DE1915046A1 - Druckschalter fuer Absperrventile - Google Patents

Druckschalter fuer Absperrventile

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DE1915046A1
DE1915046A1 DE19691915046 DE1915046A DE1915046A1 DE 1915046 A1 DE1915046 A1 DE 1915046A1 DE 19691915046 DE19691915046 DE 19691915046 DE 1915046 A DE1915046 A DE 1915046A DE 1915046 A1 DE1915046 A1 DE 1915046A1
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Gottfried Hollender
Ewald Klaerner
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Messer Griesheim GmbH
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    • F16K17/0486—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded with mechanical actuating means
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Description

HR GRIESIKIIJ GIEBH HG- 484
Erfinder: liollender, Klärner, ITeun
Kennwort-: Druckschalter
Druckschalter für Absperrventile
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum schnellen Abschließen von Rohrleitungen für gasförmige I'Iedien, in denen Ilauptabsperrventile, Druckregler und Sicherheitsventile angeordnet sind.
I.Ieistens wird das gasförmige Lied ium von der 'Versorgungseinheit mit einem hohen Druck durch eine Leitung und das Hauptabsperrventil hindurch, einem Druckregler zugeleitet, der den vorhandenen hohen Druck auf Betriebsdruck mindert. Dieser . Einrichtung ist ein Sicherheitsventil nachgeschaltet. Ein Druckanstieg, der beispielsweise von einem Flammenrückschlag oder dem Ausfall des Druckreglers hervorgerufen v/erden kann, bewirkt, daß das Sicherheitsventil geöffnet und die überschüssige Gasmenge in die Atmosphäre abgeblasen wird. Dadurch soll ein Überdruck in der Leitung zwischen dem Sicherheitsventil und der Verbrauchsstelle abgebaut werden, um die Geräte vor unzulässig hohen Belastungen zu schützen. Da die Abblasmenge der bekannten Sicherheitsventile zumeist wesentlich kleiner als die maximale Durchflußmenge des Druckreglers ist, kann u.U. die abgeblasene Menge nicht ausreichen, einen
Tl-wii /-»Ττ-*~»"1-ν ·Ρ«-»Ί T -ΐ vi ri i-v-v» T r\ A 4-τΐ-ν-ι η» ntrrA r-i f\X-t Λ V* ^T f*i -v» V*-v» «~t tv r»V» f% ·»-· H1M^ O1ViII /-»I*" JU .1. UL V^-LIwCtKJ-L. CJf-I-U. XIi X-LW-L. JjVj-I-(J ULXXC^ iJi/XU Ol-iyil ΐυΐ k/JL. U.*AL/1AUJ. ULJ1XVA -»-Ά. M.W1I- —
regler herbeizuführen. Dadurch erhöht sich trotz geöffnetem Sicherheitsventil der Druck in dem Leitungsabschnitt zwischen Hauptabsperrventil und Verbraucherstelle, was eine Zerstörung von Leitung und Geräten hervorrufen kann. Aus diesem Grund ist man dazu übergegangen, dem Hauptabsperrventil eine Steuervorrichtung zuzuordnen, welche dieses in Abhängigkeit von dem Hinterdruck in der Hauptleitung schließt. Bei einer bekannten Ausführungsforra ist die Steuervorrichtung und das Absperrventil in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht. Die Betätigung des Absperrventils erfolgt bei dieser Ausführung
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über eine Hebelkonstruktion mit Federn. Diese urnfaßt einen im Steuerdruckraun arretierten Schalthebel, der über eine Schaltachse mit einem Schwenkhebel verbunden ist, an dem die Düsenklappe angelenkt ist. Die Lösung der Sperre erfolgt über eine axial bewegliche Membran. Die Federn erzeugen die notwendigen Kräfte für die Bev/egung der Hebel nach dem Lösen der Sperre.
Eine derartige Kombination hat jedoch den ITachteil, daß für jeden Röhrdurchmessernennbereich ein anderes Absperrventil gewählt werden Eiuß. Y/eiterhin bilden die an den Hebelarmen angreifenden Federkräfte ein Moment, was einen schnelleren Verschleiß der Führungen und Abdichtungen hervorrufen kann.
Weiterhin ist durch das deutsche Patent 1 068 194 eine Vorrichtung zum Verriegeln des Gaseinlaßventils von Rückschlagsicherungen an Autogengeräten bekannt. Die Verriegelungsvorrichtung v/eist zur Verriegelung dienende und mit einem das Ventil betätigendem Zapfen zusammenarbeitende Kugeln auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen', die in ihrer konstruktiven Gestaltung voneinander unabhängige Bauelemente aufweist. Dadurch ist die Verwendung einzelner Bauelemente, ohne daß sie konstruktiv verändert werden müssen, bei verschiedenen Rohrleitungssystemen möglich und ferner wird ein eventuell erforderliches Austauschen von einzelnen Bauelementen vereinfacht.
Erfindungsgemäß wird eine Einrichtung zum schnellen Abschließen von Rohrleitungen für gasförmige Medien, bei größeren Druckänderungen, bestehend aus einen Absperrorgan in der Rohrleitung und einer Vorrichtung zum Öffnen und Schließen des Absperrorganes vorgeschlagen, wobei der Öffnungs- und Schließvorrichtung ein Druckschalter zugeordnet ist, der in Abhängigkeit vom Druck in der Leitung in
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Strömungsrichtung hinter dem Absperrorgan betätigbar ist und der mit einer an sich bekannten Sperre versehen ist) die nur von Hand wieder geöffnet werden kann. Durch diese Maßnahme ist der Druckschalter unabhängig von dem Absperrorgan und für beliebige Nennweiten der Absperrorgane zu verwenden oder auch zusätzlich zu bereits vorhandenen Absperrorganen anzubringen.
Nach einem weiteren Erfinduhgsgedanken wird eine Leitungsanordnung vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist durch eine Hauptleitung, in der in Strömungsrichtung das Absperrorgan mit Üffnungs- bzw. Schließvorrichtung, Druckregler und Sicherheitsventil in Reihe angeordnet sind und von der vor dem Absperrorgan eine Leitung abzweigt, die zu einem Druckschalter führt, die ferner gekennzeichnet ist durch eine Leitungsabzweigung hinter dem Sicherheitsventil, die zum Steuerteil des Druckschalters führt und ferner durch eine Leitung, die die Öffnungs- bzw. Schließvorrichtung mit dem Druckschalter verbindet und weiterhin durch eine Leitung, die vom Druckschalter in das Freie führt.
Eine derartige Anordnung des Druckschalters in einem Leitungssystem ermöglicht die Verwendung einer bestimmten Ausführungsform des Druckschalters für verschiedene Nennweiten der Absperrorgane und ist ferner vorteilhaft beim Austausch eines beschädigten Bauteiles.
In V/eiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Druckschalter aus einem Steuerteil und einem Ventilteil beeteht und der Steuerteil eine Membrane auf v/eist, die vom Druck in der Hauptleitung in Strömungsrichtung hinter dem Absperrorgan beaufschlagbar ist und die in Abhängigkeit von diesem Druck eine Stange betätigt,, welche über ein Zwischenglied mit einem Doppelventil in Verbindung steht, das in Normalstellung den Strömungsweg des Mediums von der Öffnungs- und Schließvorrichtung ins Freie über Leitungen abschließt und in Auslösestellung den Strömungsweg des Mediums von der
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Hauptleitung nach der Öffnungs- und Schließvorrichtung über leitungen abschließt. Dadurch ist es möglich, auch den Steuerteil und den Ventilteil getrennt voneinander auszutauschen. Dies hat den Vorteil einer raschen Wiederverwendung des Druckschalters bei Undichtheit der Ventilsitze im Ventilteil oder Beschädigung der Membraneim Steuerteil.
Gemäß einem v/eiteren Erfindungsgedanken sind Steuerteil und Ventilteil axial hintereinander angeordnet. Eine derartige Anordnung zeichnet sich durch die Einfachheit ihrer Einzelteile,-die zweckmäßigerweise Drehteile sind, aus. Weiterhin erweist sich die axiale Anordnung bei der Kraftübertragung von der Membrane auf die Betätigungsvorrichtung für den Ventilstößel als günstig. Diese direkte Kraftübertragung - es treten keine Kraftmomente auf - ruft nur geringe Reibungskräfte hervor und es wird die Störanfälligkeit herabgesetzt.
Als v/eitere Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, den Steuerteil seitlich, vorzugsweise rechtwinklig neben dem Ventilteil anzuordnen. Eine seitliche Anordnung des Steuer- ^ ^ teils hat den Vorteil, daß die Sperre auch bei Unterdruck in der Leitung in Strömungsrichtung hinter dem Absperrorgan gelöst und dadurch das Absperrorgan geschlossen wird.
Gemäß einem weiteren Erfindungsgedanken wird vorgeschlagen, daß eine Hülse vorgesehen ist, wobei die Hülse in einer·Bohrung eines PührungsStückes geführt ist und die Hülse im oberen Teil eine Führung für die Stange und im unteren Teil eine Führung für den Ventilstößel aufweist. Eine derartige Anordnung der einzelnen Bauteile des Ventilteils hat sich als beeonders vorteilhaft, im Hinblick auf die kinematischen Verhältnisse nach dem Lösen der Sperre, erwiesen.
In vorteilhafter Weiterbildung v/irö dazu vorgeschlagen, daß die Sperre aus mehreren Kugeln besteht, die in der Hülse in Querbohrungen angeordnet sind, v/obei die Kugeln in Normal-
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stellung zum Teil auf einer Fläche aufliegen und in Auslösestellung sich zum Teil in einer Ringnut der Stange befinden. Gemäß einer v/eiteren Aus führung 9form der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Membrane des seitlich angeordneten Steüerteils über eine Membranstange und ein Hebelsystem mit der " Stange des Ventilteiles in Verbindung steht, wobei das Hebelsystem aus zwei Hebeln besteht, die einerseits mit der Membranstange und andererseits mit einem in der Stange befestigten Bolzen in Berührung stehen.
Eine derartige Anordnung ermöglicht es, daß auch bei Unterdruck in der Leitung in Strömungsriehtung hinter dem Absperrorgan die Sperre gelöst wird.
Die Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie ein Schaltschema und zwar zeigen
Fig. 1 Darstellung eines Druckschalter nach der Erfindung in der Vorderansicht mit axialer Anordnung von Membrane, Arretierung und Ventilstößel.
Pig, 2 Darstellung eines anderen Drucksehalters nach der Erfindung in der Vorderansicht mit seitlicher Anordnung der Membrane,' sowie axialer Anordnung von Arretierung und Ventilstößel.
!'ig. 3 Schalt schema für Druckschalter gemäß der Erfindung.
In Pig. 1 ist ein Druckschalter veranschaulicht, bestehend aus einem Steuerteil 1 und einem Ventilteil 2, Der Steuerteil 1 weist ein Steuergehäuse 55 auf, in dem eine Membrane 3 angeordnet ist. Diese wird mittels eines Membrandeckels 4 auf die Anschlagfläche 5 gedrückt. Der Membrandeckel ist mit einem Gewinde 56 versehen und in das Steuergehäuse 55 eingeschraubt. Der .Membrandeckel 4· v/eist einen Anschluß D auf, an den eine Leitung D' anschließbar ist.
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Membrandeckel 4 und Membrane 3 bilden einen Steuerraum 6. Auf die Membrane 3 drückt über einen Federdeckel 7 eine Feder 8, die sich auf einem Ring 9 abstützt. In diesen Ring 9 sind seitlich Mitnahmestifte 10 eingeschraubt, die durch axiale Führungen 11 des Steuerteils 1 hindurchragen und auf der Fläche 12 eines Einstellringes 13 aufliegen. Durch Drehung des Einstellrings 13 ist die Federkraft verstellbar. Die Membrane 3 drückt über eine Schraube 14 entgegen der Kraft der Feder 15 im Ventilteil 2 auf die Stange 16. Die Stange 16 weist eine Ringnut 17, sowie ein langloch 18 auf, und wird in der Hülse 19» sowie im Steuergehäuse 55, gleitend geführt. Die Hülse 19 ist mit Querbohrungen 20 versehen, in denen Kugeln 21 gelagert sind und ist in der sich nach oben erweiternden Bohrung des FührungsStückes 22, sowie im Ventilge-
v,
häuse 57. Das Führungsstück ist in das Ventilgehäuse 57 eingeschraubt. Die Kugeln 21 weisen einen Durchmesser auf, dergrößer ist als die Wandstärke der Hülse 19 und stützen sich in Hormalstellung gegen die Fläche 39 im Führungsstück 22 ab, d.h. die Kugeln 21 halten die Stange 16 fest. In unteren Teil der Hülse 19 ist in einer axialen Bohrung 58 der Ventilstößel angeordnet. Eine Feder 24 stützt sich gegen ein die Bohrung 58 abschließendes Verschlußstück 59 und an dem Ventilstößel 23 ab und bewirkt den notwendigen Anpreßdruck für das Ventilverschlußstück 23a auf dem Ventilsitz 25, v/i© aus der entsprechenden Darstellung links der Symmetrielinie hervorgeht, während dsr llormal et ellung. Eine Feder 26, die sich im Ventilgehäuse 57 und auf dem Bund 27 des Verschlußstükkes 59 abstützt, erzeugt den erforderlichen Anpreßdruck für das Ventilverschlußstück 23b auf den Ventilsitz 28, bei Auslösung des Druckschalters. Der Ventilsitz 25 ist in dem Ring 29 und der Ventilsitz 28 ist in dem Deckel 30 angeordnet. Ring und Deckel sind in das Ventilgehäuse 57 eingeschraubt.
^verschiebbar angeordnet.
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Die 0-Einge 31, die Ventildichtungen 32 und die Dichtungen 33 bestehen vorzugsweise aus Hostafion. Unter diesem Handelsnamen ist ein Kunststoff "bekannt, der aus Poly te traf luorätylen besteht, mit dem eine besonders gute Abdichtung zwischen den einzelnen Gasräumen des Druckschalters und gegenüber der Atmosphäre bewirkt wird.
Y/eiterhin sind in dem Ventilgehäuse 57 Bohrungen A, B, C vorhanden, in die Leitungen Af, B1 „ C einschraubbar sind.
Das Schaltschema des beschriebenen Druckschalters ist in Fig. 3 veranschaulicht. Mit A1 ist die Druckleitung bezeichnet, die von der Hauptleitung H zu dem Druckschalter F führt. Leitung B1 ist die Atmungsleitung für das Hauptsperrventil E. Durch die Leitung C wird die Atmungsluft des Hauptabsperrventils bei geschlossenem Druckschalter F in die Atmosphäre abgeblasen, und Leitung D' ist die Steuerleitung für den Druckschalter F. Die Funktion des Druckschalters ist folgende:
Bei normalem Betriebszustand halten sich die vom Hinterdruck auf die Membrane 3 ausgeübte Kraft und die Kraft der Feder 8 das Gleichgewicht. Die Stange 16 befindet sich in Normalstellung - in Fig. 1 links der Symraetrielinie. Der Ventilstößel 23 wird durch die Feder 24 nach oben gedrückt, das Ventilverschlußstück 23a liegt auf dem Ventilsitz 25 auf. Dadurch ist der Durchgang von A nach B freigegeben, so daß der Druck aus der Hauptleitung H über die Leitungen A' und B1 in den Raum G des Betätigungsorganes K für das Hauptabsperrventil E gelangt und dort den Kolben I beaufschlagt. Das Hauptabsperrventil E ist in diesem Zustand geöffnet.
Erhöht sich der Hinterdruck und wird dadurch die auf die .Membrane 3 ausgeübte Kraft größer als die Kraft der Feder 8, &o wird die Membrane 3 nach unten gedruckt und verschiebt die
^Eingetragenes Kennzeichen der Farbwerke Höchst AG - 8 -
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Stange 16 in axialer Richtung, bis die Ringnut 17 und die Querbohrungen 20 in einer Ebene liegen. Die Kugeln 21 springen dann in die Ringnut 17 und die Sperre ist gelöst. Die Kugeln 21 verbinden die Stange 16 mit der Hülse 19. Stange
16 und Hülse 19 v/erden durch die Kraft der Feder 26 nach unten gedrückt. Dabei wird ferner der Ventilstößel 23, nachdem der Bund 35 zur Anlage an den Ventilstößel 25 gelangt, nach unten bewegt und das Ventilverschlußstück 23b auf den Ventilsitz 28 gepreßt, wobei es den Durchgang von A nach B versperrt und gleichzeitig den Durchgang von.B nach C freigibt· Das Betätigungsorgan K wird nicht mehr vom Druck aus der Leitung B·.beaufschlagt und schließt dadurch das Hauptabsperrventil E. Über die Leitungen B1 und C1 findet ein Druckausgleich zwischen dem Gasraum 6 und der Atmosphäre statt«
Ist die Ursache des plötzlichen Druckanstieges in der Leitung H geklärt, und kann das Hauptabsperrventil E wieder geöffnet werden, so wird die Stange 16 mittels eines Hebels 37, an den ein Betätigungsorgan 36 befestigt ist, nach oben gedrückt. Die Kugeln 21 werden von der Kante 38 der Ringnut
17 in die Bohrungen 20 der Hülse 19 geschoben und arretieren die Stange 16 in Verbindung mit der Kegelfläche 39 des Pührungsstückes 22.
Tn Fig. ?. ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Druckschalters gemäß der Erfindung veranschaulicht, bei dem der Steuerteil 1' seitlich angeordnet ist. Die ttembrane 40 bildet eusamnen mit dem Hembrandeckel 41 den Steuerraum 42. Auf die Membrane 40 drückt die Feder 43, die sich auf dem einstellbaren Ring 44 abstützt. An der Membrane ist eine Stange 45 befestigt, die ihrerseits in den Pü1 ^igen 46 und 47 gleitend gelagert ist. An der Stange 45 sind Hebel 48, 49 angelenkt, die um die Drehpunkte 50, 51 in den Lagern 52, 53 im Ventilgehäuse schwenkbar sind. Beide Hebel drücken auf eine Fläche 54, einer Stange 16. o
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Die weitere Ausbildung des Druckschalters entspricht dem in Fig. 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel.
Eine seitliche Anordnung des Steuerteiles hat den Vorteil, daß die Sperre bei Überdruck und auch "bei Unterdruck in der Hinterdruckleitung gelöst und dadurch das Hauptabsperrventil H geschlossen wird. Bei Überdruck bewegt sich die Membrane 40 entgegen der Federkraft und bewegt die Stange 45 nach links. Der Hebel 48 wird um den Drehpunkt 50 herum nach unten auf die Fläche 54 gedrückt, so daß die Sperre gelöst und das Hauptabsperrventil E geschlossen wird. Bei Unterdruck dagegen bewegt sich die Membrane 40 nach rechts und dreht den Hebel 49 um den Punkt 51. Dieser übt auf die Fläche 54 eine Kraft aus, die wiederum ein Lösen der Sperre bewirkt·
In den vorangegangenen Ausführungen sind nur pneumatische Betätigungen zum Lösen der Sperre veranschaulicht. Letzteres ist aber auch durch entsprechende hydraulische, elektrische oder mechanische Betätigungen möglieh.
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Be/Ga
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Claims (1)

  1. - ίο -.
    MESSER GRIESHSBI GIIBH HG 484
    Patentansprüche
    1. Einrichtung zum schnellen Abschließen von Rohrleitungen für gasförmige Medien bei größeren Druckänderungen, bestehend aus einem Absperrorgan in der Rohrleitung und einer Vorrichtung zum Öffnen und Schließen des Absperrorganes, dadurch gekennzeichnet, daß der öffnungs- und Schließvorrichtung (K) ein Druckschalter (F) zugeordnet ist, der in Abhängigkeit vom Druck in der Leitung (H) in Strömungsrichtung hinter dem Absperrorgan (E) betätigbar ist und der mit einer an sich bekannten Sperre versehen ist, die nur von Hand wieder geöffnet v/erden kann.
    2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Hauptleitung (H), in d"er in Strömungsrichtung das Absperrorgan (E) mit Öffnungs- bzw. Schließvorrichtung (K), Druckregler (L) und Sicherheitsventil (ti) in Reihe angeordnet sind und von der vor dem Absperrorgan (E) eine Leitung (A1) abzweigt, die zu einem Druckschalter (P) führt, ferner gekennzeichnet durch eine Leitungsabzweigung (D1) hinter dem Sicherheitsventil (M), die zum Steuerteil (1) des Druckschalters (P) führt und. ferner durch eine Leitung (B1), die die Öffnungs- bzw. Schließvorrichtung (K) mit dem Druckschalter (P) verbindet und weiterhin durch eine Leitung (C), die vom Druckschalter (P) in das Freie führt.
    3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckschalter (P) aus einem Steuerteil (1) und einem Ventilteil (2) besteht und der Steuerteil (1) eine Membrane (3) aufweist, die vom Druck in der Leitung (H) in Strömungsrichtung hinter
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    - 11 -
    dem Absperrorgan (E) beaufschlagbar ist und die in Abhängigkeit von diesem Druck eine Stange (16) betätigt, welche über ein Zwischenglied (19) mit einem Doppelventil (23) in Verbindung steht, das in ITormalstellung den Strömungsv/eg des Mediums von der öffnungs- und Schließvorrichtung (IC) ins Freie Über die Leitung (B1) und (C1) abschließt und in Auslöse-Btellung den Strömungsv/eg des ilediums von der Leitung (H) nach der öffnungs- und Schließvorrichtung (K) über die Leitung (A*) und (B1) abschließt,
    4· Druckschalter nach Anspruch 31 dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerteil (1) und der Ventilteil (2) axial hintereinander angeordnet sind«
    5. Druckschalter nach Anspruch 31 dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerteil (if) seitlich, vorzugsweise rechtwinklig neben dem Ventilteil (2) angeordnet ist.
    6. Druckschalter nach einem der Ansprüche 1 - 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied (19) eine Sperre (20, 21, 39) aufweist, durch die in Hormalstellung das Ventilverschlußstück (?3a) auf dem Ventilsitz (25) und in Auslösestellung das Ventilver-Bchlußstück (23b) auf dem Ventilsitz (28) gehalten wird.
    7· Druckschalter nach einem der Ansprüche 1 - 6» dadurch gekennzeichnet, daß als Zwischenglied eine Hülse (19) vorgesehen istι wobei die Hülse (19) in einer Bohrung •Ines FührungsstUckes (22) geführt 1st und die Hülse {1.9V im oberen Teil eine Rührung für die Stange (16) und Im unteren fell eine Führung für den Ventilstößel (23) eufweiet/
    BAD OWGINAl
    8. Druckschalter nach einem der Ansprüche 1 — 7> dadurch gekennzeichnet, daß die Sperre aus mehreren Kugeln (21) besteht, die in der Hülse (19) in Querbohrungen (20) angeordnet sind, wobei die Kugeln (21) in ITormalstellung zum Teil auf einer Fläche (39) aufliegen und in Auslösestellung sich zum Teil in einer Ringnut (17) der Stange (16) befinden.
    9. Druckschalter nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (40) des seitlich angeordneten Steuerteiles (11) über eine Liembranstange (45) und ein Hebelsystem mit der Stange (16) des Ventilteiles (2) in Verbindung steht, wobei das Hebelsystem aus zwei Hebeln (48, 49) besteht, die einerseits mit der Merabranstange (45) und andererseits mit der Stange (16) in Berührung stehen.
    22.1.69
    009846/04 48 BAD ORIGINAL
    Λ3> .
    Leerseite
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