DE2000284A1 - Vorrichtung zum Zufuehren einer Fluessigkeit in fliessendes Druckwasser - Google Patents
Vorrichtung zum Zufuehren einer Fluessigkeit in fliessendes DruckwasserInfo
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Description
Dipl.-Ing. H. Sauerland ■ Dn.-Ing. R. König Patentanwälte · <4ooo Düsseldorf · Cecilienallee 78 · Telefon 43Ξ7 3Ξ
Unsere Akte; 25 490 3. Januar 1970
IIl/Ro
Herr Thomas Henry Baggaley, 34, Rotschild Street, ssssassssssssssssszBssssssssssssaasssassassssssss
London, S.E·27» England
"Vorrichtung gum Zuführen einer Flüssigkeit In
i
fließendes Druckwasser"
Die Erfindung bezieht sich auf eine zum Zuführen einer Flüssigkeit in innerhalb einer Leitung fließendes
Druckwasser geeignete Vorrichtung, die aus einer druckflüssigkeitsbetätigten Pumpe mit einer für den
flüssigen Zusatz dienenden Pumpenkammer besteht, die durch die eine Seite eines Pumpelementes begrenzt ist,
dessen andere Seite von durch ein Ventil steuerbarer Arbeitsflüssigkeit beaufschlagt wird, wobei das Ventil
durch einen in der Druckwasserieitung liegenden Strömungsmesser derart gesteuert wird, daß durch eins pulsierende
Menge der Arbeitsflüseigkeit das Pump®leaent
einen Förderhub und nach Freigabe dia.ier Meng® «inen
Rückhub durchführt, wobei die Häufigkeit der Impuls®
und damit der Ausstoß d©r Pump® von d@i° BisreWlußm®ng·
des Wassers durch den Strömungsmesser abhängt; so daS
dem Wasser eine konstant« Teilmenge &®s flüssigen Zusatzes
zugeführt wird·
Bti. .einer derartigen aus· der britiecHisa
1 117 516 bekannten Vorrichtung besteht' das
ment aus einer nachgiebigen Membran«· Bisse Membran®
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besitzt auf ihren beiden Seiten gleiche wirksame Flächen, so daß die ArbeitsflUssigkeit auf die gleiche
Fläche einwirkt, wie der flüssige Zusatz in der Pumpenkammer. Es ist daher wesentlich, daß der Druck der
ArbeitsflUssigkeit größer ist als der Druck, gegen den die Flüssigkeit gepumpt wird, da der Druck der Arbeitsflüssigkeit den RUckdruck der Flüssigkeit sowie die
Elastizität der Membrane Überwinden muß, um die Membrane durchzubiegen und einen Pumpenhub durchzuführen«
Die bei bekannten Vorrichtungen dieser Art benutzte ArbeitsflUssigkeit ist im allgemeinen Luft. Hierdurch
wird aber die Benutzung der Vorrichtung sehr stark beschränkt, nämlich nur dort, wo Luft in ausreichender
Menge und unter hohem Druck zur Verfügung steht·
Auf Bauernhöfen und in Treibhäusern steht jedoch im
allgemeinen unter Druck stehende Luft nicht zur Verfügung, so daü die bekannte Vorrichtung daher nicht
sum Zuführen eines flüssigen Zusatzes, wie a»B. eines flüssigen Düngemittels oder Unkrautvertilgungsmittels
in das Berieselungswasser in landwirtschaftlichen oder gärtnerischen Betrieben geeignet ist« Die Erfindung
geht daher τοπ der Aufgabe aus, auch in den vorgenannten Fällen ein flüssiges Zusatzmittel einem innerhalb
einer Leitung unter Druck fließenden Wasser zusetzen,
zu können, wobei die einzig vorhandene Druckkraft zum Betätigen der Pumpe in dem durch die Leitung zügeführten Wasser selbst liegt.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Pumpelement als federbelaπ teter Plunger mit zwei miteinander verbundenen Kolben unterschiedlichen Durchmessers ausge-
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bildet ist, wobei der den kleineren Durchmesser aufweisende Kolben mit seiner einen Stirnfläche die Pumpenkammer
und die Stirnfläche des den größeren Durchmesser aufweisenden Kolbens eine Kammer begrenzt; die
mit der Druckwasserleitung in der Weise verbunden ist, daß ein Teil des durch diese Leitung fließenden Wassers
die Arbeitsflüssigkeit bildet und der flüssige Zusatz unter Ausnutzung des Wasserdrucks in das Wasser
gepumpt wird»
Es ist ersichtlich, daß, da ein Teil des unter Druck
fließenden Wassers als Arbeitsflüssigkeit dient, dieses auf eine größere Fläche als die, das zu pumpende
Zusatzmittel einwirkt« Auf diese Weise ergibt sich durch die Wirkung des Druckwassers eine unausgeglichene
Kraft, die ausreicht, um die Wirkung des federbelasteten Plungers ebenso wie die Reibungskraft der beiden
Kolben in ihren Zylindern zu überwinden·
Torzugsweise sind die beiden den Plunger bildenden Kolben über eine Kolbenstange miteinander verbunden,
die durch die Öffnung einer Trennwand hindurchgeführt ist, die zwei die Kolben beweglich aufnehmende Zylinder
voneinander trennt. Der den kleineren Durchmesser aufweisende Zylinder schließt die Pumpenkammer ein, während
der den größeren Durchmesser aufweisende Zylinder an einer Seite des größeren Kolbens die Kammer bildet,
die mit der Druckwasserleitung verbunden ist. Auf der anderen Seite des größeren Kolbens nimmt der größere
Zylinder eine Schraubendruckfeder auf, die an der Zwischenwand und dem den größeren Durchmesser aufweisenden
Kolben abgestützt ist· Zur Veränderung des Förderhubs des Plungers ist in dem den kleineren Durchmesser auf-
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weisenden Zylinder ein austauschbarer oder einstellbarer Anschlag Torgesehen· Hierdurch kann der Anteil
des dem Druckwasser zugefUhrten Zusatzmittels eingestellt werden.
Ein bevorzugtes AusfUhrungsbeispiel der Erfindung ist
in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Figt 1 einen senkrechten Schnitt durch die Pumpenkammer und die benachbarten Teile der Pumpe,
Flg. 2 einen der Fig. 1 entsprechenden Teilschnitt
durch die Pumpenkammer, Jedoch in einer abgeänderten Ausführungsform,
in einem gegenüber den Fig. 1 und 2 kleineren Haßstab,
FIg1 k einen elektrischen Kreis zweier der Pumpe zugeordneter Elektromagnetventile sowie einen
einen weiteren Teil der Vorrichtung bildenden drehbaren Strömungsmesser mit einem Nocken
und
Fig. 5a und 5b
abgeänderte AusfUhrungsformen von Nocken, die
gegen den in Fig. 4 gezeigten Nocken ausgetauscht werden können.
Die Pumpe besitzt einen oberen Zylinder 1 mit einem kleineren Durchmesser und einen unteren Zylinder 2 mit
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einem größeren Durchmesser· Zwischen den beiden Zylindern 1 und 2 befindet sich eine Trennwand 3, die eine
Öffnung 4 aufweist und gegenüber den Zylindern 1 und durch Dichtringe 4a abgedichtet ist· Das obere Ende
des oberen Zylinders 1 1st unter Zwischenschaltung eines Dichtringes 6 durch ein Spritzguß-Verschlußstück
5 und das untere Ende des unteren Zylinders 2 unter Zwischenschaltung eines Dichtringes 8 durch ein entsprechendes VerschlußstUck 7 abgeschlossene Die von
den Zylindern 1 und 2, der Trennwand 3 und den VerschlußstUcken 5 und 7 gebildete Hontageeinheit wird
von vier Klemmschrauben 9 zusammengehalten, von denen in Fig. 1 zwei gezeigt sind. Die mit Gewinde versehenen
unteren Enden der Spannschrauben 9 sind in mit einem entsprechenden Gewinde versehene Sacklöcher des Verschlußstücks 7 eingeschraubt, während die ebenfalls
mit Gewinde versehenen oberen Enden der Spannschrauben 9 nach Hindurchstecken durch in VorsprUngen des Verschlußstücks 5 vorgesehenen Löchern mit Muttern 10 verschraubt sind· Durch Anziehen der Muttern 10 kann die
ganze Einheit zusammengehalten werden·
Die Zylinder 1 und 2 enthalten einen Plunger in Gestalt der Kolben 11 und 12, die durch eine Kolbenstange
13 miteinander verbunden sind. Der Kolben 11 ist doppeltwirkend und besitzt zwei gegenüberliegende napfförmig· Manschetten 14 und 15, die durch eint steif·
Metallunterlegecheibe 16 voneinander getrennt sind·
Der Kolben 12 ist einfachwirkend und besteht aus einer Manschette 17 nit einer Abstützscheibe 18«
Innerhalb des Zylinders 2 1»t sine Schraubradruckf«der
19 untergebracht, die zwischen dtr Unterstitt der
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Trennwand 3 und der Oberseite der Abstutzscheibe 18
wirkt. Die Feder 19 versucht, den gesamten Plunger nach unten in die in Fig· 1 gezeigte Stellung zu
bringen, in welcher der Kolben 11 an der Oberseite der Trennwand 3 anliegt. Ein oberhalb des Kolbens 11
innerhalb des Zylinders 1 liegender Raum 20 bildet eine Pumpenkammer, die mit einer Bohrung 21 im VerachlußstUck 5 in Verbindung steht. Die Bohrung 21 ist
ihrerseits mit weiteren Bohrungen 22 und 23 verbunden, die FlUssigkeltseinlafl- und -auslaflkanäle der Pumpe
bilden. An den Einlaflkanal 22 ist Über ein Rückschlagventil 25 eine Einladleitung 24 angeschlossen, während
in ähnlicher Weise Über ein Rückschlagventil 27 eine
Auslaßleitung 26 mit dem Kanal 23 verbunden ist·
Ein unterhalb des Kolbens 12 innerhalb des Zylinders 2 liegender Raum 28 bildet eine Arbeitsflüssigkeitskammer, die mit einer Bohrung 29 im Verschiußstück 7
in Verbindung steht. Das VerschlusstUck 7 besitzt ebenfalls einen Einlaökanal 30 und einen Auslaßkanal
31 für die ArbeitsflUssigkeit. Eine Zuführleitung 32 für die ArbeitsflUssigkeit ist über ein Elektromagnetventil 33 mit dem Kanal 30 und eine Ablaflleitung 34
über ein zweites Elektromagnetventil 35 mit dem Kanal 31 verbunden. Die Ablaßleitung 34 steht mit der öffnung 4 in der Trennwand 3 in Verbindung und somit mit
den Räumen zwischen den Kolben 11 und 12 innerhalb der Zylinder 1 und 2, so daß diese Räume immer von Wasser
durchspUlt werden.
Die Ventile 33 und 35 sind innerhalb eines Kreises mit einem Umschalter verbunden, durch den Jeweils ein Ventil erregt und das andere nicht erregt v/erden kann· Das
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bedeutet, daß zu jeder Zeit das Einlaßventil geöffnet und das Auslaßventil geschlossen ist oder umgekehrt·
Bei erregtem Ventil 33 wird Arbeitsflussigkeit unter
Druck dem Raum 28 zugeführt,, so daß die Kammer 28 mit
unter Druck stehender Arbeitsflüßsigkeit gefüllt wird
und dadurch der Plunger entgegen der Wirkung d©r Feder
19 nach oben gedrückt wird«, Wenn dies geschieht, vollführt der Kolben 11 einen Förderhub, wodurch Flüssigkeit
aus der Pumpenkammer 20 über das Rückschlagventil 27 gefördert wird. Wenn danach das Ventil 33 nicht erregt,
jedoch das Ventil 35 erregt wird, kehrt der Plunger unter Wirkung der Feder 19 in seine in Pig· 1 gezeigte
Stellung zurück, wobei durch den Kolben 12 die Arbeitsfähigkeit über dcss Ventil 35 ausgestoßen wird.
Wenn der doppelt wirkende Kolben 11 unter der Wirkung
der Feder 19 nach unten bewegt wird, gelangt über das
Rückschlagventil 25 weitere Flüssigkeit in die Pumpenkammer 20.
Das Verschlußstück 5 besitzt eine weitere Bohrung 38, die durch einen Stopfen 39 verschlossen ist. Der
Stopfen 39 besitzt einen gerändelten Kopf 40, mit dessen Hilfe der Stopfen 39 von Hand in die Bohrung
eingeschraubt bzw· aus dieser herausgeschraubt werden kann. Der nach oben gehende Förderhub des Plungers
wird dadurch begrenzt, daß das obere Ende 42 der Kolbenstange 13 mit der Unterseite des Stopfens 39 in Berührung
gelangt. Um den Förderhub zu verkleinern und damit das Volumen der gepumpten Flüssigkeit je Hub zu
verringern, kann der Stopfen 39 durch den in Fig. 4 gezeigten Stopfen 39a ersetzt werden. Der Stopfen 39a
trägt einen Zapfen 41, der sich durch die Bohrung 21 nach unten in die Kammer ZO erstreckt. Bei eingesetz-
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tem Stopfen 39a wird der Förderhub des Plungers dadurch begrenzt, daß das obere Ende 42 der Kolbenstange
13 mit der Stirnfläche 43 des Zapfens 41 in Berührung gelangt. Die Pumpe kann mit einer Reihe von verschiedenen Stopfen 39 ausgerüstet sein, die Zapfen verschiedener Länge besitzen und so nach Bedarf die Einstellung
eines entsprechenden Förderhubs der Pumpe ermöglichen· Anstatt austauschbarer Stopfen ist es natürlich möglich, den Stopfen 39 mit einem Gewindeteil zu versehen,
das in die Bohrung 38 eingeschraubt wird, wobei das innere Ende des mit Gewinde versehenen Teils einen Anschlag bildet. Auf diese Weise wird durch mehr oder weniger weites Ein- oder Ausschrauben ebenfalls ein verstellbarer Anschlag gebildet.
Die in Fig. 3 wiedergegebene Vorrichtung dient dazu, um flüssiges Düngemittel von einem Aufbewahrungsbehälter bzw. Tank 44 einem Strom Berieselungswasser zuzuführen, das unter Druck durch die Leitung 45 fließt.
Zu diesem Zweck führt die Einlaßleitung 24 der Pumpe bis in den Tank 44, so daß über einen Filter 46 flüssiges Düngemittel aus dem Tank 44 angesaugt werden kann.
Die Pumpenauslaßleitung 26 ist über ein Absperrventil
47 mit der Leitung 45 verbunden. Die der Zuführung von
ArbeitsflUssigkeit zu der Pumpe dienende Leitung 32 ist ebenfalls mit der Leitung 45 verbunden· Diese Verbindung liegt in Durchflußrichtung des Wassers gesehen
vor der Verbindung der Leitung 26 und geschieht ebenfalls mit Hilfe eines Absperrventils 48. Von der Öffnung 4 führt eine Leitung 34a zu einem Ablauf 48a·
Zwischen den Verbindungsstellen der Leitungen 26 und 32 besitzt die Leitung 45 einen Umlaufströmungsmesser
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■" 9 —
49 nach Art einer Turbine, beispielsweise einen "Leeds"-Strömungsmesser, Um für Wartungszwecke den
Strömungsmesser 49 von der Leitung 45 abschließen zu
können, während der Durchfluß durch die Leitung 45
aufrechterhalten bleibt, sind unmittelbar vor und hinter dem Strömungsmesser 49 weitere Absperrventile
50, 51 sowie eine Umgehungsleitung 52 mit einem Absperrventil 53 angeordnet.
Der Strömungsmesser 49 ist anstatt mit von durch seine drehbare Welle angetriebenen Anatigern zum Registrieren der gesamten WasserdurchfluÖmenge mit einem
drehbaren Nocken 54 versehen, der in Fig. 4 dargestellt
ist. Der drehbare Nocken 54 besitzt ein Nachfolgaelement
in Gestalt eines Betätigungsarmes 55 eines Zwelwege-Mikroumschalters
56. Wie aus Fig· 4 hervorgeht, ist der Mikroschalter 56 durch eine Leitung 57 mit dem
einen Pol eines Doppeliaoliersehalters 58 sowie durch
weitere Leitungen 59 und 60 mit dan beiden Elektromagnetventilen
33 und 35 verbunden» Der Krois der beiden Ventile 33 und 35 zurück zum Schalter 58 wird durch
eine gemeinsame Leitung 61 vervollständigt* Wenn der
Schalter 58 durch eine Stromzuführung 62 geschlossen 1st, werden die Ventile 33 und 35 wechselweise erregt,
und zwar so, wie dar Nocken 54 mit dem Mikroschalter 56 zusammenwirkt, was von der Umdrehung dar Welle das
Ströaungea«8sers 49 abhängt· Dar in FIg, 4 wiedergegeben· Nocken 54 btsitat einen einzigen Voi'sprung 63,
der bei jeder Umdrehung der Welle da® 3tr&aiungeiaes°~
sere 49 tin einmaliges IMSehalten d®s Mikroschalterβ
56 bewirkt· Auf diese Weisa bildet der Strömungsiaessar
49 di· Steuerung für di© Bltktroiaagn« tren-bile 33
351 s0 d*S d«r«n Schalthäufigkei fc
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durch dia Leitung 45 fließenden Wassers abhängt. Wenn
die Durchflußmenge ansteigt, erhöht sich entsprechend auch die Schalthäufigkeit der Ventile) damit ergibt
sich eine größere Menge flüssigen Düngemittels, das vom Tank 44 in die Leitung 45 eingepumpt wird. Auf
diese Weise wird der Anteil des flüssigen Düngemittels, das dem in der Leitung 45 fließenden Wasser zugeführt
wird, konstant gehalten. Der ,jeweils tatsächlich zugefUhrte
Anteil kann durch Einsetzen des Stopfens 59a anstatt des Stopfens 59 geändert werden, da sich dadurch
der Förderhub des Plungers der Pumpe ändert» Der Anteil des augeführten flüssigen Düngemittels kann
auch dadurch verändert werden, daß der in Fig. 4 wiedergegeben«? Nocken 54 entweder durch den in Fig· 5a
dargestellten Hocken 54a oder durch den in Fig, 5b dargestellten Nocken 54b ersaUt wird· Der Nocken 54a
besitzt stwei Vorsprung» 63a, dar Nocken 54b vier Vorsprung»
65b> Daraus ergibt sich, daß durch den Nocken
54a für Jede Umdrehung der Wolle des Stiömungsmessers
49 der Hub Jsr Puanps verdoppelt und damit auch die
Mengt» des dem Wasser sugefUhrtan flüssigen Düngemittels
verzwelfacht wird, während durch den Nocken 54b die zugeführte Menge nochmals verdoppelt wird*
Anstelle von awoi getrennten, iLt awei Öffnungen versehenen
ElektromagnetventiLtm 53, 35 kann auch ein einziges,
mit droi Öffnungen /erη neues Ventil benutzt
werden* Das Vqαtil let darm mlc dem Kanal 50 und den
balden Leitungen 32 »und 54 vsi nmden, während auf den
Kanal 51 verzichtet werden kai .i, Wenn daa Ventil erregt
wird, wird ein« Verbindung awinohm Iti.ii 'f*tnal 30
und dar IaI tiuig 32 h«rgj»t«Lit,( warm tUa ivutLl. nicht
erregt Ist, b«iteht ölrie Vnrb ladung awl;» um iom Kanal
0 0 Ii 0 7 9 / Π λ Π
50 und der Leit\ing 34.
Ytam die Pumpe zum Zuführen von flüssigem Düngemittel
oder anderer Flüssigkeit» die Yerdampfungsablagerungen
hinterläßt, benutzt wird, besteht die Gefahr, daß die Manschette 17 festklebt, sofern die Pumpe für eine
längere Zeit nicht in Betrieb ist. Dies beeinträchtigt die Arbeitsweise der Pumpe und führt zu einer schnellen
Beschädigung der Manschette 17» so daß mit einem Ausfall der Pumpe gerechnet werden muß. Dieses Problem
wird dadurch völlig vermieden, daß' die Zylinder 1 und 2 durch Wasser von der Ablaufleitung 34 aus gespült
an werden· Jegliche Flüssigkeit, die die Manschette 17
gelangt, wird ausgewaschen, und ein Austrocknen in den Räumen zwischen den Solben 11 und 12 ist nicht
möglich.
009829/114
Claims (1)
- Herr Thomas Henry Baggaley, 34, Rotschild Street,aSS8:SBBSBSSSSaSSSSS:3S8SSeSBSBSBS:SSSS=BBSSSBSBBLondon, S.E.27, Englandsaasascaaassasaasssasaaass:Patentansprüche :) Vorrichtung zum Einspeisen eines flüssigen Zusatzes in durch eine Leitung fließendes Druckwasser, bestehend aus einer druckflüssigkeitsbetätigten Pumpe mit einer für den flüssigen Zusatz dienenden Pumpenkammer, die durch die eine Seite eines Pumpelementes begrenzt ist, dessen andere Seite von durch ein Ventil steuerbarer ArbeitsflUssigkeit beaufschlagt wird, wobei das Ventil durch einen In der Druckwasserleitung liegenden Strömungsmesser derart gesteuert wird, daß durch eine pulsierende Menge der ArbeitsflUssigkeit das Pumpelement einen Förderhub und nach Freigabe dieser Menge einen RUckhub durchführt, wobei die Häufigkeit der Impulse und damit der Ausstoß der Pumpe von der Durchflußmenge des Wassere durch den Strömungsmesser abhängt, so daß in das Wasser eine konstante Teilmenge des flüssigen Zusatzes eingespeist wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpelement als federbelasteter Plunger mit zwei miteinander verbundenen Kolben (11, 12) unterschiedlichen Durchmessers ausgebildet ist und der den kleineren Durchmesser aufweisende Kolben (11) mit seiner einen Stirnfläche die Pumpenkammer (20) und die Stirnfläche des den größeren Durchmesser aufweisenden Kolbens (12) eine Kammer (29) begrenzen, die mit der Druckwasserleitung (45) in der Weise verbunden ist,009829/11daß ein Teil des durch diese Leitung (45) fließen« den Wassers die Arbeitsflüssigkeit bildet und der flüssige Zusatz unter Ausnutzung des Wasserdruckes in das Wasser gepumpt wird·2« Torrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kolben (11, 12) über eine Kolbenstange (13) mitein ander verbunden sind, die durch eine öffnung (4) einer Trennwand (3) hindurchgeführt ist, die zwei die Kolben (11, 12) beweglich aufnehmende Zylinder (1, 2) voneinander trennt, wobei der den kleineren Durchmesser aufweisende Zylinder (1) die Pumpenkam mer (20) einschließt und der den größeren Durchmes ser aufweisende Zylinder (2) eine Schraubendruckfeder (19) aufnimmt, die zwischen der Zwischenwand (3) und dem den größeren Durchmesser aufweisenden Kolben (12) wirksam ist.3« Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen austauschbaren und/oder einstellbaren Anschlag (41) Innerhalb des den kleineren Durchmesser aufweisenden Zylinders (D.4· Torrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dai die Arbeitsflüssigkeit steuernde Ventil als Elektromagnetventil (33) ausgebildet ist und der Strömungsmesser (49) zur Steuerung der Schalt»- häufigkeit des Elektromagnetventile (33) einen drehbaren Nocken (54) aufweist, der mit einem Ml« kroschalter (56) in einem Erregerkreis des Elsj0 0 9 « 2 9 / 1 14 0magnetventil (33) zusammenwirkt.5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (54) zur Änderung des Verhältnisses der Drehgeschwindigkeit des Strömungsmessers (49) und der Schalthäufigkeit des Ventils (33) zwecks Änderung des Anteils des den in der Druckwaseerleitung (45) fließenden Wassers zügeführten flüssigen Zusatzes gegenüber anders gestaltete Nocken (54a, 54b) austauschbar ist·6· Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des die Arbeiteflüssigkeit bildenden Wassers durch einen zwischen den Kolben (11, 12) in den Zylindern (1, 2) liegenden Raum ableitbar ist.Ü09H?:)/IUflLeerseite
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