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Die Erfindung betrifft ein sanitäres Einsetzelement, das mit einem hülsenförmigen Einsetzzapfen in eine stirnseitige Einsetzöffnung eines sanitären Leitungsabschnitts einsetzbar ist, welcher Einsetzzapfen zur reibschlüssigen Befestigung in der Einsetzöffnung zumindest außenumfangsseitig eine Mantellage aus elastischem Material aufweist.
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Aus der
WO 2011/157309 A1 kennt man bereits ein sanitäres Einsetzelement, das einen dichtringförmigen Teilbereich hat, an dem ein hülsenförmiger Einsetzzapfen angeformt ist. Das vorbekannte Einsetzelement kann in eine stirnseitige Einsetzöffnung eines sanitären Leitungsabschnitts eingesetzt werden, bis der dichtringförmige Teilbereich auf dem zuströmseitigen Stirnrand dieses Leitungsabschnitts aufliegt. Der hülsenförmige Einsetzzapfen ist über einen Außenumfang hinaus vollständig aus elastischem Material hergestellt, so dass das Einsetzelement reibschlüssig in der Einsetzöffnung gehalten ist. Der dichtringförmige Teilbereich des Einsetzelements umgreift das scheibenförmige Reglergehäuse eines Durchflussmengenreglers, der in seinem Reglergehäuse einen Ringkanal hat, in dem ein ringförmiger Drosselkörper aus elastischem Material angeordnet ist, der zwischen sich und einer, an einer innenliegenden und/oder außenliegenden Kanalwandung vorgesehenen Regelprofilierung einen durch den sich unter dem Druck des zuströmenden Wassers verformenden Drosselkörper veränderbar ist. Damit das vorbekannte Einsetzelement in die unterschiedlichen lichten Durchmesser der verschiedenen Einsetzöffnungen eingesetzt werden kann und damit sich das Einsetzelement gut an diese unterschiedlichen lichten Durchmesser anpassen kann, sind an dem Einsetzzapfen mehrere, über den Zapfenumfang verteilt angeordnete Halteflügel vorgesehen. Diese Halteflügel können sich propellerförmig an den Außenumfang des Haltezapfens anlegen, wenn das Einsetzelement in eine Einsetzöffnung eingesetzt werden soll, die einen vergleichsweise kleinen lichten Durchmesser hat. Dieser vergleichsweise kleine lichte Durchmesser wird durch den demgegenüber dicken Durchmesser des Haltezapfens noch zusätzlich eingeschränkt, was insbesondere bei niedrigen Drücken in einer vergleichsweise schlechten, das heißt geringen Durchflussleistung bemerkbar ist.
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Es besteht daher insbesondere die Aufgabe, ein sanitäres Einsetzelement der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das mit seinem Einsetzzapfen sicher und fest in der Einsetzöffnung eines sanitären Leitungsabschnitts montierbar ist und das sich gleichzeitig auch durch ein erhöhtes Durchflussvolumen auch bei niedrigen Drücken auszeichnet.
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Die erfindungsgemäße Lösung besteht bei dem sanitären Einsetzelement der eingangs erwähnten Art insbesondere darin, dass zur quer zur Zapfen-Längsachse orientierten Aussteifung der Mantellage eine Aussteifungshülse aus einem demgegenüber unnachgiebigem Material vorgesehen ist, die von der Mantellage umgriffen ist.
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Das erfindungsgemäße sanitäre Einsetzelement weist einen hülsenförmigen Einsetzzapfen auf, mit dem das Einsetzelement in eine stirnseitige Einsetzöffnung eines sanitären Leitungsabschnitts einsetzbar ist. Dieser Einsetzzapfen weist zur reibschlüssigen Befestigung in der Einsetzöffnung zumindest außenumfangsseitig eine Mantellage aus elastischem Material auf. Um auch eine vergleichsweise dünne Mantellage, die den lichten Durchflussquerschnitt durch den hülsenförmigen Einsetzzapfen insbesondere auch bei niedrigen Drücken nicht wesentlich beeinträchtigt, in einer quer zur Zapfen-Längsachse orientierten Richtung ausreichend auszusteifen, damit das elastische Material der Mantellage gegen den Leitungsinnenumfang gepresst und der Einsetzzapfen dort sicher und fest gehalten werden kann, ist eine Aussteifungshülse aus einem demgegenüber unnachgiebigen Material vorgesehen, die von der Mantellage umgriffen wird. Zum Erreichen eines größeren Durchflusses im Niederdruckbereich sind größere Querschnitte erforderlich. Hierzu muss aber die Wandstärke des hülsenförmigen Einsetzzapfens verringert werden. Diese Wandstärke lässt sich jedoch nicht beliebig reduzieren, weil andernfalls das elastische Material des Einsetzzapfens beim Einpressen in die stirnseitige Öffnung eines Leitungsabschnitts kollabieren würde, so dass der Einsetzzapfen nicht mehr den gewünschten Anpressdruck übertragen könnte. Das erfindungsgemäße Einsetzelement weist deshalb eine Aussteifungshülse aus unnachgiebigem Material auf, die von der elastischen Mantellage umgriffen wird. Diese Aussteifungshülse stellt sicher, dass das elastische Material der außenumfangsseitig vorgesehenen Mantellage stets eine entsprechende Verpressung zu der Umfangswandung des Leitungsabschnitts übertragen kann.
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Damit der Einsetzzapfen in verschiedene Einsetzöffnungen eingesetzt werden kann, die sich in einem größeren Querschnittsbereich voneinander unterscheiden, und damit der Einsetzzapfen die entsprechenden Durchmesserunterschiede gut ausgleichen kann, ist es vorteilhaft, wenn an der Mantellage wenigstens ein Halteflügel aus elastischem Material gehalten und vorzugsweise einstückig angeformt ist, der quer zur Zapfen-Längsachse des Einsetzzapfens über diesen vorsteht.
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Um beim Einsetzen des erfindungsgemäßen Einsetzelements und beim Eindrücken seines Einsetzzapfens in die stirnseitige Einsetzöffnung eines sanitären Leitungsabschnitts den Einsetzzapfen zu zentrieren, ist es vorteilhaft, wenn an der Mantellage mindestens zwei und vorzugsweise mehr als zwei Halteflügel vorstehen, die in Umfangsrichtung des Einsetzzapfens vorzugsweise in gleichmäßigen Abständen voneinander verteilt angeordnet sind.
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Die am Einsetzzapfen quer zur Zapfen-Längsachse vorstehenden Halteflügel können sich besonders gut an die unterschiedlichen Durchmesser verschiedener Einsetzöffnungen anpassen, wenn der wenigstens eine Halteflügel einen gebogenen Flügelquerschnitt hat.
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Damit sich die Halteflügel nicht gegenseitig im Wege stehen, wenn der Einsetzzapfen in eine vergleichsweise kleine Einsetzöffnung gepresst wird, ist es vorteilhaft, wenn die Flügelquerschnitte der Halteflügel in dieselbe Umfangsrichtung gebogen sind.
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Um bereits beim Einsetzen des Einsetzzapfens die aus elastischem Material bestehenden Halteflügel ausreichend ablenken und umbiegen zu können, ist es vorteilhaft, wenn der in Einsetzrichtung des Einsetzzapfens vordere Stirnrandbereich des wenigstens einen Halteflügels sich in Einsetzrichtung zunehmend erweitert.
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Eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht vor, dass zumindest an einem Stirnendbereich der Aussteifungshülse und vorzugsweise zumindest an deren zuströmseitigen Stirnendbereich eine den Durchfluss reduzierende Durchflussdrossel oder ein das pro Zeiteinheit durchströmende Durchflussvolumen auf einen druckunabhängigen festgelegten Durchflusswert einregelnder Durchflussmengenregler vorgesehen ist.
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Dabei sieht eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung vor, dass die Aussteifungshülse zumindest an ihrem zuströmseitigen Stirnendbereich eine Durchflussdrossel- oder Durchflussmengenregler-Aufnahme hat, in die eine Durchflussdrossel oder ein Durchflussmengenregler einsetzbar ist.
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Um den Einsetzweg des Einsetzzapfens beim Einsetzen in eine stirnseitige Einsetzöffnung eines Leitungsabschnitts auf ein ausreichendes Maß zu begrenzen, ist es vorteilhaft, wenn die Aussteifungshülse an ihrem einen Stirnende einen als außenumfangsseitiger Ringflansch ausgebildeten Einsetzanschlag hat.
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Möglich ist es, dass die Mantellage und die Aussteifungshülse als Zwei- oder Mehrkomponenten-Spritzgussteil hergestellt sind.
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Eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht vor, dass die Mantellage auf die davon separat hergestellte Aussteifungshülse aufgeschoben ist.
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Bei bestimmten Anwendungen kann es ausreichend sein, wenn die Mantellage die Aussteifungshülse bis zu ihrem Einsetzanschlag umgreift. Eine andere Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht vor, dass die Mantellage die Aussteifungshülse bis über ihren Einsetzanschlag umgreift und dass der von der Mantellage umgriffene Einsetzanschlag als Dichtring ausgebildet ist, der beispielsweise zwischen benachbarten Stirnenden zweier miteinander verbundenen Leitungsabschnitte eingespannt werden kann.
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Dabei ist es vorteilhaft, wenn ein Stirnendbereich der Mantellage als ein aus zwei randseitig miteinander verbundenen Ringzonen der Materiallager gebildeter Ringflansch ausgebildet ist und wenn die an ihrem Außenumfangsrand verbundenen Ringzonen den Einsetzanschlag der Aussteifungshülse zwischen sich aufnehmen.
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Um das erfindungsgemäße Einsetzelement mit einem Durchflussmengenregler ausstatten zu können und um diesen Durchflussmengenregler möglichst einfach herstellen zu können, ist es vorteilhaft, wenn der Durchflussmengenregler ein Reglergehäuse mit wenigstens einem Ringkanal hat, in dem ein ringförmiger Drosselkörper aus elastischem Material vorgesehen ist, der zwischen sich und einer, an der innenliegenden und/oder außenliegenden Kanalwand vorgesehenen Regelprofilierung einen durch den unter den Druck des durchströmenden Fluids verformenden Drosselkörper veränderbaren Steuerspalt umgrenzt.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen in Verbindung mit der Zeichnung sowie der Beschreibung. Nachstehend wird die Erfindung anhand besonders vorteilhafter Ausführungsbeispiele noch näher beschrieben.
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Es zeigt:
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1 ein in einer perspektivischen Draufsicht auf die Zuströmseite gezeigtes sanitäres Einsetzelement, das mit einem hülsenförmigen Einsetzzapfen in eine stirnseitige Einsetzöffnung eines sanitären Leitungsabschnitts einsetzbar ist, wobei am Außenumfang des Einsetzelements mehrere Halteflügel vorstehen, die hier einen gebogenen Flügelquerschnitt haben,
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2 das Einsetzelement aus 1 in einer Seitenansicht,
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3 das Einsetzelement aus 1 und 2 in einer Draufsicht auf seine Abströmseite,
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4 das Einsetzelement aus den 1 bis 3 in einer Draufsicht auf seine Zuströmseite,
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5 das Einsetzelement aus den 1 bis 4 in einer auseinandergezogenen perspektivischen Einzelteildarstellung,
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6 das in einer Einsetzöffnung eingesetzte Einsetzelement aus den 1 bis 5 in einer Seitenansicht,
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7 das Einsetzelement aus den 1 bis 6 in einer typischen Einbausituation,
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8 ein ebenfalls in einer perspektivischen Draufsicht auf die Zuströmseite gezeigtes weiteres sanitäres Einsetzelement,
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9 das Einsetzelement aus 8 in einer Seitenansicht,
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10 das Einsetzelement aus den 8 und 9 in einer Draufsicht, auf seine Abströmseite,
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11 das Einsetzelement aus den 8 bis 10 in einer Draufsicht auf seine Zuströmseite,
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12 das Einsetzelement aus den 8 bis 11 in einer auseinandergezogenen perspektivischen Einzelteildarstellung, und
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13 das in einer Einsetzöffnung eingesetzte Einsetzelement aus den 8 bis 12 in einer Seitenansicht.
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In den 1 bis 7 und 8 bis 13 sind zwei verschiedene Ausführungen eines sanitären Einsetzelementes 1 dargestellt. Das Einsetzelement 1 weist einen hülsenförmigen Einsetzzapfen 2 auf, mit dem das Einsetzelement 1 in eine stirnseitige Einsetzöffnung eines sanitären Leitungsabschnitts einsetzbar ist. Dieser Einsetzzapfen 2 hat zur reibschlüssigen Befestigung in der Einsetzöffnung zumindest außenumfangsseitig eine Mantellage 3 aus elastischem Material. Um auch eine vergleichsweise dünne Mantellage 3, die den lichten Durchflussquerschnitt durch den hülsenförmigen Einsetzzapfen 2 insbesondere auch bei niedrigen Drücken nicht wesentlich beeinträchtigt, in einer quer zur Zapfen-Längsachse des Einsetzzapfens 2 orientierten Richtung ausreichend auszusteifen, damit das elastische Material der Mantellage 3 gegen den Leitungsinnenumfang gepresst und der Einsetzzapfen 2 dort sicher und fest gehalten werden kann, ist eine Aussteifungshülse 4 aus einem demgegenüber unnachgiebigen Material vorgesehen, die von der Mantellage 3 umgriffen wird. Zum Erreichen eines größeren Durchflusses im Niederdruckbereich sind nämlich größere Querschnitte erforderlich. Dazu ist es notwendig, die Wandstärke des hülsenförmigen Einsetzzapfens 2 zu reduzieren. Um beim Einpressen des Einsetzzapfens 2 ein Kollabieren seiner aus elastischem Material bestehenden Mantellage 3 zu verhindern, und um den gewünschten Anpressdruck der Mantellage auf die Innenumfangsseite des Leitungsabschnitts im Bereich der stirnseitigen Einsetzöffnung sicherzustellen, ist im Einsetzzapfen 2 eine Aussteifungshülse 4 vorgesehen, die von der Mantellage 3 umgriffen wird. Aufgrund der Aussteifungshülse 4 wird stets eine ausreichende Verpressung des Einsetzzapfens 2 am Innenumfang des die stirnseitige Einsetzöffnung aufweisenden Leitungsabschnitts gewährleistet.
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Wie in den 1 bis 13 erkennbar ist, ist an der Mantellage 3 wenigstens ein Halteflügel 5 aus elastischem Material vorgesehen. Der zumindest eine Halteflügel 5 steht quer zur Zapfen-Längsachse des Einsetzzapfens 2 über diesen vor. Um beim Einsetzen oder Einpressen des Einsetzzapfens 2 in die Einsetzöffnung eine Zentrierung des Einsetzzapfens 2 sicherzustellen, sind an dem Einsetzelement 1 mindestens zwei und vorzugsweise mehr als zwei Halteflügel 5 vorgesehen, die in Umfangsrichtung des Einsetzzapfens 2 in gleichmäßigen Abständen voneinander verteilt angeordnet sind. Jeder dieser Halteflügel 5 weist einen gebogenen Flügelquerschnitt auf, wobei die Flügelquerschnitte der Halteflügel 5 in dieselbe Umfangsrichtung gebogen sind.
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Damit beim Einpressen des Einsetzzapfens 2 und seiner Halteflügel 5 in die Einsetzöffnung eine eventuell notwendige Verformung der Halteflügel 5 in dieselbe Umfangsrichtung ohne weiteres sichergestellt werden kann, ist es vorteilhaft, wenn der in Einsetzrichtung des Einsetzzapfens 2 vordere Stirnrandbereich 6 des wenigstens einen Halteflügels 5 sich in Einsetzrichtung zunehmend erweitert. Durch den sich in Einsetzrichtung zunehmend erweiterten Stirnrandbereich 6 der Halteflügel 5 lässt sich der Einsetzzapfen 2 ohne weiteres in eine entsprechende Einsetzöffnung eindrücken, ohne dass dabei die Halteflügel 5 noch umständlich von Hand verformt und angefügt werden müssten.
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Bevorzugte Ausführungsformen des hier dargestellten Einsetzelementes 1 sehen vor, dass zumindest an einem Stirnendbereich der Aussteifungshülse 4 und vorzugsweise an deren zuströmseitigen Stirnendbereich eine den Durchfluss reduzierende Durchflussdrossel oder – wie hier – ein Durchflussmengenregler 7 vorgesehen ist, der das pro Zeiteinheit durchströmende Durchflussvolumen auf einen druckunabhängigen festgelegten Durchflusswert einzuregeln hat.
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Die Aussteifungshülse 4 der hier in den 1 bis 7 einerseits und den 7 bis 13 andererseits dargestellten Einbauelemente 1 weisen zumindest an ihrem zuströmseitigen Stirnendbereich eine Durchflussdrossel- oder Durchflussmengenregler-Aufnahme 8 auf, in die eine Durchflussdrossel oder hier der Durchflussmengenregler 7 einsetzbar ist. Wie aus einem Vergleich der 1 bis 13 deutlich wird, weist die Aussteifungshülse 4 der hier dargestellten Einsetzelemente 1 an ihrem zuströmseitigen Stirnende einen als außenumfangsseitiger Ringflansch ausgebildeten Einsetzanschlag 9 auf.
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Die Mantellage 3 und die Aussteifungshülse 4 können als Mehrkomponenten-Spritzgussteil hergestellt werden. Eine einfache Herstellung des erfindungsgemäßen Einsetzelementes 1 besteht jedoch auch darin, die Mantellage 3 auf die davon separat hergestellte Aussteifungshülse 4 aufzuschieben.
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Bei dem in den 1 bis 7 gezeigten Ausführungsbeispiel des Einsetzelementes 1 umgreift die Mantellage 3 die Aussteifungshülse 4 bis zu ihrem als Ringflansch dienenden Einsetzanschlag 9. Die Mantellage 3 dient bei dieser Ausführungsform dazu, das Einsetzelement 1 gemäß den 1 bis 7 in der stirnseitigen Einsetzöffnung eines Leitungsabschnitts zu verpressen und fest zu halten. In 7 ist eine typische Einbausituation für ein solches Einsetzelement gemäß den 1 bis 7 in einem wandmontierten Duscharm gezeigt, der üblicherweise im Anschlussgewinde gedichtet wird, so dass dort der als Ringflansch dienende Einsetzanschlag 9 nicht zwischen zwei benachbarten Stirnrändern gegenüberliegender Leitungsabschnitte eingespannt werden kann.
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Bei dem in den 8 bis 13 gezeigten Ausführungsbeispiel des Einsetzelementes 1 umgreift die Mantellage 3 die Aussteifungshülse 4 bis über ihren Einsetzanschlag 9. Dabei ist der von der Mantellage 3 umgriffene Einsetzanschlag 9 als Dichtring ausgebildet, der zwischen benachbarten Stirnenden zweier miteinander verbundener Leitungsabschnitte eingespannt werden kann. Dazu ist ein Stirnendbereich der Mantellage 3 als ein aus zwei randseitig miteinander verbundenen Ringzonen 10, 11 der Mantellage 3 gebildeter Ringflansch 12 ausgebildet. Die Ringzonen 10, 11 dieses Ringflansches 12 sind an ihrem Außenumfangsrand verbunden und nehmen zwischen sich den Einsetzanschlag 9 der Aussteifungshülse 4 auf. Das in den 8 bis 13 gezeigte Ausführungsbeispiel des Einsetzelementes 1 kann dabei zusätzlich auch eine elastomere Abdichtung in axialer Richtung gewährleisten. Das in den 8 bis 13 gezeigte Ausführungsbeispiel wird daher bevorzugt in Handbrausen beziehungsweise in Überwurfmutter-Verbindungen eingesetzt, weil es die notwendige axiale Abdichtung bereits integral enthält.
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Die in den Einsetzelementen 1 gemäß den 1 bis 13 verwendeten Durchflussmengenregler weisen hier ein Reglergehäuse 13 auf, in dem wenigstens ein Ringkanal 14 vorgesehen ist. In diesen Ringkanal 14 der Durchflussmengenregler 7 ist ein ringförmiger Drosselkörper 15 aus elastischem Material eingelegt, der zwischen sich und einer an der innenliegenden und/oder außenliegenden Kanalwand vorgesehenen Regelprofilierung 16 einen durch den unter dem Druck des durchströmenden Fluids verformenden Drosselkörper 15 veränderbaren Steuerspalt umgrenzt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sanitäres Einsetzelement
- 2
- Einsetzzapfen
- 3
- Mantellage
- 4
- Aussteifungshülse
- 5
- Halteflügel
- 6
- Stirnrandbereich
- 7
- Durchflussmengenregler
- 8
- Durchflussmengenregler-Aufnahme
- 9
- Einsetzanschlag
- 10
- Ringzone
- 11
- Ringzone
- 12
- Ringflansch
- 13
- Reglergehäuse
- 14
- Ringkanal
- 15
- Drosselkörper
- 16
- Regelprofilierung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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