DE2204959A1 - Verbrennungsmotor mit Funkenzündung - Google Patents
Verbrennungsmotor mit FunkenzündungInfo
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Description
VOLKER BUSSE DIETRICH BUSSE
45 OSNABROCK , den 2. Februar 1972
MDSERSTRASSE 2O/24 VB/Fl
BRITISH LSYLAND (AUSTIN-MORRIS) LIMITED
Longbridge s Birmingham, England.
Verbrennungsmotor mit Funkenzündung
Die Erfindung bezieht sich auf Verbrennungsmotore mit Funkenzündung.
Moderne hochverdichtende Verbrennungsmotore mit Funkenzündung neigen leicht zu dem Phänomen eines "Weiterlaufens"
nach Abschalten der Zündung. Diese Tendenz ist der Anwendung von Spätzündung im Leerlauf (was einen höheren Grad des
öffnens des Drosselklappenventils erfordert als sonst zum Erreichen der erforderlichen Leerlaufgeschwindigkeit genügen
würde) in Verbindung mit der Verwendung von Brennstoff niedrigeren Oktangehalts, als für den betreffenden Motor empfohlen,
zuzuschreiben.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Auftreten eines Weiterlaufens des Motors auszuschließen, und zwar dadurch,
daß eine selbsttätig wirkende Einrichtung zum Unterbrechen der Brennstoffzufuhr zu dem Einlaß- bzw. Ansaugsystem
des Motors während der Zeitspanne seines Weiter-
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drehens (aufgrund der in dem Schwungrad gespeicherten Energie) nach Abstellen der Zündung vorgesehen ist.
Zu diesem Zweck ist nach der Erfindung ein Verbrennungsmotor mit Funkenzündung, der ein Brennstoffzuführsystem mit einer
Brennstoffkammer mit konstantem Niveau oder konstantem Druckgefälle
hat, von der flüssiger Brennstoff zu einer diesen in das Einlaß- bzw. Ansaugsystem des Motors ausbringenden Zuleitungseinrichtung
geleitet werden kann, mit einem selbsttätigen Ventil ausgestattet, das nach Laufen des Motors und bei Abstellen
der Zündung auf das öffnen des Zündschalters anspricht und derart arbeitet, daß
a) ein freier Raum innerhalb der Brennstoffkammer nicht länger
normal entlüftet, sondern einer Ansaugkraft unterworfen wird, die ausreicht, eine Zufuhr von Brennstoff von der Kammer
über im wesentlichen jene gesamte Zeitspanne zu verhindern, während der der Motor nach Abschalten der Zündung noch
weiterdreht, und
b) die normale Entlüftung der Brennstoffkammer nach dem Ausdrehen
des Motors wieder aufgenommen bzw. wieder hergestellt wird.
Nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Verbrennungsmotor mit Funkenzündung, der ein Brennstoffzuführsystem
mit einem Vergaser mit einer Brennstoffkammer konstanten
Niveaus oder konstanten Druckgefälles hat, gekennzeichnet durch:
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a) ein Ventil mit einem Ventileinlaß, einem Ventilauslaß und einem Ventilkanal;
b) eine einen freien Raum innerhalb der Brennstoffkammer mit
dem Ventilkanal verbindende erste Leitung;
c) eine den Ventileinlaß mit einer Entlüftung verbindende zweite Leitung;
d) eine den Ventilauslaß mit einer Evakuierungseinrichtung verbindende dritte Leitung; und
e) eine Steuereinrichtung für das Ventil, die bewirkt, daß bei normalem Laufen des Motors der Ventileinlaß mit dem Ventilkanal
und bei nach Abschalten der Zündung weiterdrehendem Motor der Ventilkanal mit dem Ventilauslaß verbunden ist.
Erfindungsgemäß kann dabei die erste Leitung oder auch die zweite Leitung einen Verdampfungsverlustbehälter aufweisen.
Vorzugsweise besteht die Steuereinrichtung aus einem Elektromagneten
mit zugehörigem Schaltkreis, der nach Laufen des Motors bei dessen Abstellen ein Umschalten des Ventils aus einer den
j Ventileinlaß mit dem Ventiikanal verbindenden ersten Stellung I
j in eine den Ventilkanal mit demVentilauslaß verbindenden zweiten
Stellung bewirkt. Vorteilhaft umfaßt der Schaltkreis einen j Schalter für den Schmiermitteldruck des Motors, der bei Absin-
! ken des Schmiermitteldrucks des Motors unter einen vorbestimm-
- ■
ten Wert den Elektromagneten zum Umschalten des Ventils von der zweiten in die erste Stellung erregt.
Nach einem noch weiteren Merkmal dieser ersten bevorzugten Aus-
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; führungsform der Erfindung besteht die Evakuierungseinrichtung
: aus dem Vergaser oder einem Einlaßrohr zum Motor.
' Nach einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
j besteht das Ventil für ein Brennstoffzuführsystem eines Ver-
brennungsmotors mit einem Vergaser mit Brennstoffkammer konstanter
j
j Niveaus oder konstanten Druckgefälles aus:
j a) einem einen Einlaß, einen Auslaß und einen Kanal, bildenden
Körper;
j b) einem zwischen dem Einlaß und dem Kanal angeordneten ersten i Ventilsitz;
j c) einem zwischen dem Kanal und dem Auslaß angeordneten zweiten
I Ventilsitz;
ι
ι
' d) einem zwei Ventilteile derart tragenden Ventilschaft, daß bei
! auf dem ersten Ventilsitz sitzendem einen Ventilteil der Kanal
und der Auslaß und bei auf dem zweiten Ventilsitz sitzendem
I anderen Ventilteil der Einlaß und der Kanal miteinander in
I Verbindung stehen;
! e) einer Feder, die den Ventilschaft in eine Stellung vorspannt,
'· in der der andere Ventilteil auf dem zweiten Ventilsitz auf-
I sitzt; und
j f) einer Steuereinrichtung, welche die Vorspannwirkung der Feder
j überwindet und ein Aufsitzen des Ventilteils auf dem ersten ■· Ventilsitz bewirkt.
Mehrere Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind
in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung
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näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Brennstoff zuführsystems für einen erfindungsgemäßen
Verbrennungsmot or;
] Fig. 2 eine schematische Darstellung eines zweiten derartigen Systems; und
• Fig. 3 ein in das System nach Fig. 2 eingebautes Ventil
im Schnitt.
Bei der Ausführung gemäß Fig. 1 gelangt Benzin 11 od. dgl. von einer Vergaserschwimmerkammer 12 durch eine Öffnung 15 zu der
Drosselklappenbohrung 13 eines Vergasers 14. Die Größe der Öffnung
15 wird durch die Stellung einer konischen Nadel 16 reguliert^ deren Stellung in Bezug auf die Öffnung in bekannter Weise durch
einen Kolben 17 verändert werden kann.
Ein oberhalb des Benzins 11 in der Schwimmerkammer 12 vorhandener freier Raum 18 ist durch ein Rohr 19 od. dgl. mit einem
selbsttätig arbeitenden Motorfortlauf-Unterbrechungsventil 20 verbunden. Das Ventil 20 ist durch ein Rohr 21 mit der Drosselklappenbohrung
13 verbunden und wird über ein Rohr 22 in die Atmosphäre entlüftet. Im vorliegenden Fall steht das Rohr 22 zur
Begrenzung möglicher Luftverschmutzung über einen Verdampfungsverlustbehälter bzw. -kanister (evaporative loss canister) 22a
mit der Atmosphäre in Verbindung.
Das Ventil 20 weist eine Magnetspule 23 auf, die eine Bohrung
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.bildet, innerhalb der ein Kolben 25 verschiebbar angeordnet 1st.
An ders Kolben 25 ist ein flexibler Ventilkopf 26 befestigt. Zum
Andrücken des Ventilkopfes 26 gegen einen Ventilsitz 28 1st der Kolben durch eine Druckfeder 27 vorgespannt. In dieser Stellung
wird der freie Raum 18 über das Rohr 19, die Öffnungen 29 und 30 innerhalb des Ventils 20, das Rohr 22 und den Diimpfungskanister
22a zur Atmosphäre hin entlüftet. Der Elektromagnet 23 ist über einen Schalter 31 an eine Batterie 32 angeschlossen; er ist weitejr
über einen auf Öldruck ansprechenden Schalter 33 geerdet. Bei laufendem Motor ist der Schalter 31 offen und der Schalter 33
wird bei normalem Öldruck des Motors geschlossen gehalten. Der Elektromagnet 23 ist demzufolge nicht erregt und der Kolben 25
wird zum Halten des Ventilkopfes 26 auf dem Ventilsitz 28 in freier Weise durch die Feder 27 gedrückt bzw. gespannt. Da der
Atmosphärendruck höher als der in der Drosselklappenbohrung 13 herrschende Druck ist, wird durch die Verbindung des freien
Raumes 18 mit der Atmosphäre und mit der öffnung 15 der Brennstoff
von der Schwimmerkammer 12 in die Bohrung durch die Öffnung 15 gedrückt. Die jeweilige Brennstoffzufuhr zum Motor ist in herkömmlicher
Weise vom Betrieb der konischen Nadel 16 abhängig.
Beim Abstellen des Motors wird der Schalter 31 geschlossen, wodurch
der Kolben 25, aufgrund der Einwirkung des von dem den Elektromagneten durchfließenden Strom geschaffenen Magnetfeldes,
entgegen der Wirkung der Feder 27 zurückgezogen wird, so daß der Ventilkopf 26 vom Ventilsitz 28 abhebt und danach die öffnung 29
abdichtet. Auf diese Weise wird der freie Raum 18 durch das Ventil 20 und das Rohr 21 mit dej?.BAhrujig 13 verbunden. Da sich der
Bereich der Drosselklappenbohrung 13, in den das Rohr 21 einmündet,
in der Nähe der öffnung 15 befindet, besteht jetzt praktisch
keine Druckdifferenz mehr, die ein Herausdrücken von Brennstoff aus der Schwimmerkammer 12 in die Drosselklappenbohrung
über die öffnung 15 bewirkt. Dementsprechend kann kein
weiterer Brennstoff für ein Weiterlaufen des Motors durchlaufen.
Obgleich der druckempfindliche Schalter 33 nach Abstellen des
Xotors noch kurze Zeit geschlossen bleibt, sinkt der Öldruck
ί des Motors allmählich, bis sich der druckempfindliche Schalter
j 33 öffnet und so ein öffnen des die Batterie mitumfassenden
Stromkreises des Elektromagneten verursacht. Der Elektromagnet
wird alsdann abgeregt und der Kolben durch die Feder 27 auf den ! Ventilsitz 28 gedrückt, wodurch der freie Raum 18 über das Rohr
J 22 zur Atmosphäre hin geöffnet wird. Auf diese Weise wird das
Ventil 20 wieder zurückgestellt und ermöglicht die Brennstoff- ! zufuhr beim nachfolgenden Starten des Motors.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform haben Teile mit derselben Funktion wie in Fig. 1 gleiche Bezugszeichen und
werden als solche auch nicht noch einmal beschrieben. Der freie Raum 18 in der Schwimmerkammer 12 ist durch ein Rohr 52 mit dem
Verdampfungsverlustbehälter bzw. -kanister 51 verbunden. Der
Kanister 51 enthält eine Masse aus Kohlekörnern 53, die zum Begrenzen von freien Räumen 5^ bzw. 55 oberhalb und unterhalb
der Körnchen 53 dienen. In den Raum 5^ mündet außer dem Rohr 52
ein von der Kipphebelgehäuseabdeckung 57 des Verbrennungsmotors 58 kennendes Rohr 56 und ein vom freien Raum oberhalb des Brenn-
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Stoffes im Brennstofftank 60 kommendes Rohr 59. Von dem unteren freien Raum 55 des Kanisters 51 führt ein Rohr 6l zu dem Ventil
20.
Der Kolben 25 des Ventils 20 steht unter Federspannung durch die Druckfeder 27 und drückt den Ventilkopf 26 an den Ventilsitz
an. Außerdem trägt der Kolben 25 einen weiteren Ventilkopf 62, der an einem Ventilsitz 63 in Anlage kommt, wenn die Vorspannwirkur-e
der Feder 27 durch das Hindurchfließen von Strom durch den Elektromagneten 23 aufgehoben bzw. überwunden wird. Ein Auslaß
6^ des Ventils 20 verbindet einen innerhalb des Ventilkörpers
gebildeten Raum 65 durch eine nicht dargestellte Leitung mit einem Einlaßrohr 66. Das Ventil öffnet zur Atmosphäre hin über
einen Einlaß 67.
Beim Laufen des Motors 58 ist der Schalter 31 offen und der öldruckschalter
33 geschlossen gehalten. Der Elektromagnet 23 ist folglich nicht erregt und der Kolben 25 wird von der Feder 27
zum Kalten des Ventilkopfes 26 auf dem Ventilsitz 28 gespannt. Der in dem Raum 55 des Kanisters 51 herrschende Druck ist gleich
demjenigen innerhalb der Leitung 6l, die über den Einlaß 67 in die Atmosphäre mündet. Der in dem Raum 5k herrschende Druck ist
aufgrund eines Druckabfalls in den Körnchen 53 etwas niedriger als der in dem Raum 55 herrschende Druck, ist jedoch noch immer
höher als derjenige in der Bohrung 13 des Vergasers Ik, Es besteht
daher ein Druckabfall, der über das Rohr 52 derart wirkt, daß er Brennstoff 11 über die Öffnung 15 in die Bohrung 13 drückt
Bei Abschalten der Zündung das.Mqtor^ 58 wird der Schalter 31
geschlossen, wodurch der Kolben 25, infolge der Einwirkung des
durch den den Elektromagneten durchfließenden Strom geschaffenen Kagnetfeldes, entgegen der Wirkung der Feder zurückgezogen wird,
so daß der Ventilkopf 26 vom Ventilsitz 28 abhebt und ein nach- . folgendes Aufsetzen des Ventilkopfes 62 auf dem Ventilsitz 63
erfolgt. Demzufolge wird die Leitung 6l und damit der Raum 55 in dem Kanister 51 über den Auslaß 64 mit dem normalerweise in dem
EinlaÄrohr 66 bestehenden Vakuum verbunden. Der sich daraus über die Masse der Körnchen 53 ergebende Druckabfall erzeugt eine
Druckverminderung im Raum 52J und saugt so in den Rohren 56 und
59 und insbesondere in dem Rohr 52 vorhandene Brennstoffdämpfe in den freien Raum 5^ und weiter in die Körnchen 53 hinein. Die
Körnchen dienen zum Einfangen der Brennstoffdämpfe. Außerdem
wird der den Brennstoff 11 über die öffnung 15 in die Bohrung
13 drückende Druckabfall abgebaut mit der Folge, daß kein weiterer] Brennstoff für ein Weiterlaufen des Motors passieren kann.
Wie in Verbindung mit der ersten Ausführungsform beschrieben,
bleibt der druckempfindliche Schalter 33 nach Abschalten der Zündung solange geschlossen, bis der Öldruck des Motors unter
einen festgesetzten Wert sinkt. Danach öffnet der Schalter 33 und bewirkt ein Abregen des Elektromagneten 23.
Der Kolben 25 wird dann durch die Feder 27 gespannt und drückt den Ventilkopf 26 auf den Ventilsitz 28 und den Ventilkopf 62
vorn Ventilsitz 63 weg, wodurch die Leitung 6i über den Einlaß 67
zur Atmosphäre hin geöffnet wird.
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Es versteht sich, daß bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 und
2 beim Laufen des Motors keine ständige Stromentnahme von der Batterie 32 erforderlich ist. Der Elektromagnet 23 wird lediglich
durch einen Strom erregt, der in der relativ kurzen Zeitspanne j fließt zwischen dem Abschalten der Zündung und dem Abfallen des
Öldruckes des Motors wesentlich unter einen Wert, der bei einem Veiterlaufen des Motors aufrechterhalten werden könnte.
Die Fig. 3 zeigt Einzelheiten des Ventils 20 nach Fig. 2. Dabei
sind gleiche Teile in beiden Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das Ventil 20 besteht aus einem Körper 8l, auf dem der
Elektromagnet 23 mittels einer Platte 82 aufsitzt. Der Elektromagnet
wird durch eine gepreßte Metallkappe 83 auf dem Ventilkörper 81 gehalten, durch die isolierte Anschlüsse 84, 85 des
Elektromagneten vorstehen. Die Feder 27 ist durch einen vorstehen·
den Zapfen 83a in der Kappe 83 abgestützt. Der Ventilkörper 8l hat einen Ventilkanal 86. Wie dargestellt, dichtet der Ventilkopf
26 den Ventilsitz 28 so ab, daß der Auslaß 64 gesperrt ist und der Kanal 86 mit dem Einlaß 67 in Verbindung steht. Beim Durchleiten
eines Stroms durch den Elektromagneten 23 über die Anschlüsse 84, 85 wird der Kolben 25 angehoben, so daß der Ventilkopf
62 auf dem Ventilsitz 63 zum Aufsitzen kommt und der Ventilkopf 26 vom Ventilsitz 28 abhebt. Dies bewirkt ein Sperren des
Einlasses 67 gegenüber dem Kanal 86 und bringt letzteren über
einen Raum 65 mit dem Auslaß 64 in Verbindung.
Der Zweck des Hersteilens einer normalen Schwimmerkammerentlüf-
tung nach dem Abschalten des Motors und dem Absinken seines öl-
8 — ■
drucks besteht darin, das Eintreten von Benzindämpfen aus der Schwimmerkammer in das Einlaßrohr, das das Starten des Motors
bei heißen Ansaugbedingungen schwierig machen kann, auszuschließen .
Bei Anwendung an Motoren, die mit Vergasern konstanter Geschwindigkeit
ausgestattet sind, welche sich durch einen Bereich im wesentlichen konstanten ünterdrucks zwischen der Starterklappe
und dem Drosselklappenventil auszeichnen, kann dieser Bereich als das Evakuierungsmittel zur Anwendung an der Schwimmerkammer
vorgezogen werden.
Bei solchen Vergasern (oder anderen Zuleitungsvorrichtungen), die j keinen konstanten Unterdruckbereich haben, kann es bei Anwendung
' des Sinlaßrohr-Unterdrucks als Evakuierungsmittel bzw. Abführung
', notwendig sein, den vorhandenen Unterdruck durch eine besondere
j Einrichtung, wie z. B. ein von der Atmosphäre in die Ventilkammer
führendes kleines Loch, anzuzapfen und damit abzubauen, da die
Anwendung des vollen Unterdrucks auf die Schwimmerkammer ein ! Sieden erzeugen oder ein anderes überführen von Brennstoff in
! den Einlaßkanal bewirken kann, was in diesem Zusammenhang unerwünscht
ist.
Bei Vergasersehwimmerkammerη mit einer anderen Entlüftungsquelle
als dem Atmosphärendruck wird diese Quelle mit der Ventilkammer
verbunden.
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Claims (8)
- Patentansprüche:Verbrennungsmotor mit Funkenzündung, der ein Brennstoffzuf uhr sy stem r.it einer Brennst off kammer konstanten Niveaus oder konstanten Druckgefälles bzw. Druckhöhe umfaßt, von der flüssiger Brennstoff zu einer diesen in das Einlaß- bzw. Ansaugsystem des Motors ausbringenden Zuleitungseinrichtung geleitet werden kann, gekennzeichnet durch ein selbsttätiges Ventil (20), das nach Laufen des Motors und bei Abstellen der Zündung auf das öffnen des Zündschalters anspricht und derart arbeitet, daßa) ein freier Raum (18) innerhalb der Brennstoffkammer (12) nicht länger normal entlüftet, sondern einer Ansaugkraft unterworfen wird, die ausreicht, eine Zufuhr von Brennstoff von der Kammer über im wesentlichen jene gesamte Zeitspanne zu verhindern, während der der Motor nach Abschalten der Zündung noch weiterdreht; undb) die normale Entlüftung der Brennstoffkammer nach dem Ausdrehen des Kotors wiederaufgenommen wird.
- 2. Verbrennungsmotor mit Funkenzündung, der ein Brennstoffzuführsystem mit einem Vergaser mit einer Brennstoffkammer konstanten Niveaus oder konstenten Druckgefälles bzw. Druckhöhe umfaßt, gekennzeichnet durch:
2.) ein Vent 11 (20) mit einem Ventileinlaß (67), einem Ventilaus- laß (64) und einem Ventilkanal (61); l) eine einen freien Raum (18) innerhalb der Brennstoffkammer (12 209 8 3 77 07-2.1— mit dem Ventilkanal (6l) verbindende erste Leitung (52); c) eine den Ventileinlaß (67) mit einer Entlüftung verbindendezweite Leitung;
i
j d) eine den Ventilauslaß (64) mit einer Evakuierungseinrichtungj- verbindende dritte Leitung; unde) eine Steuereinrichtung (23, 27) für das Ventil (20), die be-• wirkt, daß bei normalem Laufen des Motors der Ventileinlaß (67) mit dem Ventilkanal (6l) und bei nach Abschalten der Zündung weiterdrehendem Motor der Ventilkanal (61) mit dem Ventilauslaß (64) verbunden ist. - 3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Leitung (52) einen Verdampfungsverlustbehälter (51) aufweist.
- 4. Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Leitung (22) einen Verdampfungsverlustbehälter (22a) aufweist.
- 5. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung, mit einem Elektro-j magneten (23) und zugehörigem Schaltkreis, die nach Laufen des Motors bei dessen Abstellen ein Umschalten des Ventils (20) aus einer den Ventileinlaß (67) mit dem Ventilkanal (61) verbindenden ersten Stellung in eine den Ventilkanal (6l) mit dem Ventilauslaß (64) verbindende zweite Stellung bewirkt.J
- 6. Verbrennungsmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,daß der Schaltkreis einen Schalter (33) für den Schmiermitteldruck des Motors umfaßt, der bei Absinken des Schmiermitteldrucks des Motors unter einen vorbestimmten Wert den Elektromagneten (23) zum Unischalten des Ventils (20) von der zweiten in die erste Stellung erregt.
- 7. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Evakuierungseinrichtung aus dem Vergaser oder einem Einlaßrohr zum Motor besteht.
- 8. Ventil für ein Brennstoffzuführsystem eines Verbrennungsmotors mit einem Vergaser mit Brennstoffkammer konstanten Niveaus oder konstanten Druckgefälles bzw. Druckhöhe, gekennzeichnet durcha) einen Ventilkörper (8), der einen Einlaß (67), einen Auslaß(64) und einen Kanal (86) bildet;
fc) einen zwischen dem Einlaß (67) und dem Kanal (86) angeordnetenersten Ventilsitz (63);
! c) einen zwischen dem Kanal. (86) und dem Auslaß (6*0 angeordneten zweiten Ventilsitz (28);d) einen zwei Ventilteile (26, 62) derart tragenden Ventilschaft, daß bei auf dem ersten Ventilsitz (63) sitzendem einen Ventilteil (62) der Kanal (86) und der Auslaß (64) und bei auf dem zweiten Ventilsitz (28) aufsitzendem anderen Ventilteil (26) der Einlaß (67) und der Kanal (86) miteinander in Verbindung stehen;209837/0721e) eine Feder (27), die den Ventilschaft in eine Stellung vorspannt, in der der andere Ventilteil (26) auf dem zweiten Ventilsitz (28) aufsitzt; undf) eine Steuereinrichtung (23), welche die Vorspannwirkung der Feder (27) überwindet und ein Aufsitzen des Ventilteils (62) auf dem ersten Ventilsitz bewirkt.209837/0721Leerseite
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