DE1813237A1

DE1813237A1 - Sperrschieber fuer abrasive Materialien

Info

Publication number: DE1813237A1
Application number: DE19681813237
Authority: DE
Inventors: Whiteman Jun Marvin Edwin
Original assignee: WHITEMAN Manufacturing Co
Current assignee: WHITEMAN Manufacturing Co
Priority date: 1968-06-04
Filing date: 1968-12-06
Publication date: 1970-06-25
Also published as: JPS4815167B1; US3559951A

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Sperrschieber für Zement und ähnliche abrasive Materialien. Damit ist das Gebiet, in dem der erfindungsgemäße Schieber vorzugsweise Verwendung findet, nämlich beim Pumpen abrasiver Materialien, umrissen, obgleich diesem Schieber auch andere Anwendungsgebiete offenstehen« Schieber dieser allgemeinen Art sind beispielsweise in der U.S.A.-Patentschrift 3 -337 634 bfschrieben» wo si© zur Steuerung des Zementzuflusses zu finer Pumpstation dienen sowie zur Steuerung des Hfpintabllueses aus der Pumpstation in eine Versorgungsleitung.

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PQt»nfanw#!f· Dipl.-Ing. Martin (,${, §yW !MünchensTM i'| g s ι e ν s τ * as s |

flg. Axel Hartmann, RipK-Phyi. S»b-q»fion Htrrmqnn Tifn_; 211202 i^^i MU! / M^

N #141

68. UfINHQtS

Die bekannten bisher verwendeten Schieber zur Steuerung des Zementflusses betreffen Konstruktionen, bei denen ein metallener Sperrkörper so angeordnet ist, daß er auf einer metallenen Sitzfläche aufsitzt. Derartige Schieber sind aufgrund ihres Metall-auf-Metall-Kontaktes ständig Ursache für Schwierigkeiten gewesen, und zwar nicht nur hinsichtlich des Betriebes sondern auch in Bezug auf die Wartung. Hs war bereits bekannt und auch anerkannt, daß die Verwendung von Metall-auf-Metall-Berührungsflachen zwischen den Schieberteilen zu raschem Verschleiß und kurzer Lebensdauer der Teile führt. Dies hat zur Folge, daß die Schieberteile während eines Pumpvorgangs zu ungünstigen Zeitpunkten leicht beschädigt werden können. Dies wiederum führt zu Verlust an wertvollter Zeit, die für Austausch- und Reparaturzwecke erforderlich ist* Derartige Reparaturen können aber bei den gewöhnlichen Schieberkonstruktionen meistens nicht leicht durchgeführt werden.

Die Vorteile, die sich aus der Verwendung von Schieberteilen ergeben, die so angeordnet sind, daß keine Metallauf -Metall-Berührung mehr stattfindet, sind im allgemeinen anerkannt, und es wurden Versuche angestellt * um eine Schieberkonstruktion zu schaffen, bei der entweder das Schiebergehäuse oder die Schieberplatte aus. einem elastischen Material besteht. So sehlägt beispielsweise die ΐί*£>.A.Patentschrift 3 198 123 vorj auf dem Schieberköroer einen elastischen Nasenteil vorzusehen* Die in: .dieser. Druckschrift beschriebene Konstruktion ist jedoch ziemlieh kompliziert und läßt sich nur unter be txaeht Hohem Kostenaufwand herstellen, Darüberhinaus läßt der elastische Nasenteil die gewünschte Steifigkeit vereissen, die für einen vollständig aus Metall bestehenden SchietiSiköiper kennzeichnend ist*

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Die Erfindung, die sich ganz allgemein mit Schiebern und insbesondere mit Verbesserungen an Sperrschiebern zur Steuerung abrasiyer Materialien wie Zement und dergleichen befaßt, hat sich deshalb zur Aufgabe gemacht, einen verbesserten Sperrschieber zu schaffen, der einfach aufgebaut ist, sich wirtschaftlich herstellen und warten läßt, und sich besonders für abrasive Materialien, beispielsweise Zement und dei"gleichen eignet. Die Schieberteile sollen dabei so angeordnet und gebaut sein, daß keine Meta11-auf-Metall-Berührung stattfindet. Der Schieber körper soll mit einer neuartigen Dichtung versehen sein, sowie mit Mitteln, durch die er, während er in die geöffnete und geschlossene Schieberstellung bewegt wird, geschmiert wird.

Des weiteren soll erfindungsgemäß der neuartige Sperrschieber mit einer leicht, austauschbaren, elastischen Hülse versehen werden, die in dem Ventilkörper anbringbar ist und für ihn einen elastischen Sitz schafft, wodurch eine Metall-auf-Metall-Berührung vermieden wird.

Dieser neuartige Hülseneinsatz für einen Sperrschieber soll sich für Herstellung und Verkauf wie ein besonderer Herstellungsgegenstand eignen. Des weiteren soll ein Sperrschieber mit universellen Eigenschaften geschaffen werden, der sich in eine Strömungsleitung bezüglich seiner Stirnflächen reversibel einbauen lädt, ohne daß die Betriebsweise des Schiebers verändert wird.

Dies wird nun erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß eine verbesserte Schieberanordnung einfacher Konstruktion verwendet wird, bei der der Schieberkörper einen steifen Spatenteil aufweist, der mit einem Sitz in Berührung gebracht und von diesem Sitz entfernt werden kann, wobei der Schieberkörper, wenn er/sich in der geschlossenen, d.h. der abgesetzten Stellung befindet, an einem elastischen Puffer in Form einer leicht austauschbaren Hülse anliegt.

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Somit wird bei einem Sperrschieber zur Steuerung des Durchflusses abrasiver Materialien, beispielsweise Zement und dergleichen, die Meta11-auf-Metal!-Berührung der Schieberteile dadurch beseitigt, daß in dem Schiebergehäuse eine erneuerbare oder austauschbare Hülse aus einem gegossenen oder auf andere Weise geformten, elastischen Material verwendet wird, die einen U-förmigen Innenhohlraum aufweist, der quer zu der Strömungsachse zwischen den miteinander fluchtenden Einlaß- und Auslaßwandöffnungen liegt, wobei eine Seitenwandöffnung vorhanden ist, die rechtwinklig zu der Strömungsachse angeordnet ist und für die gerade Bewegung eines kraftgetriebenen, U-förmigen Schieberkörpers dient, dessen Umfangskante so geformt ist, daß sie auf der Innenwandoberfläche des U-förmigen Hohlraums in der geschlossenen Lage des Schiebers aufsitzt. Eine von dem Ventilkörper getragene Deckeldichtung schließt den rund um den Ventilkörper in der Seitenöffnung befindlichen Raum ab, wenn sich der Ventilkörper in der geschlossenen Stellung befindet.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung, auf die sich die folgende Beschreibung bezieht, schematisch dargestellt, in der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines in eine Strömungsleitung eingebauten Schiebers, der die erfindungsgemä&en Merkmale aufweist,

Fig. 2 eine vergrößerte Teilansicht im wesentlichen längs der Linie 2-2 in Figur 1, wobei gewisse Teile weggeschnitten sind und andere Teile im Schnitt dargestellt sind,

Fig. 3 eine Schnittansicht des eingebauten Schiebers im wesentlichen längs der Linie 3-3 in Figur 2,

Fig. k eine vergrößerte Querschnittsansicht im wesentlichen längs der Linie 4-4 in Figur 2 mit Einzelheiten des Aufbäus der Dichtüngseinrichtüng für den Schieberkörper,

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Fig. 5 eine Betailansieht des Diehtungsdeekelkörpers mit Blick auf die Unterseite, und

Fig, 6 eine perspektivische Ansieht von Konstruktionsdetails des HiUseneinsatzes, wie er in dem erfindungsgemäßen Schieber Verwendung findet*

In Figur ί ist ein Sperrschieber A dargestellt, der mit einem mechanisch gekuppelten Flüssigkeitsantrieb B versehen ist» und mit Hilfe von Befestigungsflansehen 11-11 _t die an den entgegengesetzten Enden des allgemein mit 12 bezeichneten Sohiebergehäuses durch Schraubenbolzen 13 befestigt sind« in eine Strömung®leitung IO eingebaut ist.

Das Gehäuse 12 ist symmetrisch aufgebaut, so daß der Schieber unterschiedslos beidseitig verwendbar und einbaubar ist, ohne daß dadurch der Betrieb beeinflußt wird. Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, bildet das Gehäuse 12 einen Sebieberkörper,, der sieh aus den zusammenpassenden feilen 12a und 12b zusammensetzt» die längs miteinander in Berührung stehende**! einander zugewandter Flansche 14a und tkfo mit Hilfe von Bolzen 15 aneinander befestigt werden können, Oben auf den miteinander verbundenen Teilen ist ein Kappenteil 16 vorgesehen, der durch mehrere Schrauben 17 in seiner l*age gehalten wird«

Bit feile iaa_t igb und 16 bilden gemeinsam den Ventilfeder und selieffem einen etwa Ü-förmigen inneren Hohlraum 18» der eine gtU9$ite.$afeeit aufnehmen kann, die ganz allgemein in Figar 6 nit ##r »ezugsaEslil 19 bezeichnet ist.

Sie Hilpföfiwtoeit W iet ebenfalls U-förmig ausgebildet «öt wix4 <t»F@Ii tfftJM» Q&tr en#ersartige aus eine» »leittigcilt** Iteteri«!, beisf|iielsweise oder einem apier^m geeigneten Material, hergestellt« Die

Hülseneinheit ist hohl und weist zwei in axialer Richtung voneinander einen Abstand besitzende Stirnwände 20a und 20b auf, die parallel zu-einander liegen und durch eine aus einem flachen Teil 2i bestehende Seitenwand getrennt sind sowie einen etwa U-fÖrmigen Teil 22, dessen Enden mit den entsprechenden Enden des flachen Teils in Verbindung stehen. Die Seitenwände haben Stahlringeinsätze 23a und 23b» die in axialer Richtung über die zugehörige Seitenwand hinausragen und axiale Öffnungen 24a und 2£o bilden. Die Ringeinsäize in jedem Gehäuse haben einen gekrümmten Abschnitt 25a und 25b verminderter Breite, der sich über die Ebene des flachen Wandteils 21 hinaus erstreckt. Der flache Teil 21 enthält eine längliche Öffnung 26> die einen Zugang zum Inneren der Hülse schafft und im rechten Winkel zu der Achse der Stirnwandöffttungen angeordnet ist. Bei diesem Aufbau bildet die Hülseneinheit einen etwa ü-förmigen Innenkäfig 27 zur aufrechten Aufnahme und zum Einziehen eines IT—förmigen Spatensehieberglieds 28 durch die Öffnung 2ö hindurch, und zwar auf eine Weise> die im folgenden besehrieben wird*

Wie am besten aus ^L&ii Figuren 2 und 3 ersiehtlieh ist, ist die Hülseneinheit ±3 in dem Il-förmlgen Hohlrauat 18 des Gehäuses angeordnet, wobei die Stahlrihgelnsätze 23ä und 23b in den Hohlraum hineinragem und in Bingmtteti 29a tjrad 29b sitzen,, die sieh ta ßeu eettättseteiien 12a undi 12b befinden. Bei diesem Aufbatti ßina die Bttlseno ff Hungern 2Aa und 2%b axial mit der &ttr&& Ääsi SehieBergehHits^ taxtfenden Strömungsachses attsgeri&totöt, dlfe äarcft di» StröÄöftgsleitung 10 gebildet wird, Oie läögliöine Sffnoiig Ϊ6 ist 'so angeordnet * &&& sie etfc eineai ätoliefe geformt ett gang JO eines länglieljye» HHlstpgliedes 3!_p äa& itt Kappenteil 16 artge&ranet ist_f in tSöMöckang innere Epäe des Hälsenglietts 31 ist

an einer Sitisplette $& lefesrtigt^

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den Oberflächen des flachen Teils 21 der Hülseneinheit und eigner inneren Endseite 33 auf einer nach innen ragenden, rohrförmigen Verlängerung 34 des Kappenteils eingeklemmt ist. Bei dieser Anordnung bildet das Hülsenglied 31 einen Durchgang für das sich hin- und herbewegende Spatenschieberglied 28.

Wie am besten aus Figur 2 ersichtlich ist, ist das Spatenschieberglied 28 mit einem Schaftende 35 versehen, das beispielsweise durch mehrere Schraubenbolzen 36 zwischen den Schenkeln 37-37 (Figur 3) an dem gabelförmigen Innen- ^ ende einer Armverlängerung 38 eines Führungsjoches 39 befestigt ist. Dieses Führungsjoch ist an seinen Enden mit Führungslagern 40-40 versehen, die auf Führungsstangen 41τ41 beweglich sind* Diese Führungsstangen sind an ihren unteren Enden in einer nach außen laufenden Auskragung 42 des Kappenteils 16 verankert. An ihren äußersten Enden sind die Führungsstangen an einem querliegendenTragarm befestigt, der zur Halterung des Flüssigkeitsantriebs b auf bekannte Weise dient, wobei sein Kraftabgabeelement über eine geeignete Kupplung 44 mit dem Führungsjoch in Verbindung steht. Bei dieser Anordnung läßt sich der Flüssigkeitsantrieb wahlweise betätigen, so daß er das Schieberglied 2β in die Schieberschließ- und Schieber- (|

Öffnungsstellung in dem U-förmigen Innenhohlraum der Hülseneinheit 19 innerhalb des Schiebergehäuses bewegt. Da das Schieberglied aus Metall ist und die Hülseneinheit aus einem elastischen Material gefertigt ist, wird ein Metallauf-Metall-Kontakt vermieden. Wie ersichtlich ist, ist die Endform des Schieberglieds 28 U-förmig und paßt sich so dem inneren Hohlraue 27 der Hülseneinheit an.

Wie aus den Figuren 2 und 3 ersehen werden kann, weist die äußere Oberfläche des Schieberglieds 28 von der Innenwand des Hülsenelements 3I einen¹ Abstand auf. Um den Austritt

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von Zement aus dem Inneren der Hülseneinheit an dem Schieberglied vorbei nach außen in der Hülse 31 zu vermeiden, müssen geeignete Dichtungsmittel vorgesehen werden, die im folgenden beschrieben werden* Zu diesem Zweck ist eine Dichtungs- und Schmierungsanordnung vorhanden, die ganz allgemein mit 45 bezeichnet ist. Die Einzelteile dieser Anordnung weisen am Umfang eine längliche Gestalt auf, so daß sie in die quer verlaufende, längliche Form des Durchgangs innerhalb der Hülse 31 passen. Neben den inneren Enden der Schenkel 37-37 befindet sich ein Wischkörper 46 aus einem geeigneten Material, beispielsweise Pilz, wobei zwischen dem Wischkörper und den benachbarten Endflächen der Schenkel 37-37 eine Abstandsplatte 47 angeordnet ist. Auf der entgegengesetzten Seite des Wischkörpers befindet sich eine Stützplatte aus Bronze oder einen anderen geeigneten Material* Auf die Stützplatte folgt ein tassenförmigen Dichtungselement aus Polyurethan oder einem anderen passenden Material* Dieses Bichtungselement weist am Umfang eine sich axial erstreckende Lippe 50 auf, die so angeordnet ist, daß sie sich nach innen in Richtung auf die Hülseneinheit und die in ihr befindliche längliche Öffnung 26 erstreckt* Schließlich ist eine tassenförmige Halterungsplatte 51 aus Bronze oder einem anderen geeigneten Material vorgesehen. Die oben genannten Einzelteile der Schmierungsund Dichtungsanordnung werden mittels mehrerer Kopfschrauben 52 übereinandergelegt gehalten. Die Köpfschrauben erstrecken sich durch die verschiedenen Einzelteile hindurch und stehen an ihren äußeren Enden mit Löchern in Eingriff, die in die Enden der Schenkel 37-37 eingebohrt sind. Die Durchgänge durch den Wischkörper 46 können, falls gewünscht mit Futterhülsen 53 versehen werden. Bei diesem Aufbau kann die Schmierungs- und Dichtungsanordnung 45 zusammen mit dem Spatenventilschieber 28 bewegt werden, wenn das Schieberglied in seine geschlossene oder geöffnete Stellung gebracht wird. Während dieser Bewegung dichtet das

tassenförmige Dichtungselement 49 den Spalt zwisehen dem Umfang des Schieberglieds 28 und der inneren Wandfläche der Hülse 31 ab, und in der geschlossenen Stellung des Schiebers bildet sie eine Dichtung, die der längliehen Öffnung 26 der Hälseneinheit benachbart ist.

Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, befindet sich in der Wand des nach außen gerichteten Vorsprungs 42 bei dem Wischkörper 46 eine Ölbohrung 54. Auf diese Weise läßt sich der Wischkörper »it öl getränkt halten, daß die Innenwand der Hülse 31 während der Betriebsbewegungen des Schieberglieds 28 schmiert.

Bei der oben beschriebenen Konstruktion läßt sich, wie ersichtlich ist, die HUlseneinheit 19 leicht erneuern. Dazu bedarf es nur eines vergleichsweise einfachen Abbaus der zusammenpassenden Gehäuseteile 12a und 12b von dem Kappenteil 16, woraufhin die Sehäuseteile 12a und 12b durch Entfernung der Flanseheohrauben 15 getrennt werden können. Die Trennung dieser beiden Gehäuseteile ermöglicht die schnelle und einfache Entfernung der Hülse und den Einbau einer neuer Hülse, falls dies erforderlich ist.

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Claims

Pa t ent anme I dung: Sperrschieber für aferasive Materia lieft

Patent anspräche

1. Sperrschieber für Zement und andere abrasive Materialien, gekennzeichnet de&reh ein hohles Gehäuse (12) mit einem hindurehführenden Strömrangspfad fiö), der mit in axialer Richtung; ausgerichteten Einlaß— raid Auslaß— öffnungen (24a₁24b) in YerMndung steht* die sieh stuf entgegengesetzten Seiten des Gehäuses (12) Befinden« eine Sehieoenroxifiehtiing mit einem spatemföriiigen ii glied (23)_y das sieh in eine Schließstellung hinein— ans ihr heraasoewegen läßt, in der es sieh, per zn dem Ströeungspfad (lO) erstreckt; eine nichtiietaliisöiie ¥orrichfcung (19) _y die in der SeFiIieöfceL lung des Glieds (28)den Sitzfceil des Glieds berührt; und eine Antriettsvorriehtiing B zur wäitiweisen ßtfeetrielii£älii»e_f tie das spätenföreige Glied (Ζ») im die Sehtießsteilung Biüeliil ans ihr heraus zu bewegen.

2. Sperrsehieliex* naöE Ansprxiöh l_t die nichteetallisciie ¥Hrfieittüäg

Gehäuee (12) iestöfefii|i|g/J||f $

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. ■ .,.5 «ι Sperr schieber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (19) hohl ist und entgegengesetzte Wandöffnungen (24a,24b) aufweist, die axial mit dem Strömungspfad (li) ausgerichtet sind, sowie eine Seitenöffnung (26), die im rechten Winkel zur Achse des Strömungspfads (iO) liegt und das spatenförmige Glied (28) während dessen Bewegung in die Schließstellung und aus der Schließstellung heraus aufnimmt.

4. Sperrschieber nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Dichtungsmittel (45), die von dem spatenförmigen Glied (28) getragen werden und zur Abdichtung der Seitenöffnung (26) in der Schließstellung des spatenförmigen Glieds dienen.

5. Sperrschieber nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine rohrförmige Hülse (31), die sich in axialer Richtung von der Seitenöffnung ^6) aus erstreckt; und einen tassenähnlichen Dichtungskörper (45), der von dem spatenförmigen Glied (28) getragen wird und dessen Umfang der Form der querliegenden, inneren Wandfläche der Hülse (31) entspricht und der so arbeitet, daß er das spatenförmige Glied während der Bewegung gegen die Hülse (3I) abdichtet und in der Schließstellung des spatenförmigen Glieds an der Seitenöffnung (26) eine Abdiditung bildet.

6. Sperrschieber nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Ende der Hülse (31) einen um den Umfang laufenden Anschlagflansch (32) aufweist, der mit einer Außenwandfläche der Hülse (19) rund um die Seiten- öffnung (26) in Berührung steht.

7. Ein erneuerbarer HUlsenauskleidungseinsatz für ein Sperrschiebergehäuse, gekennzeichnet durch eine Hohlkonstruktion (19) aus nichtmetallischem Material, die mit getrennt nebeneinanderliegenden und im wesentlichen parallelen

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Stirnwänden (20a, 20t») versehen ist, welche eine große Öffnung (24a,24b) aufweisen, die axial fluchten; eine aus einem Teil bestehende Seitenwandung (21,22), die sich zwischen den Stirnwänden (20a, 20b) erstreckt und eine Öffnung (26) aufweist, die rechtwinklig zu der Achse der Stirnwandöffnungen (24a, 24b) liegt; und einen metallischen Ring (23a, 23b) der in jeder Stirnwand (20a,20b) so eingebettet ist, daß er die in der Stirnwand befindliche Öffnung (24a, 24b) rund um den Umfang umgibt und begrenzt.

8. Einsatz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwandung (21,22) einen flachen Abschnitt (21) aufweist, in dem sich die Öffnung (26) befindet,; sowie ~_w einen etwa U-förmigen Abschnitt (22), dessen Enden mit den Enden des flachen Abschnitts in Verbindung stehen.

9. Einsatz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwandoffnung (26) in Richtung der Achse der Stirnwandöffnungen (24a, 24b) geireckt ist.

10. Einsatz nach Anspruch 7, dadurch, gekennzeichnet, daß die Ringe (23a, 23b) in axialer Richtung über die zugehörige Wand (20a, 20b) hinaus nach außen ragen.

11. Einsatz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ring (23a, 23b) einen gekrümmten Teil (25a,25b) aufweist, der sich über die Seitenwand (21) nach außen erstreckt.

12. Einsatz nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der gekrümmte Teil (25a,25b) eine reduzierte Breite besitzt.

13. Sperrschieber zur Steuerung von flüssigem Zement und anderen abrasiven Materialien, die durch eine Leitung strömen, gekennzeichnet durch einen Schieberkörper A, in dem sich

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ein innerer, U-förmiger Hohlraum (27) befindet, der quer zur Achse (1O) der durch ihn hindurch erfolgenden Strömung liegt und durch eine Wand aus nichtmetallischem, elastischen Material begrenzt wird und mit Einlaß- und Auslaßströmungsöffnungen (24a, 24b) versehen ist, die mit der Strömungsachse (1O) fluchten sowie eine Seitenöffnung (26) aufweist, die im rechten Winkel zu der Strömungsachse liegt; ein bewegliches Sohieberelement (28), das mit einem spatenförmigen Abschnitt versehen ist und sich mit seiner Stirnfläche durch die Öffnung (26) in dem Hohlraum (27) in die geschlossene Stellung des Schiebers hinein und aus ihr herausbewegen läßt, wobei der spatenförmige Teil einen ^ ü-förmigen Umfangsrand aufweist, mit dem er mit der Wandung ™ des U-förmigen Hohlraums (27) in Berührung steht, sobald sich das Schieberglied (28) in der geschlossenen Stellung befindet; und durch eine Antriebseinrichtung B, die wahlweise einschaltbar ist, um das Schieberglied (28) in entgegengesetzte Richtungen zu bewegen.

14. Sperrschieber nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (45) zur Abdichtung des an der Seitenöffnung (26) in der geschlossenen Stellung des Schiebers rund um das Schieberglied (28) befindlichen Spaltes.

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