DE2740125A1

DE2740125A1 - Oelabstreifring mit spreizeinrichtung und gleitlasche

Info

Publication number: DE2740125A1
Application number: DE19772740125
Authority: DE
Inventors: Lee Henry Saylor
Original assignee: Sealed Power Corp
Current assignee: SPX Technologies Inc
Priority date: 1976-09-08
Filing date: 1977-09-06
Publication date: 1978-03-09
Also published as: AU2724877A; AR218033A1; FR2364385A1; CA1068739A; BR7705551A; JPS5334037A; IN149419B; BE858306A; FR2364385B1; US4111437A; DE2740125C3; ES461929A1; SE7710019L; AU508860B2; JPS603253U; GB1583809A; MX145619A; DE2740125B2; SE432140B; IT1080090B

Description

BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER ZWIRNER - HIRSCH · BREHM 2740125 PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

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Palentconsult Radedcestraße 43 8000 München 60 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Telegramme Patentconsult Patenlconsult Sonnenberger StraBe 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme Patentconsult

SEALED POWER CORPORATION P 27 40 125.8

Muskegon (Mich.) 49443 USA 12. Okt. 1977

Ölabstreifring mit Spreizeinrichtung und Gleitlasche

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kolbenringe; insbesondere betrifft die Erfindung eine verbesserte Gleitlasche und die Ausbildung einer Spreizeinrichtung für Ölabstreifringe.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Spreizeinrichtung von der Art, wie sie aus der US-Patentschrift 3 124 364 (Burns et al) bekannt ist, sowie eine Gleitlasche von der Art, wie sie aus den US-Patentschriften 3- 695 622 (Davis et al) und 3 834 716 (Okada) bekannt ist, weiter zu bilden, so daß eine einfachere und wirtschaftlichere Ausführungsform erhalten wird, und mit welcher beim Einsetzen der Spreizeinrichtung mit der Gleitlasche in einen Kolben das Überlappen der Enden der Spreizeinrichtung sicher verhindert wird.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Spreizeinrichtung und eine Gleitlasche der genannten Art bereitzustellen, welche gewährleisten, daß die geschlitzten Enden der Spreizeinrichtung während der Handhabung und des Einsetzens der Spreizeinrichtung weit voneinander getrennt werden können. 809810/1005

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches. Weitere

bevorzugte Ausführimgsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung, sowie zusätzlicher Aufgaben, Besonderheiten und Vorteile dient die nachfolgende Beschreibung sowie die Zeichnungen; letztere zeigen:

Fig. 1 ein Schnitt durch einen in einen Verbrennungsmotor eingebauten Ölabstreifring mit Spreizeinrichtung und Gleitlasche nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den ölabstreifring nach Fig. 1 ;

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung der verbesserten Spreizeinrichtung und der Gleitlasche nach der Erfindung ;

Fig. 4 die Gleitlasche nach Fig. 3 vor ihrem Einbau in die Spreizeinrichtung;

.Fig. 5 bis 7 perspektivische Darstellungen alternativer Ausführungsformen der Gleitlasche aus den Fig. 1 bis 4;

Fig. 8 eine perspektivische Darstellung einer Spreizeinrichtung, an der zusätzliche Mittel angebracht sind,

um zu verhindern, daß sich die Enden der Spreizeinrich-809810/1005

tung beim Einbau in einen Kolben überlappen; und

Fig. 9 einen Schnitt durch die Verformung der Gleitlasche nach Fig. 4 längs der Linie 9-9 aus Fig. 3.

Wie mit Fig. 1 dargestellt, ist ein üblicher Kolben 20 hin- und herverschieblich in einem Zylinder 22 eines mittels Benzin oder Diesel betriebenen Verbrennungsmotors angeordnet. Der Kolben 20 weist eine übliche umlaufende Nut auf, in welche ein ölabstreifring 24 eingesetzt ist, der an der gegenüberüberliegenden Wand des Zylinders 22 anliegt. Wie mit den Fig. 1 bis 3 dargestellt, gehört zu dem ölabstreifring 24 eine flache geschlitzte ringförmige Schiene 26 mit einer außen umlaufenden Kante, und eine ringförmige, geschlitzte Spreizeinrichtung 28, die in der Weise angeordnet ist, daß sie die Außenkante der Schiene 26 unter Federdruck dichtend anliegend an der Zylinderwand hält. Zu der Spreizeinrichtung 28 gehört eine ringförmige Reihe von alternierend angeordneten inneren und äußeren Kronen 30, 32, die mittels angrenzender Federbeine 34 miteinander verbunden sind; die Federbeine 34 erstrecken sich divergierend in radialer Richtung; insgesamt wird damit eine bei der Draufsicht in axialer Richtung gewel]t aussehende Spreizeinrichtung gebildet.

In radialer Richtung außerhalb von den inneren Kronen 30 ist eine umlaufende Reihe von bogenförmigen Platten 36 angeordnet; jede Platte 36 ist längs einer gemeinsamen inneren Kante über

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einen Ansatz 38 einstückig mit einer entsprechenden inneren Krone 30 verbunden. Die äußere Umfangskante jeder Platte 36 befindet sich außerhalb der äußeren Krone 32 und ist zu einem Ring gekrümmt, dessen Durchmesser dem Durchmesser des Zylinders 22 entspricht, so daß die Platten 36 als Ölabstreifelemente dienen, wenn der Kolbenring 24 eingebaut ist. Die umlaufende Kante der Platte 36 kann leicht abgeschrägt sein, um ein Zerkratzen der Zylinderwand zu verhindern. Die äußeren Kronen 32 weisen einen sich in Richtung auf die Platten 36 erstreckenden Ansatz 40 auf, um die Platten im Abstand zu den äueseren Kronen zu halten; dadurch wird ein offener Bereich zwischen den Platten und den Federbeinen gebildet, der als Öffnungen oder Schlitze 42 zum Abziehen des öles dient. Die Spreizeinrichtung 28 wird vorzugsweise durch fortschreitende Stanz- und Biegeschritte aus einem endlosen Streifen hergestellt. Der oben beschriebene Ölabstreifring mit dieser Spreizeinrichtung ist noch weitgehender in der US-Fabentschrift 3 124 364 (Burns, dort insbesondere mit den Fig. 12 bis 14) dargestellt und beschrieben.

Die Spreizeinrichtung 28 ist geschützt und weist zv/ei Enden 44 und 46 auf, welche voneinander getrennt werden, wenn die Spreizeinrichtung zum Einbau in den Kolben 20 (vgl. Fig. 3) geöffnet wird; andererseits kehren die Enden wieder in ihre normale, dem freien Zustand entsprechende, aneinanderstoßende Stellung (vgl. Fig. 2) zurück, nachdem die Spreizeinrichtung 28 und die Schiene 26 in die Kolbennut eingesetzt sind. Bei der mit den Fig. 2 und 3 dargestellten Spreizeinrichtung sind die Enden 44 und 46 SYfaC^fR aufeinanderfolgenden äußeren

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Kronen 32 gebildet; d.h., die Enden 44 und 46 stoßen an den inneren Kronenenden 30a und 30b aneinander. Die Öffnungen 42 für den Ölabzug bei der Ausführungsform nach den Fig. 2,3 v/eisen im wesentlichen übereinstimmende radiale Abmessungen zwischen den entsprechenden äußeren und inneren Kronen 32,30 auf.

Wie mit den Fig. 1 bis 4, sowie 9 dargestellt, ist eine Gleitlasche 50 vorgesehen, um die Enden 44 und 46 der Spreizeinrichtung während des Einbaues in den Kolben ausgerichtet zu halten. Die Gleitlasche 50 besteht aus einem gekrümmten Stab, der seinerseits vorzugsweise aus Nylon oder einem anderen, bei hohen Temperaturen beständigen Kunststoff besteht; der gekrümmte Stab v/eist im freien Zustand einen Krümmungsradius auf (vgl. Fig. 4), der demjenigen der geschlossenen Spreizeinrichtung 28 entspricht oder geringfügig kleiner als jener ist. Das erste Stabende 51 ist durch wenigstens eine erste Öffnung 42 angrenzend an das Ende 44 der Spreizeinrichtung hindurchgeführt; vorzugsv/eise ist das Stabende 51 durch mehrere zusätzliche Öffnungen 42 hindurchgeführt und endet in einer Verformung 52. Die Verformung 52 verhindert eine Verschiebung der Gleit las ehe 50 in umlaufender Richt\ing um einen größeren Betrag als der Abstand zwischen zwei aneinandergrenzenden Federbeinen 34.

Am gegenüberliegenden Ende 46 der Spreizeinrichtung ist das zweite Stabende 54 durch eine Anzahl von Öffnungen 42 hindurch-

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geführt; die Anzahl dieser Öffnungen entspricht wenigstens einem Bogenabschnitt von 75 der geschlossenen Spreizeinrichtung; vorzugsweise entspricht diese Anzahl von Öffnungen einem Bogenabschnitt von 90 bis 135°. Das Stabende 54 weist keinerlei Verformung oder andere Mittel zur Festlegung auf und ist deshaD.b innerhalb der Öffnungen 42 frei verschieblich. Nach einem wichtigen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist vorgeeehen, daß das freie Stabende 54 in einer nach innen abgeschrägten oder geneigten Fläche 56 endet, so daß das freie Stabende 54 über die gegenüberliegenden Kanten der inneren Kronen 30 gleiten kann, wenn das freie Stabende durch die entsprechenden Öffnungen 42 hindurchgeführt und verschoben wird. Nach einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung soll die Gleitlasche 50 einen im wesentlichen D-förmigen Querschnitt aufweisen (vgl. Fig. 1), wobei der flache Abschnitt auf den Mittelpunkt der Spreizeinrichtung zu weist, nachdem die Gleitlasche in die Spreizeinrichtung eingesetzt und dort festgelegt ist.

Diese erfindungsgemäße Ausbildung und Anordnung einer Gleitlaocbe 50 bringt verschiedene bedeutsame Vorteile gegenüber bekannten Gleitlaschen von der Art, wie sie in den US-Patentschriften 3 695 622 (Davis et al) und 3 834 716 (Okada) be-Bchrieben sind. Zum Beispiel gev/ährleistet die Kombination eines langen freien Stabendes 54 mit einem im normalen Zustand gekrümmten Stab, dessen Krümmung gleich oder kleiner ist, als die Krümmung der Spreizeinrichtung, daß sich die Spreizeinrich-

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tung nicht um ihre Krüminungsachse dreht. Es wird angenommen, daß der im wesentlichen D-förmige Querschnitt der Gleitlasche diesen Effekt verstärkt. Weiterhin kann die Festlegung 52 leicht hauptsächlich in axialer Richtung ausgebildet werden, anstatt in radialer Richtung, \vie dies aus obigen Patentschriften bekannt ist; dadurch entfällt die Notwendigkeit für kleine Öffnungen an den Enden "34" der Spreizeinrichtung, wie das mit den genannten Patentschriften vorgeschlagen wird. Weiterhin gewährleistet das verlängerte freie Stabende 54, daß die Spreizeinrichtung 22 während des Einbaues weit geöffnet werden kann; hierbei wirken die abgeschrägte Endfläche 56 und die flache Innenseite der Gleitlasche zusammen und verhindern, daß sich die Glcitlasche beim Schließen der Spreizeinrichtung verklemmt oder verbiegt, was ansonsten wegen der natürlichen Krümmung der Gleitlasche zu befürchten wäre.

Zum Einsetzen der Gleitlasche 50 in die Spreizeinrichtung 28 wird das Stabende 51 durch die vorgesehene Anzahl von öffnungen 42 angrenzend an das Ende 44 der Spreizeinrichtung hindurchgeführt; daraufhin wird dieses Stabende festgehalten, während das andere Stabende 54 durch die öffnungen 42 im anderen Ende 46 der Spreizeinrichtung hindurchgeführt wird. Nachdem die Gleitlasche sich in der vorgesehenen Anordnung befindet, wird der Haltepunkt 52 ausgebildet, wozu ein Abschnitt des Stabendes 51 zwischen aneinandergrenzenden Federbeinen 34 mechanisch umgebogen oder in radialer Richtung zusammengepreßt wird, um

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einen Haltepunkt bzw. eine Verfolgung zu erreichen, die in axialer Richtung eine größere Ausdehnung aufweist, als die max. Abmessungen der Öffnungen 42 in axialer Richtung; d.h., die Verformung soll größer sein, als der max. Abstand zwischen den Federbeinen 34 und den Platten 36. Der flache Innenradius der Gleitlasche 50 erleichtert die mechanische Verformung, da das Laschenende leichter zu greifen und festzuhalten ist. Nach einer alternativen Ausführungsform kann der Haltepunkt dadurch ausgebildet werden, daß ein heißes Eisen in radialer Richtung mit der Außenkante der Gleitlasche in Berührung gebracht wird, so daß der umgebende Abschnitt der Gleitlasche schmilzt und in radialer Richtung zusammengedrückt wird. Bei der mit den Fig. 1 bis 3 sowie 9 dargestellten bevorzugten Ausführungs.form der Erfindung sind die radialen Abmessungen der den Haltepunkt 52 bildenden Verformung im wesentlichen nicht von Bedeutung.

Zur Herstellung der Gleitlaschen können noch andere Materialien verwendet werden, als das vorzugsweise eingesetzte Nylon; weiterhin können auch andere Ausbildungen des Haltepunktes vorgesehen werden, als die mit 52 dargestellte Ausführungsform. Beispielsweise kann die Gleitlasche 50 aus einem Federdraht hergestellt v/erden; in diesem Falle v/ird der Haltepunkt durch Umbiegen des Laschenendes in axialer Richtung und Anordnung des abstehenden Schenkels zwischen zwei aneinandergrenzenden Federbeinen 34 erhalten, wie das mit 60 in Fig. 6 dargestellt

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ist; Alternativ dazu kann das Laschenende fest an einer angrenzenden Platte 36 angeklebt werden, wie das mit 62 in Pig. !? dargestellt ist; das Ankleben kann mittels einem Klebemittel oder mittels Anschweißen erfolgen.

Bei einer weiteren Ausführung«form der Erfindung, die mit Fig. 7 dargestellt ist, ist wenigstens eine Öffnung oder vorzugsweise eine Anzahl von Öffnungen 42a angrenzend an das Ende 44 der Spreizeinrichtung in radialer Richtung verkleinert, wozu von der Krone 32a iznd von den Federbeinen 34a abstehende Teile 4Ca vorgesehen sind» Bei dieser Ausführungs-form besteht der Haltepunkt 67 der Gleitlasche aus einer Verformung, deren radiale Ausdehnung groß genug ist, damit das Laschenende nicht durch die verkleinerten Öffnungen 42a paßt; andererseits ist die Ausdehnung der Verformung klein genug, daß die Verformung durch die verbleibenden Öffnungen 42 mit normalen Abmessungen hindurchgeschoben werden kann. Das gegenüberliegende Stabende 66 der mit Fig. 7 dargestellten Gleitlasche kann dem oben in Verbindung mit Fig. 3 erläuterten frei verschieblichen Ende entsprechen; in diesem Falle ist der Haltepunkt 64 zwischen den benachbarten Federbeinen 34a mit den verkleinerten Öffnungen 42a festgelegt, um die Verschiebung der Gleitlasche zu begrenzen. Nach einer alternativen Aus führung:; form kann eine zweite radiale Verformung am anderen Stabende 66 ausgebildet sein und zwischen entsprechenden verkleinerten Öffnungen am Ende 46 der Spreizeinrichtung festgelegt sein.

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Mit Fig. 8 ist eine weitere modifizierte Ausführungsform dargestellt; hier sind die Enden 44a und 46a der Spreizeinrichtung zwischen aufeinanderfolgenden inneren Kronen 30 ausgebildet, so daß die äußeren Kronenenden 32a und 32b aneinander« toßen. Zwei Einsätze 70 und 72 aus Nylon oder einem sonstigen Kunststoff von der Art, wie sie in der US-Patentschrift 3 427 014 (DeBruin) beschrieben sind, sind an den Enden 44a und 46a der Spreizeinrichtung zwischen den äußeren Kronenenden 32a und 32b sowie den nächsten angrenzenden äiißeren Kronen angebracht, beispielsweise angeklebt. Obwohl diese Einsätze 70 und 72 nicht verhindern können, daß die Enden 44a und 46a dei' Spreizeinrichtung überlappen können, wie das dagegen die Gleitlasche 50 zu verhindern vermag, verhindern derartige Einsätze, daß sich die Enden der Spreizeinrichtung gegenseitig verhalten; im Ergebnis wird auch damit der Einsatz einer überlappten Spreizeinrichtung in einen Kolben verhindert.

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Claims

BLUMBACH · WESErt . BERGEN · KRAI\£gTCHQ,?rx."'-Z-ZWIRN ER . HIRSCH -EREHM 27 A O 1 2 5 PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN Palentconsult Radedcestraße 43 8000 München 60 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Telegramme Patenlconsult Palentconsull Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-186 237 Telegramme Patentconsull SEALED POWER CORPORATION P 27 40 125.8 Muskegon (Mich.) 49443 USA 12. Okt. 1977 Patentansprüche

1.) ölabstreifring mit Spreizeinrichtung und Gleitlasche, wobei

die ringförmige Spreizeinrichtung in freiem Zustand einen bestimmten Krümmungsradius und getrennte Enden, die aneinander anstoßen können, aufweist,

am Umfang der Spreizeinrichtung auf konzentrischen Ringen alternierend innen und außen angeordnete Kronen vorgesehen sind, die durch auseinander strebende, federnde Schenkel miteinander verbunden sind,

radial sich erstreckende Lagerplatten an ihrem einen Rand mit den inneren Kronen verbunden sind, und zwischen den federnden Schenkeln und den Lagerplatten Jeweils eine Öffnung zum Ölabzug ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitlasche (50) aus einem gekrümmten Stab besteht,

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München: R. Kramer Dipl.-Ing. · W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nal. · P. Hirsch Dipl.-Ing. . H. P. Brehm Dipl.-Chem. Dr. phil. nal. Wiesbaden: P. G. Blumbadi Dipl.-Ing. · P. Bergen Dipl.-Ing. Dr. jur . G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

ORIGINAL INSPECTED

dessen Krümmungsradius demjenigen der Spreizeinrichtung (28) entspricht oder kleiner als jener ist; ein erstes Stabende (51,64) durch wenigstens eine öffnung (42) angrenzend an ein Ende der Spreizeinrichtung (28) hindurchgeführt ist;

an diesem ersten Stabende (51,64) ein zwischen zwei benachbarten federnden Schenkeln (34) angeordnetes Mittel (52,60, 62,64) vorgesehen ist, um die Verschiebung der Gleitlasche gegenüber der Spreizeinrichtung zu begrenzen; und das zweite Stabende (56,66) durch eine Anzahl von Öffnungen (42) in dem gegenüberliegenden Ende der Spreizeinrichtung (28) hindurchgeführt ist.

2. ölabstreifring nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Öffnungen (42) im wesentlichen übereinstimmende Abmessungen aufweisen; und das die Verschiebung der Gleitlasche begrenzende Mittel aus einer Verformung (62) des Stabes (50) in axialer Richtung besteht; und die Ausdehnung der Verformung (62) die Abmessun gen der Öffnungen (42) übersteigt, so daß eine Festlegung ge währleistet ist.

3. ölabstreifring nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Begrenzung der Verschiebung der Gleitlasche aus einer Verformung (52) des Stabes (50) in axialer Richtung besteht; und die Verformung dank ihrer Ausdehnung nicht durch die Öffnun-

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I NAOHGEREIOHT

gen (42) hindurchpaßt.

4. Ölabstreifring nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung der Verschiebung der Gleitlasche (50) gegenüber der Spreizeinrichtung (28) das erste Stabende (62) an einer angrenzenden Lagerplatte (36) fest angebracht ist.

5. ölabstreifring nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens an zwei federnden Schenkeln (34) angrenzend an ein Ende der Spreizeinrichtung

(28) öffnungen (42) von übereinstimmender Größe vorgesehen sind; und

das Mittel zur Begrenzung der Verschiebung des Stabes aus einer Verdicktung (52) besteht, die zwischen diesen beiden federnden Schenkeln angeordnet ist; und die Verdickung (52) solche Abmessungen aufweist, daß sie nicht durch die Öffnungen (42) mit einheitlicher Größe hindurchpaßt.

6. ölabstreifring nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens an einem federnden Schenkel angrenzend an das Ende der Spreizeinrichtung (28) eine öffnung einer ersten Größe ausgebildet ist; an den angrenzenden Schenkeln öffnungen von größerer Größe ausgebildet sind; und

das die Verschiebung des Stabes begrenzende Mittel aus einer Verdickung mit solchen Abmessungen besteht, daß die Verdik-

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kung durch die öffnungen von größerer Größe hindurchpaßt, jedoch durch die erste öffnung nicht hindurchpaßt.

7. ölabstreifring nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Stabende (54) durch eine Anzahl von Öffnungen frei verschieblich hindurchgeführt ist.

8. Ölabstreifring nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Stabende (54) durch eine Anzahl von öffnungen hindurchgeführt ist, die einem Bogenabschnitt der freien Spreizeinrichtung von wenigstens 75° entsprechen.

9. Ölabstreifring nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Stabende (54) in Form einer nach innen abgeschrägten Fläche ausgebildet ist, so daß das zweite Stabende über gegenüberliegende Kanten an den öffnungen zu gleiten vermag.

10. Ölabstreifring nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitlasche (50) im Querschnitt betrachtet eine gerade Begrenzung aufweist; und die Gleitlasche (50) in der Weise innerhalb der Spreizeinrichtung (28) angeordnet ist, daß diese Seite mit der im Querschnitt geraden Begrenzung auf den Mittelpunkt der Spreizeinrichtung zu zeigt.

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NACHGEREICHT

11. ölabstreifring nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitlasche (50) im wesentlichen D-förmigen Querschnitt aufweist.

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