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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung:
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Lager, welches eine Hauptwelle oder ähnliches drehbar stützt und eine Lagervorrichtung, welche die Zuführung/Entladung von Schmieröl für das Lager steuert.
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Beschreibung des Stands der Technik:
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Im Stand der Technik wird Schmieröl einem Lager zugeführt, welches eine Hauptwelle in einem Gehäuse drehbar stützt, um eine Schmierung zu erzielen und dadurch die Stabilität bei einem Drehvorgang zu verbessern und zu verhindern, dass das Lager beschädigt wird. Üblicherweise wird z. B. eine Öl-Luftvorrichtung wie im Patentdokument 1 beschrieben verwendet.
- [Patentdokument 1: Japanische nicht geprüfte Offenlegungsschrift Nr. 200190739 ]
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Auch kann ein Lager, wie z. B. in
DE 696 07 718 T2 beschrieben, verwendet werden.
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Im Weiteren werden ein herkömmlicherweise bekanntes Lager und eine Lagervorrichtung, welche eine Schmierung des Lagers durchführen, unten unter Bezugnahme auf die 4 beschrieben. 4 ist ein erläuterndes Diagramm, welches ein herkömmliches Lager 41 zeigt und eine herkömmliche Lagervorrichtung.
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Das Lager 41, welches eine Hauptwelle 51 drehbar stützt, ist ein Schrägkugellager, wie es im Stand der Technik bekannt ist.
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Eine Vielzahl von Lager 41 sind längs einer Achslinie der Welle auf der Hauptwelle 51 in einem Gehäuse 52 angeordnet. In dem Gehäuse 52 liegt ein Zuführpfad 42 vor, welcher ein Öl-Luft-Gemisch zu den Lager 41 führt und ein Entladungspfad 43, um das Öl-Luft-Gemisch von den Lager 41 wegzuführen. In einer Öl-Luft-Zufuhrvorrichtung (nicht gezeigt) wird ein Öl-Luft-Gemisch in den Zuführpfad 42 unter Druck eingespeist und das Öl-Luft-Gemisch wird zugeführt, um von einem düsenförmigen, distalen Ende des Zuführpfades 42 auf einen inneren Ring eines jeden Lagers 41 oder ein Wälzelement 41a zugeführt zu werden. Andererseits werden die zugeführte Luft und das Schmieröl durch den Entladungspfad 43 zur Außenseite des Gehäuses 52 entladen.
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Wie oben beschrieben, führt die herkömmliche Lagervorrichtung eine Schmierung der Lager 41 durch.
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In den vergangenen Jahren ist eine Reduktion von Kohlendioxidemmisionen zur Verhinderung der globalen Erwärmung verlangt worden und eine Entwicklung oder ähnliches einer Technik, welche einen Verbrauch von Schmieröl reduzieren kann, ist erwartet worden. In diesem Falle gilt, dass, selbst wenn Schmieröl, welches einem Lager zugeführt wird, einfach nur reduziert wird, das Lager aufgrund einer fehlenden Menge Schmieröl im Lager beschädigt werden kann. Im Gegensatz hierzu gilt, dass wenn eine vorbestimmte Menge von Schmieröl, die nicht zu einem Mangel an Schmieröl im Lager führt, periodisch zugeführt wird, dass eine zu große Menge an Schmieröl zugeführt werden kann. Aus diesem Grunde ist es nicht wünschenswert, die Menge des Verbrauchs an Schmieröl zu reduzieren und es wird Wärme erzeugt aufgrund des Überangebots, was die Genauigkeit einer maschinellen Bearbeitung bei einem Bearbeitungswerkzeug negativ beeinflussen kann. Deshalb muss die Menge an Schmieröl im Lager auf ein geeignetes Niveau gesteuert werden, ohne Überschuss und ohne Mangel. Weil das Schmieröl (das Öl-Luft-Gemisch) zu einem jeden Lager durch Einsprühen aus dem düsenförmigen distalen Ende des Zuführpfades 42 zugeführt wird, wird jedoch in der Lagervorrichtung, wie im Patentdokument 1 beschrieben, die Menge an Schmieröl, welche dem Lager 41 zugeführt wird, offensichtlich nicht konstant sein. Deshalb kann die Menge an Schmieröl im Lager 41, insbesondere auf einer Wälzkontaktoberfläche eines Wälzelementes 41a, nicht auf einfache Weise gesteuert werden.
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Zusammenfassung der Erfindung:
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Die vorliegende Erfindung wurde ersonnen, in Anbetracht der oben erläuterten Probleme und hat sich zum Ziel gesteckt, ein Lager und eine Lagervorrichtung bereitzustellen, welche die Menge an Schmieröl im Lager beliebig steuern können, das Risiko der Beschädigung des Lagers und der Verschlechterung der Bearbeitungsgenauigkeit eliminieren können und folglich die Menge an zu verwendenden Schmieröl reduzieren können.
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Um das oben genannte Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung gemäß Anspruch 1 ein Lager bereit, welches ein Wälzelement zwischen einem äußeren und einem inneren Ring enthält, in dem ein Schmierölfließpfad, der in Verbindung steht mit einem Bereich in der Nähe einer Wälzkontaktoberfläche auf welchem die Wälzelemente abrollen, im äußeren Ring bereitgestellt wird, so dass das Schmieröl von innerhalb des Lagers durch den Schmierölfließpfad ausgestoßen werden kann.
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Die vorliegende Erfindung stellt ein Lager bereit, in dem ein Vielzahl von Schmierölfließpfaden bereitgestellt ist und Öffnungen nahe der Wälzkontaktoberfläche der Schmierölfließpfade sich an unterschiedlichen Positionen in Querrichtung befinden, die senkrecht zu einer Abwälzrichtung der Wälzelemente verläuft.
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Die vorliegende Erfindung gemäß Anspruch 2 stellt ein Lager bereit, in dem eine Vielzahl von Schmierölfließpfaden bereit gestellt ist und zumindest einer der Schmierölfließpfade wird als Schmierölzuführpfad verwendet, um Schmieröl in das Lager gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2 zuzuführen.
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Um das oben genannte Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung gemäß Anspruch 3 eine Lagervorrichtung bereit zum Steuern der Menge an Schmieröl im Lager gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, inklusive Zuführmittel zum Zuführen von Schmieröl in das Lager, Entlademitteln zum Entladen des Schmieröles von der Innenseite des Lagers durch einen Schmierölfließpfad und Steuerungsmittel, um die Zuführmittel und die Entlademittel beliebig zu steuern.
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Die vorliegende Erfindung gemäß Anspruch 4 stellt eine Lagervorrichtung bereit, welche Auswahlmittel enthält, die den zum Entladen des Schmieröls von der Innenseite des Lagers gemäß Anspruch 3 zu verwendenden Schmierölfließpfad auswählt.
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Gemäß Anspruch 1 und Anspruch 3 der vorliegenden Erfindung wird ein Schmierölfließpfad, der mit einer Fläche in der Nähe einer Wälzkontaktoberfläche in Verbindung steht, auf welcher ein Wälzelement abwälzt, in einem äußeren Ring bereitgestellt, so dass das Schmieröl von einer Innenseite des Lagers durch den Schmierölfließpfad entladen wird. Deshalb kann im Vergleich zu einem herkömmlichen Lager die Menge an Schmieröl, welche aus dem Lager ausgestoßen wird, genau gesteuert werden und dementsprechend kann die Menge an Schmieröl im Lager beliebig aufrecht erhalten werden. Somit kann ein Schaden am Lager oder eine Verschlechterung der Bearbeitungsgenauigkeit bei einer maschinellen Bearbeitung, die verursacht werden durch einen Überschuss oder einen Mangel an Schmieröl im Lager, effektiv verhindert werden, und die Menge an Schmieröl, die zu verwenden ist, kann reduziert werden.
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird eine Vielzahl von Schmierölfließpfaden bereitgestellt und die Öffnungen in der Abwälzkontaktoberfläche der Schmierölfließpfade befinden sich an unterschiedlichen Positionen in Breitenrichtung, welche senkrecht verläuft zu einer Abwälzrichtung der Wälzelemente. Somit kann einer der Schmierölfließpfade selektiv verwendet werden als Schmierölentladungspfad, um den Bereich für die Menge an Schmieröl zu steuern, so dass die Menge an Schmieröl im Lager auf ein geeignetes Niveau eingestellt werden kann.
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Dementsprechend kann ein Einhalten an einer geeigneten Menge an Schmieröl im Lager mit einem einfachen Aufbau verwirklicht werden.
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Weiterhin gilt gemäß Anspruch 2 der vorliegenden Erfindung, da zumindest einer der Schmierölfließpfade als Schmierölzuführpfad verwendet wird, dass die Menge an Schmieröl, die einem Lager zugeführt wird, genau gesteuert werden kann. Somit können das Einhalten einer geeigneten Menge an Schmieröl im Lager und die auf diesem Einhalten basierenden oben genannten Effekte exakter erreicht werden.
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Zusätzlich werden gemäß Anspruch 4 der vorliegenden Erfindung Auswahlmittel bereitgestellt, welche den Schmierölfließpfad auswählen, der verwendet wird zum Entladen des Schmieröles aus der Innenseite des Lagers. Dementsprechend gilt, obwohl eine passende Menge an Schmieröl im Lager von unterschiedlichen Bedingungen, wie z. B. dem Drehzustand einer Drehwelle und dem Einbauzustand des Lagers abhängt, dass ein Schmierölauslasspfad beliebig ausgewählt wird, so dass die Menge an Schmieröl im Lager und eine hohe Einsatzflexibilität erreicht werden können.
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Kurze Figurenbeschreibung:
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1 ist ein erläuterndes Diagramm, welches einen Abschnitt eines Teils eines äußeren Rings eines Kugellagers zeigt.
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2 ist ein Schaltdiagramm der Lagervorrichtung.
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3 ist ein erläuterndes Diagramm, welches eine Änderung im Schmierölflusspfad zeigt.
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4 ist ein erläuterndes Diagramm, welches ein herkömmliches Lager oder eine herkömmliche Lagervorrichtung zeigt.
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Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Ein Lager und eine Lagervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden unten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In der Ausführungsform wird das Lager als Kugellager gemäß einer Ausführungsform beschrieben.
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1 ist ein erläuterndes Diagramm, welches einen Querschnitt eines Teils eines äußeren Rings 2 eines Kugellagers 1 zeigt. 2 ist ein Schaltdiagramm der Kugellagervorrichtung. In 2 wird aus Gründen der Erleichterung der Beschreibung das Kugellager 1, ein Schmierölpfließpfad und ähnliches in vergrößertem Maßstab gezeigt oder teilweise weggelassen.
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Das Kugellager 1 besteht aus einem äußeren Ring 2, einem inneren Ring 3 und einer Vielzahl von Kugeln (Wälzelementen) 4, die bereitgestellt sind zwischen dem äußeren Ring 2 und dem inneren Ring 3 und Laufringnuten (Wälzkontaktoberfläche und darum herum) 2x und 3x, von denen eine jede einen bogenförmigen Bereich aufweist, sind an inneren Umfangsoberflächen des Außenrings 2 und einer äußeren Umfangsoberfläche des Innenrings 3 bereitgestellt. Eine Vielzahl von Schmierölfließpfaden a bis f verlaufen von der äußeren Umfangsoberfläche zur inneren Umfangsoberfläche (insbesondere die Laufbahnnut 2x) und sind in dem Außenring 2 bereitgestellt. Ein jeder der Schmierölfließpfade öffnet sich an unterschiedlichen Positionen in einer Breitenrichtung, die senkrecht verläuft zu einer Abwälzrichtung der Kugel 4. In diesem Falle ist ein Schmierölfließpfad C festgelegt als Schmierölzuführpfad (im folgenden als Zuführpfad bezeichnet) und die anderen Schmierölfließpfade werden als Schmierölentladepfade bezeichnet (im folgenden als Entladepfade bezeichnet).
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Eine Zuführröhre 5 ist mit einer Schmierölzufuhrquelle 11 verbunden und mit dem Zuführpfad in Verbindung zu stehend und Schmieröl wird in die Laufringnut 2x zugeführt (auf der Innenumfangsoberfläche des Außenrings 2), wenn eine Zuführpumpe (Zuführmittel) 12 angetrieben wird. Andererseits sind Entladeröhren 6 mit den Entladepfaden a, b, d, e bzw. f verbunden. Wird ein Entladepunkt (Entlademittel) 13 angetrieben, so entsteht ein Unterdruck in der Entladeröhre 6 und Schmieröl in der Laufbahnnut 2x wird zu einem Entladetank 14 angesaugt (entladen). Die Zuführpumpe 12 und die Entladepumpe 13 können unabhängig betrieben werden unter der Steuerung einer NC-Vorrichtung 22 (Steuerungsmittel und Auswahlmittel) 22, welche den Betrieb der Drehwellenvorrichtung 21 steuert, in welcher das Kugellager 1 eingebaut ist.
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In diesem Falle liegt ein Zustand des Schmieröls im Kugellager 1 vor, in welchem das Schmieröl durch den Zuführpfad c zugeführt wird, und das Schmieröl wird aus einem der Entladepfade a bis f (außer dem Schmierölfließpfad c) entladen, wie später beschrieben.
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Das Schmieröl, welches durch den Zuführpfad c zugeführt wird, breitet sich über die Wälzkontaktoberfläche der Kugel aus wie eine gewöhnliche Flüssigkeit. Genauer gesagt ist eine Menge an Schmieröl in der Laufringnut 2x proportional zu einem Bereich der Schmierölmenge, welcher in 1 mit L bezeichnet ist. Der Bereich der Schmierölmenge in der Laufringnut 2x wird gesteuert, um eine Steuerung der Menge an Schmieröl in der Laufringnut 2x (d. h. im Kugellager 1) zu erreichen. Deshalb wird ein Entladepfad, welcher zu verwenden ist, ausgewählt aus den Entladepfaden a bis f (außer für c), wobei sich eine jede Öffnung an einer anderen Position in Breitenrichtung befindet (z. B. in 1 werden die Entladepfade b und d ausgewählt), um den Bereich der Schmierölmenge L einzustellen, so dass die Menge an Schmieröl in der Laufbahnnut 2x gesteuert wird.
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Gemäß dem Kugellager 1 und der Lagervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung wird eine Vielzahl von Schmierölfließpfaden a bis f bereitgestellt im äußeren Ring 2 des Kugellagers 1, welche mit der Laufbahnnut 2x in Verbindung stehen und Schmieröl wird bereitgestellt/abgeführt zu bzw. von der Laufringnut 2x, d. h. dem Kugellager 1 über die Schmierölfließpfade. Deshalb kann im Vergleich zu einem herkömmlichen Lager die Menge an Schmieröl, die dem Kugellager 1 zugeführt wird, sowie die Menge an Schmieröl, welches aus dem Kugellager 1 abgelassen wird, genau gesteuert werden. Folglich können eine Beschädigung des Lagers und eine Verschlechterung der Genauigkeit bei der maschinellen Bearbeitung aufgrund eines Überschusses oder eines Mangels an Schmieröl im Lager 1 effektiv verhindert werden und die Menge an Schmieröl, die zu verwenden ist, kann reduziert werden.
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Wird das Schmieröl zugeführt/entladen unter Verwendung der Schmierölfließpfade a bis f, so wird zumindest einer der Schmierölfließpfade a bis f (der Schmierölfließpfad c bei der oben genannten Ausführungsform) als Zuführpfad verwendet und das Schmieröl wird in die Laufbahnnut 2x über den Zuführpfad C zugeführt. Andererseits gilt, dass, wenn Entladungspfade (in der oben genannten Ausführungsform die Schmierölfließpfade b und d), welche das Schmieröl aus anderen Schmierölfließpfaden entladen, ausgewählt werden, um einen Bereich eines Schmierölbetrags zu erzielen, bei dem die Menge an Schmieröl in der Laufbahnnut passend ist, dann das Schmieröl aus den Entladepfaden b und d entladen wird. Genauer gesagt heißt das, dass die Öffnungen der Vielzahl von Schmierölfließpfaden a bis f sich an unterschiedlichen Positionen in Breitenrichtung des Außenrings 2 befinden und dass die Schmierfließpfade, die als Entladepfade verwendet werden, ausgewählt und verändert werden können. Als Ergebnis dessen kann die Menge des Schmieröls im Kugellager 1 auf einfache Weise gesteuert werden durch Auswählen und Ändern der Auslasspfade. Deshalb kann das Einhalten einer geeigneten Menge an Schmieröl im Kugellager 1 mit einem einfachen Aufbau realisiert werden.
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Die sich auf das Lager und die Lagervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beziehenden Aufbauten sind nicht auf die in den Ausführungsformen beschriebenen Aspekte beschränkt und Konfigurationen, die sich auf einen Schaltkreis beziehen, die Steuerung und ähnliches, welche in Verbindung stehen mit dem Lager und oder der Zuführung/dem Ablassen von Schmieröl können je nach Notwendigkeit innerhalb des Schutzbereichs beliebig verändert werden, ohne vom Zweck der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Z. B. ist das in den oben genannten Ausführungsbeispielen verwendete Lager ein Kugellager. Jedoch kann auch ein anderes Lager, bei dem ein Wälzelement zwischen einem Außenring und einem Innenring angebracht ist, z. B. ein Lager wie ein Wälzlager, in welchem ein Wälzelement zylindrisch ausgebildet ist, verwendet werden, ohne Probleme zu verursachen.
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Bei den oben genannten Ausführungsformen wird das Schmieröl einem Bereich in der Nähe einer Wälzkontaktoberfläche unter Verwendung des Schmierölfließpfads zugeführt, welcher im Außenring bereitgestellt ist. Jedoch kann das Schmieröl dem Lager so geführt werden, dass das Schmieröl durch eine Düse oder ähnliches, wie im Stand der Technik, versprüht wird. Auf diese Weise kann, obwohl der Aufbau bei welchen das Schmieröl durch die Düse oder ähnliches zugeführt wird, verwendet wird, der Bereich der Menge an Schmieröl gesteuert werden, wie bei den oben genannten Ausführungsbeispielen beschrieben. Deshalb wird ein Vorteil erzielt, wie z. B. das Einhalten einer geeigneten Menge an Schmieröl im Lager.
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Weiterhin kann in der Ausführungsform ein Schmierölfließpfad bereitgestellt werden um die Außenumfangsoberfläche des Außenrings und bis hin zur Innenumfangsoberfläche des Außenrings zu durchstoßen. So lange jedoch der Schmierölfließpfad Öffnungen in der Nähe einer Wälzkontaktoberfläche aufweist, kann ein Schmierölfließpfad in Verbindung stehen zwischen einer Seitenoberfläche eines Außenrings 2' hin zu einer Innenumfangsoberfläche hiervon oder kann einen T-förmigen Schmierölfließpfad ausbilden, an der Außenumfangsoberfläche und der Innenumfangsoberfläche, wie in 3 gezeigt. Auf diese Weise können die Form oder ähnliches des Schmierölfließpfades beliebig geändert werden.
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Weiterhin können Schmierölfließpfade, die in den Entladepfaden verwendet werden, umgeschaltet werden, unter Verwendung verschiedener Entladepumpen, die in der oben genannten Ausführungsform anzutreiben sind. Jedoch kann der Aufbau, in welchem Entladeröhren mit der Entladepumpe verbunden sind, umgeschaltet werden, unter Verwendung von Umschaltventilen (Auswahlmittel) oder ähnlichen.
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Um den im Außenring befindlichen Schmierölpfließpfad mit der Zuführröhre oder der Entladeröhre zu verbinden, kann die Zuführröhre oder die Entladeröhre direkt in den Schmierölfließpfad eingeführt werden, welcher im Außenring bereitgestellt wird. Alternativ kann ein zweiter Schmierölfließpfad bereitgestellt werden in einem Gehäuse oder einer Drehwellenvorrichtung, um mit der Zuführröhre oder der Entladeröhre verbunden zu werden.
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Zusätzlich werden ein Vibrationssensor, ein Temperatursensor, ein Schalldrucksensor oder ähnliches im Lager bereitgestellt und die durch den Sensor erfassten Ergebnisse können verwendet werden, um zu ermitteln, ob eine Notwendigkeit besteht, Schmieröl zuzuführen, die Entladepfade auszuwählen oder ähnliches.
