DE2528199A1

DE2528199A1 - Daempfervorrichtung

Info

Publication number: DE2528199A1
Application number: DE19752528199
Authority: DE
Inventors: Benjamin Duncan Oldfield
Original assignee: Renold Ltd
Current assignee: Renold Ltd
Priority date: 1974-06-26
Filing date: 1975-06-25
Publication date: 1976-01-15
Also published as: IT1039369B; AU8230775A; JPS577876Y2; FR2276513B1; CA1018195A; BE830693A; NL7507464A; JPS5148580U; US3964331A; GB1513722A; AR208321A1; SE417001B; DE7520161U; FR2276513A1; BR7504002A; SE7507266L; ES438856A1

Description

DIPU-INS. DR. IUR. DIi=U-INS.

VOLKER BUSSE DIETRICH BUSSE

45 Osnabrück, 2*1. Juni I975 MOSERSTRASSE 20/24 EB/DB/Ri

RENQLD LIMITED

Renold House, Wythenshawe, Manchester M22 5WL, England

Dämpfervorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Dämpfervorrichtung, die eine Spannkraft direkt oder indirekt auf ein Bauteil, z.B. eine Antriebskette oder einen Treibriemen, ausübt, bestehend aus einem federbetätigten, in einem eine Hydraulikflüssigkeit enthaltenden Zylinder geführten Kolben, der den Zylinder an seinem äußeren Ende abschließt, die Spannkraft auf das Bauteil überträgt und als einseitig offener Hohlkolben ausgebildet ist, der mit seiner geschlossenen äußeren Stirnfläche dem äußeren Zylinderende zugewandt ist und die Andruckfeder für den Kolben aufnimmt und aus einer Kammer für Hydraulikflüssigkeit, die mit dem Zylinder über eine Drosselbohrung für den Durch-laß von Hydraulikflüssigkeit aus dem und in den Zylinder bei Ein- bzw. Auswärtsbewegungen des Kolbens verbunden ist.

Bei einer bekannten Dämpfervorrichtung der vorstehend beschriebenen Art erfährt die Bewegung des Kolbens innerhalb des Zylinders

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eine Dämpfung durch die Hydraulikflüssigkeit, die in den Zylinder hinein- oder aus diesem hinaustritt. Entstehen Lufteinschlüsse in dem Hohlkolben, beispielsv/eise beim Zusammenbau der Vorrichtung dann beeinträchtigen diese die dynamischen Eigenschaften der Dämpfungsbewegung j und zwar in direkter Abhängigkeit von der eingeschlossenen Luftmenge. Diese Luft kann nicht aus der Vorrichtung heraustreten, wenn die Zylinderachse im Gebrauch gegenüber der waagerechten Lage so geneigt ist, daß die innere, offene Stirnfläche des Kolbens tiefer liegt.

Um diese Schwierigkeiten zu verringern oder zu beseitigen, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der die Feder im Kolben aufnehmende Hohlraum sich nur längs eines Teils der Kolbenlänge erstreck eine Entlüftungsöffnung aus dem die Feder aufnehmenden Hohlraum des Kolbens an dessen vorgesehenem höchtsgelegenem Bereich zur Außenseite des Kolbens geführt ist.und das Spiel bzw. die Passung zwischen Kolben und Zylinder und die Lage der Entlüftungsöffnung bezüglich der Kolbenlänge derart ausgebildet sind, daß unter Berücksichtigung des vorgegebenen Kolbenhubs stets ein ausreichender Widerstand gegenüber dem Durchtritt von Luft längs des Eingriff sbereichs zwischen Kolben und Zylinder besteht_? der einen Rückeintritt von Luft längs des Eingriifsbereichs und durch die Kn lüftungsöffnung ausschließt.

Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung der Vorrichtung kann in dem Hohlteil des Kolbens eingeschlossene Luft bei gegenüber der Horizontalen mit der offenen inneren Stirnfläche nach unten geneigter Zylinderachse nach dem Aufsteigen in den höchstgelegenen

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Bereich insgesamt durch die Entlüftungsöffnung und zwischen Kolben und Zylinder entweichen, wenn die Vorrichtung in Betrieb ist. Mach wenigen Ani'angsbetätigungen mit vollem Hub des Kolbens ist somit die Vorrichtung frei von eingeschlossener Luft und arbeitet mit den vorgegebenen Dämpfungseigenschaften.

Ist das zu spannende Bauteil ein Trum einer endlosen Antriebskette oder eines Treibriemens mit einem Gegentrum auf der gegenüberliegen den Seite eines Kettenrades oder einer Riemenscheibe, das gleichfalls für den Fall eines umlaufenden Lastabgriffs oder einer Antriebsumkehr gespannt werden soll, dann kann die Vorrichtung weiterhin gekennzeichnet sein durch einen zweiten, als Hohlkolben ausgebildeten, federbetätigten Kolben, der in einem zweiten, seitlich neben dem ersten Zylinder angeordneten Zylinder bewegbar ist, der die Kammer für Hydraulikflüssigkeit bildet, wobei der zweite Kolben seinerseits das äußere Ende seines Zylinders abschließt, die Spannkraft auf das Gegentrum überträgt und als einseitig offener Hohlkolben ausgebildet ist, der mit seiner geschlossenen äußeren Stirnfläche dem äußeren Zylinderende zugewandt ist und seine Andruckfeder aufnimmt und durch einen Vorratsbehälter für Hydraulikflüssigkeit, der über ein Rückschlagventil mit einem inneren Ende aines der Zylinder in Verbindung, steht.

Die hydraulische Flüssigkeit wird aus dem Vorratsbehälter durch das Rückschlagventil gefördert, um jeglichen Leckfluß im Hydrauliksystem der Vorrichtung längs der Zylinderbohrungen zur Außenseite der Vorrichtung hin auszugleichen, die bei dem Ausfahren der Kolben

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unter Einwirkung der jeweiligen Feder aus dem Zylinder heraus entsteht.

Es ist lediglich ein Rückschlagventil erforderlich, das in zuverlässiger Weise arbeitet, um die richtige Wirkungsweise der Vorrichtung sicherzustellen, indem es ein Ausfahren der Kolben in dem Maße gestattet, daß diese gegen die einander gegenüberliegenden Trums des Antriebselements anliegen.

Vorzugsweise hat der Vorratsbehälter eine oberseitige öffnung an der anderen Seite des genannten ersten Zylinders. Dieses erlaubt eine Spritzversorgung des Vorratsbehälters bei entsprechenden Gegebenheiten.

Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, daß die Dämpfervorrichtung zwischen den Trums der Antriebskette oder des Treibriemens mit oberhalb des zweiten Zylinders angeordnetem ersten Zylinder und gegenüber der Horizontalen geneigter Längsachse des ersten Zylinders anbringbar ist, wobei die äußere Stirnfläche des ersten Kolbens am höchsten liegt und die Entlüftungsöffnung im höchstgelegenen Bereich des Hohlraums de,s ersten Kolbens angeordnet ist.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen:

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Fig. 1 eine teilweise schnittbildliche Vorderansicht eineü

Dämpfervorrichtung gemäß der Erfindung in Gestalt eines doppeltwirkenden Ketteneinstellers für eine Kraftfahrzeug-Transmission, dargestellt in der vorgesehenen Einbaulage j

Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeils 2 in Fig, I, Fig. 3 eine Ansicht in Richtung des Pfeils 3 in Fig. 2, Fig. 4 eine Ansicht in Richtung des Pfeils 4 in Fig. 3

einem abgenommenen Teil zur Wiedergabe innerer Einzelheiten des Aufbaus der Vorrichtung, und Fig. 5 ein Querschnitt gemäß der Schnittlinie A-A in

Fig. 3.

In der Zeichnung ist die Vorrichtung für einen Einbau zwischen gegenläufigen Trums einer endlosen Kraftfahrzeug-Hauptantriebskette vorgesehen, die gegenüber der Senkrechten geneigt verläuft und um ein oberes und unteres Kettenrad umläuft, wie es im wesentlichen in Fig. 1 dargestellt ist.

Sie weist ein Gehäuse 1 mit parallelen Bohrungen 12 gleichen Durchmessers auf, die zu gegenüberliegenden Seiten'des Gehäuses ausmünden. Zwei zylindrische Hohlkolben 4 mit geschlossenen äußeren Stirnseiten und offenen inneren Stirnseiten sind mit Gleitsitz jeweils in eine Bohrung eingepaßt. Die Hohlkolben 4 besitzen gleiche Gleitstücke 3 an ihren außenliegenden Enden zur Anlage an jeweils einem der Kettentrums. Jedes Gleitstück besteht aus einer Grundplatte mit einer darauf befestigten, in

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bekannter Weise geformten Gleitauflage 2 aus Gummi oder Nylon. Die Hohlkolben 4 werden mittels Federn 7 in den Bohrungen nach außen- gedrückt. In der in Pig. I dargestellten vorgesehenen Einbaulage liegen die Bohrungen 12 mit ihren Achsen in der gleich Vertikalebene. Die oben liegende Bohrung 12 ist mit ihrem innenseitigen Ende mit einer endseitigen Kammer 13 verbunden, die insbesondere in Fig. 5 zu erkennen und in das Gehäuse 1 eingearbeitet ist. Die Kammer 13 mündet über ein Rückschlag-Kugelventil 5,6 in einen Vorratsbehälter 16 für Hydraulikflüssxgkeit, der innerhalb des Gehäuses 1 teilweise durch eine lösbare Abdeckplatte 9 begrenzt ist, die in Fig. 4 entfernt ist. Das Kugelventil 5,6 läßt den Durchfluß von Hydraulikflüssxgkeit aus dem Vorratsbehälter 16 in die Kammer 13 zu, sperrt jedoch den Rückstrom von Hydraulikflüssigkeit aus der Kammer 13 in den Vorratsbehälter. Die oben liegende Bohrung 12 ist weiterhin durch eine Drosselöffnung 14 mit einem Kanal 15 verbunden, der in dem Gehäuse 1 ausgebildet und normalerweise auf der einen Seite durch die Abdeckplatte 9 verschlossen ist, so daß der Kanal 15 durch eine entsprechende Drosselöffnung l4a mit der unten liegenden Bohrung 12 verbunden ist. In die Kolben sind Abflachungen, von denen eine in Fig. 5 zu erkennen ist, eingearbeitet, um eine ϊ Abdeckung der Drosselöffnung 14 und 14a durch die Kolben zu verhindern, wenn die Kolben in ihrer inneren Endlage stehen, wie es in den Zeichnungen dargestellt ist. Der Vorratsbehälter 16 ist in seinem oberen Teil mit einem Kanal 17 im oberen Bereich des Gehäuses 1 verbunden. Das Gehäuse 1 weist Durchgangsbohrungen für Befestigungsschrauben auf, mit denen die Vorrichtung zwischen

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Kettentrums angeordnet wird. Wenngleich in der Zeichnung beide Gleitstücke in vollkommen eingefahrener Lage dargestellt sind, ist die Arbeitsstellung so, daß eines der Gleitstücke mit dem Hohlkolben aus dem Gehäuse herausgeschoben ist und gegen das Leertrum der Antriebskette anliegt. Wenn der Lastabgriff umläuft, strammt sich das bisher unbelastete Trum und das bisher gespannte Trum wird locker. Bas ausgefahrene Gleitstück wird durch das sich strammende Kettentrum um ein bestimmtes Haß eingedrückt und dieses schiebt das andere Gleitstück mit seinem Kolben heraus, um den Durchhang im anderen Kettentrum aufzufangen. Der gleiche Vorgang entsteht, wenn sich die Antriebsrichtung umkehrt. Auf diese Weise wird das Leertrum einer Antriebskette ständig beim Umlauf der Last und bei nachfolgender Beschleunigung ausgeregelt und die Drosselöffnungen lh und 14a lassen gleichfalls eine ausreichend kleine Bewegung des Gleitstücks am Leertrum der Antriebskette au, um übliche geringe Wechsel in der Kettenspannung beim

jede Umlauf zu ermöglichen. Sie dämpfen jedoch/größere Beilegung ab, vorausgesetzt, daß die Bohrungen 12, die Kammer 13 und der Kanal 15 mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt bleiben. Verluste an Hydraulikflüssigkeit durch Leckfluß zwischen Zylinder und Kolben werden über das Kugelventil 5,6 aus dem Vorratsbehälter 1ζ ausgeglichen, der durch Spritzö!zuführung in den Kanal 17 gefüllt gehalten wird. Hierbei ist die Hydraulikflüssigkeit für das vorliegende Beispiel öl, das von dem allgemeinen Ölumlaufsystem des Kraftfahrzeugmotors geliefert wird, wobei die Vorrichtung in einer solchen Lage angeordnet ist j daß sie mit demselben Spritzöl versorgt wird, das für die Schmierung der Kette verwendet wird.

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Die Bewegungen der Kolben 12 zum Ausfahren und zum Zurückziehen der Gleitstücke unterliegen der Dämpfung durch öl. Eingeschlossene Luft kann die dynamischen Eigenschaften der Dämpfungsbewegung ungünstig verändern. Lufteinschlüsse in der Vorrichtung können beim Zusammenbau der Teile entstehen. Diese Luft wird normalerweise zum höchstmöglichen Punkt aufsteigen. Wenn die Vorrichtung deshalb mit horizontaler Einbaulage für die Achsen der Zylinderbohrungen 12 angeordnet wird, wird alle eingeschlossene Luft zwischen dem oben liegenden Kolben und seinem Zylinder herausgedrückt werden, sobald die Vorrichtung arbeitet. Wenn jedoch die Vorrichtung mit geneigten Achsen, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, angeordnet werden muß, wird Luft in der Aushöhlung des oben liegenden Kolbens 4 oberhalb des Öls in einem Luftsack eingeschlossen, sobaHdas Öl zu einem Stand oberhalb des Punktes B ansteigt. Es ist nicht möglich, einen massiven Kolben zur Verhinderung eines solchen Luftsacks vorzusehen, ohne die Bohrungen 12 zur Aufnahme der Federn 7 in einem ausreichenden Maße zu verlängern, was der verfügbare Raum zwischen den Kettentrums verbietet. Genauso, wie Luft durch den Spielspalt des oberen Kolbens in dem Zylinder ausgetrieben wird, kann sie, wenn nichts dagegen unternommen wird, auf dem selben Wege wieder in die Vorrichtung zurückkehren. Der sehr kleine Spielspalt ist normalerweise mit einem Ölfilm gefüllt, d.h. einem Film der in der Vorrichtung verwandten Hydraulikflüssigkeit. Es besteht eine genau bestimmte Grenze für den Unterdruck, der im Betrieb der Vorrichtung auftreten kann und unter den verschiedensten besonderen Arbeitsbedingungen Luft in die Vorrichtung zurückzusaugen

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sucht. Die Mnimallänge des ölgefüllten Spielspaltes oder Eingriffsbereiches, in Richtung der Achse der Bohrung im Zylinder geraessen, die ein Rücksaugen verhindert, ist deshalb ohne weitere bestimmbar, sei es durch Berechnung oder durch Versuch. Der hohle Innenteil des oben liegenden Kolbens 12 wird mittels eines dichteingepaßten Stopfens 31 verschlossen, so daß der Hohlraum des Kolbens, der die Kolbenfeder beherbergt, gegenüber dem ursprünglichen Gesamthohlraum erheblich verkürzt wird. Ein bedeutender Teil des Gesamthohlraums verbleibt jedoch, um die Feder aufzunehmen, so daß die Bohrung im Zylinder nicht oder zumindest nicht wesentlich verlängert werkten muß, um eine geeignete Feder aufzunehmen. Eine Entlüftungsöffnung 32 für Luft wird dann durch die Wand des Kolbens von dessen Außenfläche in dessen die Feder aufnehmenden Hohlraums auf der zur offenen inneren Stirnfläche des Kolbens gelegenen Seite des Stopfens 31, jedoch dicht neben dem Stopfen, gebohrt, so daß die Entlüftungsöffnung in dem die Feder aufnehmenden Hohlraum des Kolbens in dessen tatsächlich höchstgelegenem Bereich mündet. Der Abstand der Entlüftungsöffnung 32 vom offenen Ende der Bohrung 12/bei maximal vorgegebenem Ausfahren des Gleitstücks durch die Länge des Stopfens 31 bestimmt Diese wird so gewählt, daß der mit öl gefüllte Eingriffsbereich zwischen Kolben und Zylinderbohrung ste-ts ausreichend lang ist, um ein Zurücksaugen von Luft durch den Eingriffsbereich, durch die Entlüftungsöffnung 32 und in die Vorrichtung hinein zu verhindern. De-r sich in dem von dem Punkt B in Fig. 1 erstreckenden Luftsack aufbauende Druck wächst jedoch beim Betrieb der Vorrichtung erheblich über Atmosphärendruck und ein großer Teil der

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— 1Ω —

eingeschlossenen Luft wird dementsprechend durch die Entlüftungsöffnung und längs des Eingriffsbereichs zwischen Zylinder und Kolben während der ersten wenigen Kolbenhübe ..,in die Atmosphäre herausgedrückt, wodurch auf diese V/eise die Vorrichtung entlüftet wird.

Nur der obere Kolben benötigt einen Stopfen 31 und eine Entlüftungsöffnung 32.

Die Gleitstücke sind durch die Abdeckplatte 9 gegen ein Verdrehen gesichert, wodurch die Entlüftungsöffnung 32 in ihrer vorgegebenen Höhenlage gegenüber dem Punkt B gehalten bleibt.

Im vorliegenden Beispiel beträgt das Spiel zwischen Kolben und Zylinderbohrung etwa 0,05 mm und die Mindestlänge des ölgefüllten Eingriffs- bzw. Passungsbereiches _} die ein Rücksaugen ausschließt, etwa 2 mm.

Der Stopfen 31 kann durch einen massiven äußeren Endbereich ,des oberen Kolbens 4 ersetzt werden.

» Anstatt Gleitstücke zu tragen, können die Kolben ^l4 auch auf drehbare Gleitstücke einwirken, die ihrerseits an den Kettentrums anliegen.

Die beschriebene Dämpf-mngs- und Einstellvorrichtung ist in gleicher Weise für endlose Treibriemen geeignet.

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Die Vorrichtung kann er fin dungs gemäß» für endlose Ketten- oder Riemen -triebe auch beidseitig v/irkend ausgestaltet sein, wobei der oben liegende Kolben und der zugehörige Zylinder der Vorrichtung eine obige Ausführung haben und mit gegenüber der Waagerechte^ geneigter Zylinderachse und mit am niedrigsten liegenden offenen Kolbenende anbringbar ist.

Ss versteht sich₃ daß die 2 mm Länge für den mit Öl gefüllten Eingriffsbereich zwischen Kolben und Zylinder außenseitig zur Entlüftungsöffnung bei der Vorrichtung vorhanden sein soll, wenn sich der Kettentrieb an der Grenze seiner Lebensdauer befindet. Wenn die Kette neu ist, müßte die Länge des mit öl gefüllten Eingriffsbereichs wesentlich größer sein, um bei maximaler Abnutzung der Kette zu'gewährleisten, daß die Vorrichtung noch vorschriftsmäßig arbeitet.

Bei Antrieb und Lastwechsel bzw. Freilauf werden die Kolben eingedrückt und nachfolgend voll ausgefahren. Sollte deshalb ein Rücksaugen von Luft bei maximalem Ausfahren entsprechend maximaler Kettentrumauslenkung auftreten, würde die Luft sofort bei einem nachfolgenden Sindrücken des Kolbens wieder ausgepreßt.

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Claims

Ansprüche:

Dämpfervorrichtung j die eine Spannkraft direkt oder indirekt auf ein Bauteil, z.B. eine Antriebskette oder einen Treibriemen, ausübt, bestehend aus einem federbetätigten, in einem eine Hydraulikflüssigkeit enthaltenden Zylinder geführten Kolben, der den Zylinder an seinem äußeren Ende abschließt, die Spannkraft auf das Bauteil überträgt und als einseitig offener Hohlkolben ausgebildet ist, der mit seiner geschlossenen äußeren Stirnfläche dem äußeren Zylinderende zugewandt ist und die Andruck feder für den Kolben aufnimmt und aus einer Kammer für' Hydraulikflüssigkeit, die mit dem Zylinder über eine Drosselbohrung für den Durch-laß von Hydraulikflüssigkeit aus dem und in den Zylinder bei Ein- bzw. Auswärtsbewegungen des Kolbens verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der die Feder im Kolben aufnehmende Hohlraum sich nur längs eines Teils der Kolbenlänge erstreckt, eine Entlüftungsöffnung (32) aus dem die Feder aufnehmenden Hohlraum des Kolbens an dessen vorgesehenem höchstgelegenem Bereich zur Außenseite des Kolbens geführt ist und das Spiel bzw, die Passung zwischen Kolben und Zylinder (12) und die Lage der Entlüftungsöffnung bezüglich der Kolbenlänge derart ausgebildet sind, daß unter Berücksichtigung des vorgegebenen Kolbenhubs stets ein ausreichender Widerstand gegenüber dem Durchtritt von Luft längs des Eingriffsbereichs zwischen Kolben und Zylinder besteht, der einen Rückeintritt von Luft längs des Eingriffsbereichs und durch die Entlüftungsöffnung ausschließt.

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2. Dämpfervorrichtung nach Anspruch I₁ für ein Trum eines endlosen Ketten- oder Riementriebs _} mit einera rücklauf enden, bei umlaufendem Lastabsriff oder bei Umkehr der Antriebsriehtung zusätzlich zu spannenden Trum auf der gegenüberliegenden Seite einas Kettenrades oder einer Riemenscheibe, gekennzeichnet durch einen zweiten, als Hohlkolben ausgebildeten, federbetätigten Kolben (¹I)₃ der in einem zweiten., seitlich neben dem ersten Zylinder angeordneten Zylinder bewegbar ist, der die Kammer für Hydraulikflüssigkeit; bildet, wobei der zweite Kolben seinerseits das äußere Ende seines Zylinders abschließt, die Spannkraft auf das Gegentrum überträgt und als einseitig offener Hohlkolben ausgebildet ist, der mit seiner geschlossenen äußeren Stirnfläche dem äußeren Zylinderende zugewandt ist und seine Andruckfeder (7) aufnimmt, und durch einen Vorratsbehälter (16) für Hydraulikflüssigkeit, der über ein Rückschlagventil (5,6) mit einera inneren Ende eines der Zylinder (12) in Verbindung steht
3. Dämpfervorrxchtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter einen oberseitig offenen Bereich (17) auf der anderen Seite des ersten Zylinders aufweist.
4. Dämpfervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfervorrichtung zwischen den Trums der Antriebskette oder des Treibriemens mit oberhalb des zweiten Zylinders (12) angeordnetem ersten Zylinder und gegenüber der Horizontalen geneigter Längsachse des ersten Zylinders anbringbar ist, wobei die äußere Stirnfläche des ersten Kolbens (H) am

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höchsten liegt und die Entlüftungsöffnung (32) im höchstgelegenen Bereich des Hohlraums des ersten Kolbens angeordnet ist.

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