EP0268130A1 - Hydraulisches Spielausgleichselement - Google Patents

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EP0268130A1
EP0268130A1 EP87116082A EP87116082A EP0268130A1 EP 0268130 A1 EP0268130 A1 EP 0268130A1 EP 87116082 A EP87116082 A EP 87116082A EP 87116082 A EP87116082 A EP 87116082A EP 0268130 A1 EP0268130 A1 EP 0268130A1
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EP
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oil inlet
housing sleeve
base body
opening
element according
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EP87116082A
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English (en)
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Inventor
Walter Dipl.-Ing. Speil (Tu)
Dieter Schmidt
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INA Waelzlager Schaeffler OHG
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INA Waelzlager Schaeffler OHG
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/20Adjusting or compensating clearance
    • F01L1/22Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically
    • F01L1/24Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically
    • F01L1/245Hydraulic tappets
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2307/00Preventing the rotation of tappets

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic lash adjuster, in particular valve tappets, for example roller tappets, with a housing in which a pressure piston is guided and a pressure chamber is formed behind the pressure piston and which has an oil inlet chamber with an oil inlet opening for supplying oil to the pressure chamber, a base body of the housing housing the pressure chamber and forms the guide for the pressure piston and the oil inlet chamber is formed between the base body and a housing sleeve arranged concentrically to the base body.
  • valve tappets for example roller tappets
  • roller tappets are also described in EP 0 180 872 A2 and EP 0 190 418 A1.
  • the housings of these are solid.
  • the oil inlet chambers are comparatively small.
  • the oil inlet openings are drilled at an angle. This complicates the oil supply.
  • the object of the invention is to propose a play compensation element of the type mentioned, the rigidity of which is improved in the case of a lightweight construction and oil losses are avoided.
  • the above object is achieved in a play compensation element of the type mentioned at the outset in that the housing sleeve is placed on the base body and is connected at both ends to it.
  • the housing as a whole is not of solid construction, but consists of the solid base body and the comparatively light housing sleeve. This reduces the moving masses. Nevertheless, a high rigidity of the structure is guaranteed. This is because executives do not need to accept the housing sleeve. Oil losses are avoided.
  • the volume of the oil inlet chamber is comparatively large.
  • the oil inlet opening is formed directly on the housing sleeve and need not be drilled obliquely. This ensures that the oil supply to the pressure chamber takes place practically without delay.
  • oil supply channel provided in the engine block which via the oil inlet opening Oil inlet chamber feeds, does not have to open tangentially to the guide bore for the valve tappet provided in the engine block, but can run radially at right angles to the axis of the valve tappet.
  • the oil supply to the oil inlet chamber is guaranteed over the entire stroke of the valve lifter.
  • an oil outlet opening is provided on the circumference of the housing sleeve, in particular by 180 °, with respect to the oil inlet opening. This opens into an oil channel provided in the engine block, which leads to the adjacent valve lifter.
  • the oil inlet chamber of the one valve tappet receives oil on one side and passes it on to the adjacent valve tappet on the other side.
  • the housing sleeve has an opening into which a guide body is inserted which projects into the oil inlet chamber and projects beyond the outer circumference of the housing sleeve.
  • the guide bore of the engine block is provided with a corresponding guide slot for the guide body.
  • the outer surface of the housing sleeve forms the guide surface of the valve lifter in the guide bore of the engine block.
  • the basic body of the housing then practically does not have to contribute to guiding the valve tappet.
  • the roller tappet has a base body (1).
  • a bolt (2) is attached to this, on which a roller (4) is mounted via needle rollers (3).
  • a two-part hollow piston (6, 7) is inserted into a recess (5) in the base body (1).
  • a check valve (8) consisting of a valve cap (9), a compression spring (10) and a valve ball (11).
  • the check valve (8) creates a connection between the interior (12) of the hollow piston (6, 7) and a pressure chamber (13) in the base body (1) behind the piston (6, 7).
  • a pressure spring (14) is arranged in the pressure chamber (13), which acts on the lower piston part (7) and presses the upper piston part (6) under pre-tension against a retaining cap (15) which is fixed on the base body (1).
  • the upper part (6) has a dome-shaped receptacle (16) for a pressure ball (17) which projects above the holding cap (15).
  • the base body (1) is tapered in the area of the piston (6,7). In this area, a housing sleeve (18) is placed on the base body (1).
  • the housing sleeve (18) consists of a machined, hardened ring part, which is ground on its outer surface (19). At one end, the housing sleeve (18) is provided with a neck (20) which is welded to the base body (1). With its other end (21) sits Housing sleeve (18) on a step (22) of the base body (1). It can also be welded to the base body (1) there.
  • a circumferential oil inlet chamber (23) exists between the housing sleeve (18) and the base body (1). Their volume is large compared to the volume of the pressure chamber (13).
  • the base body (1) is provided with an opening (24). This is assigned to an opening (25) of the upper part (6).
  • the openings (24, 25) are designed so that they form a passage between the oil inlet chamber (23) and the interior (12) and thus the pressure chamber (13) in each stroke position of the piston (6, 7).
  • the housing sleeve (18) has an oil inlet opening designed as an elongated hole (26). This is close to level (22).
  • An oil outlet opening (27) (see FIG. 2) is provided on the outer circumference of the housing sleeve (18), offset by 180 ° with respect to the oil inlet opening (26). This is also designed as an elongated hole.
  • the housing sleeve (18) is provided with an opening (28), on the edge of which retaining lugs (29) are stamped.
  • the holding lugs (29) hold a needle roller (30), which serves as a guide body - without a rolling function - in the event of an axial displacement of the roller tappet radially.
  • the holding lugs (29) can also be arranged such that they hold the needle roller (30) axially.
  • the needle roller (30) protrudes into the oil inlet chamber (23), where it can stand on the base body (1). With a part of its circumference, it projects beyond the outer surface (19) of the housing sleeve (18). It sits in the opening (28) almost oil-tight. It is favorable to use a needle roller as the guide body, since such needle rollers are serial parts and their fixing is simple.
  • the needle roller (30) is offset on the circumference of the housing sleeve (18) by 90 ° relative to the oil inlet opening (26) and the oil outlet opening (27).
  • the roller tappet described is inserted into a guide bore (31) in an engine block (32).
  • the pressure ball (17) rests on a valve train, not shown.
  • an oil supply channel (33) is formed, which is directed radially at right angles to the slot (26).
  • an oil discharge channel (34) is provided in the engine block (32), which is aligned radially at right angles with the oil outlet opening (27).
  • the oil discharge channel (34) leads to the oil inlet opening of an adjacent, identical roller tappet (not shown in more detail).
  • the elongated holes (26, 27) are designed so that they are open to the channels (33, 34) in each stroke position of the roller tappet.
  • the housing sleeve (18) guided in the guide bore (31) thus forms on the one hand a comparatively large oil inlet chamber (23).
  • the oil inlet chamber (23) forms a permeable connection to the oil inlet chamber of the adjacent roller tappet via the oil discharge channel (34).
  • the housing sleeve (18) provides secure axial guidance of the roller tappet in the guide bore (31), a groove (35) in the guide bore (31) corresponding to the needle roller (30) preventing the roller tappet from rotating.
  • the tapered diameter of the base body (1) in the area of the piston (6, 7) not only results in a large oil inlet chamber (23), but also a reduction in the - moved - mass of the roller tappet.
  • the base body (1) is composed of a piston guide part (36) and a base part (37).
  • the piston guide part can be a comparatively thin-walled series part. It is inserted in the base part (37).
  • the end of the housing sleeve (18) is firmly connected to the base part (37).
  • the piston guide part (36) can be firmly connected to the housing sleeve (18) on the neck (20). However, it can also be guided loosely in the housing sleeve (18) and in the base part (37).

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Abstract

Ein hydraulisches Spielausgleichselement, insbesondere ein Ventilstößel, beispielsweise ein Rollenstößel, ist mit einem Gehäuse versehen, in dem ein Druckkolben(6,7) geführt ist. Zur Verbesserung der Steifigkeit bei einer leichten Bauweise ist auf den Grundkörper(1) eine Gehäusehülse(18) aufgesetzt und beidendig mit diesem verbunden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Spielausgleichselement, insbesondere Ventilstößel, beispielsweise Rollenstößel, mit einem Gehäuse, in dem ein Druckkolben geführt und ein Druckraum hinter dem Druckkolben ausgebildet ist und das eine Öleinlaßkammer mit einer Öleinlaßöffnung zur Ölversorgung des Druckraumes aufweist, wobei ein Grundkörper des Gehäuses den Druckraum und die Führung für den Druckkolben bildet und die Öleinlaßkammer zwischen dem Grundkörper und einer konzentrisch zum Grundkörper angeordneten Gehäusehülse gebildet ist.
  • Ein derartiger Rollenstößel ist in der US-PS 2 874 684 beschrieben. Bei diesem ist die Blech-Gehäusehülse an ihrem einen Ende mit einem verstärkten Bodenteil fest verbunden, an dem sich der Grundkörper lose abstützt. An ihrem anderen Ende ist ein Kragen ausgebildet, in dem der Druckkolben verschieblich geführt ist. Dieser Aufbau führt zu einer Klemmneigung zwischen dem Druckkolben und der Gehäusehülse, insbesondere weil bei schrägstehendem Stößel der Kragen die Führungskräfte aufnehmen muß. Dadurch ist die Steifigkeit des Aufbaus reduziert. Außerdem können am Kragen Ölverluste auftreten.
  • Rollenstößel sind auch in der EP 0 180 872 A2 und in der EP 0 190 418 A1 beschrieben. Bei diesen sind die Gehäuse massiv geformt. Die Öleinlaßkammern sind vergleichsweise klein. Die Öleinlaßöffnungen sind schräggebohrt. Dies erschwert die Ölversorgung.
  • Um ein Verdrehen des in einer Bohrung eines Motorblocks geführten Rollenstößels zu vermeiden, sind bei der EP 0 180 872 A2 am Gehäuse Abplattungen vorgesehen. Solche Abplattungen sind bei einem massiven Aufbau des Gehäuses möglich, erschweren jedoch eine Leichtbauweise.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Spielausgleichselement der eingangs genannten Art vorzuschlagen, dessen Steifigkeit bei Leichtbauweise verbessert ist und Ölverluste vermieden sind.
  • Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einem Spielausgleichselement der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Gehäusehülse auf den Grundkörper aufgesetzt und beidendig mit diesem verbunden ist.
  • Das Gehäuse insgesamt ist hier nicht massiv aufgebaut, sondern besteht aus dem massiven Grundkörper und der vergleichsweise leichten Gehäusehülse. Dadurch ist eine Reduzierung der bewegten Massen erreicht. Trotzdem ist eine hohe Steifigkeit des Aufbaus gewährleistet. Denn die Gehäusehülse braucht Führungskräfte nicht aufzunehmen. Ölverluste sind vermieden.
  • Das Volumen der Öleinlaßkammer ist vergleichsweise groß. Die Öleinlaßöffnung ist direkt an der Gehäusehülse ausgebildet und braucht nicht schräggebohrt zu sein. Dadurch ist erreicht, daß die Ölversorgung des Druckraums praktisch ohne Verzögerung erfolgt.
  • Günstig ist auch, daß der im Motorblock vorgesehene Ölzufuhrkanal, der über die Öleinlaßöffnung die Öleinlaßkammer speist, nicht tangential zur im Motorblock vorgesehenen Führungsbohrung für den Ventilstößel münden muß, sondern radial rechtwinklig zur Achse des Ventilstößels verlaufen kann. Die Ölzufuhr zur Öleinlaßkammer ist über den gesamten Hub des Ventilstößels gewährleistet.
  • In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist am Umfang der Gehäusehülse versetzt, insbesondere um 180°, gegenüber der Öleinlaßöffnung eine Ölauslaßöffnung vorgesehen. Diese mündet in einen im Motorblock vorgesehenen Ölkanal, der zum benachbarten Ventilstößel führt. Die Öleinlaßkammer des einen Ventilstößels nimmt dabei an der einen Seite Öl auf und leitet dieses an der anderen Seite an den benachbarten Ventilstößel weiter.
  • Um eine Verdrehung des Ventilstößels in der Führungsbohrung des Motorblocks zu vermeiden, weist in Weiterbildung der Erfindung die Gehäusehülse eine Durchbrechung auf, in die ein Führungskörper eingesetzt ist, der in die Öleinlaßkammer ragt und den Außenumfang der Gehäusehülse überragt. Die Führung sbohrung des Motorblocks ist mit einem entsprechenden Führungsschlitz für den Führungskörper versehen.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung bildet die Außenfläche der Gehäusehülse die Führungsfläche des Ventilstößels in der Führungsbohrung des Motorblocks. Der Grundkörper des Gehäuses braucht dann praktisch nicht zur Führung des Ventilstößels beizutragen.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen:
    • Figur 1 einen Halbschnitt eines Rollenstößels,
    • Figur 2 eine Ansicht des Rollenstößels in Richtung des Pfeiles II im Teilschnitt,
    • Figur 3 eine Halbansicht des Rollenstößels längs des Pfeiles III nach Figur 1 mit Teilschnitt und
    • Figur 4 eine Teilansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels.
  • Der Rollenstößel weist einen Grundkörper(1) auf. An diesem ist ein Bolzen(2) befestigt, an welchem über Nadelrollen(3) eine Rolle(4) gelagert ist.
  • In eine Ausnehmung(5) des Grundkörpers(1) ist ein zweigeteilter Hohlkolben(6,7) eingesetzt. An dessen Unterteil(7) ist ein Rückschlagventil(8), bestehend aus einer Ventilkappe(9), einer Druckfeder(10) und einer Ventilkugel(11) angeordnet. Das Rückschlagventil(8) stellt eine Verbindung zwischen dem Innenraum(12) des Hohlkolbens(6,7) und einem im Grundkörper(1) bestehenden Druckraum(13) hinter dem Kolben(6,7) her.
  • Im Druckraum(13) ist eine Druckfeder(14) angeordnet, die auf das Kolben- Unterteil(7) wirkt und das Kolben- Oberteil(6) unter Vorspannung gegen eine Haltekappe(15) drückt, welche am Grundkörper(1) festgelegt ist. Das Oberteil(6) weist eine kalottenförmige Aufnahme(16) für eine Druckkugel(17) auf, die die Haltekappe(15) überragt.
  • Im Bereich des Kolbens(6,7) ist der Grundkörper(1) verjüngt. In diesem Bereich ist auf den Grundkörper(1) eine Gehäusehülse(18) aufgesetzt. Die Gehäusehülse(18) besteht aus einem spanlos gefertigten, gehärteten Ringteil, das an seiner Außenfläche(19) geschliffen ist. An ihrem einen Ende ist die Gehäusehülse(18) mit einem Hals(20) versehen, der mit dem Grundkörper(1) verschweißt ist. Mit ihrem anderen Ende(21) sitzt die Gehäusehülse(18) auf einer Stufe(22) des Grundkörpers(1). Sie kann auch dort mit dem Grundkörper(1) verschweißt sein.
  • Zwischen der Gehäusehülse(18) und dem Grundkörper(1) besteht eine umlaufende Öleinlaßkammer(23). Deren Volumen ist groß im Vergleich zum Volumen des Druckraums(13). Im Bereich der Öleinlaßkammer(23) ist der Grundkörper(1) mit einer Öffnung(24) versehen. Dieser ist einer Öffnung(25) des Oberteils(6) zugeordnet. Die Öffnungen(24,25) sind so ausgebildet, daß sie in jeder Hubstellung des Kolbens (6,7) einen Durchgang zwischen der Öleinlaßkammer(23) und dem Innenraum(12) und damit dem Druckraum(13) bilden.
  • Die Gehäusehülse(18) weist eine als Langloch(26) ausgebildete Öleinlaßöffnung auf. Diese liegt nahe bei der Stufe(22). Am Außenumfang der Gehäusehülse(18) gegenüber der Öleinlaßöffnung(26) um 180° versetzt ist eine Ölauslaßöffnung(27) (vgl. Figur 2) vorgesehen. Diese ist ebenfalls als Langloch ausgebildet.
  • Die Gehäusehülse(18) ist mit einer Durchbrechung(28) versehen, an deren Rand Haltenasen(29) angeprägt sind. Die Haltenasen(29) halten eine Nadelrolle(30), die als Führungskörper - ohne Rollfunktion - bei einer Axialverschiebung des Rollenstößels dient radial. Die Haltenasen(29) können auch so angeordnet sein, daß sie die Nadelrolle(30) axial halten.
  • Die Nadelrolle(30) ragt in die Öleinlaßkammer(23), wo sie auf dem Grundkörper(1) aufstehen kann. Sie überragt mit einem Teil ihres Umfangs die Außenfläche(19) der Gehäusehülse(18). Sie sitzt in der Durchbrechung(28) nahezu öldicht. Als Führungskörper eine Nadelrolle zu verwenden, ist günstig, da solche Nadelrollen Serienteile sind und ihre Festlegung einfach ist. Die Nadelrolle(30) ist am Umfang der Gehäusehülse(18) um 90° gegenübe r der Öleinlaßöffnung(26) und der Ölauslaßöffnung(27) versetzt.
  • Der beschriebene Rollenstößel wird in eine Führungsbohrung(31) eines Motorblocks(32) eingesetzt. Auf die Rolle(4) wirkt eine nicht näher dargestellte Nockenwelle des Verbrennungsmotors. Die Druckkugel(17) liegt an einem nicht näher dargestellten Ventiltrieb an. Im Motorblock(32) ist ein Ölzufuhrkanal(33) ausgebildet, der radial rechtwinklig auf das Langloch(26) gerichtet ist. Entsprechend ist im Motorblock(32) eine Ölabfuhrkanal(34) vorgesehen, der radial rechtwinklig mit der Ölauslaßöffnung(27) fluchtet. Der Ölabfuhrkanal(34) führt zur Öleinlaßöffnung eines nicht näher dargestellten benachbarten gleichen Rollenstößels. Die Langlöcher (26,27) sind so ausgebildet, daß in jeder Hubstellung des Rollenstößels diese gegenüber den Kanälen(33,34) offen sind.
  • Die in der Führungsbohrung(31) geführte Gehäusehülse(18) bildet damit einerseits eine vergleichsweise große Öleinlaßkammer(23). Andererseits bildet die Öleinlaßkammer(23) über den Ölabfuhrkanal(34) eine durchlässige Verbindung zur Öleinlaßkammer des benachbarten Rollenstößels.
  • Die Gehäusehülse(18) stellt eine sichere axiale Führung des Rollenstößels in der Führungsbohrung(31) dar, wobei eine der Nadelrolle(30) entsprechende Nut(35) in der Führungsbohrung(31) eine Verdrehung des Rollenstößels verhindert.
  • Durch die im Bereich des Kolbens(6,7) im Durchmesser verjüngte Gestalt des Grundkörpers(1) ist nicht nur eine große Öleinlaßkammer(23), sondern auch eine Reduzierung der - bewegten - Masse des Rollenstößels erreicht.
  • Bei der Ausführung nach Fig.4 ist der Grundkörper(1) aus einem Kolbenführungsteil(36) und einem Basisteil(37) zusammengesetzt. Das Kolbenführungsteil kann ein vergleichsweise dünnwandiges Serienteil sein. Es ist in das Basisteil(37) eingesetzt. Die Gehäusehülse(18) ist hier mit ihrem Ende(21) mit dem Basisteil(37) fest verbunden. Am Hals(20) kann das Kolbenführungsteil(36) mit der Gehäusehülse(18) fest verbunden sein. Es kann jedoch auch lose in der Gehäusehülse(18) und in dem Basisteil(37) geführt sein.
  • Bei anderen Ausführungen ist es auch möglich den Führungskörper(30) verliersicher mit dem Grundkörper zu verbinden.

Claims (11)

1. Hydraulisches Spielausgleichselement, insbesondere Ventilstößel, beispielsweise Rollenstößel, mit einem Gehäuse, in dem ein Druckkolben geführt und ein Druckraum hinter dem Druckkolben ausgebildet ist und das eine Öleinlaßkammer mit einer Öleinlaßöffnung zur Ölversorgung des Druckraumes aufweist, wobei ein Grundkörper des Gehäuses den Druckraum und die Führung für den Druckkolben bildet und die Öleinlaßkammer zwischen dem Grundkörper und einer konzentrisch zum Grundkörper angeordneten Gehäusehülse gebildet ist, an der die Öleinlaßöffnung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusehülse (18) auf den Grundkörper (1) aufgesetzt und beidendig mit diesem verbunden ist.
2. Ausgleichselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeicnet, daß am Umfang der Gehäusehülse(18) versetzt gegenüber der Einlaßöffnung(26) eine Ölauslauföffnung(27) vorgesehen ist.
3. Ausgleichselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölauslauföffnung(27) an der Gehäusehülse(18) gegenüber der Öleinlaßöffnung(26) um 180° versetzt ist.
4. Ausgleichselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öleinlaßöffnung(26) und/oder die Ölauslaßöffnung(27) von einem Langloch gebildet sind, so daß in jeder Hubstellung des Ausgleichselements eine offene Verbindung zur Öleinlaßkammer(23) besteht.
5. Ausgleichselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusehülse(18) eine Durchbrechung(28) aufweist, in die ein Führungskörper(30) eingesetzt ist, der in die Öleinlaßkammer(23) ragt und den Außenumfang(19) der Gehäusehülse(18) ü berragt.
6. Ausgleichselement nach Anspruch5, daddurch gekennzeichnet, daß der Führungskörper(30) am Umfang der Gehäusehülse(18) gegenüber der Öleinlaßöffnung(26) und der Ölauslauföffnung(27) versetzt ist.
7. Ausgleichselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche(19) der Gehäusehülse(18) die Führungsfläche des Ventilstößels in einer Führungsbohrung(31) bildet.
8. Ausgleichselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper(1) im Bereich der Öleinlaßkammer(23) eine Öffnung(24) und den Kolben(6,7) eine Öffnung(25) aufweist, die in jeder Hubstellung des Kolbens(6,7) zur Öffnung(24) des Grundkörpers(1) offen ist.
9. Ausgleichselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusehülse(18) einen Hals(20) aufweist, der mit einem im Durchmesser reduzierten Bereich des Grundkörpers(1) verbunden ist.
10. Ausgleichselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusehülse(18) mit einem Ende(21) auf einer Stufe(22) des Grundkörpers(1) aufsitzt.
11. Ausgleichselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper(1) aus einem Kolbenführungsteil(36) und einem Basisteil(37) zusammengesetzt ist.
EP87116082A 1986-11-08 1987-11-02 Hydraulisches Spielausgleichselement Expired - Lifetime EP0268130B1 (de)

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