DE2038085A1

DE2038085A1 - Dreiweg-Mischhahn

Info

Publication number: DE2038085A1
Application number: DE19702038085
Authority: DE
Inventors: Walter Buerkle
Original assignee: CENTRA BUERKLE KG ALBERT
Current assignee: CENTRA BUERKLE KG ALBERT
Priority date: 1970-07-31
Filing date: 1970-07-31
Publication date: 1972-02-10
Also published as: CH538073A; FR2099392A5

Description

Telefon: (0?M) 6285ßl Telegramm: Koenigpat

Dr.-ing. Dipi.-Phys. ÜSKAft KÖNIG Patentanwalt

7000 STUTTGART-!, Klüpfelstraße 6 Postfach 51

Deutsche Bank AG Stuttgart Konto Nr. 89/00300 Postscheck Stgt. 84919

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ZE Έ T E A Albert Bürkle KG 7056 S c h ö a a ic h

Dreiweg-Mis clthalin

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Die Erfindung betrifft einen Dreiweg-Mischhahn für Heizungsanlagen, mit einer Hahnkamiaar, in deren rotationssymmetrischer Umfangswand drei gleich große und gleiche Gestalt aufweisende HahnkasnmeröffmmgeE vorhanden sind» die Mündungen der Durchflußkanäle von drei Anschlußstutzen sind_? von denen jeweils zwei Anschlußstutzen dem Zufluß von in der Hahnkammer zu~ sammenströmendem Kesselvorlaufwasser und Heizungsrück» laufwasser und ein Anschlußstutsen dem Abfluß des in die Hahnkammer eingeströmten Wassers als Heiaungsvorlaufwasser dient, und mit einem in der Hahn-» kammer angeordneten, um die Eahakammersehse drehbares Küken, das einen der gegensinnigen Steuerung der beiden Zuflußöffnungen der Hahnkammer- dienendes, konvex gewölbten Mantel auf waist, der sich entlang der· Umfangswand der Hahnkammer erstreckt -und zwei durch ein wasserdichtes Mittelteil ,des Mantels· voneinander ge~

auxwsist trennte Steuerkurven/una dessen der tfmfangswand der Eahnkammer gegenüberliegende Außenfläche eine Symmetrieebene hat, in die die Mikendrehachse fällte

Bei derartigen Mischhähnen ist es erwünscht und bekannt, die Anschlußstutzen so anzuordnen, daß die mit den Anschlußstutzen zu verbindenden Rohre der '.betreffenden Heizungsanlage ausschließlich vertikal und horizontal verlegt sind, so daß man das Rohrleitungssystem auch in den an den Mischhahn anschließenden Bereichen ausschließlich aus geraden Rohrstücken und rechtwinkligen

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Krümmern bilden, kann. Andererseits ist es erwünscht, .Dreiweg-Mischhähne der eing» genannten Art so auszubilden, daß die Punktionen der Anschlußstutzen vertauscht werden können, ohne die Stellung des Mischhahngehäuses zu ändern. Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, einen Mischhahn der eingangs genannten·Art zu schaffen, der diese beiden Forderungen auf baulich einfache und betriebssichere Weise gleichzeitig erfüllt und der einfach und billig herzustellen ist,

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem Mischhahn der eingangs genannten Art vorgesehen, daß die Mitten benachbarter Hahnkammeröffnungen um ' ■ ■Zentriwinkel von jeweils 120° gegeneinander versetzt sind, wogegen die Mitten der äußeren Mündungen der zumindest angenähert geraden Durchflußkanäle der drei .Aiischlußstutzen um 180° ~9O°-9O° zueinander versetzt sind, und daß sechs unterschiedliche Kombinationen der

Anschlußarten der Anschlussstutzen durch Umstellung des Kükens in unterschiedliche Grundstellungen einstellbar sind, wobei der jeweilige Stellwinkelbereich an eine Grundstellung $e nach Erfordernis im Uhrzeigersinn oder Gegenuhrzeigersinn anschließt.

Mit Grundstellung des Kükens ist hierbei eine Stellung bezeichnet, bei der die dem Zufluß von Kesselvorlaufwasser dienende Hahnkammeröffnung durch das wasserdicht Mittelteil des Kükenmantels vollkommen abgesperrtist,

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wogegen in dieser Grundstellung die dem Einströmen von Heizungsrücklaufwasser in die Hahnkammer dienende Hahnkammeröffnung mindestens teilweise geöffnet ist«

Weitere Merkmale der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den XJnteransprüchen ■beschrieben bzw« dargestellt, wobei es sich versteht, daß die Erfindung in zahlreichen weiteren Ausführungsformen verwirklicht werden kann·

»In der Zeichnung ist, ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Es zeigen;

Fig. 1 einen Querschnitt dupeh einen neuartigen Dreiweg-Mischhahn, wobei all® für das Verständnis der Erfindung nicht wichtigen Seile weggelassen sind,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Mischhahn nach

Fig. I, gesehen entlang der Schnittlinie II-II, wobei jedoch äas Küken zur besseren Kenntlichmachung der Gestalt der sichtbaren Steuerkurve

P sich in einer · anderen Stellung als in

Fig. Λ befindet*

Der in der Zeichnung dargestellte Dreiweg~Mischhahn weist eia vorzugsweise gegossenes Gehäuse 10 mit einer kreiszylindrischen Kahnkammer 11 auf, in der ein um die Achse der Hahnkammer schwenkbares Küken 12 angeordnet ist,

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dessen Stellwelle 13 abgedichtet durch den Deckel 19 des Gehäuses nach außen herausgeführt ist· Der über den Gehäusedeckel 19 nach außen vorstehende Teil der Stellwelle 13 ist mit einem Dreikant 14 zum Aufsetzen eines nicht dargestellten Stellhebels oder zum Ankuppeln an die Antriebswelle eines Stellmotors versehen.

Das Gehäuse 10 weist drei Anßchlußstutzen 15» 16 und 1? auf, von denen ^jeder einen geraden Durchflußkanal 20, 21 und 2 2 aufweist, wobei die Achsen der beiden einander gegenüberliegenden Durchflußkanäle 20 und 22 miteinander fluchten. Die Achse des Durchflußkanales 21 des Anschluß-Stutzens 16 verläuft senkrecht zu den Achsen der beiden anderen Durchflußkanäle· Alle Achsen der Durchflußkanäle liegen in einer.gemeinsamen Ebene, die senkrecht zur Kükendrehachse, die der Hahnkammerachse entspricht, verläuft· Die Winkelabßtände der Mitten der äußeren Mündungen 23 bis 25 der Durchflußkanäle betragen in Umfangsrichtung des Gehäuses gemessen 9O°-9O°-180°, so daß die Rohrleitungen an diesen Mischhahn in konventioneller Weise horizontal und vertikal angeschlossen werden können.

Die miteinander fluchtenden Achsen der um 180° zueinander versetzten Durchflußkanäle 20 und 22 führen in seitlichem Abstand an der Hahnkammerachse vorbei, und zwar auf der von dem Anschlußstutzen 16 abgewendeten ^ Seite dieser Achse, so daß die zu beiden Seiten einer durch die Mittelachsen der Durchflußkanäle 20 und 22 bestimmten

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Ebene, die parallel zur Kükendrehachse verlauft, sich befindenden Bereiche der Hahnkammeröffnungen 26 und 28 ' unterschiedlich große Zentriwinkel aufweisen und entsprechend die Mitten 29» 31 dieser Halmkammeröffnungen 26 und 28 sich in seitlichem Abstand von der durch die Achsen der Durchflußkanäle 20 und 22 bestimmten Ebene befinden, und zwar auf der von dem Durchflußkanal 21 abgewendeten Seite dieser Ebene«, Im Gegensatz hierzu ver««· läuft die Achse des Durchflußkanales 21 durch die Hahnkammerachse, d„h. durch die Drehachse des Kükens«, Die Versetzung der Achsen der Durchflußkanäle 20 und 22 relativ zu der Kükendrehachse ist so getroffen, daß die Mitten 29» 30 und 31 benachbarter Hahnkammeröffnungen 26 bis 28 um Zentriwinkel von jeweils 120° gegeneinander versetzt sind, so daß diese Mitten gleiche Winkelabstände voneinander aufweisen·

DaB Küken weist an seiner Oberseite eine an der Innenseite des Deckels anliegende ebene Platte 32 auf, an der die Stellwelle 13 befestigt ist» Das Küken weist ferner einen mit der Platte 32 einstückig verbundenen, teil-" zylindrischen, sich über die Höhe der Hahnkammer erstreckenden Kükenmantel 33 auf, dessen der Ümfangswand 34· der Hahnkammer 11 gegenüberliegende Außenfläche eine Symmetrie ebene hat, in di© di© KükeMrehachse fällt«, Dieser konvex gewölbte Kükemantel liegt im G-läbsitz an der Ümfangswand $H- der Hahnkammer 11 an oder dieser ümfangswand in einem geringen Spielplatz gegenüber.

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Die Hahnkammeröffnungen 26 bis 28 sind von gleicher Gestalt- und Größe und im wesentlichen rechteckförmig. Die an die Hahnkammeröffnungen angrenzenden j durch die Anschluß.stutzen sieh hindurch erstreckenden Durchflußkanäle 22, 21 und 22 weisen im Bereich der Hahnkammeröffnungen entsprechend rechteckförmige Querschnitte auf, die in Sichtung auf die äußeren Mündungen 25 bis 25 der Durchflußkanäle 20 bis 22 stetig in kreisrunde Querschnitte überführt sind. Die kreisrunden Querschnittsbereicbs der Durchflußkanäle sind mit Innengewinden sum Einschrauben von Anschlußrohren versehen»

Die durch die Hahnkammerumfangswand gebildeten Zwischenstege, wie 35 j swischen den Hahnkammeröffnungen 26 bis 28 sind zur Erzielung möglichst großer Hahnkammeröffnungsquerschriitte verhältnismäßig schmal gehalten und weisen in diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel Zentriwinkel von ungefähr 22° auf. Die Hahnkammeröffnungen 26 bis 28 erstrecken sich daöh ;je-; weils über 98°.

Infolge der großen Querschnitte der Hahnkammeröffnungen und des freien Innenraumes der Hahnkammer weist dieser Mischhahn relativ niedrige Strömungswiderstände auf·

Der Kükenmantel 33 weist ein wasserdichtes Mittelteil 36 auf, das sich in diesem Ausführungsbeispiel über einen Zentriwinkel von 120° erstreckt, und zu dessen beiden Seiten zueinander spiegelbildlich ausgebildete Steuerkurven 37» 37' vorgesehen sind, die der gegensinnigen Steuerung der jeweils als Zuflußöffnungen dienenden Hahnkammeröffnungen dienen und infolge ihrer Gestalt eine · Yergleichmäßigung der Temperaturkennlinie des Heizungsvorlaufwassers herbeiführen, was

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für regeltechnische Zwecke· wichtig ist und auch die manuelle Einstellung der Heizungsvorlauftemperatur erleichtert. Unter Temperaturkennlinie ist hierbei der funktioneile Zusammenhang zwischen der Temperatur des Heizungsvorlaufwassers und des Kükenstellwinkels verstanden.

Die Steuerkurven 37» 37^f sind so ausgebildet, daß eine möglichst gute Annäherung an eine lineare Abhängigkeit der Temperatur des Heizungsvorlaufwassers von dem Kükenstellwinkel erzielt wird_o Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß mit Mischhähnen der vorliegenden Art grundsätzlich keine streng lineare Heizungsvorlauftempera turkennlinie erzielbar ist, jedoch wird durch die Steuerkurven eine erhebliche Verbesserung gegenüber der Verwendung eines Kükenmantels ohne derartige Steuerkurven erzielt«

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, weist die einzelne Steuerkurve in Beaug auf eine die Kükendrehachse senkrecht schneidende Mittelebene zwei zueinander spiegelbildliche, konvex gewölbte Kurvenäste auf, die zwischen sich eine öffnung des Kükenmantels freigeben, die im Zusammenwirken mit der gegenüberliegenden Hahnkammeroffnung den lichten Zuflußquerschnitt des durdi die betreffende HahnkammerÖffnung in die Hahnkammer einströmenden Wassers bestimmt, wobei die Größe dieses lichten Zuflußquerschnittes durch Drehen des Kükens stetig verstellbar ist* Die durch die beiden Steuerkurven 37» 37* bestimmten lichten Zufluß-

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querschnitte der betreffenden Durchflußkanäle in die Hahnkammer ändern sich hierbei beim Drehen des lükens jeweils gegensinnig· Die lichte Hohe ^eder der durch die Steuerkurve»37, 37^f bestimmten öffnungen ies Kükenmantels 33 vergrößern sich, wie in Pig· 2 für die Steuerkurve 37 dargestellt ist, in von dessett l'iitt*!« teil 36 wegführender Richtung von einem Kleinstwert zu einem Größtwert, wobei infolge der konvexen Ausbildung der beiden Kurvenäste der Steuerkurve die Vergrößerung überlinear erfolgt·

Das Küken 12 ist in unterschiedliche Grundstellungen einstellbar, von denen in Fig· 1 eine dieser Grun/istellungen dargestellt ist· Beidieser Grundstellung dient der Anschluf!stutzen 17 stets dem Zufluß dßö Eesselvorlaufwassers _β Die Anschlußstutzen 15 und 16 können hierbei wahlweise dem Zufluß des Heizungsrückl auf wassers und dem Abfluß des Heizungsvorlauf wassers dienen, je nachdem, ob der Stellwinkelbereich im Uhrzeigersinn oder Gegenuhrzeigersian an die dargestellte Grundstellung anschließt· In der dargestellten Grundstellung ist der Zufluß von Kesselvorlaufwasser durch das Mittelteil 36 des Kükenmantels 33 abgesperrt, so daß in die Hahnkammer ausschließlich Heizungsrücklaufwasser einströmt. Wenn der I Stellwinkelbereich im Uhrzeigersinn anschließt, dient der Anschlußstutzen 15 dem Zufluß des Heizungsrücklauf wassers. In diesem fall wird durch Drehen des Kükens im Uhrzeigersinn (Pfeil A) der Zufluß das Kesselvorlaufwasser mittels

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der Steuerkurve 3?¹ geöffnet» wob^i mit; zunehmendem Stellwinkel der lichte ZuflußquerBchnitt für das Kesselvorlaufwasser zunehmend vergrößert und entsprechend der lichte Zuflußquerschnitt für das Heizuiigsrücklaufwasser durch die Steuerkurve 37 sunehmend verkleinert wird· Am Ende des Stellwinkelbereichs sperrt das Mittelteil 33 den Zufluß von Heizungsrücklau^wasser ab₅ so daß dann nur noch heißes Kesselvorlaufwsser dem Heisungsvorlauf zuströmt. In dem ZwischenbereiA, zwischen diesen beiden Endstellungen dieses Stellvfinke.Lbereiehes findet eine stetige Verstellung der Heisungsvorlauftemperatur in Abhängigkeit des Kükenstellwinkels sbatt® Die Funk-» tion der beiden Anschlußstutzen 15 tmd 16 kann bei der dargestellten Grundstellung des Kükens vertanseht werden, indem man den Stellwinkelbereich im Gegenuhrzeigersinn an die dargestellte Grundstellung anschließen läßt, d_eh_a daß das Küken aus der dargestellten Grundstellung im Gegen-Uhrzeigersinn zum öffnen dss Zuflusses von Kesselvorlauf— wasser verstellt wird. In diesem Pail dient dann der Anschlußstutzen 15 dem Abfluß des Heizungsvorlaufwassers und der Anschlußstutzen 16 dem Zufluß des Heizungsrücklauf wassers.

Im Hinblick auf den kleinen Zentriwinkel der die Hahnkammeröffnungen trennenden Stege, wie 35» der Hahnkammerumfangswand ist es hierbei im allgemeinen ausreichend, wenn die Grundstellung des Kükens für die genannten beiden Kombinationen der Anschlußarten der Anschlußstutzen unverändert eingestellt wird, wobei sich

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in dieser Grundstellung die beiden im Umfangsrichtung äußeren. Enden des Hittelteiles 33 ungefähr in den Mitten der ihnen gegenüberliegenden stegfcrmigen Hahn- -.kammerwandbereiche befinden. Bis zum öffnen des Zuflusses von heisseiä Kesselvorlaufwasser ist dann ein geringer toter Stellwinkelbereich zu durchlaufen, dem durch Gestaltung der Skala Bechnung getragen werden kann; bei selbsttätiger Verstellung des Eükens mittels Stellmotoren tritt dieser tote Winkelbereich ebenfalls nicht störend in Erscheinung· Falls erwünscht, kann .selbstverständlich -jeder dieser beiden vorangehend behandelten Kombinationen der Anschlußarten auch eine gesonderte Gsrunds teilung des Eükens zugeordnet sein, die so getroffen ist, daß beim Verstellen des Kükens aus seiner jeweiligen Grundstellung, kein toter Stellwinkelbereich auftritt, sondern beim Verschwenken des Eükens aus seiner Grundstellung sofort der Zufluß von Eesselvorlaufwasser geöffnet wird. Entsprechendes gilt für die weiteren möglichen Alischlußkombinationen der Anschlußstutzen, die nachfolgend erläutert werden·

Indem man die Grundstellung des Eükens 12 so umstellt, daß es die Hahnkammeröffnung 27 absperrt,wird der Anschlußstutzen 16 zum Anschlußstutzen für den Eesselvorlauf. Wenn aer Steilwinkeibereich des Eükens an diese Grundstellung ira Uhrzeigersinn anschließt, erhält dann der Anschlußstutzen 1? die Funktion des Anschlußstutzens für das Heizungsrücklaufwasser und der Anschlußstutzen

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die Funktion für den Abfluß des Heiauiigövor lauf wassers. Wenn der Steliwinkelbereich des Kükens dagegen an diese Grundstellung im Gegenuhrzeigersinn anschließt, werden die genannten Punktionen der beiden Anschlußstutzen 15 und 17 vertauscht.

Entsprechend kann das Küken 12 in eine dritte Grundstellung umgestellt werden, in der es die Halmkammeröffnung 26 absperrt· In diesem Fall dient der Anschlußstutzen den Zulauf des Eesselvorlaufwassers und die beiden anderen

dffös,en
Ansohlußstutzen 16 und 17/wahlweise dem Abfluß des Heizungsvorlaufwassers und dem Zufluß des Heisimgsriicklaufwassers, je nachdem ob .man den Stellwinkelbereich in Uhrzeigersinn oder G-egenuhrrsaigersirm. an die betreffende Gründetellung: anschließt«

Auf diese Weiße lassen sich durch, einfache Umstellung der Grundstellung de-s Kükens in Verbindung mit eier Lage des Stel.lwinkelbereiches im Uiarseigersinn oder- Gegenuhrzeigersinn relativ au der betreffenden Grundstellung insgesamt sechs unterschiedliche Kombinationen der Anschlußarten der Anschlußstut&er. "von außen auf einfache Weise einstellen, wobei in jedem Stellwinkelbereich des Kükens infolge der beschriebenen Bauart des Gehäuses und des Kükens stets dieselbe I'emperacurkennlinie des Heizungsvorlaufwassers bei konstanter !Temperatur daß Kesselvorlaufwasser auftritt.

Wenn es erwünscht ißt, die Kükenstellung mittels eines mit einer Skala zusammenwirkenden Zeigers, der fest mit der Kükenstellachse verbunden ist, anzuzeigen, so kommt man mit insgesamt zwei unterschiedlichen Skalen aus, da den Stell·-

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winkelbereichen,, die im Uhrzeigersinn an die unterschiedliclien Grundstellungen anschließen, jev/eils dieselbe Skala zugeordnet v/erden kann» Entsprechendes gilt für die Stellwinkelbereiche?

die im G-egemibraeigersinn an die

Grundstellungen anschließen» Die Begrenzung der Stellwinkerbez'eiclie kann -'mittels geeigneten, an der Außenseite des Deckels 19 des Gehäuses angeordneten, lösbaren Anschlagen, vorgenommen werden. Bei Antrieb des Kükens mittels eines Stellmotors ist dieser jeweils so au steuern, &a£ er das Küken in der zur Steuerung oder Eegelung der temperatur des Heizungsvorlaufwassers erforderlichen Weise verstellt.

Der erfindungsgemäße Mischhahn zeichnet sich auch durch seine gußteehnisch einfache Bauart aus·

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Claims

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AasBrüche

Dreiweg-Mischhaim fill? Heismngsanlagen, mit einer Hahnkammer, in deren rotaiionssymmetriSGher Umfangswand drei gleich große und glQiche Gestalt aufweisende Hahn~ kammeröffnungen vorhanden sind, die Mündungen der Durchflußkanäle von drei Anschlußstutzen· sind, von denen jeweils m&i Anschlußstutzen deia Zufluß von in der Hahnkammer zusammenströmendem Kesselvorlaufwasser und Heizungsrüeklaufwasser und ein Anschluß. stutzen dem Abfluß des in die Hahnkammer eingeströmten Wassers alB Haiaungsvorlaufwasaer dient, und mit einem in der Hahnkamaier angeordneten, mn die Eahnkammerachse drehbaren Küken, das einati der gegensinnigen Steuerung der beiden Zufluß öffnungen der Hahnkaintner dienenden, konvex gewölbten Mantel aufweist, der sich entlang der ümfangswanä <3er Hahnkammer eratrecki; und==zw«^crur<3h/ ein wasserdichtes Mittelteil des Mantels voneinander getrennte Steuerkurven aufweist und dessen der iJmfangswand der Hahnkammer gegenüberliegende Außenfläche eine Symmetrieebene hat, in die die Kükendrehachse fällt, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitten (29 - 3t) benachbarter Hahnkammeröffnungen (26 - 28) um Zentriwinkel von jeweils 120° gegeneinander versetzt sind, wogegen die Mitten der äußeren Mündungen (23 - 25) der zumindest angenähert geraden Burchflußkanäle (20 - 22) der drei Anschlußstutzen (15 - 17) um 180° -90° -90° zueinander versetzt sind, und daß sechs unterschiedliche Kombinationen der Anschlußarten der Ansohlußstutzen durch Umstellung des Kükens (12) in unterschiedliche Grundstellungen einstellbar sind, wobei der jeweilige Stellwinke1-

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boreich an eine erumlatellung $e nach ErforderniB im Uhrzeigersinn oder Gegenuhrseigeraiim anschließt.
2. Breiweg-Mischhahn nach Anapruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mftbelachaen der DurchfluSkanäle (20 - 22). gerade sind. ·
3. 'Dreiweg-Mischhalm nach Lnspruoh 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Durciiflußkanäle (20,22) der um 180° zueinander versetzten Ans ehlußst litzen (15» 17) miteinander fluchten vmß dal? diese Achsen in seitlichem Abstand an der Kiikendraliachse auf der von dem dritten Durehflußkan-al (21) alagowendeten Seite dieser Kükenachse vorbeiführt.

4» Dreiweg-«Misohhalm tmch einem der vorhergeheneden Ansprüche, d^övircli g-e-Muaaeichtiet, daß die Hahnkammeröffnungen (26 - 28) ungefähr recb.teekföriaig oder quadratisch sind,

!5. Dreiweg-Mis-chhahn nach einem üqv vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Siahüllende der Uinfangs-■ wand (34)-dsTc Hahnkaiamer kreisaylindriach ist.

6, Breiweg-Miaohhshn nach einera der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die licht© B:öhe der durch die einzelne Steuerkurve (37? 37⁵) bestimmten Öffnung des Kükenmantels -(33) sich in von dessen Mittelteil (36) wegführender Richtung von einem Eleitistwert zu einem Größtwert vergrößert. ·

BADORiGINAL

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preiweg-Mtschhahn nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Höhe der von der einzelnem. Steuerkurve (57; 57') begrenzten öffnung eich im von dem Mittelteil des Kükenmantels wegführendes Richtung überlinear vergrößert.

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