DE7344954U - Gleitschuh für Radialkolbenmaschinen - Google Patents

Description

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28.11.1973 Se/Gü

Anlage zur
Gebrauchsmusteranmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, Stuttgart

Gleitschuh für Radialkolbenmaschinen»

Die Erfindung betrifft einen Gleitschuh für eine Radialkolbenmaschine, der mit einem in einer Zylinderbohrung angeordneten Kolben gelenkig verbunden ist und an seiner Gleitsohle in Bewegungsrichtung hintereinander angeordnete Ausnehmungen für den Aufbau von Druckfeldern besitzt, die durch teilweise Drosselstellen enthaltende Zweige eines in Gleitschuh und Kolben verlaufenden Kanals mit der Zylinderbohrung verbunden sind.

Es ist ein derartiger Gleitschuh bekannt, bei dem in der
Gleitsohle drei in Bewegungsrichtung hintereinander angeordnete Ausnehmungen ausgebildet sind, die über Verzweigungen des Kanals mit der Zylinderbohrung verbunden sind. Im Kanal ist ein Ventilkö'rper angeordnet, der den Druckmittelfltiß zu den beiden äußeren Ausnehmungen steuert, indem er bei einer

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Kippbewegung des Gleitschuhs den Druckmittelfluß zu der am abhebenden Ende befindlichen Ausnehmung unterbricht, während der Druckmittelfluß zu der am aufliegenden Ende des Gleit- . schuhs befindlichen Ausnehmung erhalten bleibt. Durch den vergrößerten Spalt am abhebenden Ende des Gleitschuhs zwischen dessen Gleitsohle und der Gleitfläche, auf der diese aufliegt und durch die Unterbrechung des Druckmittelflusses zu dieser wird das Druckfeld über die Ausnehmung abgebaut, während das Druckfeld über der Ausnehmung am aufliegenden Ende der Gleitsohle erhalten bleibt. Diese Verteilung der Druckfelder wirkt der Kippbewegung des Gleitschuhs entgegen und richtet diesen wieder auf.

Der Gleitschuh hat jedoch den Nachteil, daß die Ventil einrichtung aufwendig und teuer ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gleitschuh zu schaffen, bei dem mit einfachen Mitteln ein kippsicheres Verhalten erreicht wird.

Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß die Drosselstellen Drosselnuten sind, die vom Gleitschuh und einem mit diesem in Virkverbindung stehenden Teil gebildet werden.

Das hat den Vorteil gegenüber der bekannten Einrichtung, daß die Drosselnuten wesentlich einfacher herzustellen und damit billiger sind, während sie in gleicher Weise wirken wie diese. Besonders zweckmäßig ist es, wenn in der Gleitsohle drei Ausnehmungen ausgebildet sind, von denen eine in der Gleitschuhmitte angeordnet ist, in die der Kanal ungedrosselt mündet und wenn zwei in der Gleitsohle ausgebildete Drosüelnuten die mittlere Ausnehmung mit den beiden äußeren Ausnehmungen verbinden. Verlaufen die Drosselnuten in Gleitrichtung des Gleitschuhs, ist die Selbstreinigung besonders gut.

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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der anschließenden Beschreibung, der Zeichnung sov.ie den Unteransprüchen.

Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt in

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Gleitschuh eines ersten Ausführungsbeispiels,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Gleitschuh nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1,

Fig. 3 eine Abwandlung des Gleitschuhs nach der Fig. 1 in der Draufsicht,

Fig. M- einen Querschnitt durch einen Gleitschuh eines zweiten Ausführungsbeispiels,

Fig. 5 eine Draufsicht auf den Gleitschuh nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4-,

Fig. 6 eine Abwandlung des Gleitschuhs nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ,und 5 in der Draufsicht.

Der Gleitschuh 1 nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 besitzt einen Fuß 2, der sich mit einer Gleitsohle 3 auf einer Gleitfläche 4- eines als Hubring 5 ausgebildeten Führungsgliedes abstützt. Der Fuß 2 des Gleitschuhs 1 geht in einen Schaft 6 über, der in einem Kugelkopf 7 endet. In einer Zylinderbohrung 8 eines Zylinderkörpers 9 ist ein Kolben Ί0 dicht gleitend geführt. Der Schaft 6 des Gleitschuhs 1 ragt in eine den Kolben 10 in Längsrichtung durchdringende Stufenbohrung 11, wo der Kugelkopf 7 an einer Zugeischalenfläche 12 anliegt, die einen Abschnitt der Stufenbohrung 11 darstellt. Ein in eine Nut der Stufenbohrung 11 eingelegter Sprengring 1* hält Kolben 10 und Gleitschuh 1 spielfrei zusammen. In der Gleitsohle 3 des Gleitschuhs sind drei rechteckige, in Bewegungsrichtung hintereinanderliegende und durch Stege 14, 15 getrennte Ausnehmungen 16, 18 ausgebildet, deren Längsseite quer zur Bewegungsrichtung A verläuft. Parallel zur Ausnehmung 16 ist auf deren der mittleren Ausnehmung 17 abgewandten Seite eine quer zur Bewegungs-

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richtung A verlaufende, sich über die ganze Breite der Gleitsohle erstreckende Nut 19 so angeordnet, daß zwischen dieser und der Ausnehmung 16 ein Steg 20 und zwischen der Nut 19 und dem Ende des Gleitschuhs eine hydrodynamisch wirksame Gleitfläche 21 verbleibt. In gleicher Weise ist parallel zur Ausnehmung 18 auf deren der mittleren Ausnehmung 17 abgewandten Seite eine ebenfalls quer zur Bewegungsrichtung A verlaufende, sich über die ganze Breite der Gleitsohle erstreckende Nut 22 so angeordnet, daß zwischen dieser und der Ausnehmung 18 ein Steg 23 und zwischen der Nut 22 und dem Ende des Gleitschuhs eine hydrodynamisch wirksame Fläche 2A- verbleibt. In die mittlere Ausnehmung 17 mündet eine den Gleitschuhschaft 6 in Längsrichtung durchdringende Bohrung 25, die mit einem in die Zylinderbohrung 8 mündenen Längenabschnitt 11' der Stufenbohrung 11 zusammenwirkt. In der Gleitsohle ? ist eine die Ausnehmungen

16 und 17 verbindende Drosselnut 26 und eine die Ausnehmungen

17 und 18 verbindende Drosselnut 27 ausgebildet. Beide Drosselnuten 26 und 27 verlaufen auf einer sich in Bewegungsrichtung A erstreckenden Symmetrielinie 28.

Die Drosselnuten 26, 27 könnten wahlweise auch einen strichpunktiert eingezeichneten Verlauf 26a bzw. 27a schräg zur Bewegungsrichtung A führenden Verlauf haben. Bei vergrößerter Länge und gleicher Drosselwirkung könnte dann der Querschnitt der Drosselnuten vergrößert werden.

In dem die Ausnehmungen 16 bis 18 aufnehmenden mittleren Abschnitt der Gleitsohle stehen parallel zur Gleitrichtung A am Rand der Gleit sohle verlaufende Dichtstege 29, 29', in die die Stege 20, 14, 15, 23 übergehen.

Von dem mit Druckmittel erfüllten Raum der Zylinderbohrung 8 gelangt Druckmittel über den Bohrungsabschnitt 11' sowie über die Bohrung 25 zu der mittleren Ausnehmung 17 und von da über die beiden Drosselnuten 26 und 27 zu den Ausnehmungen 16 und 10. Über den Ausnehmungen 16 bis 18 bauen sich Druckfelder auf,

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deren Tragfähigkeit von dem in der Zylinderbohrung 8 herrschenden Druck abhängt. Bei einer Gleitbewegung des Gleitschuhs bauen sich zusätzlich zu den hydrostatischen Druckfeldern über den Ausnehmungen 16 bis 18 über den Gleitflächen 21 und 24 hydrodynamische Druckfelder auf. Die Nuten 19 und 22 verhindern, daß sich die hydrodynamischen Druckfelder in den die Ausnehmungen 16 bis 18 aufnehmenden Abschnitt der Gleitsohle ausdehnen. Die Gleitflächen 21 und 24 sowie die Ausnehmungen 16 bis 18 sind so ausgelegt, daß die hydrodynamischen und die hydrostatischen Druckfelder möglichst vollkommen die vom Kolben auf den Gleitschuh übertragenen Kräfte aufnehmen.

Unter der Wirkung der hydrostatischen und hydrodynamischen Druckfelder hebt die Gleitsohle des Gleitschuhs von der Gleitfläche 4 des Hubrings 5 geringfügig ab, wodurch ein von Druckmittel erfüllter Spalt, der sogenannte Schmierspalt entsteht. Führt der Gleitschuh eine Gleitbewegung in Richtung A aus und leitet unter den auf ihn wirkenden Kräften eine Kippbewegung ein, dann hebt er an einem Ende, z.B. an dem die Gleitfläche 21 aufnehmenden Ende von der Gleitfläche 4 des Hubrings 5 ab, während er am anderen Ende weiterhin auf dieser aufliegt. An dem abhebenden Ende erweitert sich der Schmierspalt, so daß Druckmittel aus der Ausnehmung 16 abfließen kann, wodurch das Druckfeld über dieser und den an diese angrenzenden Stege weitgehend abgebaut wird. Infolge der Kippbewegung verringert sich die Höhe des Schmierspaltes im Bereich der Ausnehmung 18, wodurch der Leckstrom über dem Steg 23 und dem an die Ausnehmung 18 angrenzenden Bereich der Stege 29 und 29' vermindert wird. Der Druck in der Ausnehmung 18 steigt an und die Tragfähigkeit des Druckfeldes über dieser und den angrenzenden Bereichen der Dichtstege nimmt zu. Dieses Druckfeld sowie das Abfallen des Drucks in der Ausnehmung 16 und damit der Tragfähigkeit des Druckfeldes über dieser wirken der Kippbewegung des Gleitschuhs entgegen; dieser wird wieder aufgerichtet. Die Drosselnut 25 verhindert, daß von der mittleren Ausnehmung solche Druckmittelmengen zu dem abhebenden Ende des Gleitschuhs

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abfließen können, daß der Wirkungsgrad der Maschine entscheidend verschlechtert, wird. Die Drossel 25 ist andererseits so bemessen, daß schnell genug über der Ausnehmung 16 ein Druckfeld aufgebaut werden kann, wenn der Gleitschuh wieder seine Normalstellung einnimmt. Das über die mittlere Ausnehmung 17 und die angrenzenden Stege sich erstreckende Druckfeld trägt wohl zur Entlastung des Gleitschuhs bei, nicht aber zum Ausgleich der Kippbewegung, da das Druckfeld bezüglich des Mittelpunktes des Kugelkopfes 7i um den der Gleitschuh die Kippbewegung ausführt, kein Moment von Bedeutung ausübt.

Führt der Gleitschuh 1 eine Kippbewegung in umgekehrter Richtung wie zuvor beschrieben aus, hebt er also an dem die Gleitfläche 24 aufnehmenden Ende ab, dann erfolgt der Ausgleich der Kippbewegung infolge des symmetrischen Aufbaus der Gleitsohle in der gleichen Weise wie zuvor.

Der Gleitschuh 30 nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 stellt eine Abwandlung des Gleitschuhs nach den Fig. 1 und 2 dar. Gleiche Teile tragen die gleichen Ziffern wie zuvor.

Bei dem Gleitschuh 30 ist in dem zwischen den Nuten 19 und 22 liegenden mittleren Abschnitt der Gleitsohle in der Mitte eine rechteckige Ausnehmung 31 ausgebildet, deren Längsseite quer zur Bewegungsrichtung A verläuft imd in die die Bohrung 25 mündet, welche die Verbindung zur Zylinderbohrung 8 herstellt. Symmetrisch zu der in Bewegungsrichtung A verlaufenden Symmetrielinie 28 der Gleitsohle sind zwischen der Nut 19 und der Ausnehmung 31 zwei etwa quadratische Ausnehmungen 32, 33 mit zur Nut 19 und zur Symmetrielinie 28 parallelen Seiten ausgebildet, die durch einen Steg 34 voneinander getrennt sind. Eine zur Nut 19 parallele Nut 35* deren der Nut 19 zugewandte Seite in die ebenfalls zur Nut 19 parallelen Seiten der Ausnehmungen 32, 33 übergeht, verbindet diese beiden Ausnehmungen. Zwischen der Ausnehmung 31 und der Nut 22 sind in der gleichen Weise zwei zur Symmetrielinie 28 symmetrisch angeordnete Aus-

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nehmungen 36, 37 ausgebildet, deren Seiten parallel zur Nut 22 und zur Synunetrielinie 28 sind und die durch einen Steg 38 voneinander getrennt sind. Eine parallel zur Nut 22 verlaufenden Nut 39, deren der Nut 22 zugewandte Seite in die ebenfalls der Nut 22 zugewandten Seiten der Ausnehmungen 36 und 37 übergeht, verbindet die beiden Ausnehmungen 36 und 37. Eine von der Ausnehmung 31 ausgehende, auf der Symmetrielinie 28 im Steg 34· verlaufende Nut verbindet diese mit der Nut 35. In gleicher Weise verbindet eine auf der Symmetrielinie 28 im ' Steg 38 verlaufende Nut 41 die Ausnehmung 31 mit der Nut 39·

Durch die Anordnung des Steges 34- bzw. 38 zwischen den Ausnehmungen 32 und 33 bzw. 36 und 37 lassen sich die Drosselnuten 40, 4-1 im Vergleich zu den Drosselnuten 26, 27 des Ausführungsbeispiels nach den Fig. 1 und 2 wesentlich langer ausführen. Bei gleicher erforderlicher Drosselwirkung läßt sich dann der Querschnitt der Drosselnut 40, 41 entsprechend größer wählen. Die Gefahr des Verstopfens durch im Druckmittel enthaltene Schmutzteilchen wird dadurch geringer, die Fertigung der Drosselnuten 40, 41 wird einfacher und billiger. In der Wirkungsweise entspricht diese Ausbildimg der Gleitsohle ganz derjenigen des Ausführungsbeispiels nach den Fig. 1 und 2.

Der Gleitschuh 45 nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 und 5 unterscheidet sich gegenüber dem Gleitschuh nach den Fig. 1 und 2 durch eine andere Ausbildung der Gleitsohle und eine andere Anordnung der Drosselnuten. Gleiche Teile sind mit den gleichen Ziffern wie zuvor bezeichnet.

Der Gleitschuh 45 besitzt einen Fuß 46, welcher sich mit einer Gleitsohle 47 auf der Gleitfläche 4 des Hubrings 5 abstützt. Der Fuß 46 des Gleitschuhs 45 geht in einen Schaft 48 über, welcher in einem Kugelkopf 49 endet. Dieser ist in der Kugelschalenfläche 12 der Stufenbohrung 11 im Kolben gelagert. Der Sprengring 13 hält Kolben 10 und Gleitschuh 46 zusammen. An den in Bewegungsrichtung A liegenden Enden der Gleitsohle 47

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.i,st je eine hydrodynamisch wirksame Gleitfläche 50, 51 ausgebildet, deren Längsseite sich quer zur Bewegungsrichtung A erstreckt und die durch eine ebenfalls quer zur Bewegungsrichtung A verlaufende Nut 52, 53 von einem mittleren Gleitsohlenabschnitt 54· getrennt ist. Die Nuten 52 und 53 erstrecken sich über die ganze Breite der Gleitsohle. Im mittleren Gleitsohlenabschnitt 54 sind zwei rechteckige, mit ihren Längeseiten quer zur Bewegungsrichtung A sich erstreckende Ausnehmungen 55, 56 so angeordnet, daß zwischen der Nut 52 und der Ausnehmung 55 ein j Steg 57ί zwischen den beiden Ausnehmungen 55, 56 ein Steg 58

und zwischen der Ausnehmung 56 und der Nut 53 ein Steg 59 vor-, handen ist. Die Ausnehmungen 55 und 56 haben von den in Bef: wegungsrichtung A verlaufenden Rändern der Gleitsohle einen solchen Abstand, daß zwischen diesen und den Ausnehmungen je j ein in Bewegungsrichtung verlaufender Dirhtsteg 60, 61 vorhani" den ist. Die Gleitflächen 50 und 51 sowie die Stege 5⁷ bis 59 ;, und die Dicht st ege 60 und 61 liegen auf der gleichen gekrümmten

j Fläche, deren Radius gleich dem Radius der Gleitfläche 4 des ' Hubrings 5 ist.

Im Gleit'schuhschaft 48 ist eine vom Kugelkopf 49 ausgehende Sackbohrung 62 ausgebildet, deren Mündung mit dem in die Zylinderbohrung 8 mündenden Abschnitt 11' der Stufenbohrung 11 im Kolben zusammenwirkt. In die Sackbohrung 62 ist ein Bolzen 63 dicht eingepreßt, an dessen Mantelfläche zwei Drosselnuten 64,

65 in der Art eines zweigängigen Gewindes ausgebildet sind. Im Fuß 46 des Gleitschuhs 45 sind zwei Bohrungen 66, 67 ausgebildet, von denen je eine von den Ausnehmungen 55 und 56 aasgeht und in die Sackbohrung 62 mündet. Der Winkel, den die Achse der beiden Bohrungen mit der Achse der Sackbohrung 62 einschließt, ist so gewählt, daß je eine Bohrung 66, 67 mit einer Drosselnut 64, 65 zusammenwirkt. Der Querschnitt der Drosselnuten 64, 65, ihre Steigung sowie der Durchmesser des Bolzens 63 sind so aufeinander abgestimmt, daß die gewünschte Drosselwirkung erzielt wird. Dagegen ist der Durchmesser der Bohrungen

66 und 67 so gewählt, daß sie keine Drosselwirkung von Bedeutung ausüben.

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Die beiden Ausnehmungen 55 und 56 stehen über die Bohrungen 66 und 67 sowie die Drosselnuten 64 und 65 und den Bohrungsabschnitt 11' der Sackbohrung 11 mit der Zylinderbohrung 8 in Verbindung. Das über diese Verbindungen von der Zylinderbohrung 8 zu deif Ausnehmungen gelangende Druckmittel bewirkt wiederum den Aufbau von Druckfeldern, deren Tragfähigkeit vom Druck in der Zylinderbohrung abhängt. Die Druckfelder über den beiden Ausnehmungen 55 und 56 wirken einer Kippbewegung des Gleitschuhs 45 in der gleichen Weise entgegen, wie sie schon bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen beschrieben wurde. Durch die Anordnung der Drosselnuten 64, 65 an der Mantelfläche des Bolzens 62 wird deren Länge sehr groß, so daß deren Querschnitt so gewählt werden kann, daß ein Verstopfen durch im Druckmittel enthaltene Schmutzteilchen nicht befürchtet werden muß. Die Drosselwirkung der beiden Drosselnuten 64, 65 entspricht etwa der der Drosselnuten in der Gleitsohle bei den beiden vorhergehenden Ausführungsbeispielen. Da bei diesem Ausführungsbeispiel eine mittlere Ausnehmung fehlt, sind die beiden Ausnehmungen 55 und 56 entsprechend größer zu bemessen, so daß der gewünschte Ausgleich der vom Kolben auf den Gleitschuh übertragenen Kräfte erzielt wird.

In Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach den Fig. 4 und 5 "besitzt der Gleitschuh 70 nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. eine andere Ausbildung der Drosseln für die Versorgung der Ausnehmungen in der Gleitschuhsohle. Gleiche Teile tragen die gleichen Ziffern wie zuvor.

Der Gleitschuh 70 besitzt in einem mittleren Gleitsohlenabschnitt 7' r.wei symmetrisch zur Gleitsohlenmitte angeordnete Ausnehmung:: 72, 75· In die Gleitsohlenmitte mündet ein ungedrosselt m\z der Zylinderbohrung in Verbindung stehender Kanal 74. Von der Mündung des Kanals 74 in der Gleitsohle gehen zwei in Gleitrichtung A verlaufende Drosselnuten 75» 76 aus, von denen je eine in die Ausnehmungen 72, 75 mündet.

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Die Nuten 75» 76 könnten entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 auch schräg zur Bewegungsrichtung verlaufen.

Durch den Kanal 74 sowie die beiden Drosselnuten 75 und 76 gelangt Druckmittel aus der Zylinderbohrung zu den Ausnehmungen 72, 73 und bewirkt über diesen und den angrenzenden DichtStegen den Aufbau von Druckfeldern, die den Gleitschuh 'entlasten. Das Betriebsverhalten bei einer Kippbewegung des Gleitschuhs entspricht ganz demjenigen des Ausführungsbeispiels nach der Fig. 5·

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Claims (7)

ti I 1 ill t E. 1M Ansprüche

1. Gleitschuh für eine Radialkolbenmaschine, der mit einem in einer Zylinderbohrung angeordneten Kolben gelenkig verbunden ist und an seiner Gleitsohle in Bewegungsrichtung hintereinander angeordnete Ausnehmungen für den Aufbau von Druckfeldern besitzt, die durch teilweise Drosselstellen enthaltende Zweige eines in Gleitschuh und Kolben verlaufenden Kanals mit der Zylinderbohrung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Drostelstellen Drosselnuten (26, 27» 40, 41, 64, 65) sind, die vom Gleitschuh und einem mit diesem in Wirkverbindung stehenden Teil (5, 65) gebildet werden.

2. Gleitschuh nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gleitsohle (3) drei Ausnehmungen (16 bis 18) ausgebildet sind, von denen eine in der Gleitschuhmitte angeordnet ist, in die der Kanal (25) ungedrosselt mündet und daß zwei in der Gleitsohle (3) ausgebildete Drosselnuten (26, 27) die mittlere Ausnehmung (17) mit den beiden äußeren Ausnehmungen (16, 18) verbinden.

3. Gleitschuh nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gleitsohle zwei Ausnehmungen (72, 73) symmetrisch zur Gleitsohlenmitte angeordnet sind, in welcher der Kanal ungedrosselt mündet und daß zwei in der Gleitsohle aiisge-

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"bildete Drosselnuten (75» 76) die "beiden Ausnehmungen (7?, 75) mit eier Mündung des Kanals (74) verbinden.

4. Gleitschuh nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselnuten (26, 27; 75, 76) in Gleitrichtung (A) des Gleitschuhs verlaufen.

5. Gleitschuh nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselnuten (26a, 27a) schräg zur Bewegungsrichtung (A) verlaufen.

6. Gleitschuh nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gleitsohlenmitte eine ungedrosselt mit der Zylinderbohrung (8) in Verbindung stehende Ausnehmung (3"0 und vor und hinte.r dieser je zwei zueinander parallele Ausnehmungen (32, 33i 36, 37) ausgebildet sind, die durch eine Nut (35» 39) miteinander verbunden sind, in welche je eine von der mittleren Ausnehmung (31) ausgehende, in der Gleit sohle verlaufen de Drosselnut (40, 41) mündet.

7. Gleitschuh nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer einen Kanalabschnitt darstellenden Bohrung (62) des Gleitschuhs (45) ein Bolzen (63) mit zwei in der Art eines zvreigängigen Gewindes ausgebildeten Drosselnuten (64, 65) angeordnet ist, von denen je eine mit einer nicht in der Gleitschuhmitte liegenden Ausnehmung (55» 56) in der Gleitsohle (47) verbunden ist. C

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