DE2402828A1

DE2402828A1 - Vorrichtung zum messen genau bestimmter mengen von fluessigkeiten oder gasen

Info

Publication number: DE2402828A1
Application number: DE2402828A
Authority: DE
Inventors: Guido Van De Moortele
Original assignee: Unitas SA
Current assignee: Industrieautomation Messen-Steuern-Regeln 63 GmbH
Priority date: 1973-01-29
Filing date: 1974-01-22
Publication date: 1974-08-15
Also published as: US3927601A; NL7401223A; LU69250A1; CA1014905A; AT377608B; DE2402828B2; AU6489774A; JPS49107564A; ATA71974A; DE2402828C3; CH582350A5; IT1004798B; JPS573892B2

Description

UNITAS S.S., Rue de la Chapelle 1, Luxemburg (Großherzogtum Luxemburg)

Vorrichtung zum Messen genau bestimmter Mengen von Flüssigkeiten oder Gasen

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung, die es ermöglicht, sehr genau bestimmte Flüssigkeits- oder Gasmengen
mittels eines eines an die Vorrichtung angeschlossenen Zählwerkes zu messen.

Die Vorrichtung kann auch als Dosierapparat zum genauen Dosieren von mehreren Flüssigkeiten oder Gasen Verwendung finden.

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Ein großer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung "besteht darin, daß es trotz seiner Verwendung möglich ist, Flüssigkeiten oder Gase sehr genau zu messen und/ oder zu dosieren. Ein weiterer wichtiger Vorteil besteht darin, daß die Vorrichtung praktisch geräuschlos arbeitet und eine in der Vorrichtung vorgesehene Pumpeinrichtung mit relativ geringer Geschwindigkeit Hin- und Herbewegungen mit kleiner Amplitude ausführt.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Vorrichtung wenigstens zwei verschiedene Kammern eines bestimmten Rauminhaltes aufweist und eine gemeinsame Eintrittsöffnung und eine gemeinsame Austrittsöffnung für die beiden Kammern vorgesehen sind, und zwischen -der Eintrittsöffnung und den beiden Kammern eine Schließeinrichtung zur nacheinanderfolgenden Zufuhr eines flüssigen oder gasförmigen Mediums in jeder der Kammern vorgesehen ist, und zur Steuerung der Austrittsöffnung zwischen dieser und den beiden Kammern eine Schließeinrichtung vorgesehen ist, durch die das aus den .Kammern herausgedrückte flüssige oder gasförmige Medium strömen kann, und daß wenigstens eine Einrichtung zum Herausdrücken des in der gefüllten Kammer enthaltenen flüssigen oder gasförmigen Mediums vorgesehen ist.

Weitere Kennzeichen und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung

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bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die zur Verwendung als Zähleinrichtung für Flüssigkeits- oder Gasmengen oder -Volumina vorgesehene Vorrichtung;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel für den oberen Teil einer Vorrichtung gemäß Fig. 1, die in diesem Fall als Dosierapparat dient;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel für die Betätigungseinrichtung der Auslaßventilanordnung ;

Fig. 4 einen Längsschnitt in vergrößertem Maßstab durch ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Betätigungseinrichtung der Auslaßventilanordnung.

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung, die im vorliegenden Fill mit einem (nicht dargestellten) Zählwerk zusammenarbeitet, eignet sich vorzugsweise als Zähler für Flüssigkeiten oder Gase. Die Vorrichtung weist ein Gehäuse 1 mit darin enthaltenen Kammern 2 bzw. 3 auf. In jeder Kammer ist eine Membran 4 angebracht, mittels derer es möglich ist, die in die Kammer einströmende Flüssigkeit oder das in die Kammer einströmende Gas wieder unter Druck auszustoßen, und zwar derart, daß bei jeder Hin- und Herbewegung der Membran jedes Mal eine genau beruessene Flüssigkeits- oder Gasmenge ausgestoßen wird. Die beiden Membranen sind gegenseitig mittels einer Stange 5 der-

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art verbunden, daß dann, wenn Flüssigkeit oder Gas in eine der Kammern allein einströmt und die entsprechende Membran durch den Fülldruck in dieser Kammer zurückgedrückt wird, die andere Membran der zweiten Kammer unter Druck die in ihr befindliche Flüssigkeit oder das in ihr befindliche Gas nach außen austreten läßt. Zur leichteren Hin- und Herbewegung der Membranen ist in der Wand des jeweils hinter diesen angeordneten Raumes eine Luftaustrittsöffnung 30 vorgesehen. Hierfür könnte man auch einen in axialer Richtung in der Stange 5 verlaufenden Kanal verwenden, der eine gegenseitige Verbindung der beiden hinter den Membranen liegenden Räume ermöglicht. Die Stange 5 ist mittels einer Verbindungsstange 6 verlängert, die mit einem Flüssigkeits- oder Gaszählwerk (nicht dargestellt) gekoppelt ist. Hierdurch wird das Zählwerk bei jeder Hin- und Herbewegung der Membranen in Tätigkeit gesetzt, was eine genaue Messung der nach außen ausgestoßenen Flüssigkeits- oder Gasmenge ermöglicht. Die Flüssigkeit bzw. das Gas tritt alternativ in eine der beiden Kammern 2 und 3 durch eine gemeinsame Eintrittsöffnung 7 ein. Zu diesem Zweck ist quer zu dieser Eintrittsöffnung ein Hohlzylinder 8 mit radialen Öffnungen 9 angebracht. In diesem Zylinder befindet sich außerdem ein doppelt konisch ausgebildetes Ventil 10, welches alternativ von einer Seite der öffnungen 9 zur anderen Seite dieser Öffnungen hin verschiebbar ist. Das Ventil 10 ist leichtgängig verschiebbar auf einer Ventilspindel oder Führungsstange 11 angeordnet, über die zwei Führungshülsen 12 und 13 gegenseitig miteinander verbun-

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den sind. Diese sind in dem erwähnten Hohlzylinder 8 verschiebbar angebracht und jeweils mit einer Reihe radialer öffnungen 14 und einem Dichtring 15 versehen. Das Ventil
10 weist jeweils an seinen gegenüberliegenden Endbereichen ebenfalls Dichtringe 16 und 17 auf, mittels derer man der Reihe nach eine der Führungshülsen 12 bzw. 13 abschließen kann. Die beiden Kammern 2 und 3 sind gegenseitig mittels eines Zylinders 27 verbunden, an den sich eine Austrittsöffnung 18 anschließt, aus der die Flüssigkeit oder das
Gas ausströmen kann. In jeder Öffnung 19 bzw. 20 des
Zylinders 27 ist ein Ventil 21 bzw. 22 angeordnet, über
die bei Öffnungsstellung die aus den Kammern 2 bzw. 3 ausgestoßene Flüssigkeit in die Austrittsöffnung 18 eintreten
kann. Um die Ventile 21 und 22 in Schließstellung zu halten, ist zwischen einem Mittelsteg 23 des Zylinders 27
und einer in jedem Ventil vorgesehenen Vertiefung 21 bzw. 22 eine konische Feder 25 bzw. 26 angeordnet.

Nachfolgend wird die Funktion der beschriebenen Anordnung erläutert. In Ruhestellung der Vorrichtung wird beispielsweise das Ventil 10 infolge der durch die Eintrittsöffnung 7 heranströmenden Flüssigkeit gegen die Eingangsöffnung der. Führungshülse 12 gedrückt, derart, daß keine Flüssigkeit
in die Kammer 2 gelangen kann, die vorher bereits gefüllt worden ist. Die Membran 4 befindet sich dadurch in ihrer
am weitesten ausgelenkten Stellung, derart, daß die Kammer

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2 ihr größtmögliches Volumen hat. Die Flüssigkeit in dem Zylinder 27 und in der durch einen Hahn geschlossenen Austrittsöffnung 18 übt Druck über die Öffnungen 19 und 20 auf die unter Wirkung der Federn 25 und 26 stehenden Ven-' tile 21 und 22 aus, derart, daß keine Flüssigkeit durch die Austrittsöffnung 18 nach außen austreten kann. Weil sich die Membran 4 der Kammer 2 in ihrer am weitesten ausgelenkten Stellung befindet und diese Membran mit der Membran 4 der zweiten Kammer 3 über die Stange 5 verbunden ist, weist gleichzeitig die Kammer 3 ihr kleinstmögliches Volumen auf. Wenn nun der in der Austrittsöffnung 18 vorgesehene Hahn (nicht dargestellt) geöffnet wird, fließt die Flüssigkeit unterhalb der Ventile 21 und 22 ab. Daraufhin erfolgt eine Ventilöffnung und es wird eine Verbindung der Kammern mit der Austrittsöffnung 18 hergestellt. Die Flüssigkeit strömt dann durch die Öffnung 20 aus der gefüllten Kammer 2 zu der Austrittsöffnung 18. Die durch die Eintrittsöffnung 7 und die mit Öffnungen 14 versehene Führungshülse 13 in die Kammer 3 einströmende Flüssigkeit .übt Druck auf die Membran 4 dieser Kammer aus, wodurch sich deren Volumen vergrößert. Gleichzeitig verschiebt sich die Verbindungsstange 5 und damit die Membran 4 der Kammer 2 derart, daß die ganze in der Kammer 2 befindliche Flüssigkeit herausgedrückt wird und durch die Öffnung 18 austritt. Wenn die Membran 4 die Kammer 2 auf ihr kleinstmögliches Volumen gebracht hat, ist durch die Austrittsöffnung 18 eine Flüssigkeitsmenge ausgetreten, die der aus der Kammer 2 verdrängten Flüs-

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sigkeitsmenge und einer gleichen Flüssigkeitsmenge, die während des Füllvorgangs der Kammer 3 durch die Kammer 3 und die Öffnung 19 des Zylinders 27 durchgetreten ist, entspricht. Während sich die Membran 4 der Kammer 2 verschiebt, wird Druck auf die Führungshülse 12 ausgeübt, der bewirkt, daß sich das Ventil 10 bis jenseits der radialen Öffnung 9 des Hohlzylinders 8 verschiebt. Die Flüssigkeit, die ständig durch die Eintrittsöffnung 7 heranströmt, drückt jetzt das Ventil 10 gegen die andere Führungshülse 13, derart, daß in diese keine Flüssigkeit mehr eintreten kann. Der Zugang zu der zuerst abgeschlossenen Führungshülse 12 ist jetzt geöffnet, und die Flüssigkeit kann in die soeben geleerte Kammer 2 eintreten, worauf sich die oben beschriebene Arbeitsweise der Reihe nach in den beiden Hälften der Vorrichtung wiederholt. Es wird somit jedes Mal durch die Austrittsöffnung 18 eine genau bestimmte Flüssigkeitsmenge nach außen geleitet, die in einfacher Weise dadurch gemessen werden kann, daß "beispielsweise auf der Verbindungsstange 5 die Stange 6 angeordnet wird, die in einer Hin- und Herbewegung ein (nicht dargestelltes) Zählwerk betätigt.

Ersetzt man die erwähnte Stange 6 und das Zählwerk durch eine radiale Öffnungen 29 aufweisende Hohlstange 28, die beispielsweise in der Kammer 2 endet, wie es Fig. 2 zeigt, kann man durch die Hohlstange 28 der gemessenen Flüssigkeit eine Ergänzungsflüssigkeit hinzufügen. Die Gesamtanordnung kann somit als Dosierapparat verwendet werden.

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Die Teile können in anderer Form und Gestalt als beschrieben ausgebildet sein, und ihre Anordnung kann bei verschiedenen Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Vorrichtung variieren. Es bedarf auch keiner Erwähnung, daß die vorstehend beschriebenen Teile durch andere Teile ersetzt werden können, die zur Erreichung des gleichen Ziels geeignet sind, und daß die Vorrichtung noch durch weitere Teile ergänzt werden kann, die zu einer Verbesserung der Funktion in der Praxis geeignet sind. So könnten beispielsweise die Membranen durch einen Kolben ersetzt werden, in dem die Betätigungseinrichtungen 8 bis 17 der Ventilanordnung zur Steuerung des Flüssigkeitszuflusses in die Kammern 2 und 3 eingebaut sein könnten. Das Ventil 10 der vorgeschriebenen Anordnung könnte auch·als Kugel ausgebildet sein, und sowohl die Betätigungseinrichtung für die Eingangsventilanordnung als auch die Betätigungseinrichtung für die Auslaßventilanordnung könnten durch andere Bauarten, mit denen das gleiche Ziel erreicht werden kann, ersetzt werden. Eine weitere Ausführungsmöglichkeit der Betätigungseinrichtung 19 bis 27 für die Auslaß ventilanordnung könnte beispielsweise darin bestehen, daß man von dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel Gebrauch macht. Diese Einrichtung, bei der der Druck auf die beiden Ventile 21 und 22 genau verteilt wird, weist den Vorzug auf, geräuschlos zu arbeiten und praktisch vor jeder Störung geschützt zu sein. Wie ersichtlich, können die öffnungen 19 und 20 durch die Ventile 21 und 22 gleichzeitig geschlossen oder geöffnet werden. Diese Ventile sind

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an einem gemeinsamen Quersteg 32 angebracht, der außerdem mit einer Führungsstange 31 versehen ist, die in eine entsprechend zylindrisch gestaltete Lageröffnung 33 eingelassen ist. Normalerweise werden die beiden Ventile durch eine zwischen dem Quersteg 32 und einem feststehenden Teil der Ventilbetätigungseinrichtung angeordnete konische Feder 25 gegen die öffnungen 19 und 20 gedrückt. Die Anordnung arbeitet so, wie es bereits anhand des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde. An Stelle der sich gleichzeitig öffnenden und schließenden Ventile 21 und 22 könnte man auch zwei Ventile versehen, die der Reihe nach eine der Öffnungen 19 und 20 des Zylinders. 27 derart schließen wurden, daß jedes Mal eine einzige der gefüllten Kammern 2 bzw. 3 der Reihe nach entleert würde. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, können die mit Federn 25 und 26 versehenen Ventile zwischen zwei Scheiben 35 und 37 angeordnet sein, die untereinander mittels einem oder mehreren Elementen 34 verbunden sind, und die jeweils eine öffnung 36 bzw. 38 aufweisen. Jede öffnung kann durch das ihr zugeordnete Ventil 21 oder 22 geschlossen werden. Die ganze Anordnung 1st axial verschiebbar in einem Zylinder 40 angeordnet» der zum einen zwei Zutrittsöffnungen 19 und 20: und zum anderen eine Austrittsöffnung 13 aufweist. Mittels Dichtelementen 39 beliebiger Form kann zwischen den Scheiben 35 u^cL 57 und dem Zylinder 40 ein wirksamer Verschluß erzielt werden. Fig. 4 zeigt deutlich, daß die In die Kammer 3 einströmende Flüssigkeit Druck auf die Scheibe 37 ausübt, die sich daraufhin derart axial in dem Zylinder 40

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verschiebt, daß das Ventil 21 niedergedrückt wird und die Öffnung 33 verschlossen wird; daraus folgt, daß aus der Kammer 3 keine Flüssigkeit durch die Austrittsöffnung herausströmen kann, während die aus der Kammer 2 herausgedrückte Flüssigkeit durch die Austrittsöffnung 18 ausströmt. Es bedarf keiner näheren Erläuterung, daß zahlreiche andere Ausführungsformen im Rahmen der Erfindung möglich sind.

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Claims

Patentansprüche

1.) Vorrichtung zum Messen genau bestimmter Mengen von Flüssigkeiten oder Gasen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung wenigstens zwei verschiedene Kammern (2,3) eines bestimmten Rauminhaltes aufweist und eine gemeinsame Eintrittsöffnung (7) und eine gemeinsame Austrittsöffnung (13) für die beiden Kammern vorgesehen sind, und zwischen der Eintrittsöffnung (7) und den beiden Kammern (2,3) eine Schließeinrichtung (8 bis 17) zur na clieinanderf olg enden Zufuhr eines flüssigen oder gasförmigen Mediums in jede der Kammern (2,3) vorgesehen ist, und zur Steuerung der Austrittεöffnung (18) zwischen dieser und den beiden Kammern (2,3) eine Schließeinrichtung (19 bis 27) vorgesehen ist, durch die das aus den Kammern (2,3) herausgedrückte flüssige oder gasförmige Medium strömen kann, und daß wenigstens eine Einrichtung (4) zum Herausdrücken des in der gefüllten Kammer enthaltenen flüssigen oder gasförmigen Mediums vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Einrichtung (4) zum Herausdrücken des unter Druck stehenden flüssigen oder gasförmigen Mediums aus der gefüllten Kammer ein Zählerwerk verbunden ist, über das die Menge des herausgedrückten flüssigen oder gasförmigen Me-■ diums gemessen werden kann.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

'mit der Vorrichtung eine Dosiereinrichtung zum Hinzufügen wenigstens eines flüssigen oder gasförmigen Mediums verbunden ist, derart, daß die Vorrichtung als Dosierapparat dienen kann.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließeinrichtung zur nacheinander folgenden Zufuhr eines flüssigen oder gasförmigen Mediums in jede Kammer (2,3) ein Ventil (10) aufweist, das die gefüllte Kammer abschließt, und daß eine Einrichtung (4 und 11 bis 17) zum Verschieben dieses Ventils gegen die andere Kammer und zum Verschließen dieser Kammer vorgesehen ist, wenn die zuerst abgeschlossene Kammer geleert ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur nacheinander folgenden Zufuhr eines flüssigen oder gasförmigen Mediums in jede Kammer (2,3) einen mit radialen Öffnungen (9) versehenen und quer zur Eintrittsöffnung (7) angebrachten Hohlzylinder (8) aufweist, und daß ein Ventil (10) vorgesehen ist, das in diesem Hohlzylinder von einer Seite der Öffnung (9) zur anderen axial verschiebbar ist und unter der Druckwirkung des von dem Ventil abströmenden flüssigen oder gasförmigen Mediums der Reihe nach eine der Endseiten des jeweils die Eintrittsöffnung für die Kammern (2,3) bildenden Hohlzylinders verschließt, und daß ei-

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ne Einrichtung (4 und 11 bis 17) zwischen jeder Kammer
und dem Ventil (10) vorgesehen ist, um das Ventil auf
die andere Seite der radialen zylindrischen Öffnungen
(9) zu bewegen, wenn die geschlossene Kammer geleert
ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der mit radialen öffnungen (9) versehene
Hohlzylinder (8) fest vor der Eintrittsöffnung (7) angebracht ist, und daß in seinen beiden Seiten je eine axial verschiebbare und mit Durchgangsöffnungen (14) versehene Führungshülse (12, 13) vorgesehen ist und die Führungshülsen miteinander über eine Führungsstange (11) oder Ventilspindel verbunden sind, auf der das Ventil (10) so angebracht ist, daß es zwischen den Führungshülsen verschiebbar ist und die beiden Führungshülsen mit dem Ventil in dem Zylinder (8) mittels der Einrichtung (4) zum
Leeren der gefüllten Kammer von einer Seite der Öffnungen (9) zur anderen verschiebbar sind, wobei infolge der Wirk\mg dieser Einrichtung auf das gasförmige oder flüssige Medium in der vollen, zu leerenden Kammer ein Druck ausgeübt wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (10) zweiseitig konisch ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für die-Steuerung der Austrittsöffnuag (18)

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einen mit der Austrittsöffnung in Verbindung stehenden und die beiden Kammern (2,3) gegenseitig verbindenden Hohlzylinder (27) aufweist, und zwar eine Vorrichtung, in der ein Ventil (21, 22) mit jeder Eintrittsöffnung zusammenwirkt, und zwischen den Ventilen (21, 22) und dem Zylinder (27) wenigstens eine Feder (25, 25) zum Halten der Ventile in Schließstellung angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die für eine Steuerung der Ausgangsöffnung (18) vorgesehene Schließeinrichtung Einrichtungen zum simultanen Herausdrücken des in den Kammern (2, 3) enthaltenen flüssigen oder gasförmigen Mediums durch die Austrittsöffnung (18) aufweist.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und S, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Steuerung der Austrittsöffnung (18) vorgesehene Schließeinrichtung Einrichtungen zum Herausdrücken des flüssigen oder gasförmigen Mediums aus einer einzigen der Kammern (2, 3) durch die Austrittsöffnung (18) aufweist.

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Steuerung der Austrittsöffnung (18) vorgesehene Schließeinrichtung, mittels derer das flüssige oder gasförmige Medium aus den Kammern (2, 3) heraus-

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drückbar ist, einen Raum aufweist, an den einerseits die Austrittsöffnung (19,20) einer jeden Kammer (2,3) angrenzt, und der andererseits mit der gemeinsamen Austrittsöffnung (18) verbunden ist und einen gemeinsamen Quersteg (32) aufweist, auf dem die zum Schließen der Austrittsöffnungen (19, 20) vorgesehenen Ventile (21, 22) über eine Führung des Quersteges und der Ventile ermöglichende Führungseinrichtung (31, 33) befestigt sind, und zwischen dem feststehenden Teil (27) der Ventilbetätigungseinrichtung und dem Quersteg (32) zum Halten der Ventile (21, 22) in ihrer Schließstellung eine Feder (25) vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Herausdrücken des in der gefüllten Kammer enthaltenen flüssigen oder gasförmigen Mediums eine in jeder Kammer (2,3) vorgesehene Membran (4) aufweist, und die Membranen gegenseitig in derartiger Verbindung stehen, daß bei einer Verschiebebewegung der Membran derjenigen Kammer, der das flüssige oder gasförmige Medium zugeführt wird, sich die Membran der anderen Kammer gleichzeitig um das gleiche Maß verschiebt, derart, daß das in dieser Kammer befindliche flüssige oder gasförmige Medium durch den somit erzeugten Druck herausgedrückt wird.

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