DE2040940A1 - Sicherheitsvorrichtung zur Sicherstellung einer ausreichenden Schmierung einer Wellenanordnung - Google Patents

Description

Sicherheitsvorrichtung zur Sicherstellung einer ausreichenden Schmierung einer Ufellananordnung.

Dia Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung zur Sicherstellung einer ausreichenden Schmierung einer an ein Umlauf schmiersystem angeschlossenen UJellenanordnung, insbesondere eine Sicherheitsvorrichtung zur Schmierung, die das Anlaufen eines eine Walle antreibenden Motors verhindert, wenn die li/eilenlager keine ausreichende Menge an Schmiermittel aufweisen.

Die bisher bekannte Einrichtung zur Verzögerung des Iflotoranlaufes bestand aus einem Druckschalter in einer zum Ulellenlager führenden Schmiermittelleitung. Derartige Einrichtungen zeigen lediglich an, daß die Schmiermittelpumpe eingeschaltet ist und in der zu den Ulellenlagern oder dem Ulellenraum führenden Leitung ein Druck aufgebaut ist. Diese bekannten Einrichtungen offenbaren jedoch nicht, wenn in den Lagern eine unangemessene Schmiermittelraange vorhanden ist* Beispielsweise kann die Schmiermittelleitung eine Verengung aufweisen und während trotzdem ein angemessener Druck herrscht ist die Durchsetzmenge an Schmiermittel unzureichend.

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Die durch ein Lager fließende Schaiermittelmenge kann durch die Schmiermittelmenge bestimmt werden, die aus dem Lager ausfließt. Diese Bestimmung kann durch den Anstieg des Schmiermittelniveaus in einer Kammer erfolgen, die von der maschine entfernt angeordnet ist oder innerhalb einer Druckkammer, die in das Lagergehäuse eingebaut ist.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die das Anlaufen eines eine UIeI-Ie antreibenden Rotors verhindert, wenn in den IVellenlagern eine unangemessene Schmiermittelnlenge fließt.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, den Betrieb eines solchen motors durch Verwendung verdichteter Luft oder anderer Gase zu steuern, die entsprechend den Maß des austretenden SchMiermittelilusses verdichtet sind, wenn ein ausreichend kontinuierlicher Schmiermittel^ luß von den Lagern zur Erzeugung des notwendigen Druckes vorhanden ist.

Ferner soll eine Einrichtung geschaffen werden, die die Anwesenheit eines fließenden Schmiermittel* in den Lagern anleigt und so gestaltet ist, daß si· dan iotor über ain Schaltglied in Gang aatzt.

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Schließlich soll eine Einrichtung geschaffen werden, die den Motor sofort stillsetzt, uienn der Fluß des Schmiermittels durch die UIeHe unzureichend wird, so daß diese vor Beschädigungen bewahrt uiird.

Die Erfindung besteht darin, daß das rückfließende Schmiermittel aufnehmende Vorbehälter sowie eine auf die Anwesenheit von Schmiermittel in den Lagern ansprechende Steuereinrichtung vorgesehen sind.

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Vorteilhaft umfaßt der Vorbehälter eine ein Gas enthaltene

Druckkammer, deren normale Auslaßkapazität geringer ist als die normale Zulaufraenge an Schmiermittel, wobei die Steuereinrichtung an die Druckkammer angeschlossen ist und aus einem auf den Druck des vom Schmiermittel verdichteten Gases ansprechenden Druckschalter besteht. Durch den Anstieg der Schmiermittelnienge in der Druckkammer wird in dieser enthaltene Luft oder anderes Gas soweit verdichtet, bis ein entsprechend eingestellter Druckschalter betätigt Wird. Der Druck der eingeschlossenen Luft bzw. des Gases ist zugleich ein ItIaß dafür, inwieweit die Ulellenanordnung von Schmiermittel durchflossen ist.

Zweckmäßig weist der Vorbehälter Überlauföffnungen für überschüssiges Schmiermittel auf.

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GemäG einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Druckkammer einen Teil eines Vorbehälters mit einer Einlaufkammer bildet, deren Boden mit der Druckkammer in Verbindung steht und die eine Überlauföffnung für überschüssiges Schmiermittel aufweist.

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal dieser Ausführung besteht darin, daß im Boden des Vorbehälters Auslaßöffnungen mit vorzugsweise steuerbarem Querschnitt angeordnet sind.

Eine andere Ausführungsform gemäß der Erfindung besteht darin, daß die Druckkammer in dem die Lager umgebenden Gehäuse angeordnet ist.

Vorteilhaft ist vorgesehen, daß die Druckkammer von der Rückleitung für das Schmiermittel getrennt angeordnet ist und nur Schmiermittel aufnimmt, wenn die Lager ausreichend mit Schmiermittel versorgt sind.

Die torfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere bei einem Druck-Schmiersystem anwendbar.

Nachstehend sind zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigen:

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Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine typische Ulellenlagerung mit einer Schmierungaeinrichtung

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Uiellenlagerung ähnlich Fig. 1, wobei im Lagergehäuse eine Druckkammer eingebaut ist, und

Fig. 3 ein teilu/eises Schaltbild für die Sicherheitseinrichtung gemäß der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine typische UJellenanordnung mit einer Schmierungseinrichtung gemäß der Erfindung. Diese UJsllenanordnung 5 umfaßt ein Gehäuse 6 mit einer durchgehenden Bohrung 7, die an ihren Enden AufWeitungen zur Aufnahme von typischen Lagern 8 und 9 aufweist. Diese Lager 6,9 tragen ihrerseits eine UJeIIs 10.

Die Itfelle 10 u/eist einen mittleren Abschnitt 11 auf, dessen Durchmesser fast dem Durchmesser der Bohrung 7 entspricht, jedoch einen Ringspalt für einen umlaufenden Ölfilm beläßt. Die Uielle 10 meist ferner Abschnitte 12,13 mit geringerem Durchmesser auf, die drehbar in den Lagern 8,9 öehalten sind. Abschnitt 12 endet in einem konischen Stück 14, während der Abschnitt 13 in ein konisches Stück 15 übergeht.

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Jedes Lager 8,9 ist in axial verstellbaren Tragringen 16,17 gehalten und ist im Gehäuse 6 in Längsrichtung mittels einer Lagerstellmutter 18 eingestellt. Jede Lagerstellmutter 18 steht in Geiuindeängriff mit einem Kleeeutterring 20, der an einer benachbarten Seite des Gehäuses befestigt ist. Die Lager 8,9 sind mittels Ringen 21,22 abgedichtet. Ein O-Ring 23 liegt mit den Ringen 21,22 gegen einen zugeordneten Tragring 17 an und das Lager 8 bzw. 9 wird dadurch eingestellt.

An der UJelle 10 ist ferner ein Druckring 24 am linken Ende des Abschnittes 13 mittels einer Schraube 25 zur begrenzten Axialbeuiegung gegenüber der Spindel 10 befestigt* Der Druckring 24 weist auf seinen Umfang verteilt eine Vielzahl 'Federn 26 auf, die gegen die Schulter des Lagers 8 einen Druck ausüben und Rlittel zur Einstellung des Lagers 9 bilden.

Das Gehäuse 6 bildet in dargestellten Beispiel einen Schleifscheibenkopf 27 einer Schleifmaschine. Auf dem linken Ende der UJelle 10 sitzt eine Tragnabe 28 für eine Schleifscheibe, während auf dem rechten Ende der Welle 10 eine Riemenscheibe 30 sitzt. Die !Helle 10 wird mittels, eines Rotors 31 angetrieben, der echematisch angegeben iat und eine Antriebsriemenscheibe 32 trägt, die über Riemen 33 »it dar Riemenscheibe 30 in Antriebsverbindung steht.

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Die Schmierung der Lager 8,9 erfolgt in üblicher Weise mittels einer Pumpe P, die von einem Motor 34 angetrieben ist. Das Schmiermittel u/ird von der Pumpe P durdh eine Ansaugleitung 35 in Kanäle 36,37 int Schleifscheibenkopf 27 geleitet und unter Druck durch Kanäle 38 in den Ringen 21 zu den Lagern 8,9 geführt.

Das Schmiermittel überspült die Lager 8,9 und fließt in

die Mitte des Gehäuses 6, so daß es die Bohrung 7, die den mittleren Abschnitt 11 der UJeHe 10 umgibt, durchspült.

Das Schmiermittel ist in einem Behälter 40 enthalten und wird von dort mittels der Pumpe P in eine Leitung 41 gefördert. Schmiermittel, das aus der Bohrung 7 des Gehäuses 6 austritt, u/ird durch einen Kanal 42 in eine Rückleitung 43 in den Behälter 40 zurückgeführt.

Das Schmiermittel uiird nicht unmittelbar zum Behälter 40 gdeitet, sondern gelangt zunächst in einen Vorbehälter 44, dessen Boden 45 überhalb des normalen Schmiermittelstandes des Behälters 40 angeordnet ist.

Der Vorbehältst 44 weist eine lotrechte Rundumwandung 46 auf, die einen Teil der Wandung des Behälters 40 bilden kann.sowie einen Deckel 47. Zusätzlich weist der Vorbehälter 44 vorteilhaft eine Innenuiandung 48 auf, die nach Art

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einer Glocke eine innere Druckkammer 50 einschließt und mit der Wandung 46 eine diese umgebende ringförmige Vorkammer 51 bildet. Die unteren Teile der Kammern 50, stehen miteinander über geeignete Öffnungen 52 zwischen der Innenwandung 4Θ und dem Boden 45 der Ringkammer 51 in Verbindung und gestatten einen freien Fluß des Schmiermittels zwischen den Kammern 50, 51.

Ferner weist der Boden 45 bestimmte Öffnungen 53 auf, die einen Ablauf des Vorbehälters 44 in den Behälter 40 gestatten. Ferner weist der Vorbehälter 44 eine Überlauföffnung 54 auf.

Die Rückleitung 43 führt Schmiermittel in die Vorkammer 51des Vorbehälters 44. Von dort fließt es durch die Öffnungen 52 in die Druckkammer 50, während ein anderer Teil des Schmiermittels durch die Öffnungen 53 in den Behälter 40 zurückfließt. Die gesamte Querschnittsfläche der Öffnungen 53 läßt etwa die Hälfte des Durchsatzes der Pumpe P in den Behälter 40 strömen. Demgemäß ergibt sich ein gradueller Schmiermittelaufbau im Vorbehälter 44, wobei innerhalb der Druckkammer 50 Luft eingeschlossen ist, die bei zunehmender Schmiermittelhöhe v/erdichtet wird. Wenn der Druck der eingeschbssenen Luft oder eines anderen Gases innerhalb der Druckkammer 50 auereicht, wird ein Druckschalter 4 PS geschlossen, der ein Anlaufen des Motors

bewirkt. 109810/1583

Es ergibt sich, daß durch Änderung der Gesamtquerschnittsfläche der Öffnungen 53 die Geschwindigkeit des Schmiermittelanstieges in der Druckkammer 50 und damit auch die Zeit, die für den normalen Schmiermittelfluß erforderlich ist, um ein Schließen des Druckschalters 4 PS zu bewirken und den Motor 31 anlaufen zu lassen, gesteuert werden kann.

Es ergibt sich ferner, daß das rückkehrende Schmiermittel tueiter in den Vorbehälter 44 fließt, selbst wenn der Druckschalter 4 PS betätigt worden ist.

Da die von der Druckkammer 50 eingeschlossene Luft die Endhöhe des darin befindlichen Schmiermittels begrenzt, wird das Schmiermittel in der Vorkammer 51 dann so lange ansteigen, bis es durch die Überlauföffnung 54 in den Behälter 40 gelangt.

Es sei noch bemerkt, daß etwaig« Schmiermittel, das durch die Ringe 21, 22 und die Q-Ringe 23 austritt, durch Kanäle 55, 56 in einer Rückleitung 57 aufgefangen wird, die in den Behälter 40 führt.

Die in Fig. 1 dargestellte UJellenanordnung und das Schmier» miüelayata» hierfür ist mit Ausnahme da· Vorbehältera 44 und du Druckschalter* 4 PS,die ganainaan eine Sicherheitaeinrichtung bilden, von üblicher Bauart·

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Gemäß Fig. 3 muß der Druckknopfschalter PB4 geschlossen werden, um eine Drehung der Welle 10 zu erreichen. Sobald der Druckknopfschalter PB4 geschlossen ist, wird ein Stromkreis durch den normalerweise geschlossenen Druckknopf wählschalter PSSl zur Erregung des Anlaßrelaie 1TR3 der Pumpe P erregt. Die Pumpe P führt das Schmiermittel vom Behälter 40 durch die Leitung 35 zu den Kanälen 36,37 im Bchleifscheibenkopf 27, um die Lager 8,9 zu schmieren und die Bphrung 7 mit Schmiermittel zu erfüllen« Das fließende Schmiermittel wird aus dem Gehäuse 6 durch den Kanal 42 in die Rückleitung 43 und von dieser in den Vorbehälter 44 zurückgeleitet. Nach einer begrenzten vorbestimmten Zeitspanne steigt das Schmiermittel bis zu einer angenommenen Höhe 58 innerhalb der Druckkammer 50 an, um das Schließen des Druckschalters 4PS zu bewirken. Durch Schließen des Druckschalters 4PS wird das Startrelais 94CR für den motor 31 erregt und die UJelle 10 in Drehung versetzt. Gleichzeitig schließt sich der Kontakt 94CR1 und bildet einen Haltekreis um den Druckhalter PB4, der demzufolge nun freigegeben werden kann.

Die Drehung der UJelle 10 wird fortgesetzt und während die*

rf

■•r Zeit das Schmiermittel kontinuierlich durch die Lager 8,9 und durch die Überlauföffnung 54 dea Vorbehältera 44 Bowie durch die AuslsQöffnuhgen 53 in deren Boden gepumpt.

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Die Welle dreht sich ao lange bis der Druckknopfwählschalter PSSl geöffnet wird, um das Relais IY1TR3 zu entlasten. Gleichzeitig werden das Startrelais 94CR entlastet und sowohl die Meile 10 als auch die Pumpe P still gesetzte -Wenn die Pumpe J? stillgesetzt wird, sinkt der Schmiermittelstand 58 in der Druckkammer 50 ab, da das Schmiermittel durch die Auslaßöffnungen 53 abfließt, so daß sich der Druckschalter 4PS wieder öffnet. Die U/elle 10 kann so lange nicht wieder angetrieben werden, bis genügend Schmiermittel in der Druckkammer 50 vorhanden ist, um den Druckschalter 4PS erneut zu schließen.

Es ergibt sich, daß das Schmiersystem so angeordnet ist, daß es den motor 31 stillsetzt, sobald ein Leck oder eine Verstopfung eintritt, sodaß der Schmiermittelstand 58 in der Druckkammer 50 abgesenkt und der Druckschalter 4PS geöffnet luird. Der Motor 31 wird somit niemals laufen, ohne dass genügend Schmiermittel durch die UJellenlager fließt.

Da die Druckkammer 50 gemäß Fig. 1 vom Schleifscheibenkopf 27 getrennt angeordnet ist, erfolgt eine gewisse

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Verzögerung zwischen dem tatsächlichen Zulauf des Schmiermittels zu den Lagern und der Betätigung des motors Diese Verzögerung ist umso größer als das Schmiermittel eine bestimmte Zeit erfordert, um sich in der Druckkammer 50 anzu-

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sammeln. UJie oben ermähnt uiurde kann die Gesamtzeit dadurch verändert werden, daß die Anzahl der Auslaßöffnungen 53, die das Abfließen des Schmiermittels aus dem \/orbehälter 44 in den Behälter 40 steuern, reguliert wird.

Fig. 2 zeigt eine etwas abgewandelte Ausführungsform eines Schleifscheibenkopfes 60. Dieser umfaßt ein Gehäuse 61 mit einer UJelle 10, die, wie in Fig. 1 dargestellt, gelagert und angeordnet ist. Die Welle 10 ruht in Lagern 8,9, von denen nur das Lager 9 dargestellt ist« Das Schmiermittel u/ird der UJelle 10 und den Lagern 8,9 an den Enden der UJelle so zugeführt, dass es durch die Lager 8,9 und dann innerhalb der Bohrung 62 im Gehäuse 61 fließt.

Der Schleifscheibenkopf 60 unterscheidet sich vom Schleifscheibenkopf 27 hauptsächlich dadurch, daß das Gehäuse 61 einen Gehälter 63 und eine Druckkammer 64 einschließt, die beide unmittelbar neben der UJelle 10 angeordnet sind.

Die Pumpe P, die vom Motor 34 angetrieben wird, zieht Schmiermittel aus dem Behälter 63 durch eine Saugleitung 41 und fördert es durch eine Druckleitung 35 zu den Lagern 8,9, so wie es in Fig. 1 beschrieben ist. Das Schmiermittel fließt zur Witte des Gehäuses 61 in die Bohrung 62, die den mitteleren Abschnitt der U/elle 10 umgibt. Von dort gelangt es in die Druckkammer 64.

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Die Bohrung 62 steht über Auslaßöffnungen 66 von gesteuerter Anzahl und Größe mit dem Behälter 63 in Verbindung»

Der untere Teil der Druckkammer 64 staht mit der Bohrung in Verbindung, so daß, uienn das Schmiersystem in Batrieb ist, das Schmiermittel in die Druckkammer 64 einfließt und dort bis zu einer angenommenen Höhe 70 ansteigt und dabei die in der Druckkammer enthaltene Luft bzw. andere Gase verdichtet, Wenn der Gasdruck in der Druckkammer einen bestimmten Wert erreicht hat, der zugleich einer wollen Schmierung der UJellenanordnung entspricht, u/ird der Druckschalter 4PS geschlossen ur ' dadurch der Motor 31 in Gang gesetzt. .

Überflüssiges Schmiermittel tritt aus der Bohrung 62 durch einen Kanal 67 in eine Vorkammer 66 im oberen Teil des Gehäuses 61 und von dort durch einen Kanal 65 in den Behälter 63,

!Denn die Wells 10 sich nicht dreht, und mann die Pumpe P ausgeschaltet ist, fließt das in der Druckkammer 64 befindliche Schmiermittel durch die Auslaßöffnungen 66 in den Behälter 63 zurück, so daß «ine gewisse Zeit erforderlich ist, um eins entsprechende Schmiernuttelhöhe in der Druckkammer 64 aufzubauen, §b der Motor 31 nieder in Gang ge» aatzt werden kann. 1 088Ί 0 At 68 3

Die Betriebsweise der Sicherheitseinrichtung für die Schmierung gemäß Fig. 2 apfcspricht praktisch derjenigen nach den Fig. 1 und 3. Das Schaltbild in Fig. 3 ist gleichermaßen für die Ausführung gemäß den Fig. 1 und 2 anuiendbar.

Bezüglich der Ausführung nach Fig. 3 wird der Druckknopfschalter PB4 eingedrückt und erregt das Startrelais WTR für die Pumpe P mit dem Ergebnis, daß der Motor 34 anläuft und die Punjpe P Schmiermittel aus dem Behälter 63 in das Gehäuse 61 fördert und dabei die Lager θ und 9 schmiert. Ulenn die Bohrung 62 mit Schmiermittel angefüllt ist, gelangt ein Teil des abfließenden Schmiermittels unmittelbar in die Druckkammer 64, um das darin befindliche Gas zu verdichten. UJe η η die Druckkammer 64 ausreichend mit überschüssigem Schmiermittel angefüllt ist, und wenn der Druck des verdichteten Gases in der Druckkammer einen bestimmten liiert erreicht hat, wird der Druckschalter 4PS tfetfChloeiSen und das Startrelais 94CR so erregt, daß der motor 31 in Gang gesetzt wird und die Welle 10 antreibt. Der Druckknopfschalter ΡΘ4 kann nun freigegeben werden, da ein Halte· kreis über dem Kontakt 94CR1 gebildet ist.

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Nachdem das Schmiermittel in der Druckkammer 64 bis zu einer Höhe 70 angestiegen ist, tritt kein Schmiermittel mehr in die Druckkammer ein. Alles u/eitere Schmiermittel fließt so lange die Pumpe P läuft und durch die Lager 8,9 ein angemessener Schmiermittelfluß geht, in den Behälter 63 zurück.

Ulenn der Druckknopfschalter PSSl in seiner Ausschaltstellung gebracht u/ird, u/erden die Relais 94CR und ΙΪ1ΤΒ3 entlastet und der Kontakt 94CR1 geöffnet. Die Uelle 10 und die Pumpe P u/erden stillgesetzt und durch das fällt zugleich der Druck in der Druckkammer 64 ab, der Druckschalter 4PS luird geöffnet. Das in der Druckkammer 64 noch befindliche Schmiermittel fließt dann durch die Auslaßöffnungen 66 in den Behälter 63 zurück.

Mit den beiden Ausführungsformen einer Sicherheitsvorrichtung ufird erreicht, daß die Welle in keinem Fall in Drehung versetzt bzui. uieiter angetrieben wird, wenn nicht die für eine einwandfreie Schmierung der Lager erforderliche Schmiermittellänge die Lager durchfließt.

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Claims (9)

1. Patentansprüche

   \ 1.J Sicherheitsvorrichtung zur Sicherstellung einer ausreichenden Schmierung einer an ein Umlaufschmiersystem angeschlossenen UJellenanordnung, dadurch gekennzeichnet , daß das rückflieöende Schmiermittel aufnehmende Vorbehälter #3,44) (64) sowie eine auf die Anwesenheit von Schmiermittel in den Lagern ansprechende Steuereinrichtung (4PS) vorgesehen sind.
2. 2. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Vorbehälter (43,44;64) eine ein Gas enthaltene Druckkammer (50,64) umfaßt, deren normale Auslaßkapazität geringer ist als die normale Zulaufmenge an Schmiermittel und daß die Steuereinrichtung (4PS) an die Druckkammer (50,64/angeschlossen ist und aus einem auf den Druck des vom Schmiermittel verdichteten Gases ansprechenden Druckschalter besteht.
3. 3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Vorbehälter (43,4456B) Überlauföffnungen (54,67) für übersohUssiges Schmiermittel aufweist. 109810/1583
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (50) einen Teil eines Vorbehälters (44) mit einer Einlaufkammer (Sl) bildet, deren Boden mit der Druckkammer (5D) in Verbindung steht und die eine Überlauföffnung (54) für überschüssiges Schmiermittel aufweist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, d.a d u r c h gekennzeichnet , daß im Boden (45) des Vorgehälters (44) Auelaßöffnungen (53) mit vorzugsweise steuerbarem Querschnitt angeordnet sind«
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet , daß die Druckkammer (50) Teil eines Schmiermittelsammelbehälters (40) ist.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet , daß die Druckkammer (64), in dem die Lager (8,9) umgebenden Gehäuse (61) angeordnet ist«
8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet! daß die Druckkammer (50, 64) von der Rückleitung für das Schmiermittel getrennt angeordnet 1st und nur Schmiermittel aufnimmt; wenn die (B_s9f einreichend wit Schmiermittel versorgt eind«

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9. 9. Uorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlaufschmiersystem aus einem Druckschmiersystem besteht.

   Für Litton Industries, Inc.

   Dipl.-Ing« Wolfgang K. Rauh PATENTANWALT

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