WO2006136295A2 - Verbrennungsmotor mit integrierter ölpeilstabführung - Google Patents

Verbrennungsmotor mit integrierter ölpeilstabführung Download PDF

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    • F01M11/10Indicating devices; Other safety devices
    • F01M11/12Indicating devices; Other safety devices concerning lubricant level

Definitions

  • the present invention relates to an internal combustion engine for a motor vehicle with a crankcase containing lubricating oil, to which a cylinder block is mounted with a plurality of cylinder bores, which are closed with a cylinder block mounted on the cylinder head with cylinder head covers to cover a valve mounted on the cylinder head valve mechanism, wherein means for guiding a the Level of the lubricating oil-determining oil dipstick are provided.
  • the field of application of the invention extends to all ⁇ lbadgeschmator internal combustion engines, which - in addition to electronic oil level measuring devices - are also equipped with a conventional oil dipstick for manual measurement of the oil level in the crankcase.
  • a disadvantage of this solution is that a number of separate components are required for fastening the steel pipe outside the internal combustion engine. This entails a corresponding installation effort. In addition, care must be taken during transport and storage of the internal combustion engine before its installation in a motor vehicle that the outer steel tube for the oil dipstick can not be damaged by external mechanical influences.
  • Deep hole drilling directly in the cylinder head and cylinder block are generated.
  • Such deep hole drilling cause due to the required drilling length of often more than 400 mm a corresponding manufacturing effort by machining.
  • corresponding holes - which must be rectilinear due to manufacturing - to be considered at a suitable location in the cylinder head and in the cylinder block.
  • the cost of this technical solution proves to be unacceptably high.
  • the object is achieved on the basis of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features.
  • the following dependent claims give advantageous developments of the invention.
  • the invention includes the technical teaching that means for guiding an oil rod are designed as at least the cylinder head and the cylinder block passing through cast channels, the upper outlet is provided for insertion and removal of the oil dipstick in the region of a cylinder head cover.
  • the advantage of the solution according to the invention is, in particular, that the means for guiding the oil dipstick can already be realized without casting production costs when casting the cylinder block, cylinder head and cylinder head cover.
  • the individual channels result after assembly of the aforementioned components the entire guide channel for the oil dipstick. There are no further assembly steps required. External sealing surfaces are completely eliminated. The effort is also reduced by the fact that other components omitted.
  • By the leadership of the oil dipstick within the engine also reduces the variety of variants, since now a single guide solution for all conceivable installation situations of the internal combustion engine can be used in a motor vehicle.
  • a separate guide tube made of plastic or other suitable material is arranged in the cast channel of the cylinder block.
  • the separate guide tube improves the sliding properties in the channel of the cylinder block, which has a fairly large length.
  • the guide tube can be provided at the upper end with an outer radial collar portion which cooperates with a corresponding recess in the channel for positioning the guide tube relative to the channel.
  • the cast channels for guiding the oil dipstick can also be used as a so-called blow-by channel for pressure equalization of the interior of the cylinder housing or as an oil return passage from the cylinder head to the crankcase. This measure saves additional channels for the said functions, which lowers the production outlay accordingly.
  • the channels - in particular the channel of the cylinder block - casting-related sections of larger diameter, which open into sections smaller diameter for guiding the oil dipstick on funnel-shaped transition sections.
  • the funnel-shaped transition sections ensure that the oil dipstick can move freely along the cast channels.
  • larger diameter sections may be required in order to be able to realize the channel, in particular in the entire length of the cylinder block, by casting, without problems due to the rather small diameter and the required material wall thicknesses.
  • the measure of the funnel-shaped transition sections makes it possible in many cases at all to implement a cast channel for guiding the oil dipstick production technology.
  • Such funnel-shaped transition sections of a channel can also be used to form a transfer into the above-described, preferably to be provided, separate guide tube, without which undesirable sharp heels occur at this point.
  • the crankcase is formed in the context of the present invention from a - known per se - intermediate plate for mounting the crankshaft bearing, wherein on the intermediate plate, a lower oil pan for receiving the lubricating oil (with oil sump) is attached.
  • the lower end of the oil dipstick protrudes to measure the oil level in the located in the oil pan lubricating oil.
  • the extent to which the intermediate plate passing through channel for guiding the oil dipstick may be provided with a projecting in the direction of the oil pan tube to guide the dipstick in the region of its distal end in the oil pan. Said tube can be pressed in a simple manner in the channel of the intermediate plate.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through an internal combustion engine with means for guiding an oil dipstick in a first embodiment
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through an internal combustion engine with means for guiding an oil dipstick in a second embodiment.
  • an internal combustion engine for a motor vehicle essentially consists of a lower crankcase 1, on which a cylinder block 2 is fixed, which is provided with a cylinder head 3 with cylinder head covers 4.
  • the crankcase 1 is essentially formed from an intermediate plate 5 with oil sump 6.
  • the intermediate plate 5 is used to enclose the - not shown - crankshaft bearing, which is fixed between the cylinder block 2 and the intermediate plate 5.
  • the mounted below the intermediate plate 5 oil pan 6 serves as a collecting container for the lubricating oil of the internal combustion engine, with which the movable components of the internal combustion engine are lubricated during operation.
  • In the cylinder block 2 a plurality of cylinder bores 7 for receiving - not shown here - piston is formed in the cylinder block 2 .
  • the cylinder bores 7 are closed with the cylinder head 3, in which the valve mechanism (intake and exhaust valves) is housed.
  • the internal combustion engine also has an oil dipstick 8 which extends through one of the cylinder head covers 4, the cylinder head 2, the cylinder block 3 and the intermediate plate 5.
  • the abovementioned components are each provided with a cast channel 9a to 9d.
  • the oil dipstick 8 is inserted and executed in the region of the upper outlet of the channel 9a arranged in the cylinder head cover 4.
  • the channel 9c which is arranged in the cylinder block 2, has a section 10 of larger diameter which is caused by casting technology and which opens into sections of smaller diameter for guiding the oil dipstick 8 via a funnel-shaped transition section 11.
  • the passage 9d passing through the intermediate plate 5 has, for the lower guide of the oil dipstick 8, a tube 12 extending in the direction of the oil pan 6, which is pressed into the channel 9d.
  • the channel 9c 'formed in the cylinder block 2' is provided with a separate guide tube 13.
  • the guide tube 13 serves to improve the sliding properties of the cast, here particularly long extending channel 9c '.
  • the guide tube 13 has an outer radial collar portion 14 at the upper end. About the collar portion 14, the guide tube 13 is held in a corresponding recess in the channel 9c 'for positioning.
  • the internal combustion engine of the second embodiment corresponds to the internal combustion engine of the first embodiment described above in detail, to which reference will be made below.
  • the invention is not limited to the two preferred embodiments described above. On the contrary, deviations from this are conceivable which make use of the scope of protection of the following claims.
  • the internal combustion engine has a one-piece crankcase, in which the intermediate plate is not present.
  • the cast channel designed according to the invention for guiding the oil dipstick inside the internal combustion engine can also be guided by other known housing components of an internal combustion engine, which are arranged between the cylinder head and the oil pan.

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Abstract

Verbrennungsmotor für ein Kraftfahrzeug mit einem Schmieröl enthaltenden Kurbelgehäuse (1), an dem ein Zylinderblock (2) mit mehreren Zylinderbohrungen (7) angebracht ist, die mit einem am Zylinderblock (2) angebrachten Zylinderkopf (3) mit Zylinderkopfhauben (4) zur Abdeckung des am Zylinderkopf (3) montierten Ventilmechanismus verschlossen sind, wobei Mittel zur Führung eines den Füllstand des Schmieröls ermittelnden Ölpeilstabes (8) vorgesehen sind, wobei die Mittel zur Führung des Ölpeilstabes (8) als zumindest den Zylinderkopf (3) sowie den Zylinderblock (2) durchziehende gegossene Kanäle (9a - 9d) ausgeführt sind, deren oberer Austritt zum Ein- und Ausführen des Ölpeilstabes (8) im Bereich der einen Zylinderkopfhaube (4) vorgesehen ist.

Description

Verbrennungsmotor mit integrierter ÖlpeiIstabführung
B e s c h r e i b u n g
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor für ein Kraftfahrzeug mit einem Schmieröl enthaltenden Kurbelgehäuse, an dem ein Zylinderblock mit mehreren Zylinderbohrungen angebracht ist, die mit einem am Zylinderblock angebrachten Zylinderkopf mit Zylinderkopfhauben zur Abdeckung eines am Zylinderkopf montierten Ventilmechanismus verschlossen sind, wobei Mittel zur Führung eines den Füllstand des Schmieröls ermittelnden Ölpeilstabes vorgesehen sind.
Das Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sich auf sämtliche ölbadgeschmierte Verbrennungsmotoren, die - neben elektronischen Ölstandsmesseinrichtungen - auch mit einem herkömmlichen Ölpeilstab zur manuellen Messung des Ölstandes im Kurbelgehäuse ausgestattet sind.
Aus dem allgemeinen Stand der Technik ist bekannt, einen Ölpeilstab über ein außen am Verbrennungsmotor befestigtes Stahlrohr zu führen. Das zur Anpassung an die Kontur des Verbren- nungsmotors gebogene Stahlrohr ist am unteren Mündungsbereich mittels Schrauben und Dichtungen am Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors lösbar befestigt. Das Stahlrohr ist entlang seines Verlaufs gewöhnlich an mehreren Stellen über zusätzliche Befestigungsmittel am Verbrennungsmotor im Bereich des Zylinder- blocks und/oder Zylinderkopfes befestigt. Das Stahlrohr mündet an gut zugänglicher Stelle im Motorraum im Bereich des Zylinderkopfes aus. Über den oberen Mündungsbereich wird der Ölpeilstab in das Stahlrohr eingesteckt und über einen Elastomer- ring gegenüber dem Stahlrohr abgedichtet und hierin fixiert.
Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass eine Reihe se- parater Bauteile zur Befestigung des Stahlrohrs außen am Verbrennungsmotor erforderlich sind. Dies zieht einen entsprechenden Montageaufwand nach sich. Zudem ist während des Transportes und der Lagerung des Verbrennungsmotors vor dessen Einbau in ein Kraftfahrzeug dafür Sorge zutragen, dass das außen liegende Stahlrohr für den Ölpeilstab nicht durch äußere mechanische Einflüsse beschädigt werden kann.
Es ist bereits versucht worden die vorgenannten Nachteile dadurch zu vermeiden, dass Kanäle zur Führung des Ölpeilstabes vom Zylinderkopf in das Kurbelgehäuse durch
Tieflochbohrungen direkt im Zylinderkopf sowie Zylinderblock erzeugt werden. Derartige Tieflochbohrungen verursachen wegen der erforderlichen Bohrlänge von oft mehr als 400 mm eine entsprechenden Fertigungsaufwand durch Spanen. Des Weiteren ist es konstruktiv aufwendig, entsprechende Bohrungen - welche fertigungsbedingt geradlinig verlaufen müssen - an geeigneter Stelle im Zylinderkopf sowie im Zylinderblock zu berücksichtigen. In Ergebnis dessen erweist sich der Aufwand für diese technische Lösung als unvertretbar hoch.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung Mittel zur Führung eines den Füllstand des Schmieröls im Verbrennungsmotor ermittelnden Ölpeilstabes zu schaffen, welche sich fertigungstechnisch einfach umsetzen lassen und mit einer mini- malen Anzahl von einzelnen Bauteilen auskommen.
Die Aufgabe wird ausgehend von einem Verbrennungsmotor gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass Mittel zur Führung eines Ölstabes als zumindest den Zylinderkopf sowie den Zylinderblock durchziehende gegossene Kanäle ausgeführt sind, deren oberer Austritt zum Ein- und Ausführen des Ölpeilstabes im Bereich der einen Zylinderkopfhaube vorgesehen ist.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt insbesondere darin, dass die Mittel zur Führung des Ölpeilstabes bereits beim Gießen von Zylinderblock, Zylinderkopf und Zylinderkopfhaube ohne spanenden Fertigungsaufwand realisierbar sind. Die einzelnen Kanäle ergeben nach Montage der vorgenannten Bauteile den gesamten Führungskanal für den Ölpeilstab. Es sind keine weiteren Montageschritte erforderlich. Externe Dicht- flächen entfallen vollständig. Der Aufwand verringert sich auch dadurch, dass weitere Bauelemente entfallen. Durch die Führung des Ölpeilstabes innerhalb des Verbrennungsmotors verringert sich außerdem auch die Variantenvielfalt, da nun eine einzige Führungslösung für alle erdenklichen Einbausituationen des Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug verwendet werden kann.
Gemäß einer die Erfindung weiter verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, dass in dem gegossenen Kanal des Zylinderblocks ein separates Führungsrohr aus Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material angeordnet ist. Das separate Führungsrohr verbessert die Gleiteigenschaften im Kanal des Zylinderblocks, der eine recht große Länge aufweist. Das Führungsrohr kann am oberen Ende mit einem außenradialen Bundabschnitt versehen werden, welcher mit einer korrespondierenden Einsenkung im Kanal zur Positionierung des Führungsrohrs gegenüber dem Kanal zusammenwirkt. Durch diese Maßnahme ist das Führungsrohr auf einfache Weise sicher gegenüber dem Zylinderblock gehalten; zur Befestigung des Führungsrohres innerhalb der korrespondierenden Einsenkung im Zylinderblock kann der Bundabschnitt beispielsweise mit einer außenradialen Rändelung oder dergleichen versehen werden. Darüber hinaus ist es auch denkbar, den Bundabschnitt sternförmig oder dergleichen auszubilden.
Vorteilhafterweise können die gegossenen Kanäle zur Führung des Ölpeilstabes gleichzeitig auch als so genannter Blow-by-Kanal zum Druckausgleich des Innenraums des Zylindergehäuses oder als Ölrücklaufkanal vom Zylinderkopf zum Kurbelgehäuse genutzt werden. Diese Maßnahme spart zusätzliche Kanäle für die besagten Funktionen ein, was den fertigungstechnischen Aufwand entsprechend senkt.
Vorzugsweise weisen die Kanäle - insbesondere der Kanal des Zylinderblocks - gießtechnisch bedingte Abschnitte größeren Durchmessers auf, die in Abschnitte kleineren Durchmes- sers zur Führung des Ölpeilstabes über trichterförmige Übergangsabschnitte einmünden. Die trichterförmigen Übergangsabschnitte stellen sicher, dass sich der Ölpeilstab ungehindert entlang der gegossenen Kanäle verschieben lässt. Abschnitte größeren Durchmessers können aus gießtechnischen Gründen erfor- derlich sein, um den Kanal insbesondere im Zylinderblock in der gesamten Länge überhaupt gießtechnisch realisieren zu können, ohne das es aufgrund des recht kleinen Durchmessers und der erforderlichen Materialwandstärken zu Problemen kommt. Die Maßnahme der trichterförmigen Übergangsabschnitte macht es in vielen Fällen überhaupt erst möglich, einen gegossenen Kanal zur Führung des Ölpeilstabes fertigungstechnisch umzusetzen.
Derartige trichterförmige Übergangsabschnitte eines Kanals können auch dafür genutzt werden, um eine Überleitung in das vorstehend beschriebene, vorzugsweise vorzusehende separate Führungsrohr zu bilden, ohne das es an dieser Stelle zu ungewünschten scharfen Absätzen kommt.
Das Kurbelgehäuse wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung aus einer - an sich bekannten - Zwischenplatte zum Einfassen der Kurbelwellenlagerung gebildet, wobei an der Zwischenplatte eine untere Ölwanne zur Aufnahme des Schmieröls (mit Ölsumpf) befestigt ist. Das untere Ende des Ölpeilstabes ragt zur Messung des Ölstandes in das sich in der Ölwanne befindliche Schmieröl. Zusätzlich kann der insoweit die Zwischenplatte durchziehende Kanal zur Führung des Ölpeilstabes mit einem in Richtung der Ölwanne ragenden Rohr versehen sein, um den Ölpeilstab im Bereich seines distalen Endes in der Ölwanne zu führen. Das besagte Rohr kann in einfacher Weise in den Kanal der Zwischenplatte eingepresst werden.
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung von zwei bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
Figur 1 einen Längsschnitt durch einen Verbrennungsmotor mit Mitteln zur Führung eines Ölpeilstabes in einer ersten Ausführungsform, und
Figur 2 einen Längsschnitt durch einen Verbrennungsmotor mit Mitteln zur Führung eines Ölpeilstabes in einer zweiten Ausführungsform.
Gemäß Figur 1 besteht ein Verbrennungsmotor für ein Kraftfahrzeug im Wesentlichen aus einem unteren Kurbelgehäuse 1, auf dem ein Zylinderblock 2 befestigt ist, welcher mit einem Zylinderkopf 3 mit Zylinderkopfhauben 4 versehen ist. Das Kurbelgehäuse 1 ist im Wesentlichen aus einer Zwischenplatte 5 mit Ölwanne 6 gebildet. Die Zwischenplatte 5 dient dem Einfassen der - nicht weiter dargestellten - Kurbelwellenlagerung, welche zwischen dem Zylinderblock 2 und der Zwischenplatte 5 fixiert ist. Die unterhalb der Zwischenplatte 5 angebrachte Ölwanne 6 dient als Auffangbehälter für das Schmieröl des Verbrennungsmotors, mit welchem die beweglichen Bauteile des Verbrennungsmotors im Betrieb geschmiert werden. Im Zylinderblock 2 sind mehrere Zylinderbohrungen 7 zur Aufnahme von - hier nicht weiter dargestellten - Kolben ausgebildet. Die Zylinderbohrungen 7 sind mit dem Zylinderkopf 3 verschlossen, in welchem der Ventilmechanismus (Ein- und Auslassventile) untergebracht ist.
Der Verbrennungsmotor weist weiterhin einen Ölpeil- stab 8 auf, der durch eine der Zylinderkopfhauben 4, dem Zylinderkopf 2, dem Zylinderblock 3 sowie der Zwischenplatte 5 verläuft. Hierzu sind die vorstehend genannten Bauteile mit jeweils einem gegossenen Kanal 9a bis 9d versehen. Der Ölpeilstab 8 wird im Bereich des oberen Austritts des in der Zylinderkopfhaube 4 an- geordneten Kanals 9a ein- und ausgeführt.
Der im Zylinderblock 2 angeordnete Kanal 9c weist einen gießtechnisch bedingten Abschnitt 10 größeren Durchmessers auf, der über einen trichterförmigen Übergangsabschnitt 11 in Ab- schnitte kleineren Durchmessers zur Führung des Ölpeilstabes 8 einmündet .
Der die Zwischenplatte 5 durchziehende Kanal 9d weist zur unteren Führung des Ölpeilstabes 8 ein in Richtung der Ölwanne 6 sich erstreckendes Rohr 12 auf, welches in den Kanal 9d einge- presst ist.
Bei der in der Figur 2 dargestellten Ausführungsform eines Verbrennungsmotors ist im Gegenstand zu der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der im Zylinderblock 2' ausgebildete Kanal 9c' mit einem separaten Führungsrohr 13 versehen. Das Führungsrohr 13 dient einer Verbesserung der Gleiteigenschaften des gegossenen, hier besonders lang sich erstreckenden Kanals 9c' . Das Führungsrohr 13 weist am oberen Ende einen außenradialen Bundabschnitt 14 auf. Über den Bundabschnitt 14 ist das Führungsrohr 13 in einer korrespondierenden Einsenkung im Kanal 9c' zur Positionierung gehalten. Ansonsten entspricht der Verbrennungsmotor der zweiten Ausführungsform dem Verbrennungsmotor der vorstehend detailliert beschriebenen ersten Ausführungsform, worauf im Weiteren verwiesen wird. Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die beiden vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen. Es sind vielmehr auch Abweichungen hiervon denkbar, welche vom Schutzumfang der nachfolgenden Ansprüche Gebrauch machen. So ist es beispielsweise auch möglich, dass der Verbrennungsmotor ein einstückiges Kurbelgehäuse aufweist, bei welchem die Zwischenplatte nicht vorhanden ist. Des Weiteren kann der erfindungsgemäß ausgeführte gegossene Kanal zur Führung des Öl- peilstabes innerhalb des Verbrennungsmotors auch durch andere an sich bekannte Gehäusebestandteile eines Verbrennungsmotors führen, welche zwischen dem Zylinderkopf und der Ölwanne angeordnet sind.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verbrennungsmotor für ein Kraftfahrzeug mit einem Schmieröl enthaltenden Kurbelgehäuse (1), an dem ein Zylinderblock
(2) mit mehreren Zylinderbohrungen (7) angebracht ist, die mit einem am Zylinderblock (2) angebrachten Zylinderkopf
(3) mit Zylinderkopfhauben (4) zur Abdeckung des am Zylinderkopf (3) montierten Ventiliαechanismus verschlossen sind, wobei Mittel zur Führung eines den Füllstand des
Schmieröls ermittelnden Ölpeilstabes (8) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Führung des Ölpeilstabes (8) als zumindest den Zylinderkopf (3) sowie den Zylinderblock (2) durchziehende gegossene Kanäle (9a-9d) ausgeführt sind, deren oberer Austritt zum Ein- und Ausführen des Ölpeilstabes (8) im Bereich der einen Zylinderkopfhaube (4) vorgesehen ist.
2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in dem gegossenen Kanal (9c') des Zylinderblocks (2) ein separates Führungsrohr (13) aus Kunststoff zu Verbesserung der Gleiteigenschaften angeordnet ist (Fig. 2) .
3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsrohr (13) am oberen Ende einen außenradialen Bundabschnitt (14) aufweist, der mit einer korrespondierenden Einsenkung im Kanal (9c') zur Positionierung zusammenwirkt.
4. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gegossenen Kanäle (9a - 9d) gleichzeitig auch als Blow-By-Kanal zum Druckausgleich des Innenraums des Kurbelgehäuses (1) oder als Ölrücklaufkanal vom Zylinderkopf (2) zum Kurbelgehäuse (1) nutzbar sind.
5. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Kanäle (9a - 9d) gießtechnisch bedingte Abschnitte (10) größeren Durchmessers aufweisen, die über trichterförmige Übergangsabschnitte (11) in Ab- schnitte kleineren Durchmessers zur Führung des Ölpeilstabs (8) einmünden.
6. Verbrennungsmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass einer der trichterförmigen Übergangsabschnitte (11) des Kanals (9c) eine Überleitung in das separate Führungsrohr (13) bildet.
7. Verbrennungsmotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kurbelgehäuse (1) aus ei- ner Zwischenplatte (5) zum Einfassen der Kurbelwellenlagerung mit unterer Ölwanne (6) besteht.
8. Verbrennungsmotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der die Zwischenplatte (5) durchziehende Kanal (9d) zur Führung des Ölpeilstabes (8) ein in Richtung der Ölwanne (6) ragendes Rohr (12) aufweist.
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