DE3229861A1 - Lubricating device for a cylinder of a reciprocating-piston internal combustion engine - Google Patents

Lubricating device for a cylinder of a reciprocating-piston internal combustion engine

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Peter Dipl.-Ing.(FH) 8904 Friedberg Grünaug
Gorm 8906 Gersthofen Kappler
Gabor Dipl.-Ing. 8900 Augsburg Lonkai
Reiner Dipl.-Ing.(FH) 8900 Augsburg Winterstein
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Abstract

In a lubricating device for a cylinder of a reciprocating-piston internal combustion engine, lubricating oil is fed to the cylinder by a supply device via feed lines and introduced under pressure into at least one lubricating oil distributor groove, arranged in the inner wall of the cylinder, through nozzle bores. The nozzle bores extend approximately tangentially to the inner wall of the cylinder and their longitudinal axes extend in the direction of the section of the lubricating oil distributor groove which is to be supplied, and an oil quantity/air stroke/feed control device is provided. Inserted into each feed line is a buffer store continuously supplied with oil at a certain pressure and holding a certain quantity of oil. Each buffer store is bounded on the oil inflow and oil outflow side by in each case one non-return valve, of which the valve on the inflow side prevents oil from flowing back into the feed line from the buffer store and the valve on the outflow side, which is situated as close as possible in front of the nozzle bores, prevents the entry of combustion gases into the buffer store but allows flow in the opposite direction. Each buffer store is furthermore connected to a compressed air source, via a compressed air feed line into which a solenoid valve is inserted. Each solenoid valve is connected to a control device and, for driving out the oil quantity stored in a buffer store, can be moved in each case from the shut-off position into the open position in a cyclically controlled manner by the control device by means of control signals triggered as a function of the running of the engine.

Description

PB 3176/1585 -■ /f. - PB 3176/1585 - ■ / f. -

Schmiereinrichtung für einen Zylinder einer HubkolbenbrennkraftmaschineLubricating device for a cylinder of a reciprocating internal combustion engine

Die Erfindung betrifft eine Schmiereinrichtung für einen Zylinder einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit Merkmalen entsprechend dem Oberbegriff des AnspruchesThe invention relates to a lubrication device for a cylinder of a reciprocating internal combustion engine Features according to the preamble of the claim

Eine derartige Schmiereinrichtung ist aus der DE-PS 2 852 189 bekannt. Den dort offenbarten Schmierölzuführwegen ist eine Einrichtung zugeordnet, mit der aus einem Schmierölvorlageraum Schmieröl taktweise austreibbar und in den Zylinder einführbar ist. Detailiert beschrieben ist eine Einrichtung, bei der das Schmieröl aus dem Schmierölvorlageraum unter Druck durch das Gas aus dem Zylinder in diesen einbringbar ist. Zur taktweisen Steuerung dieser Vorgänge wird die Druckdifferenz zwischen den einzelnen Kolbenringen ausgenützt. Desweiteren ist in dieser Patentschrift ausgeführt, daß das im Schmierölvorlageraum befindliche Schmieröl auch durch ein anderes Druckmittel taktmäßig ausgestoßen werden kann, für welches Druckmittel eine gesonderte Druckmittelquelle bereit gestellt wäre. Über Details einer solchen Lösung ist jedoch nichts ausgesagt.Such a lubricating device is known from DE-PS 2,852,189. The lubricating oil supply routes disclosed there a device is assigned with which lubricating oil can be driven out cyclically from a lubricating oil reservoir and is insertable into the cylinder. A device is described in detail in which the lubricating oil can be introduced into the cylinder from the lubricating oil reservoir under pressure through the gas. For clockwise Controlling these processes, the pressure difference between the individual piston rings is used. Further is stated in this patent that the lubricating oil located in the lubricating oil reservoir also through another pressure medium can be cyclically ejected, for which pressure medium a separate pressure medium source would be provided. However, nothing is said about the details of such a solution.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schmiereinrichtung mit Taktsteuerung zu schaffen, die eine gleichmäßig verteilte Einbringung definierter Schmierölmengen unabhängig von derIt is an object of the invention to provide a lubricating device with clock control which has a uniformly distributed Introduction of defined quantities of lubricating oil regardless of the

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Kolbenbewegung und im Zylinder herrschenden Druckverhältnissen ermöglicht und außerdem auch nach etwaigem Ausfall der Taktsteuerung .eine ausreichende Schmierung des Zylinders sicherstellt.
5Piston movement and pressure conditions prevailing in the cylinder and also ensures adequate lubrication of the cylinder even after a possible failure of the clock control.
5

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch eine Schmiereinrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Lösung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.According to the invention, this object is achieved by a lubricating device having the features specified in claim 1 solved. Advantageous embodiments of this solution are characterized in the subclaims.

Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel einer Schmiereinrichtung nach der Erfindung sowie Vorteile derselben an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:Below is an embodiment of a lubricating device according to the invention and advantages thereof explained in more detail with reference to the drawing. In the drawing show:

Figur 1: eine Schmiereinrichtung nach der Erfindung, stark schematisiert,Figure 1: a lubrication device according to the invention, highly schematized,

Figur 2: eine Ansicht einer Zylinderinnenwand im Schmierölaustrittsbereich, Figure 2: a view of a cylinder inner wall in the lubricating oil outlet area,

Figur 3: einen Querschnitt durch eine Zylinderwand in einem Schmierölaustrittsbereich.FIG. 3: a cross section through a cylinder wall in a lubricating oil outlet area.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Schmiereinrichtung wird Schmieröl von einer mit 1 gekennzeichneten Versorgungseinrichtung über Zuführleitungen 2 von außen an einen Zylinder 3 einer Hubkolbenbrennkraftmaschine herangeführt. Die Versorgungseinrichtung 1 besteht aus einem Schmierölreservoir und einer Förderpumpe, mittels welcher den einzelnen Zuführleitungen 2 kontinuierlich Schmieröl zuführbar ist. Pro Schmierabschnitt, von denen mehrere an der Zylinderinnenwand 4 gleichmäßig verteilt angeordnet sind, ist eine Zuführleitung 2 vorgesehen. Jeder Schmierabschnitt ist jeweils durch eine in die ZylinderinnenwandIn the lubricating device shown in the drawing, lubricating oil is supplied by a supply device marked 1 brought up to a cylinder 3 of a reciprocating internal combustion engine via feed lines 2 from the outside. The supply device 1 consists of a lubricating oil reservoir and a feed pump, by means of which the individual feed lines 2 can be continuously fed lubricating oil. Per lubrication section, of which several are arranged evenly distributed on the cylinder inner wall 4, a feed line 2 is provided. Every lubrication section is through one in the cylinder inner wall

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eingeformte, vorzugsweise V-förmige Schmierölverteilernut 5 mit Schmierölvernutabschnxtten 51 und 52 gegeben. Letztere erstrecken sich beiderseits eines Einsatzstückes 6, das sich in einer Querbohrung 7 der Zylinder-bzw. Zylinderbuchsenwand 8 erstreckt und eine zentrale koaxial verlaufende Zulaufbohrung 9, eine davon intern quer abzweigende Zulaufbohrung 10 sowie zwei hiervon intern abzweigende, nach außen führende Düsenbohrungen 11 und 12 aufweist. Jede der beiden Düsenbohrungen 11 und 12 verläuft etwa tangential zur Zylinderinnenwand 4 und erstreckt sich mit ihrer Längsachse jeweils in Richtung des zu versorgenden Schmierölverteilernutabschnittes 51 bzw. 52.molded, preferably V-shaped lubricating oil distributor groove 5 with lubricating oil groove sections 51 and 52. Latter extend on both sides of an insert 6, which extends in a transverse bore 7 of the cylinder or. Cylinder liner wall 8 extends and a central coaxially extending inlet bore 9, one of which branches off internally transversely Inlet bore 10 and two nozzle bores 11 and 12 branching off internally from this and leading to the outside having. Each of the two nozzle bores 11 and 12 runs approximately tangentially to the cylinder inner wall 4 and extends with their longitudinal axis in the direction of the lubricating oil distributor groove section 51 or 52 to be supplied.

Diesen derart gegebenen Teilen ist nun erfindungsgemäß eine 3lmengen-Luf ttakt-Z u fuhr steuereinrichtung mit nachfolgend beschriebenen Einzelheiten zugeordnet. In jede Zuführleitung 2 ist ein kontinuierlich mit öl bestimmten Druckes versorgter Pufferspeicher 13 eingeschaltet, der eine bestimmte ölmenge aufzunehmen vermag. Jeder Pufferspeicher 13 ist ölzu- und -abflußseitig durch je ein Rückschlagventil 14 bzw. 15 begrenzt, von denen das zulauf seitige (14) den Rückfluß von Öl aus dem Pufferspeicher 13 in die Zuführleitung 2 und das abflußseitige (15) möglichst nahe vor den Düsenbohrungen 11, 12 sitzend den Eintritt von Verbrennungsgasen in den Pufferspeicher 13 verhindert, in Gegenrichtung aber durchlässig ist. Jeder Pufferspeicher 13 ist außerdem an eine Druckluftquelle 16 angeschlossen, über eine Druckluftzuführleitung 17, in die ein Magnetventil 18 eingeschaltet ist. Jedes Magnetventil 18 ist über eine elektrische Steuerleitung 19 an eine Steuereinrichtung 20 angeschlossen sowie mittels letzterer taktweise durch in Abhängigkeit vom Maschinenlauf ausgelöste Steuersignale gesteuert für das Austreiben der im Pufferspeicher 13 eingelagerten Ölmenge jeweils von Sperrstellung in Öffnungsstellung überführbar.According to the invention, these parts given in this way are now followed by a control device with subsequent air flow rate described details assigned. In each feed line 2 is a continuously determined with oil Pressure supplied buffer memory 13 switched on, which is able to hold a certain amount of oil. Any buffer tank 13 is on the oil inlet and outlet side through one each Check valve 14 or 15 limited, of which the inflow side (14) the return flow of oil from the buffer tank 13 into the supply line 2 and the outlet side (15) Sitting as close as possible in front of the nozzle bores 11, 12, the entry of combustion gases into the buffer store 13 prevented, but is permeable in the opposite direction. Each buffer store 13 is also connected to a compressed air source 16 connected, via a compressed air supply line 17, in which a solenoid valve 18 is switched on. Every solenoid valve 18 is connected to a control device 20 via an electrical control line 19 and by means of the latter cyclically controlled by control signals triggered as a function of the machine operation for the expulsion the amount of oil stored in the buffer store 13 can be transferred from the locking position to the open position.

PB 3176/1585 -X-Q- PB 3176/1585 -XQ-

Die Steuereinrichtung 20 erhält ihre Synchronisationsimpulse von einem Detektor 21, der maschinenlaufabhängige Signale erfaßt und über einen elektrischen Leitungsweg 22 an die Steuereinrichtung 20 weiterleitet. Jedes Magnetventil 18 befindet sich normalerweise in Sperrstellung, d.h. der Zutritt von in der Druckluftzuführleitung 17 anstehender Druckluft zum angeschlossenen Pufferspeicher 13 ist unterbunden.The control device 20 receives its synchronization pulses from a detector 21, which is dependent on the machine running Signals are detected and forwarded to the control device 20 via an electrical conduction path 22. Each solenoid valve 18 is normally in the blocking position, i.e. the entry of in the compressed air supply line 17 pending compressed air to the connected buffer storage 13 is prevented.

Als Druckluftquellle 16 sind bspw. eine oder mehrere durch einen Kompressor nachladbare Druckluftflaschen sowie eine daran angeschlossene Drucklufthauptleitung vorgesehen, von der die zu den Pufferspeichern 13 hinführenden Druckluftzuführleitungen 17 abzweigen.As a compressed air source 16, for example. One or more are through a compressor, rechargeable compressed air bottles and a connected main compressed air line are provided, from which the compressed air supply lines 17 leading to the buffer stores 13 branch off.

Jeder Pufferspeicher 13 ist bspw. wie in Fig. 1 schematisch dargestellt durch ein im wesentlichen T-förmiges Rohrteil gebildet, an dessen querverlaufendem T-Stück einenendes das Magnetventil 18, andernendes das abflußseitige Rückschlagventil 15 angeordnet ist. Am Eingang des senkrechten T-Stückes ist das zulaufseitige Rückschlagventil 14 angeordnet. Je nach Ausgestaltung kann es sich als zweckmäßig erweisen, wenn im senkrechten T-Stück, zwischen Rückschlagventil 14 und der Mündungsstelle am querverlaufenden T-Stück, eine Drosselstelle 23 angeordnet ist.Each buffer memory 13 is, for example, as shown in FIG. 1 schematically shown formed by a substantially T-shaped pipe part, one end at the transverse T-piece the solenoid valve 18, the other end the outflow-side check valve 15 is arranged. At the entrance of the vertical T-piece is the non-return valve on the inlet side 14 arranged. Depending on the design, it can be useful if in the vertical T-piece, A throttle point 23 is arranged between the check valve 14 and the opening point on the transverse T-piece is.

Nachstehend ist kurz die Funktion dieser Schmiereinrichtung dargelegt. Sobald von der Steuereinrichtung 20 ein Öffnungsbefehl über die Steuerleitung 19 an das daran angeschlossene Magnetventil 18 gegeben wird, Öffnet dieses, so daß dann durch die in der Druckluftzuführleitung 17 anstehende Druckluft die im Pufferspeicher 13 eingelagerte Schmierölmenge unter öffnen des Rückschlagventiles 15 durch das Einsatzstück 6 hindurch aus den Düsenbohrungen 11 und 12 heraus in den jeweiligen Schmieröl-The function of this lubrication device is briefly outlined below. As soon as from the control device 20 an opening command is given via the control line 19 to the solenoid valve 18 connected to it, opens this so that then through the in the compressed air supply line 17 pending compressed air the amount of lubricating oil stored in the buffer storage 13 by opening the non-return valve 15 through the insert 6 out of the nozzle bores 11 and 12 into the respective lubricating oil

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verteilernutabschnitt 51 bzw. 52 einbringbar ist. Nach kurzer Zeit schließt das Magnetventil 18 wieder, worauf jeder Pufferspeicher 13 sofort erneut mit Schmieröl aufgefüllt wird und damit für einen neuen Austreibvorgang bereit ist.distributor groove section 51 and 52 can be introduced. After a short time, the solenoid valve 18 closes again, whereupon each buffer store 13 is immediately filled up again with lubricating oil and thus for a new expulsion process ready.

Die Steuereinrichtung 20 ist derart ausgelegt, daß der Vorgang eines Austreibens der in jedem Pufferspeicher eingelagerten Schmierölmenge sich nach einer beliegig einstellbaren Anzahl von Kurbelwellenumdrehungen und beim Aufwärtshub eines Kolbens wiederholt. Der zeitliche Abstand zweier Öl-Einblasungen ist je nach Motorgröße bzw. Anzahl der Schmieranstiche zu optimieren.The control device 20 is designed such that the process of driving out the in each buffer memory stored amount of lubricating oil after a freely adjustable number of crankshaft revolutions and at Repeated upward stroke of a piston. The time between two injections of oil depends on the engine size or Optimize the number of smear stitches.

Es ist selbstverständlxch, daß die Rückschlagventile 14 und 15 hinsichtlich ihres öffnungs- bzw. Schließdruckes untereinander sowie für den jeweiligen Zweck entsprechend abgestimmt sind.It goes without saying that the check valves 14 and 15 with regard to their opening and closing pressure are coordinated with each other and for the respective purpose.

Mit der erfindungsgemäßen Schmiereinrichtung ist es möglich, zu ganz bestimmten Zeiten eine bestimmte Schmierölmenge in einen Zylinder einzubringen. Durch das Rückschlagventil 15 ist ein Rückwirken der im Zylinder herrschenden Gasdrücke in den Pufferspeicher 13 wirksam unterbunden, so daß diese die Füllvorgänge der Pufferspeicher 13 mit Schmieröl nicht behindern und sich auch nicht in negativer Form auf die Schmiervorgänge auswirken können. Durch das Rückschlagventil 14 wiederum ist sichergestellt, daß während eines Austreibvorgangs kein Schmieröl und keine Luft in die Zuführleitung 2 gelangen kann. Letzteres wiederum bedeutet, daß der insgesamt zur Verfügung stehende pneumatische Druck voll für eine Austreibung des Schmieröles aus einem Pufferspeicher 13 gegen den momentan herrschenden Zylinderdruck ausnützbar ist. Da außerdem das Magnetventil 18 kurzeWith the lubricating device according to the invention it is possible to bring a certain amount of lubricating oil into a cylinder at very specific times. Through the check valve 15 a reaction of the gas pressures prevailing in the cylinder in the buffer storage 13 is effective prevented, so that they do not hinder the filling of the buffer storage 13 with lubricating oil and also cannot have a negative effect on the lubrication processes. Through the check valve 14 in turn it is ensured that no lubricating oil and no air get into the feed line 2 during an expulsion process can get. The latter in turn means that the total available pneumatic pressure is full for expelling the lubricating oil from a buffer storage 13 against the currently prevailing cylinder pressure is exploitable. In addition, since the solenoid valve 18 short

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Schaltzeiten ermöglicht, ist auch der Luftverbrauch relativ niedrig. Desweiteren erweist sich dieses Schmiersystem insofern als sehr praxisgerecht, weil es auch bei Ausfall der elektrischen Steuerung eine Schmierung wie bei einem konventionellen Schmiersystem sicherstellt; letzteres deshalb, weil durch die Versorgungseinrichtung 1 weiterhin Schmieröl nachgeführt wird, das bei Ausfall der Taktsteuerung dann tropfenweise in den Zylinder gelangt. Die Verteilung des Schmieröles ist in diesem Fall zwar nicht mehr so gut wie bei der Luftaustreibung, jedoch genügt die austretende Schmierölmenge, um ein Fressen des im Zylinder arbeitenden Kolbens zu verhindern.Switching times enabled, the air consumption is also relatively low. Furthermore, this lubrication system proves itself insofar as it is very practical because there is lubrication even if the electrical control fails as with a conventional lubrication system; the latter because by the utility 1 lubricating oil continues to be fed in, which then gets into the cylinder drop by drop if the clock control fails. In this case, the distribution of the lubricating oil is no longer as good as in the case of air expulsion, however the amount of lubricating oil escaping is sufficient to prevent the piston working in the cylinder from seizing.

Claims (5)

PB 3176/1585 -X- PB 3176/1585 -X- Patentansprüche:Patent claims: l.ySchmiereinrichtung für einen Zylinder einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, bei der Schmieröl von einer Versorgungseinrichtung über Zuführleitungen an den Zylinder heränführbar und unter Druck durch Düsenbohrungen in mindestens eine in der Zylinderinnenwand verlaufende Schmierölverteilernut einbringbar ist, wobei die Düsenbohrungen etwa tangential zur Zylinderinnenwand verlaufen und deren Längsachsen sich in Richtung eines zu versorgenden Schmierölverteilernut-Abschnittes erstrecken,l.yLubricating device for a cylinder of a reciprocating internal combustion engine, in which the lubricating oil is supplied by a supply device Can be brought up to the cylinder via feed lines and under pressure through nozzle bores in at least one lubricating oil distributor groove running in the inner wall of the cylinder can be introduced, the nozzle bores run approximately tangential to the cylinder inner wall and their longitudinal axes in the direction of a to be supplied Extending the lubricating oil distribution groove section, gekennzeichnet durch die Kombination mit einer Ölmengen-Lufttakt-Zufuhrsteuereinrichtung mit folgenden Einzelheiten,characterized by the combination with an oil quantity air cycle supply control device with the following details, - in jede Zuführleitung (2) ist ein kontinuierlich mit Schmieröl bestimmten Druckes versorgter, eine bestimmte Ölmenge aufnehmender Pufferspeicher (13) eingeschaltet,- In each supply line (2) there is a certain pressure continuously supplied with lubricating oil, a certain one Buffer storage tank (13) taking up the oil quantity switched on, - jeder Pufferspeicher (13) ist ölzu-und-abflußseitig durch je ein Rückschlagventil (14, 15) begrenzt, von denen das zuflußseitige (14) den Rückfluß von Schmieröl aus dem Pufferspeicher (13) in die Zuführleitung (2) und das abf lußseitige (15) möglichst nahe vor den Düsenbohrungen (11, 12) sitzend den Eintritt von Verbrennungsgasen in den Pufferspeicher (13) verhindert sowie in Gegenrichtung durchlässig ist,- Each buffer store (13) is on the oil inlet and outlet side each limited by a check valve (14, 15), of which the inflow side (14) the return flow of lubricating oil from the buffer store (13) into the supply line (2) and the outflow side (15) as close as possible in front of the nozzle bores (11, 12) prevents combustion gases from entering the buffer store (13) when seated and is permeable in the opposite direction, - jeder Pufferspeicher (13) ist außerdem an eine Druckluftquelle (16) angeschlossen, über eine Druckluftzuführleitung (17), in die ein Magnetventil (18) eingeschaltet ist,- Each buffer storage (13) is also connected to a compressed air source (16) connected via a compressed air supply line (17) into which a solenoid valve (18) is switched on, - jedes Magnetventil (18) ist an eine Steuereinrichtung (20) angeschlossen sowie mittels letzterer taktweise- Each solenoid valve (18) is connected to a control device (20) and cyclically by means of the latter PB 3176/1585 - 2 -PB 3176/1585 - 2 - durch in Abhängigkeit vom Maschinenlauf ausgelöste Steuersignale gesteuert für das Austreiben einer im Pufferspeicher (13) eingelagerten Ölmenge jeweils von Sperrstellung in Öffnungsstellung überführbar. 5controlled by control signals triggered depending on the machine running for the expulsion of an im Buffer memory (13) stored oil quantity can be transferred from the locked position to the open position. 5 2. Schmiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckluftquelle eine oder mehrere durch einen Kompressor nachladbare Druckluftflaschen sowie eine daran angeschlossene Drucklufthauptleitung dienen, von welch letzterer die zu den Pufferspeichern (13) hinführenden Zuführleitungen (17) abzweigen.2. Lubricating device according to claim 1, characterized in that the compressed air source is one or more Compressed air cylinders that can be recharged by a compressor and a main compressed air line connected to it serve, from which the latter the supply lines (17) leading to the buffer storage (13) branch off. 3. Schmiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (20) derart ausgelegt ist, daß ein Austreiben einer in einem Pufferspeicher (13) eingelagerten Schmierölmenge nach einer beliebig vorgebbaren Anzahl von Kurbelwellenumdrehungen und beim Aufwärtshub des im Zylinder (3) arbeitenden Kolbens erfolgen kann.3. Lubricating device according to claim 1, characterized in that the control device (20) is designed in such a way is that an expulsion of a quantity of lubricating oil stored in a buffer store (13) after any predetermined number of crankshaft revolutions and take place during the upward stroke of the piston working in the cylinder (3) can. 4. Schmiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Pufferspeicher (13) durch ein im wesentlichen T-förmiges Rohrteil realisiert ist, wobei an dessen querverlaufendem T-Stück einenendes das Magentventil (18), andernendes das abflußseitige Rückschlagventil (15), und am Eingang des senkrechten T-Stückes das zuflußseitige Rückschlagventil (14) angeordnet ist.4. Lubricating device according to claim 1, characterized in that each buffer store (13) by an im essential T-shaped pipe part is realized, with one end at the transverse T-piece the solenoid valve (18), the other one the outflow-side check valve (15), and at the entrance of the vertical T-piece arranged the inflow-side check valve (14) is. 5. Schmiereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im senkrechten T-Stück, zwischen Rückschlagventil (14) und Mündungsstelle am querverlaufenden T-Stück, eine Drosselstelle (23) vorgesehen ist.5. Lubricating device according to claim 4, characterized in that in the vertical T-piece, between the check valve (14) and the opening point on the transverse T-piece, a throttle point (23) is provided.
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