und zweiten Öffnung (18') angeordnet sind, und daß der Steuerschieber (22·) eine Ringnut (25) aufweist,

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über welche entweder eine Verbindung zwischen der dritten (19') und der ersten (17') oder der dritten (19'·) und der zweiten öffnung (18') herstellbar ist.

N/RLP, Co/tk
19. Dez. 1975

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