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Zentralschmieranlage.
Gegenstand der Erfindung ist eine Anlage, die die verschiedenen Teile einer Maschine, eines Automobiles, eines Flugzeuges oder einer ortsfesten Maschine von einem gemeinsamen Vorratsbehälter oder von einer Anzahl solcher Behälter aus zu schmieren gestattet, deren Instandhaltung leicht ist.
Von diesen Vorratsbehältern aus werden die verschiedenen Schmierstellen nach Massgabe des Bedarfs und unabhängig von der Lage der Schmierstellen gegenüber den Behältern mit Öl versorgt.
Im besonderen eignet sich der Erfindungsgegenstand zur Schmierung von Teilen, die gegenüber dem Maschinenrahmen Relativbewegungen ausführen, wie die Achsen von Wagenfedern, Steuergestänge, Einstellgestänge, Bremsgestänge usw.
Die Schmierung wird durch die'Kapillarwirkung und die Oberflächenspannung der Sehmierflüssigkeit, insbesondere der tierischen, pflanzlichen oder mineralischen Öle, in kapillaren Kanälen oder Zwischenräumen von grosser Länge bewirkt, die den oder die Vorratsbehälter mit den Sehmierstellen verbinden und entweder natürlichen oder künstlichen Ursprunges sind.
Im ersteren Fall verwendet man Pflanzenfasern, z. B. von Rotang oder von anderen Lianell, die vom Mark durch Auswaschen oder auf andere Weise befreit sind und die vereinigt ein Bündel von kapillaren Kanälen ergeben, dessen Dichtheit durch Umgeben der Fasern mit einer entsprechenden Hülle gesichert wird.
Will man auf künstlichem Wege hergestellte Kanäle verwenden, so wird man ein Bündel von Fäden oder eine andere Füllung metallischer, pflanzlicher oder tierischer Natur in ein Rohr von entsprechendem Durchmesser stecken oder mit einer andern dichten Hülle umgeben, die eine Berührung des Bündels von aussen verhindert. Das Rohr oder die Umhüllung können aus Metall oder aus einem andern starren oder biegsamen Material sein, das eine dichte und gegen das Schmiermittel widerstandsfähige Wand liefert.
Z. B. könnte man einen Baumwollschlauch von zylindrischem Querschnitt benutzen, der von aussen mit eingetrocknetem Leinöl gefirnisst ist ; solche Schläuche sind in der elektrotechnischen Industrie wegen ihrer Unempfindlichkeit gegen Öle sehr geschätzt. Als Füllung können alle Arten von tierischen, pflanzlichen oder metallischen Fasern verwendet werden, z. B. Bmmwollfäden, mehrfädige Hanfschnüre, Leinen, andere geflochtene pflanzliche Fasern oder Metallfäden, die glatt oder geflochten sein können.
Die Zeichnung zeigt beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes, u. zw. zeigt Fig. 1 die schematische Ansicht der Anlage, Fig. 2 das Schaubild eines Kupplungsstückes ; die Fig. 3,4 und 5 zeigen im Schnitt, in Seitenansicht und in Draufsicht eine Abzweigungsstelle von Leitungen ; Fig. 6 zeigt schematisch den Schmiervorgang, Fig. 7 eine Regelvorrichtung für die Schmiermittelmenge ; die Fig. 8 und 9 zeigen eine abgeänderte Ausführungsform nach Fig. 2 ; Fig. 10 zeigt eine schematische Ansicht der Schmiermittelverteilung, Fig. 11 eine Schmierstelle ; die Fig. 12,13 und 14 zeigen im Querschnitt verschiedene Ausführungsformen von biegsamen Leitungen, die Fig. 15 und 16 im Längsschnitt zwei Ausführungen von Leitungen mit metallischer Schutzhülle ;
Fig. 17 zeigt einen Längsschnitt durch eine Leitung mit eingesetzter Metallseele ; die Fig. 18, 19 und 20 zeigen in Draufsicht, in Querschnitt und in Ansicht eine Ausführungsform eines Kupplungsstückes mit Regeleinrichtung und die Fig. 21, 22, und 23 zeigen teilweise im Schnitt, in Draufsicht, in Seitenansicht und in Ansicht eine weitere Ausführungsform des Kupplungsstückes.
In der in Fig. 1 dargestellten Zentralschmieranlage ist ein Vorratsbehälter R für das Öl vorgesehen, in dem das Schmiermittel durch einen Schwimmer auf konstantem Niveau gehalten sein kann und der, wenn erforderlich, mit einem andern Vorratsbehälter von grösserer Fassungskraft verbunden sein kann.
Von dem Behälter R gehen eine oder mehrere Leitungen T1 aus, die Bündel F mit kapillaren Zwischenräumen enthalten. Zu den einzelnen Schmierstellen führen Zweigleitungen, die an die Hauptleitung angeschlossen sind, die sich auf diese Weise in eine Reihe von Leitungen teilt, wobei die kapillaren Bündel einfach z. B. durch Knoten miteinander in Berührung gebracht sind, um den Übertritt des Öles im Innern des betreffenden Kupplungsstückes zu gestatten.
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Berührung gebracht worden sind, worauf noch zur besseren Abdichtung eine Schichte Firnis aufgetragen wird.
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Die Kupplungsstücke können auf beliebige Weise hergestellt, z. B. gegossen oder gepresst werden ; jedes geeignete Material kann hiezu verwendet werden, z. B. auch gefirnisste Baumwolle, die bereits oben bei der Herstellung der Leitungsrohre erwähnt wurde.
An Stelle von Kupplungsstücken aus einem Stück können auch mehrteilige metallische Kupplungsstücke verwendet werden, deren Einzelteile bei der Montage vereinigt werden. Jeder Einzelteil ist an einen Leitungsstrang angeschlossen (Fig. 2-5).
An jeder Abzweigungsstelle werden so viel Einzelteile vereinigt, als Leitungsstränge sich an dieser Stelle treffen, die zum Vorratsbehälter und zu den Schmierstellen hinführen.
Ein Element (Fig. 2) kann z. B. aus einem ringförmigen ausgebauchten zweiteiligen Stück E bestehen, an das eine rohrförmige Verlängerung'angeschlossen ist. In den Ringteil dieses Stückes ist ein Ring eingesetzt, der ein Loch e für den Durchtritt des Bündels F aufweist. Das ganze Kupplungsstück ist auf das Rohr T aufgesetzt und mit einer Firnisschicht überzogen. Ein ausgetiefter Deckel r sichert die gegenseitige Lage der Teile und insbesondere des Schraubenbolzens b (Fig. 3 und 4), dessen Durchmesser viel geringer ist als der Durchmesser der zentralen Öffnung des Ringes , um einen Platz für den Durchtritt und die Vereinigung der aneinanderzuschliessenden Bündel F freizuhalten.
In dieser Weise kann jedes Füllbündel durch die Kupplungsstücke mit einer beliebigen Anzahl anderer Bündel, die alle in Röhren eingebettet sind, in Verbindung gebracht werden. Die besondere Ausbildung der Kupplungsstücke, die Anzahl und die Grösse der einzelnen Leitungen ergeben sich aus den für die Schmierung gestellten Anforderungen. An den Schmierstellen sind die kapillaren Bündel mit den zu schmierenden Teilen entweder unmittelbar oder z. B. unter Zwischenschaltung eines Filzes in Berührung gebracht.
Ein besonders gross ? s Anwendungsgebiet hat der Erfindungsgegenstand bei Automobilen, bei
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spindeln, den Kupplungsteilen, den Lenkstangen usw., hingeführt werden können, die bis jetzt meistens nur von Zeit zu Zeit durch Einführung eines festen Schmiermittels mittels einer Pumpe geschmiert wurden. Von dem Vorratsbehälter wird also eine Leitung gespeist, die sich in so viel Zweigleitungen verteilt, als Schmierstellen vorhanden sind.
Nach Fig. l führt das Rohr T2von dem Kupplungsstück B zu einer Federachse A, die in der üblichen Weise eine zentrale Bohrung a besitzt. Durch ein seitliches Loch b tritt das Bündel F der Leitung'T2
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Reibflächen hingeführt wird.
Aus dieser Darstellung ergibt sich, dass die Schmieranlage nach der Erfindung mit Vorteil bei allen Fahrzeugen, insbesondere bei Luftfahrzeugen angewendet werden kann, um schwer zugängliche Teile, z. B. die Lenkstangen für die Höhen-und Seitensteuer zu schmieren. Auch bei Eisenbahnwagen lässt sich diese Schmieranlage mit Vorteil anwenden.
Die Schmieranlage kann auch dazu verwendet werden, um die Ölverluste zu verhindern, die sich bei den Behältern von Maschinenteilen, die im Ölbad laufen, wie z. B. Wechselgetriebe und Kardantrieb, ergeben. Einer dieser Behälter oder ein Abteil eines solchen Behälters kann als Vorratsbehälter für die Zentralschmieranlage verwendet werden.
Ausser zu Sehmierzwecken kann die beschriebene Anlage auch zur Verteilung einer andern als einer Sehmierflüssigkeit verwendet werden, bei welcher diese Verteilung von einer Zentralstelle aus zu einer Anzahl von Abnahmestellen erfolgen soll, vorausgesetzt, dass die Geschwindigkeit der Flüssigkeitsbewegung eine geringe sein kann.
Die Ausführung der Anlage, die sich auf die Erscheinungen der Kapillarität stützt, kann auf zwei prinzipiell verschiedene Arten erfolgen. Die Anordnung des Vorratsbehälters kann so getroffen sein, dass die Schwerewirkung seiner Füllung zu den Oberflächenkräften hinzutritt, um die Reibung der Flüssigkeit in den kapillaren Bündeln zu überwinden, die die Durchtränkung der Bündel durch Adsorption und die Fortbewegung der Flüssigkeit bis zu den Enden der Bündel verzögert. Befindet sich dagegen der Vorratsbehälter unterhalb der Verteilungsbündel und im wesentlichen in der Ebene der Schmierstellen, so wird die Flüssigkeitsbewegung von einem Ende der Bündel bis zum andern nur durch die Kapillar-und Adsorptionskräfte bewirkt.
In diesem Falle ist die Anlage nicht vollkommen von Schmierflüssigkeit durchtränkt, so dass sich nirgends Anhäufungen von Flüssigkeit bilden können, bei denen die normale Oberflächenspannung auftritt. Es wird dadurch mit andern Worten Tropfenbildung verhindert und Verluste durch Austritt der Flüssigkeit nach aussen werden vermieden.
Nach einer gewissen Zeit nach der Inbetriebsetzung wird sich die ganze Anlage im statischen Gleichgewicht befinden, wobei das Mass der Durchtränkung oder Adsorption an jeder Stelle der Bündel eine Funktion der Temperatur und der Höhe dieser Stelle über der Öloberfläche in dem Vorratsbehälter ist.
Ist dieses Gleichgewicht erreicht, so findet keine weitere Flüssigkeitsbewegung mehr statt, weim nicht das Gleichgewicht durch äussere Kräfte wieder gestört wird, wenn also z. B. einem kapillaren Bündel durch Reibung irgendeiner Fläche an diesem Bündel 01 entzogen wird.
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Diese Reibung und der dabei auftretende Olentzug ergeben sich nun gerade bei der Schmierung.
Zur Erläuterung der Wirkungsweise soll die Fig. 6 dienen. Der Behälter R ist mit Öl bis zu dem Niveau N gefüllt. In das Öl ragt das kapillare Bündel F hinein, das von dem Rohr T umhüllt ist und sich um die Höhe h über das Niveau N erhebt. Das Bündel ist nach einiger Zeit durch Kapillar-und Adsorptionswirkung vollgesogen, ohne dass sich jedoch an irgendeiner Stelle Anhäufungen von Flüssigkeit bilden können und ohne dass Verluste durch das Rohr T hindurch auftreten könnten, falls dieses nicht dicht ist.
Ganz unabhängig von dem Material des Rohres T, von der Art der Verbindung dieses Rohres mit andern Rohren, von der Art seiner Unterteilung in Zweigleitungen werden daher keine Verluste auftreten.
Wird nun ein Punkt M, der auf einer Erzeugenden eines zu schmierenden Zylinders liegt, betrachtet, so wird das Öl an dieser Stelle nicht nach aussen austreten, da diese Stelle um die Höhe H oberhalb der Oberfläche des Öles im B3hälter R liegt. Trotzdem wird aber das Öl die kapillaren Zwischenräume des Bündelendes erfüllen. Um nun ein Element 0, das auf der Achse aufsitzt, zu schmieren, muss durch eine Bewegung des Elementes 0 relativ zum Punkt M da, s Gleichgewicht der Durohtränkung des Bündels F
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werden muss.
Die Anlage arbeitet auf diese Weise vollkommen automatisch und der Ölverbrauch ist stets proportional dem Ölbedarf, ohne dass Ölverluste oder übermässige starke Schmierung auftreten wird.
Es wird sich häufig als wünschenswert erweisen, die Menge des Öles an den Schmierstellen zu regeln, insbesondere wenn die Schwerkraft, Stöss"oder Höhenunterschiede der einzelnen Schmierstellen die Flüssigkeitsbewegung beeinflussen. Zur Regelung der Ölmenge dient eine mehr oder minder starke Zusammenpressung des im allgemeinen aus elastischem Material bestehenden Bündels, durch das der Querschnitt der kapillaren Zwischenräume verändert wird.
Bei der praktischen Ausführung kann ein Bündel oder ein Docht von bestimmter Stärke durch
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werden. Am häufigsten jedoch wird man das Bündel von aussan durch Klemmen, durch eine Schraube, durch Aufsetzen einer Hülse auf das das Bündel enthaltende Rohr oder auf die in Fig. 7 dargestellte Weise zusammenpressen.
In die zylindrische Öffnung eines Stückes a1 (Fig. 7) wird ohne Pressung ein kapillares Bündel b1 von bestimmten Abmessungen eingeführt, in das man dann einen konischen Dorn cl, der aus einem Stück mit einer Schraube d1 besteht, eindringen lässt. Je nach dem mehr oder weniger grossen Eindringen des Dornes in das Bündel wird dieses mehr oder weniger stark zusammengepresst und die Lieferungsmenge des Öles verringert oder vergrössert.
Diese Regeleinrichtung kann sowohl an der Schmierstelle am Bündelende wie auch an andern Stellen des Bündels, z. B. an den Abzweigungsstellen vorgesehen werden. In Fig. 7 ist die letztere Ausführung dargestellt. Der Oberteil des Stückes a1 ist in diesem Fall als Schraubenkopf ausgebildet und
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dem Block e1 und dem Kopf a1 ist ein Auge g1 mit metallischen Wänden eingeklemmt, das an das Ende einer Schmierleitung angeschlossen ist. Auf diese Weise wird ein Ringraum j1gebildet, in den das Ende des kapillaren Bündels hl eintritt, das mit dem Bündel b1 verbunden werden soll. Das Ende des Bündels hl wird um das Stück a1 herumgeführt und die Enden der Fasern der Bündel hl und b1 werden bei ql vereinigt.
Die in Fig. 7 dargestellte Ausführung kinn verdoppelt oder vervielfältigt werden oder auch, wie die Fig. 8 und 9 zeigen, mit zwei Rohranschlüssen 01 ausgestattet sein. Man kann auf diese Weise die Enden von Rohrsträngen mit den in ihnen befindlichen kapillaren Bündeln vereinigen und einen Hauptstrang pl (Fig. 10) bilden, in den an den Verzweigungsstellen g\ bei den : n Kupplungsstücke mit zwei Rohransehlüssen o (Fig. 8 und 9) varwendet sind, weitere Kupplungssttüks eingeschaltet sind, an die sich die Abzweigungsleitungen * anschliessen, die zu den Schmierstellen führen.
Zum Anschluss der Rohre an die Kupplungsstücke kann die im folgenden beschriebene Ausführung dienen, die einen raschen und sicheren Anschluss gestattet. In das Rohrstück kl, das an den Ring g1 angeschlossen ist, ist das Ende des Rohres P, das das kapillare Bündel h1 enthält, eingeführt.
Für das Rohrstück kl wird am besten ein Metall, z. B. Messing oder Neusilber oder ein anderer widerstandsfähiger Stoff, verwendet. Dann wird in das Rohr l1 eine aussen leicht konische Hülse m1 eingepresst, die gegebenenfalls auch mit Gewinde versehen sein kann. Durch die Hülse m1 wird das sich erweiternde Rohrende l1 gegen die zylindrische oder konische Innenwand des Rohrstückes k1 gepresst und dadurch eine feste Verbindung hergestellt. Um das Rohr l1 beim Eindrücken der Hülse mI festzuhalten, und ein
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besitzen.
Fig. 11 zeigt, wie diese Art der Befestigung mit der beschriebenen Regelvorrichtung kombiniert werden kann. Man verwendet in diesem Fall an Stelle einer Schraube mit konischem Ende einen nadelförmigen Dorn pmit zugespitztem Ende, der sich in der Achse des Rohres 11 bewegt, um auf diese Weise
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wie in Fig. 7 findet auch hier die Befestigung des Rohres im Stück k1 durch eine konische Hülse ml statt.
Wie bereits oben erwähnt wurde, werden die kapillaren Bündel zum Schutze gegen Einwirkungen von aussen in Rohre eingeschlossen, die auch durch röhrenförmige Gewebe von gefirnisster Baumwolle ersetzt werden können. Statt dessen kann man auch das Bündel mit einem Firnis überziehen, der eine
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Hiezu wird am besten ein Firnis verwendet, der aus in Aceton gelöstem Zelluloseacetat oder-acotat besteht und der unter bestimmten Bedingungen sofort trocknet. Auf diese Weise bilden Bündel und Schutzhülle ein einheitliches Ganzes, was unter gewissen Umständen vorteilhaft ist.
Zur Herstellung der biegsamen Rohre verwendet man ein oder mehrere Lagen von röhrenförmigen Baumwoll-oder Metallgeflechten, auf die von aussen ein-oder mehrmals Firnis aufgetragen wird.
Eine der Fimislagen kann auch durch eine Metallhülle ersetzt werden, um die Widerstandsfähigkeit der Rohre zu erhöhen, wenn sie Stössen, Krümmungen usw. ausgesetzt sind. Auch die Innenwand der so hergestellten Röhren kann mit einer oder mehreren Firnislagen überzogen werden. Man kann dabei so vorgehen, dass man den Firnis unter Druck einführt und hierauf Luft von höherer Temperatur durchbläst, wodurch man die Oxydation des Firnisses herbeiführt und die Einbringung der Röhren in besondere Erhitzungskammern erspart. Durch die Einführung des Firnisses unter Druck und durch die Einwirkung der unter. Druck durchgeblasenen Luft wird ausserdem der Firnis in Undichtheiten der Wand, die bei der Fabrikation entstanden sind, eingepresst.
Zur Herstellung der äusseren metallischen Hülle kann man ein röhrenförmiges Metallgeflecht verwenden, das aus in der bekannten Art verflochtenen, aus parallelen Fäden hergestellten Bändern besteht. Statt dessen kann man ein Metallband auch einfach schraubenförmig mit einem Spiel von etwa 1. mm um das Rohr herumwinden oder auch profilierte Metallbänder verwenden, die nach Art der biegsamen Metallrohre schraubenförmig herumgewunden sind.
Um die Steifheit der Röhren zu erhöhen, kann man in das kapillare Bündel oder neben dieses einen oder mehrere Metalldrähte, z. B. aus Stahl, einlegen, um übermässig grosse örtliche Formänderungen, die eine Zerstörung der Hülle verursachen könnten, zu verhüten.
Das in Fig. 12 dargestellte Rohr besteht aus einem kapillaren Bündel a, das von einer biegsamen, aus geflochtenen Fasern bestehenden Hülle b umgeben ist, die eine Firnisschicht o trägt. Um diese Hülle herum kann eine zweite Hülle blmit einer Firnisschicht cl gelegt werden. Diese aus Geflechten bestehenden Hüllen erzeugen Rohre, die ausserordentlich biegsam sind, so dass sie nach jeder Richtung umgebogen werden können und der verschiedenartigsten Verwendung fähig sind.
Das in Fig. 13 dargestellte Rohr besteht aus denselben Teilen, wie das Rohr nach Fig. 12, jedoch
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mit einer inneren Firnisschicht d und dl zur Erhöhung der Dichtheit versehen.
In Fig. 14 ist ein in derselben Art wie nach Fig. 13 hergestelltes Rohr dargestellt, das nur noch mit einer weiteren Hülle versehen ist.
Bei allen diesen Röhren kann die äusserste Hülle noch durch eine metallische Hülle verschiedener Art umgeben werden. Fig. 15 zeigt die Verwendung eines profilierten Metallbandes t, dessen Windungen wie bei biegsamen Metallrohren ineinander übergreifen, während in Fig. 16 die Verwendung eines einfachen Metallbandes g dargestellt ist, dessen einzelne Windungen voneinander einen kleinen Abstand
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gewählt wird. Dieser Krümmungshalbmesser wird verkehrt proportional zu der Breite h sein. Fig. 20 zeigt eine aus geflochtenen Metallbändern hergestellte Schutzhülle.
Um die Steifheit der Rohre, die häufig raschen Schwingungen und Stössen ausgesetzt sind, zu erhöhen, kann man im Innern des kapillaren Bündels und parallel zur Rohrachse ein oder mehrere Stahldrähte e anordnen, durch deren Widerstand zu Zerstörungen des Rohres führende Verkrümmungen verhindert werden, ohne dass dadurch die Wirkungen der Kapillarität beeinträchtigt werden (Fig. 17).
Die in den Fig. 18-20 dargestellte Kupplung unterscheidet sich von den bisher beschriebenen
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Bedarf können zwei oder mehrere Kupplungsstücke i zu einer Einheit vereinigt werden. Zwischen die Einzelteile können noch Zwischenstücke eingesetzt werden und so Abzweigungsstellen erzeugt werden, die allen Anforderungen entsprechen.
Fig. 7 zeigt, dass das kapillare Bündel nicht vollständig das Rohr ausfüllt, sondern dass zwischen dem Bündel und der Rohrwand ein R. 1um freibleibt, der, obwohl von kapillaren Abmessungen, im Verhältnis zu der Grösse der kapillaren Zwischenräume des Bündels, einen beträchtlichen Querschnitt besitzt.
Um die Lieferungsmenge des Öles zu erhöhen, ist darauf zu achten, dass dieser freie Querschnitt sich ohne Unterbrechungen oder Hindernisse durch alle Teile der Leitung, insbesondere durch die Abzweigungsstellen fortpflanzt.
In den Fig. 21,22 und 23 ist ein Kupplungsstück i gezeigt, dessen innere Öffnung eine Ausnehmung besitzt, in die bei o die das kapillare Bündel aufnehmende Bohrung mündet, und die durch Fräsen oder
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auf andere Weise hergestellt sein kann. Diese Ausnehmung dient zur Aufnahme des Knotens des Bündels und in ihr ist eine eigene Qqerschnittserweiterung p vorgesehen, die die Fortsetzung des erwähnten freien
Querschnittes bewirkt.
Für die Flüssigkeitsbewegung stehen daher nicht nur die kapillaren Zwischenräume des Bündels selbst, sondern auch der sie umgebende Zwischenraum zur Verfügung.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Zentralschmieranlage, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vorratsbehälter mit den Schmierstellen durch tu kapillare Kanäle Yon grosser Länge unterteilte Leitungen verbunden ist, die aus mit geeignetem Material gefüllten, starren oder biegsamen Röhren bestehen, wobei Kupplungsstücke zur Verbindung der Hauptleitung mit den zu den Schmierstellen führenden Zweigleitungen dienen.