DE2027775A1

DE2027775A1 - Drosselklappenventil

Info

Publication number: DE2027775A1
Application number: DE19702027775
Authority: DE
Inventors: Russell Gordon; Templin Paul Daniel; Sonderman William Gordon; Cincinnati Ohio Smith (V.StA.)
Original assignee: Xomox Corp
Current assignee: Xomox Corp
Priority date: 1970-05-12
Filing date: 1970-06-05
Publication date: 1972-01-27
Also published as: NL162729B; US3661171A; ZA703749B; CH515434A; BR7019824D0; GB1282955A; CA928281A; NL162729C; NL7008720A; JPS536373B1; FR2092189A5; DE2027775C2; ES381587A1

Description

•OQP777R

Patentanwälte Dipl.-Ing, EWeicicmann, ^iWi"^/a'

Dipl.-Ing. H.WeickmälNN, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A-Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

DZMBM ⁸ MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820 MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22

XOMOX COEPORATION, 4444 Cooper Road, Cincinnati, Ohio, 45242, V.St.v.A.

Drosselklappenventil

Bei Drosselklappenventilen ist es im allgemeinen schwierig, einen flüssigkeitsdiehten Abschluß zu erreichen, wenn das Ventil in der geschlossenen lage ist. Durch die vorliegende Erfindung wird in befriedigender Weise dieses Abdichtungsproblem durch einen besonderen Ventilaufbau gelöst, bei welchem eine wirksame flüssigkeitsdichte Abdichtung zwischen dem Gehäuse und dem mit diesem zusammenwirkenden Ventilkörper erreicht, ohne daß eine große auf den Ventilkörper einwirkende Kraft erforderlich wäre. Die vorliegende Erfindung verwendet eine einstückige vorgeformte Auskleidung zwischen dem Ventilkörper und dem Ventilgehäuse eines Drosselklappenventils mit einem nachgiebigen Stützglied oder Spannring, welcher zwischen der Auskleidung und dem Ventilgehäuse vorgesehen ist. Das Stützglied übt eine nachgiebige Kraft auf die Auskleidung aus, um eine strömungsmitteldichte Abdichtung zwischen der Auskleidung und dem Ventilkörper zu erzielen, wenn sich das Ventil in seiner geschlossenen Lage befindet.

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Da der Ventilkörper eines Drosselklappenventil.es in dem Ventilgehäuse drehbar zur Verschwenkung von der offenen in die geschlossene Stellung gelagert ist, kann das Strömungsmittel Über die lagerstellen entweichen· Darüber hinaus ist es zur Betätigung des Ventilkörpera zwischen der geöffneten und der geschlossenen Lage notwendig, daß eine Ventilspindel nach außen geführt ist, wobei die Gefahr entsteht, daß das Strömungsmittel entlang dieser Ventilspindel nach außen aus dem Ventilgehäuse entweicht.

Die Erfindung überwindet die vorstehend erläuterten Probleme durch die Verwendung einer einstückig vorgeformten Auskleidung, welche einen ersten Zylinder- oder becherartigen Teil zur vollständigen Aufnahme des Drehzapfens des Ventilkörpers und einen zweiten zylinderförmigen Seil aufweist, der ein offenes Ende besitzt und den größten Teil der Betätigungs«- spindel umgibt. Das vorher erwähnte oadigiebige Stützglied oder der Dehnungsring kann bei einer ersten Ausführungsform einen ersten ringförmigen Seil aufweisen,» welcher diejenigen Teile der Auskleidung umgibt, die den Drehzapfen vollständig aufnehmen,, um.eine naehgÄIge Kraft auf diesen er-* sten Teil der Auskleidung auf denjenigen Bereich auszuüben, bei welchem der Drehzapfen in die Auefeleifiuiag eintritt, um eine strömungsmitteldichte Abdichtung zn erzielen» Auf diese Weise wird trotz der Tatsach®!, daß die Auskleidung einen becherförmigen Teil besitzt,, der den Drehzapfen des Ventilkörpers vollständig aufnimmt, um eine Leckage unabhängig von der Stellung des Ventilkörpers zu vermelden,durch den ringförmigen Teil des Ausdehnungsringes das Eindringen von Strömungsmittel und insbesondere das Eindringen von korrodierendem Strömungsmittel in denjenigen Teil der Auskleidung verhindert, welcher den Drehzapfen vollständig umgibt.

Der nachgiebige Ausdehnungsring oder das nachgiebige Stütz-

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glied kann auch einen zweiten ringförmigen Teil aufweisen, welcher dem ersten ringförmigen Teil diametral gegenüberliegend angeordnet den zweiten zylinderförmigen Teil der Auskld dung umgibt, der die Ventilspindel einfaßt. Der zweite ringförmige Teil des nachgiebigen Ausdehnungsringes ist um den zweiten zylinderförmigen Teil der Auskleidung in demjenigen Bereich angeordnet, in welchem die Ventilspindel in den mit einem offenen Ende ausgeführten zylinderförmigen Teil der Auskleidung eintritt, um eine Kraft auf diesen zweiten zylinderförmigen Teil der Auskleidung auszuüben. Hierdurch wird eine Leckage zwischen der Ventilspindel und dem zylinderförmigen Teil der Auskleidung unabhängig von der Stellung des Ventilkörpers verhindert. Dieser Ausdehnungsring bzw. dieses Stützglied kann als einstückiges Element oder aus zwei Teilen hergestellt sein, was noch nächer erläutert wird.

Bei der vorliegenden Erfindung werden auch hochwirksame Dichtungen zwischen den Ventilkörper und demjenigen Teil der Auskleidung vorgesehen, welcher die Betätigungsspindel umgibt. Hierdurch wird eine zusätzliche Abdichtung an der Spindel erzielt, um ein Entweichen des Strömungsmittels entlang der Spindel nach außen zu verhindern. Ein derartig nach außen austretendes Strömungsmittel ist häufig korrodierend und in der Lage, das Ventilgehäuse und andere Zubehörteile ernsthaft zu beschädigen.

Bei der Verwendung eines Drosselklappenventiles in einer Leitungsanordnung ist es normalerweise notwendig, eine Dichtung zwischen den einander berührenden Flächen einer jeden Leitung und des dazwischengesetzten Ventilgehäuses anzuordnen, um den Austritt von Strömungsmittel zwischen einer jeden dieser Leitungen und dem Ventilgehäuse zu ver-

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hindern. Die vorliegende Erfindung überwindet in wirksamer Weise dieses Problem durch die Anordnung der einstückig vorgeformten Auskleidung, die ein Paar ringförmiger Flansche an gegenüberliegenden Seiten aufweist, welche gegenüberliegende Seiten des Ventilgehäuses abdecken· Wenn daher eine Leitung des Leitungssystems an eine Seite des ^ventilgehäuses angeschlossen wird, ist einer der ringförmigen Flansche der Auskleidung zwischen der Leitung und dem Ventilgehäuse angeordnet und bildet eine strömungsdichte Abdichtung. Der andere der ringförmigen Flansche der Auskleidung befindet sich zwischen der anderen Seite des Ventilgehäuses und der anderen Leitung des Leitungssyetemes, um eine strümungsmitteldichte Abdichtung zwischen dieser Leitung und dem Ventilgehäuse zu bilden.

Gemäß der Erfindung ist auch eine besondere Methode zum Zusammenbau der Ventilanordnung vorgesehen. Durch Auswahl des Werkstoffes für die Auskleidung, welcher zeitweilig bei einer relativ hohen !Temperatur biegsam gemacht werden kann, kann die Auskleidung so auf den Ventilkörper aufgebracht werden, daß ein mit geschlossenem Ende versehener zylinderförmiger Teil den Drehzapfen des Ventilkörpers und ein anderer, mit einem offenen Ende verseheneer zylinderförmiger !Teil den größten Seil der Länge der Ventilspindel umgibt·

Die vorliegende Erfindung ist auf die Schaffung eines Drosselklappenventiles gerichtet, welches eine korrosionsbeständige, vorgeformte Auskleidung aufweist, die in nachgiebiger Weise mit dem IMf ang des Ventilkörpers zusammenwirkt, um eine strömungsmitteldichte Absperrung des Veηtiles in der Schließlage zu ermöglichen.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, ein Drosselklappenventil zu schaffen, welches die weiter oben erläiberten Eigenschaften aufweist und eine flüssigkeitsdichte Absperrung auch bei größeren lemperaturschwankungen aufrecht

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Weiterhin ist es ein Ziel der Erfindung, ein Drosselklappen-VBKtil zu schaffe», das eile vorgeformte Auskleidung aus IP&P (fluoriertes Äthylen· /Propylen-Polymerisat) aufweist, welche nicht besonders nachgiebig, jedoch durch ein leicht ersetzbares nachgiebiges Stützglied oder durch einen Dehnungsring besonderer Ausgestaltung abgestützt ist, wodurch die vorgeformte Auskleidung eine * " gewisse Nachgiebigkeit im Betrieb erhält. .

Weiterhin soll gemäß der Erfindung die Torrichtung der Auskleidung und das nachgiebige Stützglied leicht an Ort und Stelle auswechselbar sein, ohne daß das Ventil zur Auswechslung dieser Seile zum Hersteller zurückgebracht werden müßte.

Weiterhin soll gemäß der Erfindung die Betatigungs- oder Ventilspindel mit einer Hehrfach-Sichtungsanordnung versehen sein, um jegliches Austreten von Strömungsmittel entlangjder Ventilspindel wirksam zu verhindern.

Die Erfindung ist weiterhin auf eine besondere Methode zum Zusammenbau der Ventilanordnung gemäß vorliegender Erfindung gerichtet.

Die Erfindung und weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen,die in der beigefügten Zeichnung dargestellt sind· In dieser zeigts

Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung der einzelnen auseinanderstrebenden Teile der Ventilanordnung gemäß der Erfindung}

Pig. 2 eine schaubildliche Darstellung der vorgeformten Auskleidung beim Aufziehen auf den Ventilkörper}

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Pig. 3 einen Querschnitt durch das Ventil mit dem Ventilkörper in der geschlossenen Stellung;

3?ig. 4 einen Schnitt nach der linie 4-4 der Pig, 3;

Pig. 5 einen Schnitt nach der linie 5-5 der Fig. 3 in vergrößertem Maßstab;

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 der Pig. 3 in vergrößertem Maßstab, wobei der Ventilkörper weggelassen ist;

Pig. 7 eine der Pig. 5 entsprechende Darstellung einer abgeänderten AusfUhrungsform;

Pig. 8 eine Vorderansicht einer vorgeformten abgeänderten Auskleidung, bei der ein Teil weggebrochen ist;

Pig· 9 eine abgeänderte Ausführungsform eines Stützgliedes in verkleinertem Maßstab.

In den Figuren bezeichnet das Bez.ugazeicb.en IO einen Ventilkörper in Form einer kreisförmigen; im wesentlichen flachen Platte oder Scheibe, die einen einstückig angalormten WeI-lenstummel oder Drehzapfen 12 an eiaer&eite und eine einstückig angetformte Betätigungs- ". 'oder Ventilspindel 14 an der dem Drehzapfen diametral gegenüberliegenden Seite aufweist, welche zur Lagerung des Ventilkörpers in dem Ventilgehäuse B dienen. Das äußere Ende der Ventilspindel 14 kann eine Abflachung 16 aufweisen, um ' eine Kurbel oder andere Einrichtungen aufnehmen zu können, durch welche ein Drehmoment auf den Ventilkörper aufgebracht werden kann, um diesen zwischen der geöffneten und der geschlossenen Stellung zu drehen« Der Ventilkörper kann aus jedem geeigneten Metall oder einem anderen Werkstoff hergestellt sein, das gegenüber Korrosion und Abnutzung beständig ist.

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Eine einstückige vorgeformte Auskleidung 18, welche einen breiten zylinderförmigen, in axialer Richtung sich erstrekkenden zentralen feil 20 und ringförmige Seitenflansche und 24 aufweist, verkleidet eine in axialer Richtung sich erstreckende zylinderförmlge breite Fläche 21 und Stirnflächen 23 und 25 des Ventilgehäuses B.

Die vorgeformte Auskleidung weist einen einstückig angeformten ersten, mit geschlossenem Ende versehenen hohlen becherförmigen, zylindrischen !eil 26 und einen zweiten mit einem offenen Ende versehenen zylinderförmigen Seil auf, welche diametral gegenüberliegend von dem zentralen zylindrischen Teil 20 nach außen abstehen.

Bei der bevorzugten Ausftirungsform der Erfindung ist die vorgeformte Auskleidung 18 aus FiP (fluoriertes Äthylen/ Propylen-Polymerisat) durch Spritzpreßformung hergestellt. FÄP zeichnet sich durch hohe Korrosionsbeständigkeit, Undurchlässigkeit und durch selbstschmierende Eigenschaften aus. Wenn die vorgeformte Auskleidung 18 (Fig. 1 und 8) im warmen Zustand aus der Form entfernt oder wenn danach eine abgekühlte Auskleidung auf etwa 150⁰G (300⁰F) oder mehr für einen kurzen Zeitraam erwärmt wird, ist das Material weich und biegsam und kann, wie in Fig. 2 dargestellt, verformt werden, um das Aufziehen der Auskleidung auf den Ventilkörper 10 zu erleichtern.

Wenn die Auskleidung eine genügende Temperatur aufweist, um leicht biegeam zu sein, wird der mit offenem Ende versehene zylinderförmige Teil 28 über die Ventilspindel 14 des Ventilkörpers 10 gezogen, worauf der Ventilkörper in einer umgekehrten aufrechten lage an der Abflachung 16 zwischen den Backen A eines Schraubstocks 30 eingespannt wird. Hierauf kann der zylinderförmlge Seil 20 durch An-

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Wendung einer nach oben gerichteten Kraft verformt werden, um den mit geschlossenem Ende versehenen hohlen zylinderförmigen Teil 26 über denDrehzapfen 12 zu ziehen, damit dieser in dem !Dell 26 aufgenommen werden kann. Es sei erwähnt, daß die Ebene des Ventilkörpers 10 im wesentlichen senkrecht zur Hauptebene der Auskleidung während des Auf-. Ziehens der Auskleidung auf den Ventilkörper steht, wie dies in fig. 2 dargestellt ist. Nachdem der Drehzapfen in den becherförmigen Teil 26 eingetreten ist, kann die Auskleidung wieder ihre zyUnderförmige Gestalt annehmen, die aus Fig. 1 erkennbar ist. Normalerweise läßt man die Auskleidung auskühlen, wenn sich der Ventilkörper 10 in der Hauptebene der Auskleidung befindet.

Das Ventilgehäuse B besteht aus einem unteren bogenförmigen Seil 44 und einem oberen bogenförmigen Teil 46, welche mittels einer Anzahl von Schrauben 52 lösbar miteinander verbunden sind, um ein Ventilgehäuse mit einem Durchgang oder einer Bohrung 0 zu bilden.

Der obere Teil 46 des Ventilgehäuses B weist einen mit offenem Ende versehenen hülsenförmigen Teil 54 auf, der den mit offenem Ende versehenen zylinderförmigen Teil 28 der Auskleidung und die Ventilspindel 14 aufnimmt, welche nach oben über den Teil 28 hervorsteht. Die Ventilspindel ist in den zylinderförmigen Teil 28 der Auskleidung drehbar gehalten.

Wie in den Pig. 3 und 4 deutlich dargestellt, ragt das obere Ende der Ventilspindel 14 nach außen über das obere Ende des hülsenförmigen Teiles 54 hinaus, während der zylinder förmi ge Teil 28 der Auskleidung innerhalb des hülsenförmigen Teiles in der Nähe des oberen Endes endet.

Der untere Teil 44 des Ventilgehäuses B weist eine mit geschlossenem Ende versehene Nabe oder Bohrung 45 auf. Der

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'erste, mit geschlossenem Ende versehene hohle zylinderförmige becherartige Teil 26 der Auskleidung ist zusammen mit den in dem !eil 26 drehbar aufgenommenen Drehzapfen 12 innerhalb dieser Bohrung 45 aufgenommen.

Unter Bezugnahme auf I¹Ig. 5 sei "bemerkt, daß der zylindrische Hauptteil 20 der vorgeformten Auskleidung 18 mit einem Paar radial nach auswärts stehender einstückig angeformter und mit Abstand zueinander angeordneter Rippen 32 und 34 versehen ist, welche fast den gesamten Seil 20 umfassen* Die Rippen sind durch die zylindrischen !eile 26 und 28 unterbrochen (Hg. 1). Die Rippen 32 und 34 begrenzen auf der Fläche 21 des Ventilgehäuses B eine zentral angeordnete Hut 48, deren Tiefe (gemessen von der Oberfläche 21) ungefähr 0,8 mm größer ist als die Höhe der Rippen 32 und 34» so daß bei Q (Fig.'5) ein Spiel entsteht. Die Breite der Nut 48 entspricht im wesentlichen dem seitlichen Abstand der äußeren Seiten der Rippen 32 und 34_f wodurch diese eng in die Hut eingepaßt sind.

Wie in Fig. 1 dargestellt, « ist ein nachgiebiger Druckring oder Ausdehnungsring 36 vorgesehen» welcher einen ersten ringförmigen leil bzw. größeren !eil 35 umfaßt, der einstükkig mit einem zweiten ringförmigen kleineren Teil 38 und einem dritten ringförmigen kleineren Seil 40 hergestellt ist, wobei der zweite und dritte ringförmige (Ceil einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind· Gleichmäßig befriedigende Ergebnisse sind in solchen Fällen erzielt worden, in denen der Druckring 36 aus Silikongummi oder einem nachgiebigen Material hergestellt worden ist, das demjenigen ähnlich ist, aus welchem O-Ringe im allgemeinen hergestellt werden.

Der nachgiebige Druckring oder Ausdehnungsring ist auf

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die vorgeformte Auskleidung aufgezogen, so daß der erste Teil 35 sswischen den Rippen 32 und 34 in der Hut 48 des Ventilgehäuses aufgenommen ist, (Pigο 6), Der zweite und dritte ringförmige kleinere Seil 38 und 40 umfaßt jeweils den zylinderförmigen Teil 26 und 28 der Auskleidung.

Nachdem der Druckring oder Ausdehnungsring 36 in dieser Weise auf die vorgeformte Auskleidung aufgezogen worden ist, können die Auskleidung und der Ventillkörper 10 mit dem oberen und unteren Teil 46 und 44 des Ventilgehäuses verbunden werden, wodurch die Seile 35$ 38 und 40 des Ausdehnungsringes eine ständige nachgiebige Kraft auf begrenzte Seile der Auskleidung amsiilbeö. Hierbei ruht dar Seil 35 des Ausdehnungsringes, wie in Eig«, 6-dargestellt, innerhalb der Nut 48 und zwischen den Hippen 32 und 34 öQö dehnt die Auskleidung bei B aus» Die Ausdehnung bei E "verschwindet größtenteils_{ wenn, wie in Pig« 5 der Venti!körper 10 in dl© Schli©§Xag@ gebracht wird, in der er den Teil 35 des Ansdehnungsrlngea abflacht.

abgeflachte Zustand des Ausäehnungsringse ist in I⁵Ig₈₉ dargestellt, in der ©ine Ateaaimag Sas HJsfaags iee ¥©atil~ körpers vorgeschlagea I®t, ea bei E ©ia© TisrEiagerung der Berührungsfläche zwischen der Aöükl©Iäßng unä dem ?©ntittSrper am umfang au bewirken © Die ¥err lagerung d©r Barühriangpf lache ist bei vielen Ventilausflihrungen durchführbar und dient zur Verlängerung der Lebensdauer der Auskleidung und zur Verringerung des Drehmomentes, welches erforderlich ist, um den Ventilkörper zu drehen. In Pig. 7 ist auch noch eine Änderung dahingehend vorgeschlagen, daß die Bohrung des Ventilkörpers bei 68 und 70 abgeschrägt ist, wobei diese Abschrägung am gesamten !Anfang der Bohrung vorgesehen ist. Die Kontur der Auskleidung kann entsprechend der Abschrägung geändert sein, um ein genaues Anliegen der Auskleidung an dem Ventilgehäuse zu sichern, wie dies in Pig» 7 dargestellt

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Die Ausführungsform gemäß Pig. 7 vermindert die Möglichkeit einer eventuellen Ausdehnung oder Verschiebung des Auskleidungswerkstoffes durch unterschiedliche Wärmedehnungen und Zusammenziehungen, woraus sich unerwünschte Anhäufungen von Auskleidungsmaterial an einem oder beiden Enden der Bohrung O bilden können, die eine Störung des Durchflusses durch das Ventil bewirken.

Wie weiter oben angeführt,umgreifen die ringförmigen Seile 38 und 40 das Ausäehnungsringes die zylinderförmigen Seile 26 und 28 der Auskleidung ganz dicht an den inneren Enden dieser zylinderförmigen Seile, an denen eine Abdichtung besonders erwünscht ist.

Die Abdichtung an den zylinderförmigen Seilen 26und 28 der Auskleidung ist durch die Anordnung eines Paares von Halte- bzw. Sicherungsringen 37 und 39 an diesen Stellen verbessert, ^i e Ringe 37 und 39 sind identisch ausgeführt und bestehen aus einen steifen, mit einer zentralen öffnung versehenen Ringförmigen Kappe zum dichten Aufnehmen eines der kleineren ringförmigen Seile 38 bzw. 40 des großen Druckringes .Die zylindrische Wand 41 einer jeden Kappe ist bei 43, 43 an gegenüberliegenden Seiten zur Anpassung an die Verbindungsstellen mit Nuten versehen, an denen die ringförmigen Seile 38 und 40 mit dem ringförmigen Seil 35 des Druckringes verbunden sind. Die Nuten 43, 43 entsprechen in der Siefe der inneren Siefe der Kappe.

Der Haltering 37 (Fig. 4) umgibt den zylinderförmigen Seil 26 der Auskleidung, während der Ring 39 den gegenüberliegenden zylinderförmigen Seil 28 umgibt. Der Ring 37 ist in eine zylindrische Senkbohrung 47 der Bohrung 45 (Fig. 1) einge-

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paßt, welche die ringförmige Nut 48 unterbricht. In ähnlicher Weise ist der Haltering 39 in einer Senkbohrung 51 (Fig. 3) der Bohrung 49 eingepaßt, um den kleinen ringförmigen Teil 40 des Druckringes abzustützen und aufzunehmen. Die Halteringe 37 und 39 bestehen aus einem stfeifen Material.

Wenn der Ventilkörper 10 in die vollkommen geschlossene Stellung gedreht ist, wie dies in den Pig. 3₉ 5 und 7 dargestellt ist, drückt der äußere Rand des Yentilkörpers gegen den ausgedehnten zentralen Seil E der Auskleidung, welcher über dem ringförmigen Teil 35 des Ausdehnungs- oder Druckringes liegt und durch diesen ausgedehnt wird. Auf diese V/eise wird ein nachgiebiges Eingriff erzielt^ woraus sich eine beständige und wirksame Abdichtung zwischen den benachbarten Flächen des ^entilkörpers und der vorgeformten Auskleidung ergibt, wenn der Ventilkorper in die vollkommen geschlossene Stellung gedreht wird.

Wenn sich der Ventilkörper 10 nicht in Eingriff mit dem zentralen Teil 20 der Auskleidung 18 befindet, deknt der erste ringförmige Teil 35 des nachgiebigen Druckringes 36 den zentralen Teil der Auskleidung 18 nach innen aus, wie dies in Pig. 6 dargestellt ist. Hierdurch wird der innere Durchmesser der Durchgangsöffnung der Auskleidung 18 verringert«,

Wie in Pig. 6 dargestellt, bewegt die durch den ersten oder größeren Teil 35 des nachgiebigen Druckringes 36 ausgeübte Kraft normalerweise den zentralen Teil des Auskleidungsteiles 20 nach außen über die ungedehnten Bänder der Auskleidung an den Seitenflanschen 22 und 24 hinaus· Die in Pig. 6 angezeigten Abmessungen haben gleichmäßig befriedigende Ergebnisse bei Ventilen gezeigt, welche Versuchen unterworfen worden sind. Diese Abmessungen sind nicht bedenklich.

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Durch diese Erhöhung des zentralen Teiles B der Auskleidung kann der äußere Eand des Ventilkörpers 10 sich vom äußeren Band der Auskleidung nach innen drehen, bevor er den nach innen vorstehenden Teil E der Auskleidung 18 berührt. Hierdurch ist eine erhöhte Kraft aur Überwindung der Kraft des Teiles 35 des Druckringes 36 erst dann notwendig, wenn der Ventilkörper 10 den erhöhten Teil der Auskleidung "berührt, was erst dann der EaIl ist, wenn der Ventilkurper 10 sieb, fast.in der geschlossenen Stellung befindet₀ Darüber Mtaasas ist aufgrund der¹ Wölbung des feiles 20, die auf Sie Bißwirkung der nachgiebigen Kraft ies ersten Seiles 35 «See Draofe= ■ ringes 36 auf den IeIl 20 der Auskleidung 18 zurflskgufilh= ren ist, die Kraft zum Sclilieisu §©& V©Btilk:5rp©s© 10 sänehmend« . - .

.Wie-in fig» 6 dargeetellt, besitsen äi© Bippsn 32 tasi 34 eine genflgeaie Siefe_f ism trots eier Aa-36i®h,BöBg fi©s> 'Aks&I©!« dung durch den nachgiebigen XtetiefceiBg 36 ia 'äe~£ 1ie% 48 gß bleiben» Auf diese Welse dienen die lippen 32 un& 34 als eine EtÖirungj am sichersttotellea, ctel- ä©K ieii 20- ä©s? Am®~ kleiduQg 18 in die ia I¹Ig₈ 5 dargestellt© Saga sesiaelslsotets wenn der Yentilkörper 10 Iei die- gesö&loagjeae St©Ilstig fe©= ■wegt wird.

EntsprecJaeni Pig· 6 kefert äec ersto Eo:ll 35 αοα Druokringes 56 in seiße liESfrSaglidio Γόμι srisllets i-jqql clos? Ventilfcörper 10 ia die Offeas'&ellcsG coteaßt« Bio drückte oder teilweise abgeflacht© Pozsa gea"40 liSo ein, wenn -der Tentilkörper 10 geschlossen ist» Wi© lieh, übt der Teil 55 «ine. Kraft nur. auf. di@ mitiil©s@ dea iDeiles 20 zwischen- den Rippen 52 waü 34 und iai©Sit swf die Rippen selbst aus*. Deshalb gilbt -es fceiae äiareh üen Seil 35 des.Druckringes 36 ausgeübte Xsaft, die die Bippen 34 seitlich aus der Nut 48 drücken könnte·

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Wie in Pig. 4 dargestellt, umfassen die kleineren zweiten und dritten Seile 38 und 40 dee Ifeeokringes die inneren ■""selen der rohrförmigen Seil© 26 tinö 28 der Auskleidung in naohgiebigar Weis®!, rat ©ine wirksame feste sind flüssigkeit®= dichte AMie&tuag <äi@s©i? sotefSniigen E<ail® gegenüber den

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förmigen Dichtflächen 72, 72 der Nahen 12 A und UA des Ventilkörpers. Die flachen Flächen 76 und die konischen Sitze 78 sind bei der Herstellung der Auskleidung mit eingeformt,

Fig. 9 zeigt eine Abänderung des aus Silikongummi bestehenden Ausdehnungsringes oder des Stützgliedes 36 gemäß Jig, Beim Vergleich der Pig. 1 und 9 ist es ersichtlich, daß zwei Teile der Fig. 9, welchelplanparallel ausgebildet sind, gebogen und zusammengesetzt werden können, um ein Teil 36 gemäß Pig. 1 zu bilden. Der Ausdehnungsring gemäß Pig. weist einen einzelnen kleineren Ring 4OA entsprechend dem kleineren Hing 40 und zwei längliche, diametral gegenüberliegende größere nachgiebige Arme 80, 80 auf, die Anschlußenden 82, 82 besitzen. Der Ausdehnungsring gemäß Pig. 9 ist ein Teil, welcher durch Auftrennen des Elementes 36 gemäß Pig. 1 an den diametral gegenüberliegenden Stellen X und Y erhalten werden könnte. In der Praxis wird jedoch das Teil gemäß Pig. 9 besonders wirtschaftlich in einer ebenenen Form als planparalleles Stück hergestellt«

Um die Auskleidung mit einem Stützglied oder Ausdehnungsring entsprechend Fig. 9 zu versehen, werden zwei solcher Teile benötigt. Jeweils ein Teil wird so in bezug auf die Teile 26 und 28 angeordnet, daß der ringförmige Teil 4OA jeweils einen zylindrischen Teil umfaßt. Die nachgiebigen Arme 80, 80 werden gebogen und in die Nut zwischen den Rippen 32 und 34 an gegenüberliegendenSeiten der Auskleidung eingelegt. Bei dieser Anordnung auf der Auskleidung werden die Enden 82, 82 eines Ausdehnungstales zugerichtet, um an den Enden eines zweiten Ausdehnungsteiles anzustoßen oder diese Enden nahezu zu berühren, so daß für alle Vorhaben und Zwecke diese Anordnung derjenigen gemäß den Fig. 1 bis 6 weitgehend entspricht, wobei jedoch der Auedehnungsring aus zwei identischen Teilen gemäß Fig. 9 besteht O

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Der zweiteilige Ausdehnungsring kann ebenso bei der Ausführungsform des Ventiles gemäß den Pig. 1 bis 6 oder bei der abgeänderten Ausführungsform gemäß den Pig. 7 und 8 zur Anwendung kommen.

Im Interesse einer wirksamen Abdichtung ist der Durchmesser des Sitzes 72 (Pig. 3) vorzugsweise geringer als der innere Durchmesser des Sicherungsringes 39. Die Beachtung dieser Vorsichtsmaßnahme dient ebenfalls dazu, ein Einschneiden oder ein Scheuern der Auskleidung bei dem Sitz 72 zu vermeiden. Die gleiche Vorsichtsmaßnahme kann im Bereich des Sicherungsringes 37 zur Anwendung kommen.

Wie in den Pig. 3 und 4 dargestellt, sind, mehrere Dichtungsringe 56, welche aus jedem geeigneten Material, wie z.B. Asbest, Tetrafluorethylen, oder ähnlichem, hergestellt sein können, um die äußere Pläche des zylindrischen Teiles 28 der vorgeformten Auskleidung herumgelegt. Diese Dichtungsringe sind in einer erweiterten Bohrung 55 angeordnet, deren unteres Ende in einen nach unten und innen konisch zulaufenden Abschnitt 57 ausläuft. Der oberste dieser Dichtungsringe ist durch ein Druckglied oder eine Stopfbuchse 58 belastet, deren untere Stirnseite eine geneigte Pläche 59 aufweisen kann, welche sich schräg von dem unteren äußeren Ende nach oben und innen erstreckt.

Die Wirkung der geneigten Flächen 57 und 59 ist derart, daß kontinuierlich eine Druckkraft auf den gesamten Abschnitt des zylinderförmigen Teiles 28 ausgeübt wird, welcher von den Dichtungsringen. 56 umschlossen ist, wobei die Kraft eine solche Größe aufweist^ daß'ein Austreten von Strömungsmittel nach oben entlang der Ventilspindel 14 ausgeschlossen ist. Diese Dichtung ist zusätzlich zu derjenigen* welche

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in der Nähe der ringförmigen Lagerflache 72 vorgesehen ist,- die weiter oben beschrieben ist.

Eine ringförmige Platte 62 mit einer Anzahl von Gewinde- , bohrungen ist lösbar mit dem inneren oberen Ende des hülsenförmigen Teiles 54 des Ventilgehäuses mittels eines Wegeringes 64 verbunden, der in einer Ringnut 66 aufgenommen ist. Eine Vielzahl von Schrauben 60, welche in die Gewindelöcher der Platte 62 eingesetzt sind, drücken gegen die obere Fläche des Druckgliedes 58, um eine Druckkraft auf die Dichtungsringe 56 auszuüben.

I¹Ur. den Zusammenbau des Ventiles gemäß der Erfindung wird zuerst die Auskleidung auf eine ausreichende Temperatur über einen gewissen Zeitraum erwärmt, um diese AuäcLeidung biegsam zu machen, worauf die Ventilspindeln 14 des Ventilkörpers in den hohlen, offenen zylinderförmigen Teil 28 eingesetzt sind.

Die Ventilspindel 14 wird dann zwischen den Backen A-A eines Schraubstockes 30 eingeklemmt, um den Ventilkörper in einer aufrechten Lage entsprechend Pig. 2 festzulegen, worauf eine Kraft auf die biegsam gemachte Auskleidung angewandt wird, um diese, wie in Pig. 2 dargestellt, zu deformieren, wodurch der mit einem geschlossenen Ende versehene zylinderförmige !eil 26 über den Drehza pfen 12 gezogen weiden kann.

Hierauf kehrt die Auskleidung bei ihrer Abkühlung zu ihrer anfänglichen Gestalt zurück, wie sie in den Pig. 1 und 8 dargestellt ist, wobei während dieser Zeit der Ventilkörper relativ zu der Auskleidung zwischen der offenen und der geschlossenen Stellung hin und her gedreht werden kann.

Nachdem die Auskleidung in dieser Weise auf den Ventilkörper aufgezogen worden ist, kann die Ventilspindel 14 aus dem Schraubstock entfernt und der rschgiebige Druckring auf-

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gebracht werden. Falls ein einstückiger Druckring verwendet wird, kann dieser in der Weise aufgezogen werden, daß zuQBt die zylindrischen !eile 26 und 28 der vorgeformten Auskleidung durch den zweiten und dritten ringförmigen Teil 38 und 40 des Druckringes hindurchgesteckt werden, worauf der Teil 35 zwischen die Rippen 32 und 34 der Auskleidung eingesetzt werden kann.

Der zylinderförmige Teil 26, welcher den Drehzapfen 12 aufnimmt, kann dann nach abwärts durch den Haltering 37 hindurch in die an ihrem unteren Ende geschlossene Büchse oder Bohrung 45 des Ventilgehä^ses B eingeführt werden. Dann gelangen die Rippen 32 und 34 und der Teil 35 des Druckringes 36 in die Nut 48 des unteren !Teiles 44 des Ventilgehäuses.

Der zylinderförmige Teil 28 und die Ventilspindel 14, welche nach oben über den zylinderförmigen Heil herausragt, können dann durch den Haltering 39 und die Bohrung 49 des nach oben stehenden hülsenförmigen Seiles 54 des Gehäuseteiles 46 nach oben geschoben werden, worauf der obere und der untere Gehäuseteil 44 und 46 durch Schrauben 52 lösbar miteinander verbunden werden.

Die Dichtungsringe 56 werden dann in die Bohrung 55 eingesetzt und umgeben den zylinderförmigen Teil 28 der Auskleidung. Das Druckglied 58 wird dann auf die Oberseite des obersten Dichtungsringes 56 gefolgt von der ringförmigen Platte 62 aufgelegt. Der Sägering 64 wird dann in die Ringnut 66 eingesetzt,worauf die Schrauben 60 durch die ringförmige Platte 62 nach unten geschraubt werden, bis die Dichtungsringe 56 so weit zusammengedrückt sind, daß sie die gewünschte Abdichtung zwischen den benachbarten Fläohen des zylindrischen Teile s 28 der Ventilspindel 14 und der Bohrung 45 des Venti!gehäuses bewirken.

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Wenn das "'Ventil in dieser Weise zusammengebaut ist, kann es zwischen die Enden fluchtender Leitungen eines Strömungssystemes eingesetzt werden, in welchem dieses Ventil verwendet wird. Die Rohrenden können an entgegengesetzten Seiten des Ventilgehäuses B anliegen und in üblicher Weise befestigt sein. Es sei erwähnt, daß die Plansche 22 und 24 der Auskleidung (Pig· 4) an den Rohrenden bzw. deren Verbindungsflansehe anliegen und eine wirksame Abdichtung bewirken«

Wenn der Ventilkörper IO in die geschlossene Stellung gemäß Fig. 5 oder 7 bewegt wird, bewirkt die durch das nachgiebige Stützglied oder den Ausdehnungsring gegen den flexiblen zentralen Teil 20 der Auskleidung 18 ausgeübte Kraft eine wirksame Dichtung zwischen dem Ventilkörper und der Auskleidung an der mit E bezeichneten Stelle. Da diese Kraft nur auf den begrenzten zentralen Teil 20 und zwar auf die schmale Fläche zwischen den Rippen 32 und 34 ausgeübt wird, kann der Ventilkörper leicht in die geschlossene Stellung bewegt werden.

Darüber hinaus hält die durch das nachgiebige Stützglied gegen jede der Rippen 32 und 34 in der geschlossenen Stellung des Ventiles ausgeübte Kraft diese Rippen 32 und 34 innerhalb der Nut 48 in dem Ventilgehäuse B. Dadurch, daß die Rippen 32 und 34 von dem zentralen Abschnitt 20 der Auskleidung um einen geringeren Betrag als es der Tiefe der Hut 48 entspricht, vorstehen, gestattet diese Anord- ' nung ein Zurückdrücken der Auskleidung in Richtung auf die Nut 48 durch den Ventilkörper 10, wenn der Ventilkörper sich in der geschlossenen Stellung befindet, wodurch eine strömungsmitteldichte Abdichtung zwischen dem Ventilkörper und der Auskleidung sichergestellt ist.

Da der zweite oder kleinere ringförmige Abschnitt 38 b2w.

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- 20 -

40A des Stützgliedes oder des Ausdehnungsringes sowohl den zylinderförmigen Teil 26 der Auskleidung 18 als auch den Drehzapfen 12 des Ventilkörpers 10 umgibt, bewirkt die durch diesen ringförmigen Teil ausgeübte Kraft eine Abdichtung zwischen dem Drehzapfen 12 und dem hohlen becherförmigen Teil 26 der Auskleidung 18. Hierdurch kann kein Strömungsmittel an den Drehzapfen 12 gelangen und eine Verharzung oder eine Korrosion dieses Drehzapfens bewirken. Wenn jedoch eine zufällige leckage eintreten sollte, so kann dennoch das Strömungsmittel nicht aus dem Ventilgehäuse B heraustreten, sondern wird innerhalb des geschlossenen zylinderförmigen Teiles 26 gesammelt.

Da der dritte oder kleinere ringförmige Teil 40 bzw. 4OA des Stützgliedes oder des Ausdehnungsringes sowohl den hohlen zylinderförmigen Teil 28 der Auskleidung 18 als auch die Ventilspindel 14 des Ventilkörpers in demjenigen Bereich umgibt, in dem die Ventilspindel in den zylinderförmigen Teil 28 der Auskleidung eintritt, kann das Strömungsmittel nicht in den Raum zwischen dem hohlen zylinderförmigen Teil 28 aus der Auskleidung und der Ventilspindel 14 eindringen. Palis der dritte ringförmige Teil 40 bzw. 4OA eine Leckage entlang der Ventilspindel nicht verhindern kann, bilden die Dichtungsringe 56 eine zusätzliche Abdichtung, die geeignet ist, ein Ausströmen des Strömungsmitteis entlang der Ventilspindel zu verhindern.

Deshalb kann das ^entil gemäß vorliegender Erfindung bei sämtlichen chemisch-wirksamen Strömungsmittel! mit einem geringen Risiko hinsichtlieh von Zerstörungen aufgrund von-Undichtigkeiten eingesetzt werden₀ Durch die Ausbildung der Auskleidung 18 aus einem chemisoh-inerten Material tritt keine chemische Reaktion zwischen diesem Material der Auskleidung und dem dureh das Ventil hindurchströmenden

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Mittel ein.

Mne Abänderung besteht darin, daß der Dichtring 36 (^ig· 1) als zweiteiliger vorgeformter und gekrümmter Diehtring als Ersatz für einen einstückigen Dichtring geliefert werden kann. Der zweistückige Dichtring ersetzt einen einstückigen Ring, der an den Stellen X und Y durchtrennt ist. Die Stellen X und Y sind vorzugsweise, wenn auch nicht notwendigerweise gleich weit von den ringförmigen Teilen 38 und 40 entfernt.

Durch die Herstellung des Dichtringes 36 aus zwei !eilen, wie weiter oben angeregt, kann dieser um die Auskleidung herum ohne Risiko einer Dehnung des Dichtringes und einer bleibenden Vergrößerung seines Durchmessers aufgezogen werden, wodurch man einen gedrängten Einbau des Ringes innerhalb der !Tut 48 erhält. Bei Verwendung eines zweiteiligen Dichtringes können die beiden Hälften auf der Auskleidung 18 in einem völlidentspannten Zustand aufgebracht werden, wobei sich die beiden Anschlußenden der beiden Hälften etwas oder annähernd berühren, um eine besonders wirksame etrömungsmitteldichte Absperrung des Ventiles zu sichern. Palis notwendig, können die freien Enden des Dichtringes bei X und Y während des Einbaus des Ventils zugeschnitten werden, um den gewünschten Sitz gegeüber der Auskleidung und der Nut 48 zu erhalten.

Der vereinfachte zweiteilige Stützkörper gemäß Fig. 9 ist insofern besonders vorteilhaft, als er besonders billig in flachen Formen oder in anderer, einen geringen herstellungsmäßigen Aufwand erfordernden Weise hergestellt werden kann.

- Patentansprüche -

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Claims

- 22 PATENTANSPRÜCHE

Drosselklappenventil mit einem Ventilgehäuse mit einer von unnachgiebigen Wänden begrenzten Durchgangsöffnung und zwei Stirnflächen sowie einem in der Durchgangsöffnung drehbar gelagerten, von einer geöffneten in eine geschlossene Stellung gegenüber dem Ventilgehäuse verstellbaren Ventilkörper, gekennzeichnet durch eine flexible korrosionsbeständige Auskleidung (18), die die Durchgangsöffnung (0) auskleidend zwischen der inneren Fläche (21) des Gehäuses (B) und dem Ventilkörper (10) angeordnet ist und durch einen federnd nachgiebigen Ausdehnungskörper oder Druckring (36), der die Auskleidung (18) umgebe¹ nd am Ventilgehäuse abgestützt ist und ständig auf eine begrenzte Fläche der Auskleidung (18) eine radial gerichtete Kraft ausübt, wobei dieser Druckring (36) die Aaskleidung (18) von der inneren Fläche (21) des Ventilgehäuses (B) ringförmig in nachgiebiger Weise abhebt (E) und in der Schließlage des Ventilkörpers (10) gegen dessen Band dichtend andrückt.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (10) mit an entgegengesetzten Seiten angeordneten Drehzapfen (12, 14) in das Ventilgehäuse hineinfaßt und daß der Ausdehnungsring oder Druckring (36) jeden Drehzapfen an seiner Eintrittsstelle in das Ventilgehäuse dichtend umgibt (38, 40)..
3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung (18) aus einem im erwärmten Zustand biegsamen Material besteht.

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4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 "bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Fläche (21) des Ventilgehäuses (B) eine Ringnut (48) und die Auskleidung (18) an ihrer Außenfläche eine Führung insbesondere in Form eines Paares mit Abstand zueinander angeordneter, die Auskleidung im wesentlich vollständig an ihrem Umfang umgebender und in die Ringnut (48) eingreifender Rippen (32, 34) aufweist, deren jeweilige radiale Erstreckung geringer als die Tiefe der Ringnut (48) ist und daß der Druckring (36) zwischen den Rippen (32, 34) innerhalb der Ringnut (48) angeordnet ist.
5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung (18) ringförmige Flansche (22, 24) zu beiden Seiten des zentralen Teiles (20) aufweist, die sich dichtend an die Stirnflächen (23, 25) des Ventilgehäuses (B) anlegen.
6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung (18) aus einem Material mit selbstschmierenden Eigenschaften besteht.
7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung Drehzapfen (12, 14) des Ventilkörpers (10) zumindest in der Ifähe des Ventilkörpers umgebende zylinderförmige Ansätze (26, 28) aufweist und der Druckring (36) mit entsprechenden Teilen (38, 40) die Ansätze (26, 28) umgebend dichtend an die Drehzapfen' (12, 14) anpreßt.
8. Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Ansatz (26) den im Ventilkörper gelagerten Drehzapfen (12) vollständig in Form einer am einen Ende geschlossenen Büchse und der andere Ansatz (28) den als Ventilbetätigungsspindel (14) aus dem Ventilgehäuse herausragenden Drehzapfen längs einer Teillänge umgibt.

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9. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4p dadurch gekennzeichnet, daß der Druckring (36) aus einem größeren ringförmigen Teil (35)» der zwischen den Rippen (32_S 34) liegt und zwei kleineren ringförmigen Teilen (38₉ 40) besteht^ die einstückig hergestellt sind und die Ansätze (26f 28) der Auskleidung umgeben»
10. Ventil nach Anspruch S₉ dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtungsanordnung (56) zwischen dem Ansatz (58) der Auskleidung (18) und der die Ventilspindel (14) lagernden Hülse (54) vorgesehen ist₀
11. Ventil nach einem d©r vorhergehenden"Ansprüche_s gekenn- zeichnet durch kappenförmige Halteringe (37₉ 39), die in einander gegenüberliegenden Senkbohrungen (47? 51) der Lagerbohrungen (45_s 49) für die Lagerzapfen (-12, 14) angeordnet sind und die kleineren ringförmigen Teile (38s, 40) aufnefemen₉ wobei die an die ringförmigen Teile (38p 40) angrenzenden Abschnitte des großen ringförmigen Teiles (35) in mit der Ringnut (48) flüchtende Nuten (43? 43) der zylindrischen Wände der kappenförmigen Halteringe (37₉ 39) eingreifen.-
12. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis. H₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung aus Polytetrafluoräthylen besteht ο
13. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Auskleidung aus einem gegen chemische Angriffe beständigen Material besteht.
14. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 15 ₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung (18) der Innenform des Ventilgehäuses angepaßt mit den zylindrischen Ansätzen (26, 28) den Seitenflanschen (22, 24) und den Rippen (32, 34) einstückig geformt ist und abdichtende Eigenschaften

besitzt» 103885/0619

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15. Ventil nach einem der Ansprüche 1 "bis 8, oder 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckring aus zwei !eilen (4OA, 80, 80) besteht, von denen jeder einen !eil der Auskleidung (18) umgibt.
16. Ventil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,daß die beiden Teile untereinander identisch ausgebildet sind.
17. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der federnd nachgiebige Druckring oder Ausdehnungsrin^aus mehreren zusammenwirkenden Teilen besteht,
18. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung aus fluoriertem Äthylen/ Propylen-Polymerisat besteht.
19. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung einen ringförmigen zentralen Teil (20) mit gleichbleibender Breite aufweist und die Rippen (32, 34) in der Mitte des zentralen Teils (20) zwischen den Ansätzen (26, 28) angeordnet sind.
20. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die als Führung dienenden Rippen (32, 34) in mehrere Abschnitte durch querverlaufende Nuten (74) unterteilt sind.
21. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten des Ventilgehäuses (68, 70) und die mit diesen Teilen zusammenwirkenden Teile der Auskleidung (18) abgeschrägt sind.

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L e e r s e i f