DE8218174U1

DE8218174U1 - Antriebsvorrichtung fuer das gasventil eines gasmotors

Info

Publication number: DE8218174U1
Application number: DE19828218174U
Authority: DE
Original assignee: Yanmar Diesel Engine Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 1981-06-24
Filing date: 1982-06-24
Publication date: 1982-12-16
Also published as: FR2508549A3; DE3223663A1; US4612881A

Description

FUr die vorliegende Anmeldung wird die Priorität der japanischen Anmeldungen Nr. 1981-94337 vom 24. Juni 1981 und Nr. 1981-94338 vom 24. Juni 1981 in Anspruch genommen.

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 für das Gasventil eines Gasmotors, der entweder nur mit Gas, nur mit Α-Schweröl (Schweröl von hoher Qualität) oder mit einer Kombination von Gas und Schweröl als Kraftstoff betrieben wird.

Ältere Vorstellungen eines Antriebsmechanismus für ein Gasventil sind in den Figuren 1 und 2 gezeigt, wobei in Figur 1 ein mit einem Ansaugnocken 41 verbundener Ansaugkipphebel 42 zum öffnen und Schließen eines Gasventils 44 sowie eines Ansaugventils 43 dient. In Figur 2 ist ein Ende eines Kipphebels 53 mit einer Schubstange 51 verbunden, die durch einen Ansaugnokken 52 angetrieben wird. Das andere Ende des Kipphebels 53 ist mit einem Zwischenkipphebel 53 verbunden, der zum öffnen und Schließen eines Gasventils 57 sowie eines Ansaugventils 56 dient.

Da jedoch bei den Vorrichtungen gemäß den Figuren 1 und 2 die Gasventile 44 und 57 durch die Ansaugnocken 41 und 52 angetrieben werden, läßt sich die Öffnungsund Schließdauer der Gasventile 44 und 57 nicht unabhängig von der Steuerung der Ansaugzeit einstellen, was eine unerwünschte Begrenzung der öffnungs- und Schließleistung des Gasventils bedeutet.

Dipl.-lng. Otto Flügel, Dipl.-lng. Manfred Siigcr, Patcntanwilltc, Cosimastr. 81, D-8 München 81

Bei einer anderen Konstruktion nach älterer Vorstellung, die in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, wird eine öl hydraulikpumpe zum Antrieb des Gasventils durch einen Ventilnocken angetrieben. Hier ist jedoch von Nachteil, daß die Pumpe, die Schläuche und andere notwendige Teile relativ viel Platz benötigen. Außerdem sind die Herstellungskosten hoch.

Damit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung ohne die vorstehenden Nachteile zur Verfugung zu stellen, die über eine einfache Konstruktion verfügt und nur ein geringes Gewicht aufweist, wobei die öffnungs- und Schließdauer des Gasventils sowie die Dauer der Gaszufuhr in der für einen Gasmotor geeigneten Weise eingestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildurlgen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Es folgt die Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Antriebsvorrichtung für ein Gasventil nach älterer Vorstellung;

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Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Siiger, Patentanwiilte, Cosimastr. 81, D-8 München 81

Fiei. 2 eine schematische Schnittansicht einer Antriebsvorrichtung für ein Gasventil nach einer anderen älteren Vorstellung;

Fig. 3 ein Teilschnitt durch einen Gasmotor, der mit einer erfindungsgemäßen Gasventil-Antriebsvorrichtung ausgestattet ist;

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in Fig.3;

Fig. 5 eine Teilschnitt durch die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung nach einer alternativen Ausführungsform.

In Fig.3 sind eine Einlaßöffnung 3 und eine Auslaßöffnung 4 in einem Zylinderkopf 2 ausgebildet, der an die Oberseite eines Zylinderblocks 1 geschraubt ist. Die beiden öffnungen 3 und 4 sind zur Oberseite einer Verbrennungskammer 7 hin geöffnet, wobei dazwischen jeweils ein Einlaßventil bzw. Saugventil b und ein Auslaßventil bzw. Auspuffventil 6 angeordnet ist. Der Einlaß- bzw. Ansaugbereich der Einlaßöffnung 3 (linker Bereich in Fig.3) ist mit einem Ansaugrohr 8 (Saugeinrichtung) verbunden, das wiederum an eine Saugeinrichtung 9, beispielsweise ein Luftfilter, angeschlossen ist.

An einem Seitenbereich des Zylinderblocks 1 ist eine Nockenkammer 10 ausgebildet. In einem Außenbereich der Kammer 10 (links in Fig.3) ist eine öffnung 11 ausgebildet. In der Kammer 10 ist eine Nockenwelle 12 angeordnet und drehbar durch die Seitenwände der Kammer 10 gehalten, und zwar parallel zu dem Blatt von Figur 3. Die

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Dipl.'lng. Otlo Flügel, Dlpl.-Ing. Manfred Säger, Patcntanwiilte, Cosimastr. 81, D-8 München 81

Nockenwelle 12 ist über einen nicht abgebildeten Zahnradmechanismus mit der Kurbelwelle eines Motors verbunden und mit einem Ansaugnocken 15 sowie einem nicht abgebildeten Auspuffnocken ausgestattet. Der Ansaugnocken 15 befindet sich in Kontakt mit der Bodenseite eines zylinderförmigen Stößels 16, welcher an der Unterseite geschlossen und an der Oberseite offen ist. Das untere Ende einer Schubstange 17 für das Ansaugventil 5 ist in den Stößel 16 eingesetzt und befindet sich in Kontakt mit dem Boden des Stößels 16. Das nicht abgebildete obere Ende der Schubstange 17 ist über einen Kipphebel mit dem Saugnocken 15 verbunden.

Die Nockenwelle 12 weist ferner einen Nocken 20 für ein Gasventil 26 auf, der von dem *nsaugnocken 15 und dem Auspuffnocken an der Nockenwelle 12 in axialer Richtung beabstandet ist. Ein Antriebsmechanismus 18 für das Gasventil, der einen Kipphebel 21, ein Antriebsgehäuse 7.2 und andere Teile aufweist, ist zu einer Einheit zusammengebaut und an einem Endbereich der Kammer 10 um die öffnung 11 befestigt, das heißt das Gehäuse 22 ist mittels Bolzen 19 (Fig.4) an dem Endbereich der Wandung der Kammer 10 um die öffnung 11 herum festgeschraubt, so daß die öffnung 11 von dem Gehäuse 22 abgedeckt wird. Das Gehäuse 22 kann von der Kammer 10 abgenommen werden. Ein mittlerer Abschnitt des Kipphebels 21 ist durch eine an dem Gehäuse 22 befestigte Stützwelle 23 drehbar gelagert. Ein Ende des Hebels 21 ist durcu ein drehbare Rolle 25 mit dem Nocken 20 verbunden, während das andere Ende des Hebels 21 über ein aus einem Kugellager 35 und einer Kugel 36 bestehenden Kugelgelenk an das untere Ende einer Stange 26a des Ventils 26 angelenkt ist. Das Kugellager 35 ist an den Kipphebel 21 geschraubt, so daß der Zwischenraum bzw. Abstand zu dem Ventil 26 durch Änderung der vertikalen

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Dipl.-Ing. Olio Hügel, DipL-Ing. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81

Position des Lagers 35 gegenüber dem Hebel 21 regulierbar ist. Ein Ventilgehäuse 27 ist an der oberen Wand des Gehäuses 22 befestigt und greift in eine Öffnung, die in der oberen Wand des Gehäuses 22 ausgebildet ist. Das Gasventil 26 erstreckt sich in dem Gehäuse 27 in vertikaler Richtung und ist durch letzteres verschiebbar gehalten. Eine zusammegedrückte .Ventilfeder 28 ist zwischen einem Federsitz 26b und der unteren Endseite des Gehäuses 27 in dem Gehäuse 22 angeordnet. Der Federsitz 26b ist an dem unteren Ende der Stange 26a befestigt. Durch die elastische Kraft der Feder 28 wird das Ventil 26 zwangsweise auf einen an der Oberseite des Gehäuses 27 vorgesehenen Ventilsitz gesetzt. Ein Ende eines Anschlußrohres 29 ist an dem oberen Ende des Gehäuses 27 befestigt, während das andere Ende des Rohres 29 mit einer Hauptgasleitung 31 verbunden ist, so daß ein Gasdurchlaß 30 in dem Gehäuse 27 über das Gasventil 26 und den Durchlaß in dem Rohr 29 an die Leitung 31 angeschlossen ist. Ein Austritt des Durchlasses 30 in dem Gehäuse 27 ist, wie in Figur 4 gezeigt, an ein Gaszufuhrrohr 32 angeschlossen, welches wiederum mit einem Gaszufuhrrohr 33 verbunden ist. Das im wesentlichen L-förmig ausgebildete Rohr 33 ist an der unteren Wand des Ansaugrohres 8 befestigt. Das Rohr 33 durchgreift die untere Wand des Rohres 8 und tritt in letztgenanntes ein. Der Auslaß des Rohres 33 ist in Richtung des Zylinderkopfes 2 geöffnet.

Wie aus Figur 4 hervorgeht, ist der zu einer Einheit zusammengefügte Antriebsmechanismus 18 für das Gasventil an jedem der Zylinder festgelegt.

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Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81

Die Betriebsweise des Antriebsmechanismus 18 wird im folgenden beschrieben:

Während die Rolle bzw. der Rollkörper 25 den Grundkreis des Nockens 20 berührt, ist das Gasventil 26 geschlossen. Wenn die Rolle 25 beginnt, die Nrckenfläche des Nockens 20 zu berühren, wird die Stange 26a über den Kipphebel 21 durch den Nocken 22 angehoben und das Ventil 26 geöffnet, so daß von der Hauptgasleitung 31 durch das Rohr 29 strömendes Gas über das Gasventil 26, den Gasdurchlaß 30, das Rohr 32 und das Rohr 33 dem Ansaugrohr 8 zugeführt wird.

Für den Fall, daß der Motor ausschließlich mit A-Schweröl (Schweröl von hoher Qualität) als Kraftstoff betrieben wird, wir'l der gesamte Gasventil-Antriebsmechanismus 18 als eine Einheit von dem Ansaugrohr 8 und der Seitenwand der Nockenkammer 10. rund um die öffnung 11 gelöst, und die öffnung 11 sowie das untere Ende des Rohres 33 werden durch Abdeckungen oder Kappen, die daran befestigt sind, verschlossen.

Wie vorstehend bereits erläutert, ist die Nockenwelle 12 erfindungsgemäß mit einem von dem Ansaugnocken 15 und dem Auspuffnocken unabhängigen Gasventilnocken 20 ausgestattet, der zum Antrieb des Gasventils 26 über eine Verbindungseinrichtung dient, die zum Beispiel in Form des Kipphebels 21 für das Ventil 26 vorgesehen ist, Auf diese Weise läßt sich die Ausbildung des Nockens sowie dessen Position an der Welle 12 in Umfangsrichtung hinsichtlich der anderen Nocken frei und unabhängig bestimmen, wodurch die öffnungs- und Schließdauer des Gasventils ebenso wie die Dauer des Gaszufuhr mit Hinblick auf die Zeitsteuerung der Ansaugphase optimal

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DipL-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-3 München 81

eingestellt werden kann. Damit kann auch die maximale Motorleistung problemlos gesteigert werden, während die Herstellungskosten durch die erfindungsgemäße Vorrichtung dennoch kaum verteuert werden.

Da die erfindungsgemäße Vorrichtung eine zum Beispiel in Form des Kipphebels 21 und der Stange 26a für das Gasventil 26 vorgesehene Verbindungseinrichtung aufweist, die von dem Ansaugventil 5 und der Schubstange 17 für das Ventil 5 unabhängig ist, tritt für die Schubstange 17 und den Kipphebel für das Ansaugventil 5 beim Antrieb des Gasventils 26 keine übermäßige Belastung auf, so daß ein optimaler Betrieb des Ansaugventils 5 und des Gasventils 26 stets erreicht wird.

In der dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist der Antriebsmechanismus 18 zu einer Einheit zusammengebaut und lösbar an der Seitenwand der Kammer 10 um die Öffnung 11 herum befestigt, und das Gaszufuhrrohr 33 ist an dem Ansaugrohr 8 festgelegt. Bei dieser Konstruktion läßt sich der als eine Einheit ausgebildete Antriebsmechani sm:.is 18 problemlos und einfach montieren. Außerdem können nach vorliegender Erfindung der Zylinderblock 1 und der Zylinderkopf 2 eines normalen Dieselmotors ohne Umrüstung für einen Gasmotor verwendet werden, so daß eine rationelle Herstellung erfolgen kann.

Bei der dargestellten Konstruktion ist das Gasventil 26 ferner so ausgelegt, daß sich dieses beim Schließvorgang in Strömungsrichtung des Gases bewegt. Somit wird das geschlossene Ventil 26 durch den in der Leitung 29 vorhandenen Gasdruck zwangsweise gegen den Ventilsitz gedrückt und sicher geschlossen, weshalb ein Ausströmen des Gases durch dab geschlossene Ventil in

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Dipl.-Ing. Otto Flügel, DipL-Ing. Manfred Sügcr, Patentanwälte, Cosimaslr. 81, D-8 München 81

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den Durchlaß 30 nicht möglich ist. Auf diese Weise läßt sich ein zuverlässiger öffnungs- und Schließbetrieb des Gasventils 26 erreichen.

Eine alternative Ausführungsform der Erfindung ist in Figur 5.gezeigt, wobei Teile, die mit solchen in Fig.3 identisch sind, mit gleichen Bezugsziffern versehen sind.

In Fig.5 ist eine Nockenwelle 12 mit einem Gasv nocken 20 ausgestaltet, der von einem Ansaugnocken 15 und einem nicht abgebildeten Auspuffnocken in axialer Richtung beabstandet. Ein Gasventil-Antriebsmechanismus 18, der einen Gasventil stößel 24, Antriebsgehäuse 22 und andere Teile aufweist, ist zu einer Einheit zusammengefügt und an einem Endbereich einer Wand einer Nockenkammer 10 um eine Öffnung 11 herum befestigt.

Das Gehäuse 22 ist mit einer einstückig ausgebildeten Abdeckung 22a für die Nockenkammer 10 ausgestattet, die mittels Bolzen 19 an dem Endbereich der Kammer 20 rund um die öffnung 11 befestigt ist. Das Gehäuse 22 ist schräg angeordnet, so daß ein an die Nockenwelle angrenzendes Ende 22b eine tiefere Position einnimmt als das anders Ende. Das Ende 22b befindet sich in der Kammer 10 und ragt in Richtung der Mitte der Nockenwelle 12 ab. Der Stößel 24 ist in das Ende 22b eingepaßt und aus der dargestellten Position in Richtung des Pfeils A verschiebbar. An einem Ende des Stößels 24 ist eine Rolle bzw. ein Rollkörper 25 drehbar gelagert und befindet sich in Kontakt mit dem Gasventi1 nocken Das andere Ende des Stößels 24 weist eine Schraubenöffnung auf, in die ein Bolzen 24a zur Regulierung des Hubweges eingeschraubt ist. Der Kopf des Bolzens bzw. der Verstell schraube 24a ist mit einem Ende einer Gasventilstange 26a verbunden. Die Stange 26a des Gasven-

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tils 26 ist in ein zylinderförmiges Ventilgehäuse 27 eingepaßt und aus der dargestellten Position in Richtung des Pfeils A verschiebbar, wobei die Rolle 25 in der dargestellten Position den Grundkreis des Nokkens 20 berührt. Das Gehäuse 27 ist an der Endseite des Gehäuses 22 gegenüber dem Nocken 20 befestigt und mit einem einstückig ausgebildeten Gasdurchlaß 30 versehen. Eine zusammengedrückte Ventilfeder 28 ist zwischen dem Ventilgehäuse 27 und einem Federsitz 26b angeordnet, der an dem Ende der Ventilstange 26a befestigt ist. In der dargestellten Position sitzt das Ventil 26 aufgrund der elastischen Kraft der Feder 28 auf einem Ventilsitz 27a in dem Gehäuse 27. Ein dem Nocken 20 gegenüberliegendes Ende des Gehäuses 27 ist über ein Einlaß-Anschlußrohr 29 mit einer Hauptgasleitung 31 verbunden. Ein nicht dargestellter Auslaß des Gehäuses 27 ist an ein Ende eines Gaszufuhrrohres 32 angeschlossen, dessen anderes Ende mit einem im wesentlichen L-förmig ausgebildeten Gaszufuhrrohr 33 verbunden ist, das an der unteren Wand eines Ansaugrohres 8 befestigt ist. Das Rohr 33 durchgreift die untere Wand des Rohres 8 und ist am Auslaß zu dem Zylinderkopf 2 hin geöffnet.

Auch bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird das Gasventil 26 durch den Nocken 20 angetrieben. Für den Fall, daß der Motor nur mit Α-Schweröl (Schweröl von hoher Qualität) als Kraftstoff betrieben wird, wird der ganze Gasventil-Antriebsmechanismus 18 als eine Einheit vor, dem Ansaugrohr 8 und der Seitenwand der Kammer 10 um die öffnung 11 gelöst, und die öffnung 11 sowie das untere Ende des Rohres 33 werden mit Abdeckungen oder Kappen verschlossen.

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Wirkungsweise und Vorteile der Vorrichtung gemäß Fig.5 sind im wesentlichen identisch mit der Wirkungsweise und den Vorteiler, der Vorrichtung gemäß Fig.3, jedoch kommt hinzu, daß durch die Verwendung eines linearen oder direkten Antriebssystems, bei welchem die Gasventilstange 26a und der Stößel 24 auf einer Linie fluchtend angeordnet sind und sich zur Mitte der Nockenwelle 12 erstrecken, eine sehr große Festigkeit bei dem Gasventil 26, dem Stößel 24 und anderen Teilen erreicht wird, was insbesondere bei schnellaufenden Motoren wünschenswert ist. Durch die hohe Festigkeit werden zum Beispiel unerwünschte Vibrationen des Gasventils 26 verhindert.

Obwohl die Vorrichtung gemäß Fig.5 mit einer drehbaren Rolle Z5 bzw. einem Rollkörper ausgestattet ist, der den Nocken 20 berührt, ist eine Abänderung dahingehend möglich, daß dieser Rollkörper nicht vorgesehen wird und der Stößel 24 den Gasventilnocken 20 direkt berührt.

Wenngleich die Erfindung im Zusammenhang mit einigen bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, können Details in der Konstruktion, Kombination und Anordnung der Teile geändert werden, ohne dabei vom Rahmen der Erfindung abzuweichen.

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Dipl.-lng.	Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Siigcr, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81
_i4.1	Zylinderblock
...2	Zylinderkopf
...3	Einlaßöffnung
. ..4	Auslaßöffnung
...5	Ansaugventil
. . .6	Auspuffventil
...7	Verbrennungskammer
. ..8	Ansaugrohr
...9	Luftansaugeinrichtung (Luftfilter)
. .10	Nockenkammer
. .11	öffnung
..12	Nockenwelle
..13
..14
. .15	Ansaugnocken
..16	Zylinderstößel
4 1 4 . I I	Schubstange
..18	Antriebsmechanismus für das Gasventil
..19	Bolzen
. .20	Gai.ventilnocken
. .21	Kipphebel
..22	Antriebsgehäuse
.22b	Ende des Antriebsgehäuses
..23	StUtzwelle
..24	Ventilstößel
..25	Rolle bzw. Rollkörper
..26	Gasventil
.26a	Ventilstange
.26b	Ventilsitz
..27	Ventilgehäuse
.27a	Ventil sitz
..28	Ventilfeder
..29	Anschlußrohr
. .30	Gaszufuhröffnung bzw. Gasdurchlaß
..31	Hauptgasleitung
..32	Gaszufuhrrohr

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DipL-lng. Otto Flügel, DipL-Ing. Manfred Säger, Patentanwate, Cosimastr. 81, D-8 München

..33 Gaszufuhrrohr

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Claims

Dipl.-Ing. Otto RDgcI, Dipl.-Ing. Manfred Siigcr, Palcntanwällc, Cosimaslr. 81, D-8 München 81

YANMAR DIESEL ENGINE CO.,LTD.
1-32, Chaya-Machi, Kita-ku,
Osaka, Japan

12.029A

ANTRIEBSVORRICHTUNG FOR DAS GASVENTIL EINES

GASMOTORS

Ansprüche

Iy Antriebsvorrichtung für das Gasventil eines Gasmotors, bei welcher ein Gaszufuhreinrichtung an eine Ansaugein^ichtung des Motors angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daßein Gasventil (26) in einer Gaszufuhröffnung bzw. einem Gasdurchlaß (30) angeordnet ist, daß ein Gasventilnocken (20) an einer Nockenwelle (12) in einer durch den Zylinderblock (1) eines Motors gebildeten Nockenkammer (10) unabhängig von einem an der Nockenwelle (12) angeordneten Ansaugnocken (15) und Auspuffnocken vorgesehen ist und daß eine Verbindungseinrichtung (21;24) zur Verbindung des Gasventilnockens (20) mit dem Gasventil (26) vorgesehen ist, so daß das Gasventil (26) über die Verbindungseinrichtung (21;24) durch den Gasventilnocken (20) angetrieben werden kann.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c I gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung einen Kipphebel (21) für das Gasventil (26) aufweist.

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Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-lng. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81
3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung einen Stößel (24) aufweist und daß der Stößel (24) urtd das Gasventil (26) auf einer Linie fluchtend angeordnet sind und sich zur Mitte der Nockenwelle (12) erstrecken.
4. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1

bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasventil (26), die Verbindungseinrichtung (21 ;24) und ein Gasventilgehäuse (27) sowie ein Gehäuse (22) der Einrichtung (21 ;24) zu einer Einheit (18) zusammengefügt sind, die lösbar an einer Wand der Nockenkammer (10) befestigt ist.
5. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1

bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließrichtung des Gasventils (26) identisch ist mit der Strömungsrichtung das Gases in der Gaszufuhröffnung.

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