DE3006506A1

DE3006506A1 - Parallel-schieber

Info

Publication number: DE3006506A1
Application number: DE19803006506
Authority: DE
Inventors: Arnold O Sandberg
Original assignee: Saab Scania AB
Current assignee: Saab AB
Priority date: 1979-03-13
Filing date: 1980-02-21
Publication date: 1980-09-18
Also published as: DK105580A; FR2451523A1; FI800612A; GB2044410A; SE424670B; SE7902225L; NO800714L

Description

Beschreibung;

Die Erfindung betrifft einen Parallel-Schieber mit zwei entlang einer sich quer zu einem axialen Durchflußkanal erstreckenden Trennebene verbundenen und an den Außenenden zu Rohranschlüssen ausgebildeten Gehäusehälften, die jeweils neben der Trennebene zur Bildung von zwei einander gegenüberliegenden Dichtflächen einen elastischen Dichtring enthalten, und einer entlang der Trennebene ■? zwischen den Gehäusehälften verschiebbaren Schieberplatte, deren nach innen gerichtetes Ende konisch ausgebildet ist, um bei einer Bewegung der Schieberplatte in Schließrichtung die Dichtflächen voneinander zu trennen und zwischen ihnen eindringen zu können.

Parallel-Schieber der vorgenannten Art wurden fraglos bishe] fast ausschließlich als Absperrelemente in Pulpe oder dergl, fördernden Rohrleitungen verwendet, wohingegen diese Schieberart aus Kostengründen kaum sonstige Anwendung, ζ „Β. für Verteilungs- und Arbeitsmittelrohrleitungen fand.

Daß man,verglichen mit Schleusenschiebern und ähnlichen für die nicht-industrielle Anwendung vorherrschenden Schieber-

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ventilen,, die einleitend genannten Parallel-Schieber als ungünstig erachtete, beruht vermutlich hauptsächlich auf der Tatsache, daß es bisher noch niemandem gelungen ist, auf die zum Öffnen des Schiebers erforderliche komplizierte und teure rechteckige Stopfbuchse für die Schieberplatte zu ver-, ziehten. Wenn man den Parallel-Schieber in einem geschlossenen, Ventilgehäuse unterbringt, ergibt sich stets ein erhöhtes Gewicht, das ebenfalls nachteilig ist. Beispiele solcher Parallel-Schieber bekannter Ausbildung findet man in den US-Patentschriften 3 000 608 und 3 333 816.

Ein weiterer Nachteil solcher bekannter Absperr-Schieber mit Stopfbuchse ist der nicht sicher garantierbare Schutz gegen die sogenannte Mediencontamination und gegen das stets vorhandene Risiko, daß bei beschädigten Dichtringen ein Medium an der einen Seite des Schiebers zur anderen Seite sickern kann, wo ein anderes Medium vorhanden ist, das sich nicht mit dem ersten Medium vermischen darf. Bei einigen Installationen mußte man daher einen doppelseitigen Schieber oder Kugelventile verwenden, die mit einer zum Raum zwischen den Ventilsitzen führenden Drainageleitung versehen sind.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Absperr-Sdnebara, welcher im Vergleich mit Ventilen der einleitend genannten Art und auch mit anderen Absperrventilen für nicht-industrieelle Rohrleitungssysteme, für welche die erfindungsgemäßen

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Schieber ein Substitut bilden soll, einfach und billig in de Herstellung ist. Gemäß dem Grundkonzept .der Erfindung erreicht man den einfachen Aufbau und die geringen Fertigungskosten hauptsächlich dadurch, daß sich das Schiebergehäuse ohne Stopfbuchse ausbilden läßt. Genauer gesagt, liegt die Aufgabe der Erfindung darin, die Innendichtung um den Durchflußkanal herum so auszubilden, daß sie auch die Funktion d< Stopfbuchse und der Schiebergehäuse-Außendichtung übernehmei kann.

Dies gelingt gemäß der Erfindung dadurch, daß zwischen den Gehäusehälften ein an beiden Enden .ffener, sich diametral durch das Schiebergehäuse erstreckender Schlitz ausgebildet ist, dessen zwei Schlitzöffnungen in beiden Richtungen querschnittsmäßig unbeschränkt mit dem äußeren Umfang der Dichtringe in Verbindung stehen, daß die Gehäusehälften an zwei einander gegenüberliegenden und sich parallel zur Schlitzebene erstreckenden Führungskanten mit ineinandergreifenden Verbindungselementertversehen sind, die bei verbundenen Gehäi sehälften den Schlitz so definieren, daß dessen Querabmessur gleich oder geringfügig größer wird als die Dicke der Schieberplatte, damit die letztere, wenn man sie von außen in eir beliebige Schlitzöffnung einsetzt im Schlitz translatorisch geführt in Richtung auf und zwischen die Dichtringe vorgeschoben werden kann, und daß die Dichtringe in ihrer definic ten Ruhestellung eine elastische Vorspannung haben, durch dd ihre Dichtflächen - selbst wenn die Schieberplatte bewegt wird - über den gesamten Teil ihres nicht von der Schieberplatte und deren angeschärften Ende beaufschlagten Umfanges dichtend aneinandergehalten werden.

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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beispielsweise veranschaulicht " ist»

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen . Parallel-Schiebers,

Fig. 2 einen Axial-Schnitt durch den Parallel-Schieber der Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Parallel-Schiebers beim Zusammenbau ohne die zweite Gehäusehälfte und

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Vertikal-Schieber,

Wie die Zeichnungen zeigen, besteht das Schiebergehäuse 1 aus zwei Gehäusehälften 2 und 3, die vorzugsweise identisch ausgebildet sind. Die Gehäusehälften 2 und 3 sind an ihren Außenenden als Rohranschlüsse 4 ausgebildet, so daß man den Schieber in konventionaller Weise mit einer Gewinde- oder

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Flansch-Verbindung in eine Rohrleitung einfügen kann. Zwischen den Rohranschlüssen befindet sich ein geradliniger Durchgangskanal 5, der sich axial zur Rohrleitung erstreckt und in der Mitte von zwei Dichtringen 6 aus Gummi oder einem ähnlichen Elastomer umgeben ist. Die Dichtringe 6 liegen in axialer Richtung hintereinander · und bilden zwei einander gegenüberliegende und zusammenwirkende Dichtflächen 7.

Die Dichtringe 6 liegen symmetrisch zu einer Trennebene 8, die, wie Fig. 2 und 4 zeigen, sich rechtwinklig zum Durchgangskanal 5 erstreckt. Beidseitig und parallel zur Trenn- ' ebene 8 liegen zwei plane Führungsflächen 9. Der Querschnitt der Dichtringe ist im wesentlichen zylindrisch. Der innere Abschnitt 10 der Dichtringe 6 ist verglichen mit dem Abschnitt 11 der Dichtringe 6, welcher der Trennebene 8 am nächsten liegt, in radialer Richtung erweitert. Zum Einsetzen der Dichtringe ist in jede Gehäusehälfte 2 und 3 eine Ausnehmung 12 eingearbeitet, die die gleiche Querschnittsgestalt hat, so daß die Dichtringe 6 dauerhaft in ihrem Sitz gehalten werden und ein örtliches Herausdrücken der Dichtringe aus den Ausnehmungen selbst dann verhindert wird, wenn der Umfang des Abschnittes 11, der die eigentliche Ausnehmung überragt, einer erheblichen Kraft ausgesetzt wird, die von

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außen in radialer Richtung nach innen wirkt.

Die rechteckförmigen Führungsflächen 9 bilden zusammen einen schlitzförmigen Raum 13, der sich um den Umfang der Dichtringe 6 ausweitet und sich zur Außenseite des Schiebergehäuses in zwei entgegengesetzten Richtungen erstreckt, die mit der Schließ- und Öffnungsrichtung des Schiebers zusammenfallen. Außen am Gehäuse bildet der Schlitz eine in den Zeichnungen nach oben zeigende öffnung 14 und diametral gegenüberliegend eine in den Zeichnungen nach unten gerichtete Öffnung 15. Die Querschnittsabmessungen der öffnungen 14 und 15 sollten mindestens so breit sein, wie die entsprechenden Abmessungen innerhalb des Schlitzes. Wie Flg.2 zeigt, kann gegebenenfalls am Übergang zwischen jeder Führungsfläche 9 und der Außenseite des Gehäuses eine Abschrägung vorgenommen werden, so daß die Breite der Öffnung nach außen größer wird.

Entlang der verbleibenden beiden Seiten der Führungsflächen, 9 sind die Gehäusehälften 2 und 3 mit Anschlußelementen 16 versehen, die mit ihren innenliegenden Seitenkanten 17 die Breite des Schlitzes 13 und damit die vorerwähnten Bewegungs- ' pfade definieren. Wie am besten aus den Fig. 1 und 3 zu ersehen, bestehen die Anschlußelemente 16 bei einer bevorzugten

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Ausführungsform aus einer Schwalbenschwanz-Verbindung, die sich parallel zu den Seitenkanten erstreckt und von Zapfen 18 und dazwischenliegenden · Zwischenräumen 19 gebildet wird. Abweichend hiervon können die Verbindungselemente auch als ein sich gegenüberliegendes Flanschpaar ausgebildet sein, das man mit axial gerichteten Bolzen zusammenhalt oder die einen solchen Querschnitt haben, daß sie sicher gegen eine Relativverschiebung in Richtung der Seiten- *^ kanten ineinandergreifen. Ebenfalls denkbar ist eine als Klauenkupplung öder Bajonett-Halterung ausgebildete Verbindung.

In dem dargestellten Beispiel,bei dem die Gehäusehälften identisch sind, weist jede Gehäusehälfte an der einen Seite (links in Fig. 3) vier Zapfen 18_V auf, welche voneinander durch drei Zwischenräume 19_V getrennt sind, die gemessen in Richtung der Seitenkanten 17 genauso breit sind, wie die Zapfen. An der gegenüberliegenden Seite der Führungsflache "i9 befinden sich drei Zapfen 18^ mit Zwischenräumen 19^· Diese Zapfen und Zwischenräume sind identisch mit den ersterwähnten jedoch entgegengesetzt lokalisiert, so daß jeder Zapfen 18^ an der rechten Seite in einem Zwischenraum 19_V, welcher exakt gegenüberliegend angeordnet ist, Aufnahme finden kann und umgekehrt. Durch alle Zapfen führt eine Bohrung 20 hindurch.

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Die beiden vorgesehenen Bohrungen 20 befinden sich in zwei exakt festgelegten Stellungen und verlaufen in Querrichtung symneirisch zu einer Ebene 21, die die Achse des Durchgangskanals 5 enthält und sind in axialer Richtung geringfügig über die Führungsflächen 9 .versetzt, wie dies die Fig. 4 erkennen läßt.

Bei einer solchen Ausbildung der Anschlußelemente 16 kann das Schiebergehäuse aus zwei einander gegenüberliegenden Gehäusehälften zusammengesetzt werden, von denen die eine Hälfte gegenüber der anderen um 180° gedreht ist, wobei die Zapfen 18 an beiden Seiten ausreichend weit in die Zwischenräume 19 eingreifen, damit die Bohrungen 18 der einen Gehäusehälfte auf die Bohrungen in der anderen Gehäusehälfte ausgerichtet werden. Die Verbindungen an ^eder Seite können dann mit einer Stange oder einem Rohrbolzen 22 zusammengehalten werden. Auf diese Weise werden die Führungsflächen 9 parallel zueinander und symmetrisch zur gemeinsamen Ebene der Bohrungen und Bolzen, welche die vorerwähnte Trennebene 8 ist, gehalten. Solange der Schieber geöffnet ist, liegen auch die beiden Dichtflächen 7 in der Ebene 8 und ruhen dann mit einer gewissen Vorspannung strömungsmitteldicht aufeinander. Zum Absperren des Schiebers dient eine Schieberplatte 23, die bei geöffnetem Absperrschieber vom Schiebergehäuse getrennt ist

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und sich je nach dem Wunsch des Benutzers am Gehäuse anketten oder irgendwie unzugänglich halten oder sonst wie befestigen läßt. Die Schieberplatte 23 sollte einen recht-.eckigen Querschnitt haben, dessen Abmessungen im wesentlichen die gleichen oder geringfügig geringer sind als die Querschnittsabmessungen des Schlitzes 13, was sich auch aus der vorstehenden Beschreibung ergibt. Die Dicke der Schieber platte ist jedoch am freien Ende 24 schwach konische ausgebildet, indem man die beiden Seiten der Platte entsprechend abgeschliffen hat. Hierdurch entsteht am freien Ende 24 eine Kante, die jedoch keine Messerkante sein darf, sondern abgerundet verlaufen muß. Am anderen Ende der Schieberplatte befindet sich ein Handgriff 25, der vorzugsweise aus Plastik besteht und fest auf die eigentliche Schieberplatte aufgeformt ist. Für diese Aufformung ist die Schieberplatte mit einer Öffnung 27 versehen, die beim Formyorgang vom Plastikmaterial ausgefüllt wird.

Die Schieberplatte kann von beliebiger Stelle von außen in das Schiebergehäuse eingesetzt werden, beispielsweise von. de: oberenSchlitzöffnung 14 aus, indem man die Platte mit dem angeschärften Ende 24 voran translatorisch in dem Schlitz in der Richtung nach unten bewegt, die durch die Führungsflächen 9 und die Führungskanten 17 vorgegeben ist. Die ange schärfte Kante der Schieberplatte folgt der Trennebene 8 und stößt dann nach Erreichen des Umfanges der Dichtungsringe 6

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zwischen die Dichtflächen, so daß diese in Querrichtung nach außen voneinander wegbewegt werden. Wenn die Absperrbewegung andauert, berührt ein sehr großer Teil des Umfanges der Dichtungsringe die flache Oberfläche der Schieberplatte, während die Vorderkante 24 sich weiter nach unten bewegt und schließlich die Dichtungsringe durchquert ;';. und an dem Teil des Schlitzes austritt, der sich außerhalb ?! der anderen Schlitzöffnung 15 befindet. Der· Absperrschieber ■ ist geschlossen, wenn eine Anschlagfläche 26 unterhalb des Handgriffes 25 am Schiebergehäuse zur Anlage kommt.

Während der Absperrbewegung oder während des Herausziehens der Schieberplatte aus dem Ventilgehäuse, ergibt sich an den Dichtringen keine oder allenfalls nur eine unbedeutende Undichtigkeit, und selbst an den kritischen Punkten entlang / des Umfanges der Dichtflächen, an denen die aneinanderliegenden planen Dichtflächen 7 durch die Vorderkante 24 der ''' Schieberplatte gekrümmt wer: en, ist der Durchgangskanal gegenüber dem Schieberäußeren abgedichtet.

Die beim erfindungsgemäßen Absperrschieber vorgesehene Dichtungsanordnung hat somit nicht nur die Aufgabe, den Durchgangskanal an der Schieberplatte abzusperren, sondern übernimmt auch noch die Aufgabe, die bei konventionellen Absperrschiebern die Stopfbuchse zu übernehmen hat, d.h. die Aufgabe,

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eine Leckage am Äußeren des Schiebergehäuses zu verhindern. Eine in solcher Weise arbeitende Dichtungsanordnung erhält man durch gegenseitige Anpassung der Geometrie der Schieberplatte, des Querschnittes der Dichtungsringe und deren Federungseigenschaften. Im Hinblick auf die letzterwähnte Eigenschaft sollten, insbesondere um Leckagen bei der Betätigung des Schiebers zu verhindern, die Dichtringe 6 oder auf alle Fälle deren Oberflächenabschnitte11 aus einem weichen gummiartigen Material bestehen, · damit die Deformation im Material, welche durch die Schieberplatte 23 bedingt ist, im wesentlichen als Kompression in axialer Richtung auftritt, während der Ringquerschnitt seine ursprüngliche' geometrische Form beibehält. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Dichtungsanordnung macht man den Oberflächenabschnitt aus einer Gummiqualität mit einem geringeren Härtegrad von etwa 60° Shore-Härte im Vergleich zu dem inneren Querschnittsabschnitt 10, der eine Härte von etwa '70° Shore-Härte haben sollte. Eine voll befriedigende Abdichtfunktion kann man jedoch auch mit Dichtringen erhalten, die über ihren gesamten Querschnitt nur. eine einzige Härte von vorzugsweise 65 - 68 Shore-Härte haben..

Es sei nochmals bestätigt; daß der Absperrschieber die beiden vorerwähnten Abdichtfunktionen übernehmen kann, da der schlit förmige Raum 13 frei .mit der Umgebung in Verbindung steht. Die

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letzterwähnte Tatsache verhindert offensichtlich auch eine Leckage von der einen Seite der Schieberplatte zur anderen bei geschlossenem Schieber, so daß jegliche Mediencontamination unmöglich gemacht ist.

Das hervorstechende Merkmal des erfindungsgemäßen Absperr- , Schiebers liegt darin, daß bei geöffnetem Schieber die Schieberplatte von den Teilen getrennt ist, die mit dem Medium in Berührung stehen, wobei <"es dann auch möglich ist, unmittelbar aus der Stellung der Schieberplatte zu ersehen, * ob der Schieber geöffnet oder geschlossen ist. Bei geöffnetem Absperrschieber ist es jederzeit möglich, die Schieberplatte zu inspizieren und sie - falls nötig - auszutauschen, ohne dabei den eigentlichen Absperrschieber zu beeinträchtigen. Eine unbeabsichtigte oder unzulässige Absperrung des Absperrschiebers läßt sich ganz einfach dadurch verhindern, daß man beispielsweise die Schieberplatte für nicht berechtigte Personen unzugänglich macht.

Die erfindungsgemäße Konstruktion bringt eine beachtliche •Vereinfachung und eine erhebliche Raumersparnis bei den Installationen mit sich, weil man die Schieberbetätigung wahlweise von einer von zwei diametral gegenüberliegenden Seiten vornehmen kann.

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Claims

Patentansprüche:

1. Parallel-Schieber mit zwei entlang einer sich quer zu einem axialen Durchflußkanal erstreckenden Trennebene verbundenen und an den Außenenden zu Rohranschlüssen ausgebildeten Gehäusehälften, die jeweils neben der Trennebene zur Bildung von zwei einander gegenüberliegenden Dichtflächen einen elastischen Dichtring enthalten, und einer entlang der Trennebene zwischen den Gehäusehälften verschiebbaren Schieberplatte, deren nach innen gerichtetes Ende konisch ausgebildet ist, um bei einer Bewegung der Schieberplatte in Schließrichtung die Dichtflächen voneinander zu trennen und zwischen ihnen eindringen zu können, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Gehäuse-

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halften (2,3) ein an beiden Enden offener, sich diametral durch das Schiebergehäuse· erstreckender Schlitz (13) ausgebildet ist, dessen zwei Schlitzöffnungen (14, 15) in beiden Richtungen querschnittsmäßig unbeschränkt mit dem äußeren Umfang der Dichtringe (6) in Verbindung stehen, daß die Gehäusehälften (2, 3) an zwei einander gegenüber- ~ liegenen und sich parallel zur Schlitzebene erstreckenden Führungskanten (17) mit ineinandergreifenden Verbindungs- ■ elementen (16) versehen sind, die bei verbundenen Gehäusehälften (2, 3) den Schlitz (13) so definieren, daß dessen Querabmessung gleich oder geringfügig größer wird als die Dicke der Schieberplatte (23), damit die letztere, wenn man sie von außen in eine beliebige Schlitzöffnung (14, 15) einsetzt im Schlitz (13) translatorisch geführt in Richtung auf und zwischen die Dichtringe (6) vorgeschoben werden kann, und daß die Dichtringe (6) in ihrer definierten Ruhestellung eine elastische Vorspannung haben, durch die ihre Dichtflächen (7) - selbst wenn die Schieberplatte (23) bewegt wird - über den gesamten Teil ihres nicht von der Schie berplatte (23) und deren angeschärften Ende (24) beaufschlagten Umfanges dichtend aneinandergehalten werden«

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2. Parallel-Schieber nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (13) in axialer Richtung von symmetrisch und parallel zur Trennebene (8) verlaufenden Führungsflächen (9) begrenzt ist, neben denen sich radiale Ausnehmungen (12) der Gehäusehälften (2, 3) zur Aufnahme der — Dichtringe (6) befinden, und daß die Breite des Schlitzes (13) durch die Führungskanteri (17) der Verbindungselemente (16) bestimmt ist.

3« Parallel-Schieber nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Gehäusehälften (2, 3) als Verbindungselemente (16) auf der einen Seite eine Anzahl von Zapfen (18) und zwischen ihnen angeordnete Zwischenräume (19) aufweisen, daß die Zapfen (18) auf die Trennebene (8) ausgerichtete koaxiale Bohrungen (20) für eine Bolzen (22) aufweisen, der die Gehäusehälften (2, 3) zusammenhalten kann, und daß an der anderen Seite der Gehäusehälften (2, 3) eine entsprechende Ausbildung vorgesehen ist, die sich nur dadurch unterscheidet, daß Zapfen (18) und Zwischenräume (19) vertauscht sind, so daß man das Gehäuse (1) aus zwei identischen Hälften (2, 3) zusammensetzen kann, indem man die eine Hälfte um 180° gegenüber der anderen dreht, bevor man die zwei Bolzen (22) in die Bohrungen (20) einsetzt.

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4. Parallel-Schieber nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtringe (6) und ihre Aufnahmeaussparungen (12) eine im wesentlichen zylindrische Gestalt haben, wobei ein innerer Abschnitt (10) der Dichtringe (6)" gegenüber dem Durchmesser der Dichtfläche (7) radial nach außen erweitert ist, um die Dichtringe (6) an einem Verlassen der Aussparungen (12) zu hindern, wenn die Schieberplatte (23) zwischen die Dichtringe (6) eingeschoben wird.

5. Parallel-Schieber nach Anspruch*fbis 4 dadurch gekennzeichnet daß der der Trennebene (8) am nächsterAiegende Abschnitt (.11 der Dichtringe (6) aus einem relativ weichen Gummi mit einer bevorzugten Shore-Härte von etwa 60° besteht, damit, wenn di< Schieberplatte (23) die Dichtringe (6) beaufschlagt, die in diesem Abschnitt (11.) auftretende Verformung in erster Linie einer axialen Kompression entspricht, und daß der übrige Dichtring-Querschnitt härter ist und vorzugsweise eine Shore· Härte von 70° hat, um eine Verformung der Querschnittsgestalt zu verhindern.

6. Parallel-Schieber nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberplatte (23) mit einem Betätigungs-Handgriff (25) versehen ist, der bei geschlossenem Schieber mit

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einer nach innen gerichteten Anschlagfläche (26) erst dann die Außenseite des Gehäuses (1) beaufschlagt, wenn die Dichtringe (6) vollständig durch die Schieberplatte (23) voneinander getrennt sind.

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