DE2435633A1 - Vorrichtung zum abgeben kleiner mengen aufgeschlaemmter schmiermittel - Google Patents

Description

Vorrichtung zum Abgeben kleiner Mengen aufgeechlämmter Schmiermittel

Die Erfindung betrifft das Abgeben geregelter Flüßsigkeitsmengen und betrifft insbesondere das Abgeben flüssiger Schmiermittel . Die Erfindung ist von beeonderem Vorteil bei der Abgabe geregelter Mengen aufgeschlämmter Schmiermittel mit niedriger

Viskosität.

Eins der wirkungsvollsten Schiniermittel, die in den letzten Jahren auf den Markt kamen, sind die Aufschlämmungen, wobei ein fester teilchenförmiger Schmierstoff, wie Molybdfindlsulfid in einem flüssigen Trägerstoff suspendiert bzw. aufgeschlämmt isb, vorzugsweise in einer leicht flüchtigen organischen Flüssigkeit mit niedriger Viskosität, wie z.B. Schmirmittel der Marke "Dri-Slide" von der Firma Dri-Slide, Inc. aus Fremont, Michigan, USA. Solche Schmiermittel.sind so wirkungsvoll und leicht anzuwenden, daß ständig eine Neigung zum übermäßigen Gebrauch besteht. In vielen Anwendungsfällen hat

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der Übermäßige Gebrauch nur eine Verschwendung des Schmiermittels zur Folge. Bei einigen Anwendungsformen jedoch, kann der übermäßige Gebrauch dazu führen, daß das Schmiermittel auf andere, als die gewünschten Gegenstände fließt oder tropft. Es 1st beispielsweise allgemein verbreitet, aufgeschlämmte Schmiermittel bei Rädern und Ketten von Förderern zu verwenden. Wenn der Förderer durch Abbeizzonen, Farbsprühzonen oder Zonen hoher Temperatur in öfen läuft, oder wenn er Bedingungen ausgesetzt ist, in denen das Schmiermittel dazu neigt, sich zu zersetzen und/oder die Lageroberflächen zu zerstören, geht die allgemeine Übung dahin, die Teile des Förderers bei ,jedem neuen Durchgang zu schmieren. Wenn das Schmiermittel im Überschuß aufgebracht wird, neigt es dazu^auf die von dem Förderer transportierten Güter zu fließen oder zu tropfen. Dies kann eine Belästigung darstellen, kann jedoch auch untragbar sein, wenn das Schmiermittel auf weiße Güter tropft, die noch weiterbehandelt werden sollen.

Es wurden daher Anstrengungen unternommen, um bestimmte Mengen Schmiermittel geregelt abzugeben, wie z.B. mit Ejektoren, die mit einem Ventil versehen waren, wobei sich das Ventil in zeitlichen Intervallen für den Bruchteil einer Sekunde öffnete, wenn die zu schmierenden Teile des Förderers vorbeiliefen. Es wurde jedoch bald erkannt, daß Schmiermittel, insbesondere die aufgeschlämmten Schmiermittel nur schwer geregelt abgegeben werden können. Insbesondere wurde erkannt, daß die Öffnung des Ab/rabeventils für eine bestimmte Zeitspanne nicht notwendigerweise eine Kontrolle der Zeitdauer, oder der Menge, oder dar Art des ausgestossenen Schmiermittels bedeutete. Das Schmiermittel wurde anscheinend nicht sehr kräftig ausgestossen, wenn nicht hochgespannte Druckluft verv/endet wurde und neigte dazu^eine ungleichförmige Zusammensetzung zu zeigen, üblicherweise mit einem zu hohen Anteil Trägerflüssigkeit und einem zu niedrigen Anteil an festen Schmiermittelteilchen. Das Schmiermittel neigte wei-

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terhin dazu, nach dem Schließen des Ventils und dem Vorbeilauf des Förderers nachzutropfen oder zu tröpfeln. Oftmals geschah es auch, daß sich das Schmiermittel in dem Ventil und den Ausgabeleitungen, die vom Ventil wegführten in seine teilchenförffiige und die Trägerkomponente auftrennte, was zur Verstopfung des Systeme führte. Diese Fakten traten sogar bei Systemen auf, die technisch äußerst kompliziert und teuer waren.

In Ansehung dieser Fakten wurden eine große Anzahl .experiment·· teller Vorrichtungen und Kombinationen versucht, um eine geregelte Abgabe zu erreichen.

Mit der Erfindung wurde bezweckt, eine geregelte Abgabe flüssiger Schmiermittel, insbesondere aufgeschlämmter Schmiermittel zu erreichen, so daß die Abgabe eines Schmiermittels mit vorbestimmter Qualität, in einer geregelten Menge, innerhalb eines Millisekunden messenden, bestimmbaren Zeitraumes, unter einer reproduzierbaren Ausstoßkraft möglich ist.

Diese Aufgaben werden durch die kontrollierte Verwendung des dynamischen Strömungsstoßes in der Flüssigkeit erreicht, der bei dem schnellen Schließen eines Ventils auftritt, und wodurch der Flüssigkeit in der Ausstoßleitung oder den Leitungen ein kurzzeitiger Stoßimpuls aufgeprägt wird. Die Leitung hat einen engen Auslaß und ist bei Verwendung zum Abgeben eines aufgeschläramten Schmiermittels von grundlegend kapillarer Gestalt, so daß sie zu allen Zeiten mit Flüssigkeiten gefüllt bleibt. Die Verbindung der Kapillarleitung mit dem Sitz des Steuerventils ist mit Absicht volumenmäßig auf eine unbedeutende Größe begrenzt.

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Eine wichtige Aufgabe der Erfindung ist es weiterhin,Men normalerweise unerwünschten Druckstoß in der Flüssigkeit, der während der Schließung des Ventils in einem geschlossenen System auftritt, zu verwerten und ihn für eine geregelte Abgabe von Flüssigkeit zu verwenden.

Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile werden im Rahmen der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den angefügten Zeichnungen verdeutlicht. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des neuen Systems, wobei eine Ausführungsform der Anlage gezeigt ist;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Einzelteile zur Flüssigkeitsrückführung, welche Teil der Vorrichtung nach Fig. sind;

Fig. 3 ein Schnittbild, teilweise als Explosionsnodell, eines der Steuerventile der Vorrichtung nach Fig. 1 und

Fig. 4 eine Ansicht entlang der Fläche IV-IV der Fig. 3.

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Die in den Zeichnungen dargestellte Vorrichtung 10 weist eine Anordnung 12 zur Rückführung der Flüssigkeit auf, eine Straerkastenanordnung 14 und Magnet-Steuerventilanordnungen 16 und 16', die auf einem Träger 17 befestigt sind und mit den Einzelteilen einer Förderanordnung 18 zusammenarbeiten.

Da diese Erfindung zur Abgabe von Schmiermitteln entwickelt wurde, und insbesondere zur Abgabe von aufgeschlämmten Schmiermitteln, ist eine in diesem Sinne bevorzugte Ausführungsform abgebildet und wird im folgenden weitgehend in Bezug auf die Figuren beschrieben. Es wird jedoch festgestellt, daß die Erfindung auch leicht vorhersehbar auf andere Flüssigkeiten angewendet werden kann, jedoch

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ihre spezielle Einzigartigkeit bei der Verwendung zur Abgabe von aufgeschlämmten Schmiermitteln auftritt, besonders wenn der Stoßeffekt mit den besonderen kapillaren Austrägmitteln verbunden wird, wie dies im folgenden beschrieben ist.

Die Anordnung 12 weist einen Kessel 20 auf, der aus einem typischen Faß bestehen kann, in dem das flüssige Schmiermittel L enthalten ist. Die Erfindung ist insbesondere auf aufgeschlämmte Schmiermittel anwendbar, wie z.B. in einem organischen, leicht flüchtigen Trägerstoff suspendiertes Molydändisulfid. Sofern bekannt ist, gibt es trotz wiederholter Anstrengungen in dieser Hinsicht keine Vorrichtung zur geregelten und genauen Abgabe solcher Stoffe.

Auf die Oberseite des Kessels 20 ist ein Deckel 22 aufgepaßt, auf dem die Einzelteile zur Rückführung bzw. zur Umpumpung des Schmiermittels befestigt sind. Im einzelnen ist ein Motor, vorzugsweise ein elektrischer Motor 24 oder. dgl. auf der Oberseite des Deckels befestigt, wobei seine 'Abtriebswelle 26 durch den Deckel nach unten ragt. Diese Welle ist mit einer konventionellen Pumpe 28 auf der Unterseite des Deckels verbunden. Mit der Eingangsseite dieser Pumpe ist ein Einführungsrohr 30 verbunden, dessen Einlaßöffnung in der Nähe des Bodens des Kessels 20 liegt. Der Auslaß 32 der Pumpe verzweigt sich, wobei ein Zweig 32a zurück auf den Boden des Kessels führt, und ein Rührer 34 konventioneller Art am unteren Ende dieser Leitung befestigt ist. Durch den ständigen Strom durch den Rührer wird die Aufschlämmung des festen teilchenförmigen Materials in dem flüssigen Trägerstoff innerhalb des Kessels sichergestellt. Der andere Zweig 32b läuft von dem Behälter durch ein geeignetes Steuerventil 36, das von einem Betätigungsglied 3β verstellt v/erden kann und an welchem ein Druckmanometer 40 angebracht ist. Die Leitung 32b läuft dann zu einem oder mehreren Steuerventilen 16, 16' etc. Zur

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Verdeutlichung sind hier lediglich zwei solcher Ventile gezeigt. Die Leitung 32b liefert das Schmiermittel an beide Ventile durch ihren verzweigten Teil 32b¹. An den Auslässen der Magnetventile sind RUckfUhrleitungen vorgesehen, wie Rückführleitung 44, mit einem verzweigten Teil 44' von den beiden Ventilen und einem gemeinsamen Teil, der zurück in den Kessel 20 führt (Fig.2). Diese Anadnung ermöglicht es, daß das Schmiermittel in einer andauernden umlaufenden Bewegung bleibt, z.B. nicht nur von Pumpe 28 zum Rührer 24,um das Material innerhalb des Kessels in gleichförmiger Verteilung zu halten, sondern auch von der Pumpe 28 durch die Leitungen 32, 32b, 32b¹, dann durch die Ventile 16, 16·, und zurück durch die Leitungen A4¹, 44 in den Kessel 20, zur Verhinderung des Absetzens des teilchenförmigen Stoffes in den Zuführ- und Rückführleitungen.

Die Steuerkastenanordnung 14 ist vorgesehen, um einen wahlweisen Ausstoß geregelter Schmiermittelmöngen aus den Magnetventilen zu ermöglichen. Die Steueranordnung kann dabei hoirfi—— kompliziert oder von sehr einfacher Natur sein, sie muß Jedoch in der Lage sein, den Ausgabevorgang auf eine geregelte "geaaue Zeitspanne in der Größenordnung von Millisekunden festzulegen. Normalerweise wird die Anordnung elektrisch betätigt und beinhaltet elektrische Zeitmessmittel, für eine genaue Regulierung der Ventilöffnungszeit. Diese Steueranordnung ist mit Jedem der Magnetventile über geeignete elektrische Leitungen 50 zur Aktivierung der Magnetspulen verbunden. Eine weitere Leitung 52 verläuft zwischen der Steuereinheit 14 und einem Druckschalter 58 in Leitung 32b, um ein Stillsetzen der Pumpe 28 und des Motors 24 zu bewirken, v/enn der Kessel leer ist und gegebenenfalls die Bedingungsperson darauf aufmerksam zu machen.

Die Magnetventile sind von gleicher Bauart. Eins ist im Detail beschrieben. Jedes der Magnetventileinheiten, z.B. Ventil 16·

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weist ein Gehäuse 60 auf, in dem eine ringförmige Spule 62 angeordnet ist, die mit den Leitungen 50 verbunden ist. In der Mitte der Spule ist ein hin- und herbewegbarer Kernanker 64 angeordnet, über dem, an einem seiner axialen Enden ein Ankeranschlag 66 fest in Bezug auf die Spule und das Gehäuse angebracht ist. Der Anschlag 66 weist einen Durchgang 68 von einem seiner Enden zum anderen auf, wobei das. untere Ende des Durchgangs mit einem Durchgang 70 im Anker 64 zusammenwirkt und das obere Ende mit dem RUckführungsauslaß 72 des Ventils. Um den Anker 64 herum ist eine Ankerführung 76 angeordnet, die dem Anker eire hin und her gehende Bewegung zwischen Stellungen ermöglicht, in der sein unteres Ende das Ventil 64' in oder außer Eingriff mit einem Ventilsitz 78 auf den Ventilkörper 61, der am Gehäuse 60 befestigt ist, bringen kann. Eine Druckfeder 80 zwischen dem unteren Ende des Ankers 64 und dem benachbarten Gehäuse spannt den Kern nach unten vor, eo daß Ventil 64' mit dem Ventilsitz 78 in Eingriff kommt und die Auslaßöffnung 86 abschließt. Der Anker 64 weist an seinem Umfang eine Reihe axial gerichteter Schlitze 64a auf, um der Flüssigkeitsströmung ein Eintreten in den Ventilkörper 61 zu ermöglichen. Die durch den Ventileinlaß 88 eintrexende "Flüssigkeit kann daher durch die Schlitze 64a zum Durchlaß 70 im Anker 64 fließen und von dort über Durchlaß 68 zum Hauptauslaß 72 für einen konstanten Umlauf der Flüssigkeit durch das Ventil, ohne Stagnierang der Flüssigkeit. Der Auslaß 86 kann durch "kurzzeitiges Anhebert von Ventil 64' geöffnet werden, mittels Betätigung der Magnetwicklung 62, wodurch der Stempel 64 gegen die Vorspannung der Druckfeder 80 mit einer axial aufwärts gerichteten Kraft beaufschlagt wird.

In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Form der Erfindung gehen eine oder mehrere Kapillarleitungen von der Ausgabeöffnung 86 des Vervtfi!körpers aus. Diese Kapillarröhren sollten

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normalerweise kleiner als ca. 1,27 mm (0,05 In) sein, falls die im Handel erhältlichen aufgeschlämmten Schmiermittel, wie "Dri-Slide" von der Firma Dri-Slide, Inc., Fremont, Michigan, USA verwendet werden. Die Leitungen haben einen typischen inneren Durchmesser von ca. 0,66 bis 0,78 mm (0,026 bis 0,031 in), können jedoch im Durchmesser variieren, Je nach den relativen Kapillarkräften, die zwischen der Flüssigkeit und dem Rohrmaterial und der Oberfläche auftreten. Bei der-Abgabe aufgeschlämrater Schmiermittel ist es ebenfalls wichtig, das Volumen der Flüssigkeit zwischen dem Ventilsitz 78 und en Auslaß der Kapillarleitung möglichst klein zu halten. Das Anschlußstück 90, das sich in die rit Gewinde versehene Öffnung 92 des Ventilkörpers 61 hinein erstreckt, weift daher ein Nnsenteil 90' auf, der sich bis unmittelbar anliegend an den Durchgang 86 erstreckt, wobei die Kapillarröhren 100 frei durch das Anschlußstück hindurchlaufen, εο daß die Einlaßenden der Kapillaren eng am Durchlaß 86 anliegen. Der Bereich um die Kapillarröhren .wird völlig mit Lötzinn-oder dgl. gefüllt. Wenn daher das Anschlußstück 90 in die mit Gewinde versehene Öffnung 92 eingeführt ist, ist kein bedeutendes flüssiges Volumen mehr vorhanden, außer derjenigen Menge, die ausreicht, um die Kapillarröhren mit Schmiermittel zu füllen. Es wurde festgestellt» daß durch die Verwendung dieser kombinierten Kapillarröhrchen die Cuerschnit.tsfläche so klein ist, daß die Feststoffteilchen in dem Schmiermittel nicht dazu neigen, in größerem Ausmaße aaszufallen oder sich von dem flüssigen Trägerstoff zu trennen. Die Kapillarröhrchen 100 können nach Belieben geformt sein» um das Auslaßende derselben an die zu. schmierende Stelle zu bringen, z.B. in die Nähe der Kette 110 des Förderers, um beispielsweise die Gelenke eier Kette zu schmieren. Die Auslaßenden der Röhren können sowohl aufwärts als auch ab-

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wärts gerichtet sein. Die eine oder mehr Kapillaren 101, die vom Magnetventil 16 ausgehen, können so gerichtet sein, daß sie die Rollen 112 eines Hängeförderern schmieren, der in üblicher Weise auf einer Schiene 114 läuft. Die Auslaßöffnungen der Kapillarröhrchen haben normalerweise die gleiche Größe, wie der innere ·Durchmesser der Röhrchen. Bei einigen Flüssigkeiten kann ein etwas größerer innerer Durchmesser verwendet werden, Jedoch ist es normalerweise wünschenswert, eine kleine Auslaßöffnung zu erhalten.

Die Steueranordnung 14 ist normalerweise so aufgebaut, daß dio betreffenden Magnetventile 16, 16' etc. für eine bestimmte Anzahl von Millisekunden betätigt werden, z.B. acht Millisekunden für Ventil 16' und zwanzig Millisekunden für Ventil 16, so daß, unter Benutzung des beschriebenen Stoßeffektsjdie geregelte Menge Schmiermittel abgegeben wird und nur diese Menge.

Im Betrieb, bei laufendem Motor 24 und Deckel 22 auf dem Kessel 20 des Schmiermittels L wird das Schmiermittel ständig umgepumpt, sowohl durch Rührer 34, als auch durch das Leitungssystem, in welchem die Magnetventile eingeschaltet cind. Das Schmiermittel läuft daher durch die Verzweigungsleitung 32b¹ dem Einlaß 08 zu, fließt durch den Ventilkörper 61, aufwärts durch die Durchläße 64a des Stempels 64, durch den Durchlaß 70, Durchlaß 68 und aus dem Auslaß 72 in Leitung 44' und Leitung 44 und von da in den Behälter zurück. In periodischen Abständen, wenn die Magnetventile 16 und/oder 16' in kontrollierter Art und Weise betätigt werden, werden die Wicklungen 62 unter Strom gesetzt und verschieben den Stempel 64 kurzzeitig nach oben, z.B. gegen die Vorspannung der Spiralfeder 00, um das Ventil 64 vcm Ventilsitz 68 abzuheben, wodurch ein kurzzeitiger Flüssigkeitsstrom durch die Abgabeauslaßleitung 86 zu und durch

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die Kapillaren 100 ermöglicht wird. Nach einem gesteuerten sehr kurzen Zeitintervall von einigen Millisekunden, wird Spule 62 von der Stromversorgung abgeschnitten, wodurch die Feder 80 Ventil 64· zurück gegen den Ventilsitz schiebt. Venn dies geschehen ist, ereignet sich ein Strömungs-ⁿStoj3'^f-Effekt. Dieser Druckstoß, der in Flüssigkeitsleitungssystenen bei schnellem Schließen eines Ventils euftritt, ist normalerweise unerwünscht. In dieser besonderen Kombination unterstützt jedoch das Vorhandensein der Stoßenergie die Erreichung eines genau geregelten Ausstosses aus der Kapillaröffnung, was zu einem Ausstoß einer spezifischen Flünsigkeitsmenge aus den Kapillarröhrchen führt. Dies ist weiterhin nicht von Tropfen oder ständigem Tröpfeln begleitet, wie dies bei früheren Einrichtungen der Fall war. Durch einfaches Einstellen der Zeitspanne der Ventilöffnung auf eine bestimmte Anzahl von Millisekunden, wurde festgestellt, daß sehr fein gesteuerte Mengen Schmiermittel wiederholt und zuverläßig abgegeben werden konnten. Das Schmiermittel ist weiterhin von einer vorhersagbaren Qualität und trennt sich in dem relativ unbedeutenden Volumen stromabwärts von Ventil 64· nicht in seine Phasen. Wenn mehr als eine Kapillare benutzt wird, z.B. zwei Kapillaren, wie es in Fig. 3 gezeigt ist oder mehr, muß Sorgfalt darauf verwendet werden, daß das untere Abgabeende der Kapillaren auf annähernd der gleichen Höhe liegt, wenn die Einlaßenden der Kapillaren in Verbindung stehen, damit ein Abhebem der Flüssigkeit von der oberen Kapillare zu der untersn nach dem Schliessen des Ventils vermieden wird.

Die beschriebene Vorrichtung wurde einer großen Anzahl von Experimenten unterzogen, wobei festgestellt wurde, daß sie über eine Anzahl von Abgabefoigen wirksau funktionierte. Trotz ihrer Einfachheit, wird mit der Vorrichtung eine

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bemerkenswert gesteuerte Produktabgabe erreicht. Es ist offensichtlich, daß bestimmte Abweichungen in der Konstruktion vorgenommen werden können und wahrscheinlich sogar nötig werden, um die Vorrichtung speziellen .Gegebenheiten anzupassen. Die Erfindung soll daher nur durch den Umfang der beigefügten Ansprüche beschränkt und nicht von den beschriebenen und gezeigten Ausftihrungsbeispielen bestimmt werden.

Patentansprüche

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Claims (5)

1. - 12 Patentansprüche

   Λ «^Vorrichtung zum Abgeben geregelter kleiner Mengen auf-"geschlämmter Schmiermittel aus einen Vorrat, mit. Schtniermittelumlauf zur Aufrechterhaltung der Bewegung des aufgeschlämmten Schmiermittels und mit ventilversehenen Auslaß-Öffnungsmitteln im Umlauf, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnungsmittel eine kapillare Ausßtoßleitung aufweisen, daß Steuermittel zur öffnung und Schließung des Ventils mit den, mit Ventil versehenen Auslaßöffnungsmitteln operativ verbunden sind und geeignet, die Auslaßöffnungsmittel so kurzzeitig zu öffnen und anschließend schnell wieder zu schließen, um einen kurzzeitigen Stoßimpuls auf die in den Auslaßöffnungsaitteln befindliche Flüssigkeit aufzubringen und einen geregelten Ausstoß der Flüssigkeit durch die Kapillarleitung zu bewirken.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ventilversehenen Auslaßöffnungsmittel einen Ventilsitz aufweisen, der eng an der Auslassleitung liegt, um das dazwischenliegende Volumen zur Aufnahme des Schmiermittels möglichst klein zu halten.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die ventilversehenen Auslaßöffmm^smittel ein Magnetventil aufweisen, mit einem Ventilelement, das mit dezn Ventilsitz zusammem^irkt und die Steuermittel zur Öffnung des Ventils elektrische Schalt- und Zeitmessmittel aufweisen, die operativ mit dem Magnetventil verbunden sind.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Magnetventil einen Durchgang aufweist, der Teil der Uailaufleitung ist.

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5. 5. Verfahren zur geregelten Abgabe von auf ge schlämmten Schmiermitteln gekennzeichnet durch -folgende Schritte!

   andauerndes bzw. ständiges Rückführen des auf ge schlämmten Schmiermittels zu einem mit Ventil versehenen Auslaß an Kapillarausstoßröhrchen, wobei das Schmiermittel in einem dynamischen £luß und geeigneter Aufschlämmung gehalten wird;

   kurzzeitige öffnung des mit Ventil versehenen Auslaßes für einige Millisekunden und Bewirken einer Schmierniittel3trömung durch die kapillaren Atisstoßröhrchen;

   anschließendes schnelles Schließen des mit Ventil versehenen Auslaßes, wodurch der Strömungsstoß bzw. die Druckwelle die Regelung der Ausstoßmenge unterstüzt.

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