DE1964896A1

DE1964896A1 - Rohrbewegeeinrichtung fuer Geschuetze

Info

Publication number: DE1964896A1
Application number: DE19691964896
Authority: DE
Inventors: Karl-Josef Wiemers
Original assignee: Rheinmetall GmbH
Current assignee: Rheinmetall Industrie AG
Priority date: 1969-12-24
Filing date: 1969-12-24
Publication date: 1971-07-15
Also published as: GB1332463A; US3720132A; FR2074243A5; SE357433B

Description

RHEINMETALL Düsseldorf, den 23. Dezember 1969

Al/3. "~

Akte 492 Rohrbewegeeinrichtung für Geschütze

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rohrbewegeeinrichtung für Geschütze, die Geschütz und Rohr relativ zueinander bewegt, bestehend aus einem hydropneumatischen Rohrvorholer und einem hydraulischen Rohrbeweger, die in gleicher Richtung wirkend als Zylinder mit einem darin beweglichen Kolben und einer fest damit verbundenen Kolbenstange ausgebildet und zylinderseitig am Wiegenkörper befestigt sind, wobei die Kolbenstange formschlüssig an einem, den Rohrvorholer mit dem Geschütz verbindenden Teil, angelenkt und als Hohlzylinder mit einer darin fliegend gelagerten Trennscheibe ausgebildet ist, welche einerseits durch ein gasförmiges Medium und andererseits mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt ist.

Waffenanlagen und insbesondere Geschütze sollen leicht transportabel sein, um die Feuerstellung schnell wechseln zu können, im Fahrbetrieb silhouettenmäßig klein sein, um dem Gegner eine möglichst geringe Angriffsfläche zu bieten, und gleichzeitig auch innerhalb kürzester Zeit nach Instellunggehen feuerbereit sein. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, sind an den Geschützen Einrichtungen angebracht, die es ermöglichen, sowohl die Funktion der Waffe beim Schuß zu gewährleisten, als auch das Rohr in eine rückwärtige Zurr- bzw. Fahrstellung zu verschieben. Diese Einrichtungen bestehen aus einem Rohrvorholer und aus einem Rohrbeweger, die zwar unabhängig voneinander bedienbar sind, wobei jedoch normalerweise zum Betätigen des Rohrbewegers die Rohrvorholeinrichtung entweder am Rohr oder an der Wiegd durch Kupplungselemente gelöst werden muß. Erst danach läßt sich das Rohr in die rückwärtige Zurr- bzw. Fahroteilung verschieben. Das Rohr kann aber auch gegen den Rohrvorholerdruck zurückgeschoben werden, dabei müssen mehrere m/t Energie

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mittels großen Kraft- und Zeitaufwandes überwunden werden, welches der Bedienung des Geschützes nicht zugemutet werden kann. Diese Einrichtungen arbeiten entweder mechanisch, hydraulisch oder hydro-pneumatisch bzw. hydro-mechanisch.

Es sind Rohrvorholer in Kotabination mit einer Rohrbremse bekannt, bei denen ein vor einem Kolben befindliches hydraulisches Medium beim Verschieben des Zylinders gegen den Kolben durch diesen über bekannte Ventil- und Dros-Seieinrichtungen in eine hohle Kolbenstange gedrückt wird und dabei eine fliegend in der Kolbenstange gelagerte Trennscheibe bewegt, die einerseits mit einem unter Druck stehenden gas- bzw. luftförmigen Medium und andererseits mit einer Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt ist. Als nicht vorteilhaft hat sich herausgestellt, daß dieser Rohrvorholer beim Betrieb zusammengedrückt wird; denn in diesem Zustand besteht zwischen Kolbenstange und Rohrvorholzylinder ein ringförmiges Luftpolster, so daß die entstandene Wärme nicht abgeführt werden kann.

Als ungünstig hat sich weiterhin herausgestellt, daß weder der (Luft-) Gas- noch der Öldruck bzw. - stand ™ kontrollierbar sind.

Um in die rückwärtige Fahrstellung zu gelangen, ist ein ungewöhnlich hoher Arbeitsaufwand nötig. Außerdem steht dann dieser Bremsrohrvorholer konstant unter Druck, so daß er entweder durch eine aufwendige Zurreinrichtung in dieser Stellung arretiert, oder aber, um den Hydraulikdruck möglichst gering zu halten, durch Kupplungselemente vom Rohr getrennt werden muß. Dies ist jedoch immer mit einigem Zeitaufwand verbunden.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, diese Nachteile durch einen hydro-pneumatischen Rohrvorholer zu beseitigen,

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der mit einem Ausgleichszylinder sowohl hydraulisch als auch pneumatisch verbunden ist, wobei die beiden Medien durch eine in diesem Ausgleichsbehälter fliegend gelagerte Trennscheibe voneinander getrennt sind. Durch die gleichzeitige Verwendung dieser beiden unterschiedlichen Medien wird der Rohrvorholer mittels geeigneter Absperreinrichtungen und Wegeventile auch als Rohrbeweger benutzt. Als unvorteilhaft zeigt sich bei dieser Ausführung, daß, da beim Schuß der Kolben des Rohrvorholzylinders gegen ein Luft- oder Gasvolumen zurückgezogen wird, auf der entgegengesetzten Seite des Kolbens eine starke Saugwirkung entsteht, so daß über ein Wegeventil eine Verbindung zur Atmosphäre geschaffen werden muß. Hierdurch werden jedoch die Kolbendichtungen nicht mehr konstant mit Flüssigkeit benetzt und die Dichtungen in kurzer Zeit zerstört, so daß das funktionsnotwendige Luft oder Gasvolumen entweicht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rohrbewegeeinrichtung zu schaffen, die die bisherigen Nachteile vermeidet und außerdem leicht bedienbar ist, eine raum- und kostensparende Bauweise ermöglicht, eine lange Lebensdauer aufweist, leicht reparierbar ist, durch gute Kühlung des flüssigen Mediums ein längeres Schießen ohne Feuerpause ermöglicht und eine Einrichtung besetzt, die es ermöglicht, jederzeit den zur Funktion des Rohrvorholers notwendigen Hydraulikdruck auf einfache Weise aufzubringen, zu kontrollieren und gegebenenfalls au regulieren.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Rohrvorholer und der Rohrbeweger hydraulisch über ein Wegeventil miteinander verbunden sind, wobei die Zuleitung sowohl zum Rohrbewegezylinder als auch zum Rohrvorholzylinder durch ein Absperrventil unterbrechbar ist.

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Durch eine entweder getrennte oder kompakte Bauweise der Einzelelemente kann der platzmäßig günstigste Befestigungsort am Geschütz für die Zylinder gewählt werden.

Aufgrund des Wegeventils kann die Hydraulikmenge klein gehalten werden, da die in dem einen Zylinder nicht benötigte Flüssigkeitsmenge zur Bewegung des anderen Zylinders benutzt wird.

Durch die Absperrventile wird entweder der Rohrbeweger in seiner rückwärtigen Stellung fixiert, oder aber die für die Funktion des Rohrvorholers benötigte Flüssigkeitsmenge volumenmäßig konstant gehalten.

Gemäß der Erfindung ist zwischen dem Wegeventil in den Zuleitungen zu den Absperrventilen ein einstellbares Überdruckventil so angebracht, daß beim Beaufschlagen des Rohrvorholers mit Hydraulikflüssigkeit diese bei Erreichen eines einstellbaren Druckes über das Überdruck ventil in den Vorratsbehälter zurückfließt.

Durch dieses Überdruckventil wird erreicht, daß immer ein genau vorbestimmter Flüssigkeitsdruck im Rohrvorholer nicht überschritten wird, so daß immer gleiche Betriebsbedingungen, gleichen Gasdruck vorausgesetzt, für die Funktion des Rohrvorholers zugrundegelegt werden können, besonders auch im Hinblick darauf, daß die Flüssigkeit im Ruhezustand des Rohrvorholers im wesentlichen drucklos sein soll.

Erfindungsgemäß ist die in einem Ringraum des Rohrvorholers enthaltene Hydraulikflüssigkeit über durch den Kolben in die Kolbenstange führende Bohrungen und ein

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Rückschlagventil nebst zugeordneten Drosselbohrungen mit der in der hohlen Kolbenstange vorhandenen Flüssigkeit verbunden, welche sich einerseits zwischen der Wand des Zylinders und Kolbenstange und andererseits zwischen Kolbenrückseite und einem Abschlußdeckel, der gegen Zylinder und Kolbenstange abgedichtet ist, befindet und im Ruhezustand des Rohrvorholers im wesentlichen drucklos ist.

Durch diese Anordnung der Hydraulikflüssigkeit und des Luft- oder Gasvolumens im Rohrvorholer wird erreicht, daß seine dynamischen Dichtungen im Ruhezustand nicht beansprucht werden, da die mit diesen Dichtungen in Berührung kommende Flüssigkeit im wesentlichen drucklos ist; somit wird die Lebensdauer der Dichtungen wesentlich verlängert.

Weiterhin kann dieser Rohrvorholer auf Grund seiner Konstruktion immer die sich beim Betrieb bildende Wärme Über die Zylinder- und/oder Kolbenstangenwandung direkt an die den Rohrvorholer umgebende Luft abführen. Es wird also eine optimale Kühlung des flüssigen Mediums erreicht.

Vorteilhaft erweist sich auch bei einer notwendigen Reparatur, z.B. um eine Dichtung zu erneuern, daß nach Entfernen des Abschlußdeckels, der vorzugsweise mit dem Zylinder verschraubt ist, der Kolben aus dem Rohrvorholzylinder herausgezogen werden kann. Das Gasoder Luftvolumen in der hohlen Kolbenstange braucht, außer bei einem Defekt der Trennscheibendichtung oder des RUckschlagvent Is, bei einem Zerlegen des Rohrvorholers nicht abgelassen zu werden, so daß die Anlage nach Auswechseln des schadhaften Teiles innerhalb kurzer Zeit repariert ist. Etwa verlorengegangene

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Hydraulikflüssigkeit kann aus der in den meisten Waffenanlagen vorhandenen Bordhydraulik oder einem sonstigen Vorratsbehälter ergänzt werden.

Um jederzeit überprüfen zu können, ob im Rohrvorholer das benötigte Flüssigkeitsvolumen vorhanden ist, ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der Rohrvorholer mit einem Ölanzeigekolben versehen, welcher als zylindrischer, an einer Seite mit einem Bund versehener Hohlkörper ausgebildet ist, der innen auf der KoI-A benstange und außen an der Zylinderinnenwand geführt und gegen beide abgedichtet ist, und wobei dieser Ölanzeigekolben einerseits durch die Hydraulikflüssigkeit und andererseits durch die Kraft einer Schraubendruckfeder beaufschlagt ist, die sich auf der einen Seite an dem Bund des Ölanzeigekolbens und andererseits an dem lösbar angeordneten Abschlußdeckel abstützt.

Mit Hilfe dieser Einrichtung ist die vorhandene Ölmenge jederzeit ablesbar. Dies ist besonders wichtig bei starken TemperatürSchwankungen, da durch diese Einrichtung angezeigt wird, ob bei tieferen Temperatüren die zur einwandfreien Funktion des Rohrvorholers ™. beim Schuß benötigte Ölmenge vorhanden ist, bzw. ob sich nach längerem Schießen die Flüssigkeit erwärmt und ausgedehnt hat und eine Feuerpause zum Abkühlen der Flüssigkeit eingelegt werden muß.

Sollte nach jedem Schuß der Öldruck - ablesbar am Ölanzeigekolben - trotz vorherigen Nachregulierens wieder ansteigen, so ist die Trennscheibendichtung in der hohlen Kolbenstange defekt, der Gas- oder Luftdruck entweicht bei jedem Schuß in die Hydraulikflüssigkeit und bewirkt einen Druckanstieg im Hydraulikringraum. Die Fehlerquelle ist also sofort lokalisierbar.

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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgeeäßen Rohrbewegeeinrichtung ist, daß alle dynamischem Dichtungen konstant mit Hydraulikflüssigkeit benetzt sind. Hierdurch wird das gefürchtete Trockenlaufen der Dichtungen und damit eine schnelle Abnutzung derselben vermieden. Die Anlage ist somit weitgehendst wartungsfrei, verbunden mit einer langen Lebensdauer.

In der nachfolgenden Beschreibung ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.

Ein am Geschützrohr befestigter Mitnehmer 1 ist über einen Verbindungsteil 2 fest mit einer zu einem Rohrvorholer 3 gehörenden, parallel zum Rohr angeordneten Kolbenstange k verbunden, in der sich, ein Gasdruckraum 5 befindet. An der Kolbenstange h ist ein Kolben 6 angeordnet, der im Zylinder 7 axial verschiebbar gelagert und mittels einer Dichtung 8 gegenüber dem Zylinder 7 abgedichtet ist.

Das durch eine aufschraubbare Büchse 9 verschlossene, dem Verbindungsteil 2 abgewandte Zylinderende ist fest mit der Wiege 10 (nur angedeutet) verbunden. Am verbindungsteilseitigen Ende des Zylinders 7 ist ein '

aufschraubbarer Abschlußdeckel ii angebracht, wobei sich zwischen diesem und der Kolbenstange k noch ein Ölanzeigekolben 12 befindet, der als Hohlzylinder ausgebildet und mit einem Bund versehen ist, in dem die Dichtungen 13, Ι*» angeordnet sind, die den Ölanzeigekolben sowohl gegen die Kolbenstange k als auch gegen den Zylinder 7 abdichten. Durch eine Feder 15, die sich einerseits an einem Bund des Abschlußdeckels 11 und andererseits am Bund des Ölanzeigekolbens 12 abstützt, wird dieser gegen ein Hydraulikvolumen verschoben, das sich in einem Ringraum 16 zwischen Kolbenstange k und Zylinderwand des Zylinders 7 befindet.

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In der hohlen Kolbenstange 4 ist eine fliegend gelagerte Trennscheibe 17 angeordnet, die durch eine Dichtung 18 gegen die Kolbenstangeninnenwand abgedichtet ist. Diese Trennscheibe 17 ist in der dargestellten Figur vom Gasdruckraum 5 her mit einem gasförmigen Medium beaufschlagt, das durch eine abdichtbare Öffnung 19 eingefüllt wird. Kolbenseitig stützt sich die Trennscheibe an einem Anschlagkolben 20 ab, der in die hohle Kolbenstange 4 hineinragt und eine an sich bekannte Rückschlagventileinrichtung 21 aufnimmt, und der formschlüssig mit der Kolbenstange 4 verbunden ist. Diese Ventileinrichtung ist über mehrere radial im Kolben 6 angeordnete Querbohrungen 22 hydraulisch mit dem Ringraum 16 verbunden. Außerdem sind neben der Ventileinrichtung 21, die zentrisch angeordnet ist, axial versetzt einstellbare Drosselbohrungen 23 angebracht, die in die Querbohrungen 22 einmünden.

An der Wiege 10 ist außerdem ein Rohrbeweger 24 mit einem Rohrbewegezylinder 25 fest angeordnet, in dem ein durch eine Dichtung 27 gegen die Zylinderinnenwand abgedichteter Kolben 26 mit einer fest am Kolben angebrachten Kolbenstange 28 axial verschiebbar gelagert ist, die lose mit dem Verbindungsteil 2 verbunden ist.

Diese beiden Zylinder 7 und 25 sind, vom Rohrvorholzylinder 7 ausgehend, hydraulisch über eine Leitung 29, ein Absperrventil 30, ein Wegeventil 3i» eine Pumpe 32, einen Vorratsbehälter 33, das Wegeventil 31, eine Leitung 34 und ein Absperrventil 35 miteinander verbunden. Zwischen Absperrventil 30 und Wegeventil 31 ist an der Leitung 29 ein einstellbares Überdruckventil angeschlossen, das zwischen Wegeventil 3i und Absperrventil 35 in die Leitung 34 einmündet.

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Im folgende ist die Wirkungsweise dieser Rohrbewegeeinrichtung kurz beschrieben.

Um das Geschützrohr in eine rückwärtige Fahr- bzw. Zurrstellung zu bringen, werden die beiden Absperrventile 30 und 35 geöffnet. Mittels der Pumpe 32 wird über das Wegeventil 31 Hydraulikflüssigkeit in den Rohrbewegezylinder 25 gepumpt, die über den Kolben 26, die Kolbenstange 28 und damit auch über den Verbindungsteil 2 das Geschützrohr zurückschiebt. Dabei wird gleichzeitig die Kolbenstange k des Rohrvorholers f

zurückgezogen, und die in seinem Ringraum 16 vorhandene Hydraulikflüssigkeit wird durch den Kolben 6 über die Leitung 29 und das Wegeventil 3i in den Vorratsbehälter 33 zurückgedrückt, da der Gegendruck des gasförmigen Mediums in der hohlen Kolbenstange k auf die fliegend gelagerte Trennscheibe 17 so groß ist, daß sich die Flüssigkeit nur noch über die Kolbenbohrungen und den Ringraum in den Vorratsbehälter ausdehnen kann. Es wird also die Flüssigkeit des Rohrvorholers zur Bewegung des Rohrbewegers benutzt, wodurch nur ein kleiner Vorratsbehälter 33 notwendig ist. Ist die rückwärtige Stellung erreicht, so wird das Absperrventil , 35 geschlossen und die Pumpe 32 außer Betrieb gesetzt.

Um das Geschütz wieder feuerbereit zu machen, wird das Wegeventil 3i in die gezeichnete Stellung verschoben, das Absperrventil 35 geöffnet und mittels der Pumpe 32 die Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 33 in den Ringraum i6 des Rohrvorholers gepumpt. Beim Vorschieben des Rohrvorholkolbens 6 wird gleichzeitig mittels des Verbindungsteils 2 die Kolbenstange 28 und damit der Kolben 26 im Rohrbewegezylinder 25 zurückgezogen, und die in diesem

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Zylinderraum befindliche Flüssigkeitsmenge über das Wegeventil 31 in den Vorratsbehälter 33 gedrückt. Sobald im Rohrvorholer 3 der benötigte Druck erreicht ist, strömt das von der Pumpe 32 noch weiter geförderte Öl über das auf einen bestimmten Druck eingestellte Überdruckventil 36 in den Vorratsbehälter 33 zurück. Gleichzeitig kann dieser Druck an nicht näher bezeichneten Markierungen des Ölanzeigekolbens 12 abgelesen werden, das Absperrventil 3o wird geschlossen, und das Geschütz ist feuerbereit.

Beim Abfeuern eines Geschosses läuft das Geschützrohr infolge des Geschoßgasdruckes in Pfeilrichtung zurück und zieht dabei mit Hilfe des Verbindungsteils 2 die Kolbenstange k aus dem Rohrvorholer 3 heraus. Die im Ringraum 16 des Rohrvorholers befindliche Flüssigkeit kann sich nur über die Kolbenbohrungen 22, die Drosselbohrungen 23 und in der Hauptsache über die Ventilein— richtung 21 in die hohle Kolbenstange *t hinein ausdehnen, wo sie gegen die fliegend gelagerte Trennscheibe 17 drückt, die von der entgegengesetzten Seite mit einem luft- oder gasförmigen Medium beaufschlagt ist, das einmalig durch die verschließbare Öffnung 19 eingefüllt worden ist. Wenn die Rücklaufenergie sich - mittels einer nicht näher gezeigten Rohrbremse - soweit verringert hat, das sie gleich oder kleiner als die Energie des zusammengedrückten gasförmigen Mediums ist, so wird die fliegend gelagerte Trennscheibe 17 wieder in Richtung auf den Anschlagkolben 2o vorgeschoben. Die Flüssigkeit kann nun jedoch nur noch durch die Drosselbohrungen entweichen, da das Rückschlagventil 21 geschlossen ist. Das flüssige Medium strömt alsowesentlich langsamer in den Ringraum 16 zurück und schiebt dabei den Kolben 6 wieder in seine der Figur entsprechenden Ruhestellung, der über die hohle Kolbenstange h und den Verbindungsteil 2

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das Geschützrohr wieder nach vorne zieht.

Während dieses Vorganges bleiben Kolben 26 und Kolbenstange 28 des Rohrbewegers 2k in Ruhestellung,

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Claims

Düsseldorf, den 23. 12. I969 Al/Bü Akte 492 Patentansprüche

1.) Rohrbewegeeinrichtung für Geschütze, die Geschütz und Rohr relativ zueinander bewegt, bestehend aus einem hydropneumatisehen Rohrvorholer und einem hydraulischen Rohrbeweger, die in gleicher Richtung wirkend als Zylinder mit einem darin beweglichen Kolben und einer fest damit verbundenen Kolbenstange ausgebildet und zylinderseitig am Wiegenkörper befestigt sind, wobei die Kolbenstange formschlüssig an einem den Rohrvorholer mit dem Geschütz verbindenden Teil angelenkt, und als Hohlzylinder mit einer darin fliegend gelagerten Trennscheibe ausgebildet ist, welche einerseits durch ein gasförmiges Medium und andererseits mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Rohrvorholer (3) und der Rohrbeweger (24) hydraulisch über ein Wegeventil (31) miteinander verbunden sind, wobei die Zuleitung sowohl zum Rohrbewegezylinder als auch zum Rohrvorholzylinder durch ein Absperrventil (3o, 35) unterbrechbar ist.

2. Rohrbewegeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem Wegeventil (31) in den Zuleitungen (29, 34t) zu den Absperrventilen (30, 35) ein einstellbares Überdruckventil (36) so angebracht ist, daß beim Beaufschlagen des Rohrvorholers (3) mit Hydraulikflüssigkeit diese bei Erreichen eines einstellbaren Druckes über das Überdruckventil (36) in den Vorratsbehälter (33) zurückfließt.

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3. Rohrbewegeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die in einem Ringraum (l6) des Rohrvorholers (3) enthaltene Hydraulikflüssigkeit über durch den Kolben (6) in die Kolbenstange (4) führende Bohrungen (22) und ein Rückschlagventil (21) nebst zugeordneten Drosselbohrungen (23) mit der in der hohlen Kolbenstange (k) vorhandenen Flüssigkeit verbunden ist, welche sich einerseits zwischen der Wand des Zylinders (7) und Kolbenstange (k) und andererseits zwischen Kolbenrückseite und einem Abschlußdeckel (ll), der gegen Zylinder (7) und Kolbenstange (k) abgedichtet ist, befindet und im Ruhezustand des Rohrvorholers (3) im wesentlichen drucklos ist.

4. Rohrbewegeeinrichtung nach Anspruch 3_t dadurch gekennzeichnet , daß der Rohrvorholer mit einem Ölanzeigekolben (12) versehen ist, welcher als zylindrischer, an einer Seite mit einem Bund versehener Hohlkörper ausgebildet ist, der innen auf der Kolbenstange (^) und außen an der Innenwand des Zylinders (7) geführt und gegen beide abgedichtet ist, und wobei dieser Ölanzeigekolben (12) einerseits durch die Hydraulikflüssigkeit und andererseits durch die Kraft einer Schraubendruckfeder (15) beaufschlagt ist, die sich auf der einen Seite an dem Bund des Ölanzeige— kolbens (12) und andererseits an einem am Zylinderende angebrachten Abschlußdeckel (li) abstützt.

5. Rohrbewegeeinrichtung nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß alle dynamischen Dichtungen (8, 13_f 14, 18, 27) der Rohrbewegeeinrichtung konstant mit Hydraulikflüssigkeit benetzt sind.

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