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GEGENSTAND
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen bei hydraulischen Rotationszylindern,
die bei Maschinenwerkzeugen angewandt werden, um auf Arbeitswerkzeuge
einzuwirken.
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Gegenstand
der Verbesserungen ist es, eine gleichzeitige und konstante Schmierung
der Kugellager zu erzielen, in denen sich die Rotationswelle dreht,
auf der Tatsache basierend, dass eine Düse auf dem Element zur Druckverteilung
ausgelöst
wird und sich zwischen den beiden ringförmigen Kammern, die in dem
Zylinder ausgebildet sind, als Leitungen fortbilden, die gleichzeitig
mit den Kugellagen verbunden sind, um eine gleichzeitige und konstante Versorgung
beider Kugellager mit Öl
zu gewährleisten,
womit deren Schmierung verbessert wird.
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Ein
weiterer Gegenstand der Erfindung ist es, zwei Düsen festzulegen, um das Öl mittels
unabhängiger
Leitungen zu den Kugellagern zu leiten, so dass jedes Kugellager Öl durch
eine unabhängige Leigung
erhält,
wobei diese Lösung
auf hydraulische Rotationszylinder Anwendung findet, die eine optimale
Schmierung benötigen.
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VORANGEGANGENE
TECHNIK DER ERFINDUNG
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In
dem spanischen Gebrauchsmuster Nummer 273099 wird ein hydraulischer
Rotationszylinder beschrieben, der eine besondere Schmierungstechnik
verwendet, wie in der 1 gezeigt
wird, die als Stand der Technik beigefügt wird.
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Die
in dieser 1 dargestellten
Komponenten bestehen aus einem hohlen Zylinder (1), der
in seinem Inneren mit axialer Bewegungsmöglichkeit die hohle Welle (49)
des Kolbens aufnimmt, der aussen den Kolben (50) an sich
aufnimmt. Die hohle Welle (1) verfügt über ein Gewinde (51),
um das zu verwendende Werkzeug zu befestigen, wie zum Beispiel einen
hydraulischen Tie-down.
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Die
axiale Bewegung des Kolbens (50) und damit seiner hohlen
Welle (49) wird durch hydraulischen Druck ausgelöst. Das
mit Druck beaufschlagte Öl gelangt
abwechselnd durch die Düsen
(2) und (3), um zu den ringförmigen Kammern (5)
und (6) zu fliessen, von wo aus es durch die Leitungen
zu den Kammern geleitet wird, die durch den Kolben (50)
in dem hohlen Zylinder (1) ausgebildet sind.
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Im
Falle der ringförmigen
Kammer (5) findet die Verteilung des Öls durch die Leitung (52)
statt, die in der Rotationswelle (7) ausgebildet ist, hoch
zu einer der Kammern, und die ringförmige Kammer (6) verteilt
es mittels einer einfachen Leitung, die in der Querschnittsabbildung
dieser Figur nicht sichtbar ist, bis zur gegenüberliegenden Kammer, die durch
den Kolben (50) ausgebildet wird.
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Die Ölversorgung
dieser Kammern wird durch jeweilige Druckrückschlagventile (52–53)
gewährleistet,
die vorgesteuert sind und in entgegengesetzte Richtungen arbeiten.
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Das Öl wird unter
Druck alternierend durch die Düsen
(2) und (3) angebracht, wobei der Druck von der
anderen Düse
genommen wird, um den Öldurchfluss
durch diese zu erlauben. So wird der Hydraulikdruck auf eine von
dem Kolben (50) ausgebildete Kammer angewendet, das heisst,
auf die eine oder andere Seite des Kolbens, um so die axiale Bewegung
der hohlen Welle (49) zu erzielen.
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Das Öl in der
Kammer, auf die der Druck nicht angewendet wird, verlässt diese
durch das entsprechende Rückschlagventil,
wobei es sich in umgekehrter Richtung durch den Kreislauf bewegt,
um zur Hydraulikbasis zurückzukehren.
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Die
axiale Position der hohlen Welle (49) ist mittels elektronischer
Detektoren (20) und (21) festgelegt, um die Maschine
während
ihres Funktionierens zu synchronisieren.
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Das
Drehen der Rotationswelle (7) findet in den Kugellagern
(8) und (9) des Verteilungselements (4)
statt, dass in fester Position bleibt. Wenn der hydraulische Druck
auf die ringförmige
Kammer (5) angewendet wird, gibt es ein kleines Leck oder
eine Drainage des Öls
durch eine kleine Öffnung,
die sich zwischen dem Verteilungselement (4) und der Rotationswelle
(7) in der durch die Pfeile (10) und (11)
angebenenen Richtung befindet, um ein geschmeidiges Rotieren der
Rotationswelle (7) zu gewährleisten, wobei der Kontakt
mit dem Verteilungselement (4) geschmiert wird. Diese Öldrainage setzt
ihren Weg bis zu dem Kugellager (9) und der ringförmigen Kammer
(6) fort.
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Die
Drainage des Öls
schmiert nicht beide Kugellager (8) und (9), da
das Öl,
das in Richtung des Pfeils (10) abläuft, nur das Kugellager (9)
schmiert, weil die Drainage in Richtung des Pfeils (11)
zu der ringförmigen
Kammer (6) verläuft,
die druckfrei sit, denn der hydraulische Druck wird in der ringförmigen Kammer
(5) angewendet, weswegen die besagte Drainage des Öls durch
die ringförmige
Kammer (6) fliesst, um zu dem Öldepot der Druckpumpe oder
der Hydraulikbasis zurückzukehren.
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Wird
die Öldrainage
in der ringförmigen Kammer
(6) abgeschnitten, fliesst das Öl nicht mehr in Richtung des
Pfeils (11) zu dem Kugellager (8), weswegen dieses
Kugellager kein Öl
erhält,
bis die Druckbeaufschlagung durch die ringförmige Kammer (6) alterniert
und der Druck in der ringförmigen
Kammer (5) aufgehoben wird. Wenn dieser Wechsel der Druckbeaufschlagung
in der anderen Kammer stattfindet, um die hohle Welle (49)
in die andere Richtung zu bewegen, wiederholt sich der selbe Vorgang,
der sich dieses Mal auf das Kugellager (9) auswirkt.
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Bei
diesen Vorrichtungen ist die gleichzeitige Schmierung beider Kugellager
(8) und (9) sehr wichtig, aufgrund der hohen Geschwindigkeit,
der Zylinder dieser Art ausgesetzt sind und die, mit herkömmlichen
Techniken alternierend geschmiert werden, als Antwort auf den Wechsel
in der Anwendung des Hydraulikdrucks und niemals der gleichzeitigen
Anwendung. Das ablaufende Öl
nach der Schmierung des Kugellagers (8) oder des Kugellagers
(9) bewegt sich in die von den Pfeilen (12) und
(13) angegebenen Richtung bis zur Ölauffangvorrichtung (14),
um es durch die Leitung (15) zurück zu dem Depot der Hydraulikbasis
zu leiten.
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An
den Enden der Rotationswelle (7) und des hohlen Zylinders
(1) sind Ölfänger angebracht, die
verhindern, dass übriggebliebenes Öl nach Aussen
von dem Zylinder leckt und mittels der kreisförmigen Vertiefungen (16)
und (17) leiten sie das Öl zu der Ölauffangvorrichtung (14)
durch die Leitungen (18) und (19).
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Mit
der Zeit und im Zuge des technologischen Fortschritts wurde die Ölauffangvorrichtung (14)
bei den anderen Entwicklungen verkleinert, wie in der 2 dargestellt, ohne dass
der Mechanismus im Wesentlichen verändert wurde, obwohl durch die Verkleinerung
der Auffangvorrichtung (14) andere Probleme mit sich bringt.
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In
dieser 2 sind alle Komponenten
gleich und funktionieren genau wie die der 1; allein die Form einiger dieser Komponenten
verändert
sich und die neue Ölauffangvorrichtung
(23) wird vorgestellt, die über Ölauffangklappen (24)
und (25) verfügt
mit den selben Funktionen wie bei früheren Vorrichtungen und die
die Vertiefungen (26) und (27) zum Öl sammeln
umfassen, die das Öl
durch die Leitungen (28) und (29) zu der Auffangvorrichtung
(23) leiten.
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Die
Verkleinerung der Auffangvorrichtung (23) und der Klappen
(24) und (25) hinsichtlich des Modells, das in
der 1 gezeigt wird,
hat die Notwendigkeit mit sich gebracht, den Fluss des Drainageöls zurückzunehmen,
das aufgrund der vorgenannten Verringerung des Raums nicht weitergeleitet werden
kann und deswegen nach Aussen läuft.
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Um
dieses Problem zu lösen
wurden zwei neue ringförmige
Kammern (31) und (32) an dem Druckverteilerelement
(4) eingeführt,
das die ringförmigen
Kammern (5) und (6) an den zylindrischen Enden
des inneren Umfangs und nahe der Kugellager (8) und (9)
aufweist. Diese Kammern (31) und (32) wurden mit
den Leitungen (33) und 34) verbunden, um das Öl direkt
zu der Ölauffangvorrichtung
(23) zurückzuleiten,
da die Leitungen (28) und (29) aufgrund ihrer
verringerten Grösse
dies nicht vollständig
tun können.
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Die
Erfindung löst
das Problem der Schmierung der Kugellager (8) und (9),
die im Falle des Modells, das in der 1 gezeigt
wird, abwechselnd geschmiert werden, wobei ein Kugellager nicht
geschmiert wird und das andere sehr unzureichend geschmiert wird.
Diese unzureichende Schmierung führt
zu dem Problem der Überhitzung,
Betriebsstörungen
und den daraus folgenden Risiken.
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BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Verbesserungen für
den hydraulischen Rotationszylinder, die in dieser Erfindung entwickelt wurden,
machen es möglich,
dass die Kugellager konstant und gleichzeitig geschmiert werden,
wodurch deren Funktionsweise erheblich verbessert wird, da die Arbeitstemperatur
herabgesetzt wird, womit der Sicherheitskoeffizient hinsichtlich
Betriebsstörungen
und Unfällen
erhöht
wird und als Ergebnis die Lebensdauer der Vorrichtung erhöht wird.
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Aus
den selben Gründen
ist es möglich,
eine höhere
Anzahl an Umdrehungen beim Arbeiten der Maschine zu erhöhen.
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Die
Eigenschaften dieser Verbesserungen machen es möglich, diese auf hydraulische
Rotationszylinder anzuwenden, die über grosse oder verkürzte Ölauffangbehälter verfügen oder über gar
keinen Behälter,
indem das Auffangen des Öls
direkt von dem Verteilerelement mit einem speziellen Drainagebehälter übernommen
wird.
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Um
diese erheblichen Vorteile zu erzielen, besteht die Erfindung darin,
eine unabhängige
Düse auf
dem Druckverteilerelement zwischen den beiden ringförmigen Kammern
vorzusehen, die durch Leitungen verlängert wird, durch die das Öl zu beiden Kugellagern
gelangen kann und diese gleichzeitig schmiert.
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Auf
diese Weise und unter Anwendung des Hydraulikdrucks auf die eine
oder andere ringförmige Kammer,
stellten diese Düse
und die Leitungen einen alternativen Kanal für den Durchfluss des Öls dar, was
es davon abhält,
vollständig
zu der Kammer zu laufen, die druckfrei ist, was zu den vorher genannten Problemen
führt,
wobei es auch dazu dient, das Öl
zu beiden Kugellagern gleichzeitig zu leiten und unabhängig davon,
welche der ringförmigen
Kammern unter Druck steht.
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Diese
Art von Schmierung kann optimiert werden und in bestimmten Arten
von hydraulischen Rotationszylindern wie zum Beispiel von Schlagbohrern
und Spannfuttern der Produktion oder numerischen Kontrolldrehbanken.
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Deswegen
wurde für
diesen Fall eine Abänderung
entwickelt oder in anderen Worten eine zusätzliche Verbesserung, die darauf
basiert, dass die vorhergenannten einzelne Düse für die Aufnahme des Öls durch
zwei unabhängige
Düsen ersetzt
wird, von denen jede an Leitungen angeschlossen wird, die auch unabhängig voneinander
sind und zu den jeweiligen Kugellagern führen.
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Basierend
auf den eingeführten
unabhängigen
Düsen und
Leitungen ist es möglich,
dass jedes Kugellager über
einen eigenen Kanal zur Schmierölversorgung
verfügt,
der eine bessere Versorgung mit dieser Flüssigkeit für jedes Kugellager gewährleistet und
somit eine bessere Schmierung.
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Diese
Erhöhung
der Menge und die individuelle Versorgung mit Öl stellt eine wirksamere und
angemessenere Schmierung für
bestimmte Arten von hydraulischen Rotationszylindern dar, wie die,
die Bohrer und Spannfutter in Produktion oder numerische Kontrolldrehbanken
antreiben.
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BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Um
die Beschreibung, die hier durchgeführt wird, zu vervollständigen und
mit dem Ziel, das bessere Verständnis
der Eigenschaften der Erfindung zu unterstützen, wird als Teil dieser
Beschreibung ein Satz Zeichnungen gemäss der bevorzugten praktischen
Umsetzung dieser Erfindung beigefügt, in dem anschaulich, wenn
auch nicht beschränkend,
Folgendes dargestellt ist:
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1 Zeigt einen seitlichen
Schnitt eines bekannten hydraulischen Rotationszylinders, der dazu dient,
die die bei diesen Mechanismen auftretenden Probleme zu veranschaulichen.
Auf der linken Siete der Figur und mit einer dünneren Linie gezeichnet sind
die axiale Bewegung der hohlen Welle und ihres Schafts dargestellt.
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2 Zeigt eine ähnliche
Ansicht wie die der vorhergehende Figur mit dem Zweck, den Stand
der Technik zu veranschaulichen und konzentriert sich auf die Probleme,
die die Modelle mit einem verkürzten Ölbehälter mit
sich bringen. In dieser Figur sind auch die Verbesserungen der Erfindung
aufgenommen.
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3 Zeigt eine geschnittene
Seitenansicht eines hydraulischen Rotationszylinders, der die Verbesserungen
beinhaltet, die Gegenstand dieser Erfindung sind.
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4 Zeigt eine geschnittene
Seitenansicht eines hydraulischen Rotationszylinders mit den Verbesserungen
der Erfindung, zum Beispiel einem verkürzten Ölauffangbehältnis. Sie zeigt auch eine
geschnittene Draufsicht, in der die genannten Verbesserungen aus
dieser Perspektive zu sehen sind.
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5 Zeigt eine geschnittene
Seitenansicht einer Variante für
die Ausführung
der Erfindung.
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6 Zeigt einen Seitenaufriss
und eine geschnittene Draufsicht wie die der 4, aber mit der Variation, in der die
beiden Düsen
eingschlossen sind.
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7 Zeigt letztlich eine Seitenansicht
eines vollständigen
Rotationszylinders, die dazu dient, die Einführung der Variationen darzustellen,
die in der vorangegangenen Figur dargestellt wurden.
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BEVORZUGTE
AUSFÜHRUNG
DER ERFINDUNG
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Bei
Ansicht der 3 kann man
verstehen, dass die Erfindung darin besteht, eine Düse (41)
auf dem Druckverteilerelement (4) und zwischen der ringförmigen Kammer
(5) und der ringförmigen
Kammer (6), die auch in dem Schnitt der 4 zu sehen ist.
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Diese
Düse (41)
wird in einer Leitung (42) weitergeführt, die in radialer Richtung
hinsichtlich der Rotationsachse des Zylinders angeordnet ist, die
ihrerseits an die Leitung (43) angeschlossen ist, die in axialer
Richtung angeordnet ist und direkt mit den Seiten der Kugellager
(8) und (9) verbunden ist, womit sie einen dirketen
Kanal für
de Drainage des Öls darstellen,
das zu den Kugellagern (8) und (9) weitergeleitet
wird.
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Auf
diese Weise erlaubt der Durchgang, der aus der Düse (41) und den Leitungen
(42) und (43) besteht, die Drainage des Öls, unabhängig davon, welche
der ringförmigen
Kammern (5) oder (6) mit hydraulischem Druck beaufschlagt
wird, wobei das Öl
statt vollständig
durch die druckfreie ringförmige Kammer
zu fliessen, es durch die Düse
(41) und Leitung (42) macht und durch die Leitung
(43) gleichzeitig an die Kugellager (8) und (9)
verteilt wird, womit wirksam beide Kugellager während der Arbeitszeit der Maschine
geschmiert werden.
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Eine
Variation ist in der Durchführung
der Erfindung vorgesehen, die auf spezifische Modelle des Rotationszylinders
Anwendung findet oder um die Erfindung auf bestimmte Anwendungen
anzupassen. In dieser Variation wird der Durchgang für das Öl im Körper der
Rotationswelle (7) vorgesehen statt an dem Druckverteilerelement
(4), wie in der 5 dargestellt.
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Dieser
Kanal wird in einer ähnlichen
Art durch eine Düse
(45) zwischen den ringförmigen Kammern
(5) und (6) ausgebildet, die in radialen Richtungen
mit der Leitung (46) verbunden ist, die in linealer Richtung
vorgesehen ist, wobei sie in dieser Varation durch Düsen (47)
und (48) verlängert
wird, die auch radial sind, nahe der Kugellager (8) und
(9), zu denen das Öl
transportiert wird, was auch kontinuierlich und gleichzeitig geschieht.
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In
einer Variation der Ausführung,
die in den 6 und 7 gezeigt ist, kann man sehen,
dass sich zwischen den ringförmigen
Kammern (5) und (6) eine radiale Öffnung befindet,
die der Leitung (54) entspriecht, die in axialer Richtung
in der Leitung (55) fortgeführt wird, die zu dem Kugellager
(8) führt.
Diese Öffnung
funktioniert als Düse
und erlaubt dem Öl, das
aus der ringförmigen
Kammer unter Druck stammt, durch die Leitung (54) oder
(55) zu fliessen, unabhängig
davon, ob es sich um die ringförmige Kammer
(5) oder die ringförmige
Kammer (6) handelt, um das Kugellager (8) zu erreichen,
wie der Pfeil (56) der 6 anzeigt.
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Gleichermassen
gibt es zwischen den beiden Kammern (5) und (6)
eine der Leitung (57) entsprechende Öffnung, die einen radialen
Vorsprung aufweist und axial in der Leitung (58) verlängert wird, welche
zu dem Kugellager (9) führt.
Diese Leitung (57) und (58) erlauben, dass ein
Teil der Drainage des Öls
von einer der ringförmigen
Kammern zu dem Kugellager (9) fliesst, wie der Pfeil (59)
in der 6 selbst anzeigt.
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Um
auf die Leitungen (54) und (57) zurückzukommen,
kann man sehen, wei sie radial voneinander getrennt sind und zusammen
mit der entsprechenden Leitungen (55) und (58)
unabhängige
Kanäle
für die
individuelle Drainage des Öls
bilden, eine für
das Kugellager (8) und die andere für das Kugellager (9).
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Durch
die besagten unabhängigen
Kanäle wird
eine individuelle Schmierung der Kugellager erreicht und gleichzeitig
eine geregelte und unabhängige
Drainage des Öls,
das die Kugellager erreicht, weswegen diese regelmässiger geschmiert
werden.
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Wie
man in der 7 sehen kann,
sind in einer Ausführungsvariante
die unabhängigen
Schmierungsleitungen in der Rotationswelle (7) vorgesehen, statt
in dem Verteilerelement, womit die selbe Wirkung und die selben
gesuchten Vorteile erzielt werden.
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Besonders
werden die Leitungen (60) und (61) mit einer radialen
Trennung zwischen ihnen in der Rotationswelle (7) angeordnet
und sind jeweils mit den Leitungen (62) und (63)
verbunden, womit eine unabhängige
Drainage für
die Kugellager (8) und (9) ermöglicht wird.