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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtung zur Verwendung in einem ein Fluidventil, ein Fluidventil mit einer solchen Dichtung und ein Verfahren zum Montieren des Fluidventils.
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Unter einem Fluidventil ist dabei insbesondere ein Kühlwasserregelventil zur Verwendung in einem Fahrzeug zu verstehen. Unter einem Fahrzeug ist dabei jede Art von Fahrzeug zu verstehen, welches zum Betrieb mit einem flüssigen und/oder gasförmigen Kraftstoff versorgt werden muss, insbesondere aber Personenkraftwagen und/oder Nutzfahrzeuge. Ferner kann es sich beim Fahrzeug auch um ein teilelektrisches oder vollelektrisches Fahrzeug handeln, insbesondere aber um Personenkraftwagen und/oder Nutzfahrzeuge.
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Dichtungen als solche können unterschiedliche Aufgaben haben. Sie können z.B. dem Zweck dienen, ungewollte Fluidverluste zu vermeiden oder zumindest zu begrenzen. Unter einem Fluid kann dabei ein flüssiges und/oder gasförmiges Medium verstanden werden.
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Eine Aufgabe einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist es, eine Dichtung zur Verwendung in unterschiedlichen Fluidventilen mit unterschiedlicher Anzahl von Ventilanschlüssen bereitzustellen. Die Dichtung soll dabei insbesondere kostengünstig herstellbar sein und einen Toleranzausgleich über einen breiten Toleranzbereich ermöglichen. Des Weiteren ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Fluidventil mit einer solchen Dichtung bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Dichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Ansprüche 9 und 10 stellen ein Verfahren zum Montieren des Fluidventils, die Ansprüche 11 und 12 ein Fluidventil, und die Ansprüche 13 und 14 die Verwendung des Fluidventils unter Schutz.
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Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist eine Dichtung zur Verwendung in einem Fluidventil, insbesondere Mehrwege-Fluidventil, einen bzw. zumindest einen zylinderförmigen, elastischen Grundkörper, mehrere an einer Außenseite des Grundkörpers angeordnete erste Dichtabschnitte zur dichtenden Anlage, insbesondere zur statisch dichtenden Anlage, gegen ein Ventilgehäuse des Fluidventils, und mehrere an einer Innenseite des Grundkörpers angeordnete zweite Dichtabschnitte zur dichtenden Anlage, insbesondere zur dynamisch dichtenden Anlage, gegen einen stellbaren Ventilkörper des Fluidventils auf, wobei ein jeweiliger erster Dichtabschnitt und ein jeweiliger zweiter Dichtabschnitt umlaufend um eine jeweilige Dichtungsöffnung des Grundkörpers herum angeordnet sind, und auf der Innenseite des Grundkörpers eine erste Schicht angeordnet ist, die einen mit Bezug auf den Ventilkörper geringeren Gleitreibungskoeffizienten und/oder geringeren Haftreibungskoeffizienten aufweist als der Grundkörper, und die bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Dichtung zumindest abschnittsweise in Kontakt mit dem Ventilkörper ist.
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Hierdurch kann in einer Ausführung, da der Grundkörper der Dichtung mehrere Dichtungsöffnungen enthält, die jeweils mit einem von mehreren Ventilanschlüssen korrespondieren können, die Dichtung in unterschiedlichen Fluidventilen mit unterschiedlicher Anzahl von Ventilanschlüssen verwendet werden. Weiterhin kann in einer Ausführung, da auf der Innenseite des Grundkörpers die erste Schicht angeordnet ist, die einen mit Bezug auf den Ventilkörper geringeren Gleitreibungskoeffizienten und/oder geringeren Haftreibungskoeffizienten aufweist als der Grundkörper, und die bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Dichtung zumindest abschnittsweise in Kontakt mit dem Ventilkörper ist, eine Reibung zwischen dem Grundkörper bzw. der darauf angeordneten ersten Schicht und dem Ventilkörper bei einem Betrieb des Fluidventils reduziert und somit ein Verschleiß des Ventils reduziert werden.
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In einer Ausführung ist der Grundkörper aus einem Elastomer, beispielsweise Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) gebildet oder weist dieses auf. Hierbei kann in einer Ausführung die erste Schicht beispielsweise als Folie ausgebildet sein, oder durch ein Beschichtungsverfahren auf einem entsprechenden Abschnitt der Innenseite des Grundkörpers aufgebracht sein. Weiterhin kann in einer Ausführung eine axiale Ausrichtung des zylinderförmigen Grundkörpers parallel zu einer Drehachse des stellbaren Ventilkörpers sein.
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In einer Ausführung weisen die zweiten Dichtabschnitte eine jeweilige zweite Schicht auf, die einen mit Bezug auf den Ventilkörper geringeren Gleitreibungskoeffizienten und/oder geringeren Haftreibungskoeffizienten aufweist als der Grundkörper, und die bei dem bestimmungsgemäßen Gebrauch der Dichtung in Abhängigkeit von einer Stellung des Ventilkörpers zumindest abschnittsweise mit dem Ventilkörper in Kontakt ist.
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Hierdurch kann in einer Ausführung die Reibung zwischen dem Grundkörper bzw. der jeweiligen zweiten Schicht der zweiten Dichtabschnitte und dem Ventilkörper bei dem Betrieb des Fluidventils weiter reduziert und somit der Verschleiß des Ventils weiter reduziert werden. In einer Ausführung kann die zweite Schicht beispielsweise als Folie ausgebildet sein, oder durch ein Beschichtungsverfahren auf einem entsprechenden Abschnitt der Innenseite des Grundkörpers aufgebracht sein. Hierbei können in einer Ausführung die erste Schicht und die zweite Schicht aus demselben Material gebildet sein.
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In einer Ausführung weisen die zweiten Dichtabschnitte zweite Dichtlippen, insbesondere flexible zweite Dichtlippen auf, die sich radial nach innen von dem Grundkörper weg erstrecken und auf denen die jeweilige zweite Schicht angeordnet ist, welche bei dem bestimmungsgemäßen Gebrauch der Dichtung in Abhängigkeit von der Stellung des Ventilkörpers zumindest abschnittsweise mit einem Umgebungsbereich einer Ventilkörperöffnung eines internen Fluidkanals des Ventilkörpers in Kontakt ist.
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Hierdurch kann in einer Ausführung eine Dichtigkeit zwischen der Dichtung und dem Ventilkörper verbessert werden.
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In einer Ausführung bilden ein jeweiliger erster Dichtabschnitt und ein jeweiliger zweiter Dichtabschnitt ein jeweiliges Paar von Dichtabschnitten, wobei der erste Dichtabschnitt und der zweite Dichtabschnitt eines jeweiligen Paars von Dichtabschnitten dazu vorgesehen sind, bei dem bestimmungsgemäßen Gebrauch der Dichtung einen jeweiligen Fluidpfad zwischen einer jeweiligen Ventilgehäuseöffnung des Ventilgehäuses und der Ventilkörperöffnung des internen Fluidkanals des Ventilkörpers abzudichten.
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In einer Ausführung sind zumindest zwei Paare von Dichtabschnitten entlang der Axialrichtung des Grundkörpers, insbesondere zylinderförmigen Grundkörpers, beabstandet voneinander angeordnet.
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Hierdurch kann in einer Ausführung die Dichtung für ein Fluidventil verwendet werden, das mehrere entlang der Axialrichtung des Grundkörpers voneinander beabstandet angeordnete Ventilgehäuseöffnungen zum Anschluss des Fluidventils an mehrere externe Ventilanschlüsse aufweist.
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In einer Ausführung weist die Innenseite des Grundkörpers zumindest einen balgförmigen Abschnitt, insbesondere Balgabschnitt auf, der sich insbesondere entlang der Axialrichtung des Grundkörpers erstreckt, und in Abhängigkeit von einer Stellung des Ventilkörpers an diesem anliegt.
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Hierdurch kann in einer Ausführung der Toleranzbereich für eine Differenz zwischen einem Durchmesser des zylinderförmigen Grundkörpers und einem Durchmesser eines (ebenfalls zylinderförmigen) Ventilgehäuses vergrößert werden.
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In einer Ausführung sind die ersten Dichtabschnitte als erste Dichtlippen ausgebildet, die sich radial nach außen weg von dem Grundkörper erstrecken, und bei dem bestimmungsgemäßen Gebrauch der Dichtung mit dem Ventilgehäuse in Kontakt sind.
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Hierdurch kann in einer Ausführung der Toleranzbereich für die Differenz zwischen dem Durchmesser des zylinderförmigen Grundkörpers und dem Durchmesser des (ebenfalls zylinderförmigen) Ventilgehäuses weiter vergrößert werden.
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In einer Ausführung ist an einer Stirnseite des Grundkörpers ein umlaufender Dichtring angeordnet, der sich von der Außenseite des Grundkörpers radial nach außen erstreckt und bei dem bestimmungsgemäßen Gebrauch der Dichtung zwischen dem Ventilgehäuse und einem Deckel des Fluidventils angeordnet ist.
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Hierdurch kann in einer Ausführung mittels des Dichtrings ein Inneres des Fluidventils statisch gegenüber einem Äußeren des Fluidventils abgedichtet werden.
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Ein Verfahren zum Montieren eines Fluidventils, insbesondere Mehrwege-Fluidventils, weist nach einer Ausführung der Erfindung die folgenden Schritte auf:
- a) Bereitstellen eines Ventilgehäuses mit mehreren Ventilgehäuseöffnungen,
- b) Bereitstellen einer vorstehend beschriebenen Dichtung mit einem zylinderförmigen, elastischen Grundkörper mit mehreren Dichtungsöffnungen,
- c) Bereitstellen eines stellbaren Ventilkörpers,
- d) Einsetzen der Dichtung in das Ventilgehäuse derart, dass eine jeweilige der mehreren Ventilgehäuseöffnungen mit einer jeweiligen der mehreren Dichtungsöffnungen überlappt, und
- e) Einsetzen des stellbaren Ventilkörpers in den Grundkörper.
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Hierdurch kann in einer Ausführung die Montage des Fluidventils erleichtert werden, da lediglich eine einzelne Dichtung für ein Fluidventil mit mehreren Ventilgehäuseöffnungen erforderlich ist. Dadurch können in einer Ausführung auch die Montagekosten reduziert werden.
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In einer Ausführung werden bei dem Verfahren in Schritt a) ein zylinderförmiges Ventilgehäuse bereitgestellt, in Schritt b) eine Dichtung mit einem Grundkörper bereitgestellt, an dessen Stirnseite ein umlaufender Dichtring angeordnet ist, und in Schritt d) die Dichtung derart in das Ventilgehäuse eingesetzt, dass der umlaufende Dichtring auf einer Stirnseite des Ventilgehäuses aufliegt, wobei das Verfahren ferner die Schritte aufweist:
- f) Bereitstellen eines Deckels des Fluidventils,
- g) Anordnen des Deckels derart auf der Stirnseite des Ventilgehäuses, dass der umlaufende Dichtring zwischen dem Deckel und der Stirnseite des Ventilgehäuses angeordnet ist, und
- h) Befestigen des Deckels an dem Ventilgehäuse.
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Hierdurch kann in einer Ausführung eine statische Abdichtung eines Inneren des Fluidventils gegenüber einem Äußeren des Fluidventils erzielt werden.
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Ein Fluidventil zur Abdichtung eines jeweiligen Fluidpfads zwischen einer jeweiligen Ventilgehäuseöffnung und einer jeweiligen Ventilkörperöffnung eines internen Fluidkanals eines Ventilkörpers weist nach einer Ausführung der Erfindung zumindest eine vorstehend beschriebene Dichtung, ein Ventilgehäuse mit mehreren Ventilgehäuseöffnungen und einen stellbaren Ventilkörper auf.
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In einer Ausführung ist das vorstehend beschriebene Fluidventil in Gestalt eines Mehrwege-Fluidventils ausgebildet.
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Nach einer Ausführung der Erfindung wird ein vorstehend beschriebenes Fluidventil als Kühlwasserregelventil verwendet.
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Nach einer Ausführung der Erfindung wird ein vorstehend beschriebenes Fluidventil als Kühlwasserregelventil eines Fahrzeugs verwendet.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Ausführungsbeispielen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
- 1 eine Querschnittsansicht eines Fluidventils mit einer Dichtung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung,
- 2 eine Dichtung nach einer Ausführung der Erfindung,
- 3 einen Ventilkörper des Fluidventils,
- 4 eine Querschnittsansicht eines Ventilgehäuses eines Fluidventils mit einer darin angeordneten Dichtung, und
- 5 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Montieren eines Fluidventils, insbesondere Mehrwege-Fluidventils, nach einer Ausführung der Erfindung.
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1 zeigt ein Fluidventil 100 mit einer Dichtung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
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Das Fluidventil 100, insbesondere Mehrwege-Fluidventil, weist ein Ventilgehäuse 110, insbesondere zylinderförmiges Ventilgehäuse, auf, in dem eine Dichtung 10 angeordnet ist, welche in 2 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt ist. Die Dichtung 10 weist einen zylinderförmigen Grundkörper 11 auf, welcher aus einem elastischen Material, insbesondere einem Elastomer, beispielsweise einem Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) gebildet ist oder dieses aufweist, und in dem ein stellbarer Ventilkörper 120 des Fluidventils 100 angeordnet ist, welcher in einer perspektivischen Ansicht in 3 veranschaulicht ist.
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Die Dichtung 10 weist mehrere an einer Außenseite des Grundkörpers 11 angeordnete erste Dichtabschnitte 12 zur dichtenden Anlage, insbesondere zur statisch dichtenden Anlage, gegen das Ventilgehäuse 110 des Fluidventils 100, und mehrere an einer Innenseite des Grundkörpers 11 angeordnete zweite Dichtabschnitte zur 13 dichtenden Anlage, insbesondere zur dynamisch dichtenden Anlage, gegen den stellbaren Ventilkörper 120 des Fluidventils 100 auf.
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Hierbei sind ein jeweiliger erster Dichtabschnitt 12 und ein jeweiliger zweiter Dichtabschnitt 13 umlaufend um eine jeweilige Dichtungsöffnung 14 des Grundkörpers 11 angeordnet. Auf der Innenseite des Grundkörpers 11 ist eine nicht gezeigte erste Schicht angeordnet, die einen mit Bezug auf den Ventilkörper 120 geringeren Gleitreibungskoeffizienten und/oder geringeren Haftreibungskoeffizienten aufweist als der Grundkörper 11, und die zumindest abschnittsweise in Kontakt mit dem Ventilkörper 120 ist. Die erste Schicht ist beispielsweise als Folie ausgebildet, oder durch ein Beschichtungsverfahren auf einem entsprechenden Abschnitt der Innenseite des Grundkörpers 11 aufgebracht. Weiterhin ist eine axiale Ausrichtung des zylinderförmigen Grundkörpers 11 parallel zu einer Drehachse des stellbaren Ventilkörpers 120.
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Die zweiten Dichtabschnitte 13 weisen eine jeweilige nicht gezeigte zweite Schicht auf, die einen mit Bezug auf den Ventilkörper 120 geringeren Gleitreibungskoeffizienten und/oder geringeren Haftreibungskoeffizienten aufweist als der Grundkörper 11, und die in Abhängigkeit von einer Stellung des Ventilkörpers 120 zumindest abschnittsweise mit dem Ventilkörper 120 in Kontakt ist. Die zweite Schicht kann beispielsweise als Folie ausgebildet sein, oder durch ein Beschichtungsverfahren auf einem entsprechenden Abschnitt der Innenseite des Grundkörpers 11 aufgebracht sein. Hierbei können die erste Schicht und die zweite Schicht aus demselben Material gebildet sein.
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Die zweiten Dichtabschnitte 13 weisen zweite Dichtlippen, insbesondere flexible zweite Dichtlippen auf, die sich radial nach innen von dem Grundkörper 11 weg erstrecken und auf denen die jeweilige zweite Schicht angeordnet ist, welche in Abhängigkeit von der Stellung des Ventilkörpers 120 zumindest abschnittsweise mit einem Umgebungsbereich einer Ventilkörperöffnung 121 eines internen Fluidkanals des Ventilkörpers 120 in Kontakt ist.
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Hierbei bilden ein jeweiliger erster Dichtabschnitt 12 und ein jeweiliger zweiter Dichtabschnitt 13 ein jeweiliges Paar von Dichtabschnitten, wobei der erste Dichtabschnitt 12 und der zweite Dichtabschnitt 13 eines jeweiligen Paars von Dichtabschnitten dazu vorgesehen sind, einen jeweiligen Fluidpfad zwischen einer jeweiligen Ventilgehäuseöffnung 111 des Ventilgehäuses 110 und der Ventilkörperöffnung 121 des internen Fluidkanals des Ventilkörpers 120 abzudichten.
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In einer nicht gezeigten Ausführung sind zumindest zwei Paare von Dichtabschnitten entlang der Axialrichtung des Grundkörpers 11, insbesondere zylinderförmigen Grundkörpers, beabstandet voneinander angeordnet.
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Die Innenseite des Grundkörpers 11 weist, wie in 2 veranschaulicht, zumindest einen balgförmigen Abschnitt 16, insbesondere Balgabschnitt auf, der sich insbesondere entlang der Axialrichtung des Grundkörpers 11 erstreckt, und in Abhängigkeit von einer Stellung des Ventilkörpers 120 an diesem anliegt.
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Die ersten Dichtabschnitte 12 sind als erste Dichtlippen ausgebildet, die sich radial nach außen weg von dem Grundkörper 11 erstrecken, und mit dem Ventilgehäuse 110 in Kontakt sind.
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An einer Stirnseite des Grundkörpers 11 ist ein umlaufender Dichtring 15 angeordnet, der sich von der Außenseite des Grundkörpers 11 radial nach außen erstreckt und zwischen dem Ventilgehäuse 110 und einem nicht gezeigten Deckel des Fluidventils 100 angeordnet ist.
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5 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Montieren eines Fluidventils, insbesondere Mehrwege-Fluidventils, nach einer Ausführung der Erfindung.
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Zunächst wird in Schritt S1 ein Ventilgehäuse 110, insbesondere zylinderförmiges Ventilgehäuse 110 eines Fluidventils 100 mit mehreren Ventilgehäuseöffnungen 11 bereitgestellt.
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In Schritt S2 wird eine Dichtung 10 mit einem zylinderförmigen, elastischen Grundkörper 11 mit mehreren Dichtungsöffnungen 14 bereitgestellt, an dessen Stirnseite ein umlaufender Dichtring 15 angeordnet ist.
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In Schritt S3 wird ein stellbarer Ventilkörper120 bereitgestellt.
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In Schritt S4 wird die Dichtung 10 in das Ventilgehäuse 110 derart eingesetzt, dass eine jeweilige der mehreren Ventilgehäuseöffnungen 111 mit einer jeweiligen der mehreren Dichtungsöffnungen 14 überlappt und der umlaufende Dichtring 15 auf einer Stirnseite des Ventilgehäuses 110 aufliegt.
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In Schritt S5 wird der stellbare Ventilkörper 120 in den Grundkörper 11 eingesetzt.
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In Schritt S6 wird ein Deckel des Fluidventils 100 bereitgestellt, wird der Deckel derart auf der Stirnseite des Ventilgehäuses 110 angeordnet, dass der umlaufende Dichtring 15 zwischen dem Deckel und der Stirnseite des Ventilgehäuses angeordnet ist, und wird der Deckel an dem Ventilgehäuse 110 befestigt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Dichtung
- 11
- Grundkörper
- 12
- erste Dichtabschnitte
- 13
- zweite Dichtabschnitte
- 14
- Dichtungsöffnung des Grundkörpers
- 15
- umlaufender Dichtring
- 16
- balgförmiger Abschnitt
- 100
- Fluidventil
- 110
- Ventilgehäuse
- 111
- Ventilgehäuseöffnung
- 120
- Ventilkörper
- 121
- Ventilkörperöffnung
