DE2122671A1

DE2122671A1 - Verschlußvorrichtung fur zusammen druckbare Behalter

Info

Publication number: DE2122671A1
Application number: DE19712122671
Authority: DE
Inventors: der Anmelder B65b 13 06 ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-05-08
Filing date: 1971-05-07
Publication date: 1972-03-23
Also published as: GB1299564A; US3703249A

Description

PATENTANWÄLTE

DIPL.-ING. GONTHER KOCH
DR. TINO HAIBACH

8 MÜNCHEN 2, 7- Mai 1971 13 191

EDWARD B. MIDDLETOH Kitchener, Ontario / Kanada

Verschließvorrichtung für zusammendrückbar Behälter

Die Erfindung "bezieht sich auf eine mit einer schwenkbaren Öffnung versehene Verschlußvorrichtung für elastisch oder plastisch zusammendrückbar Behälter.

Bei einer plastisch zusammenlegbaren Tube ist es ebenso wie bei einer elastisch zusammendrückbaren Flasche auf besonders vorteilnafte Weise möglich, einen zweckmäßigen, mit geringen Kosten herstellbaren Verschluß vorzusehen, der es ermöglicht, den Inhalt in dem Behälter zurückzuhalten oder die gewünschte Menge des Inhalts mechanisch auf einfache Weise herauszudrücken, ohne daß es erforderlich ist, irgendeinen Teil des Verschlusses oder den Verschluß selbst zu entfernen. Zwar sind bereits zahlreiche Verschlußvorrichtungen für Tuben, z.B. Zahnpastatuben, vorgeschlagen worden, doch hat sich keine dieser Vorrichtungen auf dem Markt behauptet, da diese bekannten Vorrichtungen in den meisten fällen drei Haupterfordernisse nicht erfüllen. Eine Verschlußvorrichtung der genannten Art, die keine abnehmbaren Bauteile umfaßt, muß so ausgebildet sein, daß sie sich mit sehr, kleinen Abmessungen herstellen läßt, damit eine möglichst geringe Werkstoffmenge verbraucht wird, und der verwendete Werkstoff soll möglichst billig sein. Zweitens muß die Konstruktion derart sein, daß ihre Teile mit Hilfe billiger Einrichtungen unter Erzielung sehr hoher Pro-

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duktionsgeschwindigkeiten hergestellt werden können, und gleichzeitig muß es möglich .sein, die Teile der Vorrichtung mit Hilfe automatischer Maschinen zu montieren, die ebenfalls mit geringen Kosten zu beschaffen sind und mit der gleichen Produktionsgeschwindigkeit arbeiten wie die Einrichtungen zum Herstellen der Teile. Drittens soll der Verschluß so konstruiert sein, daß er im geschlossenen Zustand eine einwandfreie Abdichtung bewirkt; dies ist z.B. bei einem Verschluß für Zahnpastatuben von besonderer Bedeutung. Außerdem müß ein etwa vorhandenes Ventil so ausgebildet sein, daß es mit einer Selbstreinigungswirkung arbeitet bzw. daß es von Fremdkörpern oder Eindernissen automatisch freigehalten wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mit einem drehbaren Ventil versehene Verschlußvorrichtung für plastisch oder elastisch zusammendrückbare Behälter zu schaffen, die den vorstehend genannten Erfordernissen entspricht. Ferner sieht die Erfindung eine Behälterverschlußvorrichtung vor, die ein drehbares Ventilteil mit einer durchgehenden Bohrung umfaßt, ferner ein mit einer Öffnung versehenes Gehäuse bzw. eine Kappe zum Aufnehmen des Ventilteils, Betätigungsmittel unter Einschluß einer Zahnstange und eines Ritzels, welche das V.entilteil betätigen, wenn die mit der Öffnung versehene Kappe gedreht wird, sowie ein die Kappe und das Ventilteil tragendes Basisteil, das einen Bestandteil des Behälters bildet oder mit dem Auslaß des Behälters verbindbar ist. Weiterhin sieht die Erfindung einen Behälterverschluß vor, der ein drehbares äußeres Ventilteil umfaßt, das im wesentlichen die Form einer mit einer durchgehenden Bohrung versehenen Kugel hat, die gedreht werden kann, um die durchgehende Bohrung in Fluchtung mit einer Austrittsöffnung der äußeren drehbaren Kappe zu bringen, wobei diese Kappe Teile einer Kugelfläche bildende Flächen aufweist, die mit dazu passenden Kugelflächen des Ventilteils so zusammenarbeiten, daß sowohl eine Abdichtungswirkung als auch eine Selbstreinigungswirkung erzielt wird.

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Zur Erfüllung der ihr zugrunde liegenden Aufgabe sieht die Erfindung allgemeinen einen BehälterverSchluß vor, der ein allgemein rohrförmiges Basisteil und ein allgemein rohrförmiges Kappenteil umfaßt, welch letzteres an einem Ende eine Auslaßöffnung aufweist und auf dem Basisteil so angeordnet ist, daß es um die gemeinsame Achse beider Bauteile gedreht werden kann. Um die Achse eines der beiden Bauteile herum erstreckt sich eine kreisrunde Anordnung von Zahnstangenzähnen die ein Kronenrad bilden, und das betreffende andere Bauteil ist mit einander diametral gegenüber liegenden Lageröffnungen versehen. Ferner umfaßt der Verschluß ein allgemein kugelförmiges Ventilteil mit einer durchgehenden Bohrung und querliegenden, nach außen ragenden Achsstummeln, die sich im wesentlichen im rechten Winkel zu der Bohrung erstrecken und von den Lageröffnungen so aufgenommen werden können, daß ein Ritzel, das einen der Achsstummel umschließt und einen festen Bestandteil des Ventilteils bildet, mit den Zähnen der kreisrunden "Zahnstange" zusammenarbeitet, so daß eine relative Drehbewegung zwischen dem Kappenteil und dem Basisteil das kugelförmige Ventilteil veranlaßt, sich um die Mittellinie seiner Achsstummel zu drehen, damit die Bohrung des Ventilteils in Fluchtung mit der Öffnung des Kappenteils gebracht wird; bei einer weiteren drehung wird dann bewirkt, daß die Bohrung des Ventilteils durch Wandteile des Kappenteils verschlossen wird. Zu diesem Zweck ist das Kappenteil vorzugsweise mit konkaven, Teile einer Kugelfläche bildenden Flächen versehen, die mit dazu passenden Kugelflächen des Ventilteils zusammenarbeiten können. Entsprechend kann das Basisteil mit Kugelflächenteilen versehen sein, die dazu beitragen, eine Wischwirkung hervorzurufen und das Ventilteil zu unterstützen.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer teilweise als Schnitt gezeichneten perspektivischen Darstellung eine bevorzugte Ausführungsform einer Behälterverschlußvorrichtung nach der Erfindung.

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Fig. 2 ist eine verkleinerte perspektivische Darstellung einer mit einem erfindungsgemäßen Behälterverschluß versehenen Tube.

Fig. 3 zeigt die Teile des Verschlusses nach Fig. 1 in einer auseinandergezogenen perspektivischen Darstellung.

Fig. 4 ist ein vergrößerter Teilschnitt des Kappenteils.

Fig. 5 zeigt in einem vergrößerten Schnitt eine bevorzugte Ausführungsform eines kugelförmigen Ventilteils, das mit einem Tragring versehen ist, um die automatische Montage der Teile des Verschlusses während seiner Herstellung zu erleich- W tern.

gemäß den Zeichnungen umfaßt die insgesamt mit 10 bezeichnete erfindungsgemäße Verschlußvorrichtung mit einer drehbaren Öffnung drei Hauptteile, und zwar ein ortsfestes, allgemein rohrförmiges Basisteil 11, ein im wesentlichen kugelförmiges Ventilteil 12 mit einer durchgehenden Bohrung oder Öffnung 13 und ein ebenfalls allgemein rohrförmiges drehbares Kappenteil 14» das eine konvergierende Form hat und mit einer Auslaßöffnung 15 versehen ist, die sich im Fluchtung mit der Öffnung 13 des Ventilteils 12 befindet, wenn die genannten Teile die in Fig. 1 gezeigte Stellung einnehmen, bei der das Basisteil 11, die Ventilöffnung 13 und die Auslaßöffnung 13 ψ längs einer gemeinsamen Achse 16 aufeinander ausgerichtet sind.

Das kugelförmige Ventilteil 12 weist zwei einander diametral gegenüber liegende, nach außen vorspringende gleichachsige Achsstummel 17 und 18 auf, und· an der Basis des einen Achsstummels 18 ist ein Stirnzahnrad oder Ritzel 19 ausgebildet. Es ist ersichtlich, daß eine in dieser Weise mit einem Getriebeelement oder Zahnrad versehene Kugel um die gemeinsame Achse der Achsstummel gedreht werden kann, wenn man eine feste Unterstützung für die Achsstummel sowie eine ringähnliche Zahnstange bzw. ein Kronenrad vorsieht, das gedreht werden kann und mit dem Ritzel kämmt.

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Alternativ könnte eine Unterstützung für die Achsstummel zusammen mit der Ventilkugel um die Achse 16 über einem ortsfesten Kronenrad gedreht werden, das mit dem Ritzel 19 zusammenarbeitet; diese Anordnung ist jedoch hier nicht dargestellt. Gemäß Mg. 1 sind die Achsstummel der Ventilkugel 12 in einander diametral gegenüber liegenden Vertiefungen oder Schlitzen 20 des Kappenteils 14 drehbar gelagert, und die kreisrunde oder ringähnliche Anordnung von Zahnstangeηζahneη 21 ist so ausgebildet, daß sie einen ortsfesten Teil des Basisteils 11 bildet und sich in axialer .Richtung erstreckt; es sei bemerkt, daß es sich hierbei lediglich um die bevorzugte Ausführungsform handelt, und daß die Zahnstangen- oder Zahnradzähne 21 auch einen Bestandteil des Kappenteils 14 bilden könnten, wo** bei in diesem lall die Aussparungen oder Schlitze zum Lagern der Achsstummel in dem Basisteil 11 ausgebildet sein könnten.

Weitere Einzelheiten des kugelförmigen Ventilteils sind aus Mg» 3 und 5 ersichtlich. In Mg. 5 ist ein bevorzugtes Verfahren zum Herstellen des kugelförmigen Ventilteils als Formstück dargestellt, wobei man erkennt, daß sich an die mittleren Teile der Stirnflächen der Achsstummel 17 und. 18 kleine "Trichter" 22 und 23 anschließen, die eine Verbindung zu einem äußeren Haltering 24 herstellen, welcher eine Lagebestimmungsfläche 25 aufweist, die mit der Achse 16a der Ventilöffnung 13 .Konzentrisch ist„ Allgemein gesprochen, soll der größte Durchmesser d der Ventilöffnung 13 kleiner sein als das 0,7-fache des Kugeldurchmessers D, damit die Auslaßöffnung 15 des Kappenteils 14 durch die Kugelflächen 26 des Ventilteils hinreichend abgeschlossen wird, wenn die Öffnung 13 gemäß Pig. 1 so gedreht wird, daß sie sich im wesentlichen im rechten Winkel zu der Achse 16 erstreckt. Der Halte- oder Montagering 24 ermöglicht es, die Ventilkugel mit Hilfe einer automatischen Maschine so in das Kappenteil 14 hineinzudrücken, daß der Ring 24 zur Anlage an einer ringförmigen Aussparung 27 auf der Innenseite eines Tragringabschnitts 28 des Kappenteils kommt. Wenn die Ventilkugel bei diesem Arbeitsschritt mit Hilfe der Achsstummel 17 und 18 erfaßt wird, werden die "Trichter" 22

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und 23 zwischen der Ventilkugel und dem Lagebestimmungsring 24 zerstört, und die Achsstummel werden in die zugehörigen Aussparungen oder Lagerschlitze 20 hineingeschoben, die sich gemäß Fig. 1 von unten nach oben zur Innenfläche des Kappenteils erstrecken.

Der Tragringabschnitt 28 des Kappenteils H ist auf seiner Innenseite mit einer ringförmigen Aussparung 29 versehen, die mit gleitender Bewegung einen dazu passenden ringförmigen Wulst 30 aufnehmen kann, welcher sich von dem Basisteil 11 aus nach oben und außen erstreckt. Da zwischen dem Ringabschnitt 28 und dem Wulst 30 ein Übermaßsitz vorgesehen ist,

| muß sich der Ringabschnitt 28 etwas erweitern, damit das Kappenteil 14 elastisch auf das Basisteil 11 aufgesetzt werden kann. Uach dem Vereinigen dieser Teile dient der Haltewulst 30 dazu, das Kappenteil 14 zu führen und es drehbar zu lagern, so daß es gegenüber dem Basisteil um die gemeinsame Achse gedreht werden kann. Im Bereich der Lagerschlitze 20 für. die Achsstummel ist im Inneren des Kappenteils eine ringförmige Aussparung 31 vorgesehen, die eine solche Tiefe hat, daß sich das Ritzel 19 zusammen mit der Ventilkugel 12 und den Achsstummeln 17 und 18 ungehindert drehen kann. Oberhalb und innerhalb der ringförmigen Aussparung 31 erstreckt sich gemäß Fig. 4 eine einen Teil einer Kugelfläche bildende konkave Wischfläche 32 bis zu der Auslaßöffnung 15» die vorzugsweise

W den gleichen Durchmesser d hat wie die durchgehende Öffnung 13 des Ventilteils 12. Über der Auslaßöffnung 15 ist ein abnehmbarer Ansatz in Form eines konischen Abschnitts 33 vorgesehen, der an seinem äußeren Ende durch eine Stirnwand 34 abgeschlossen ist; dieser Ansatz ist mit dem Rand der Auslaßöffnung 15 durch einen dünnwandigen, leicht durchtrennbaren Abschnitt 35 am Übergang zwischen der Basis des Ansatzes und der Auslaßöffnung 15 verbunden, so daß der Benutzer der Tube den Ansatz von dem Kappenteil abreißen kann, um die Auslaßöffnung zugänglich zu machen. Bevor dies geschehen ist, ist das Kappenteil im Bereich der Auslaßöffnung dicht verschlossen.

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Das Basisteil 11, welches das Kappenteil 14 mit Hilfe des Wulstes 30 drehbar untestützt, weist auf der Innenseite dieses Wulstes eine ringförmige Sitzfläche 37 auf, welche den unteren Teil des Montage- oder Lagebestimmungsrings 24 aufnimmt. Das Basisteil 11 ist gemäß Fig. 1 und 3 so geformt, daß es sich innerhalb des Lagebestimmungsrings 24 senkrecht nach oben fortsetzt und eine einen Teil einer Kugelfläche bildenden Sitz 38 für die Ventilkugel 12 aufweist, an den sich nach oben und außen die ringförmige Zahnstange 21 anschließt, die, wie erwähnt, auch als Kronenrad bezeichnet werden könnte. Die Kugelsitzfläche 38 des Basisteils 11 ist mit einer ringförmigen Aussparung 39 versehen, welche die Sitzfläche in eine innere konkave Kugelfläche 40 und eine äußere konkave Kugelfläche 41 unterteilt, wobei zwischen der Kugelfläche 41 und dem Ventilteil 12 ein bestimmter, jedoch .Kleiner Spielraum vorhanden ist, während die innere Kugelfläche 40 so bemessen ist, daß sie gleitend mit der Kugelfläche des Ventilteils zusammenarbeitet. Bei dieser Ausbildung der genannten Flächen kann die ringförmige Aussparung 39 Fremdkörper aufnehmen, während die innere konkave Fläche 40, die einen Bestandteil eines nach innen ragenden ringförmigen Ansatzes des Basisteils bildet, in einem gewissen Ausmaß elastische Bewegungen ausführen kann, wäarend sie eine Wischwirkung auf die benachbarte Oberfläche des Kugelförmigen Ventilteils ausübt.

Zwar ist das Basisteil 11 gemäß Fig. 1 so ausgebildet, daß es den Kopf einer Tube 43 von bekannter Form bilden kann, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, doch ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, das Basisteii so abzuändern, daß sein Durchmesser im wesentlichen nur dem Durchmesser der ringförmigen Außenfläche 44 entspricht, wobei sicn an die Unterseite des Basisteils ein nicht dargestellter G-ewindeabschnitt anschließt, der es ermöglicht, das Basisteil auf eine mit G-ewinde versehene Mündung einer zusammendrückbaren Tube oder eines zusammendrückbaren Spritzbehälters aufzuschrauben.

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Wenn das Kappenteil 14 um die Achse des Basisteils 11 gedreht wird, arbeitet gemäß Fig. 1 das Ritzel 19 des Ventilteils 12 mit dem Kronenradabschnitt 21 des Basisteils zusammen. Hierbei· wird das kugelförmige Venteilteil 12 mit seiner Öffnung 13 um die gemeinsame Achse 45 der Achsstummel 17 und 18 gedreht, wobei die Achse 45 zusammen mit dem Kappenteil 14 um die Achse 16 des Kappenteils und des Basisteils geschwenkt wird. Im Hinblick auf die Abmessungen und die beschriebene Gestaltung der verschiedenen Teile bewirkt etwa eine Vierteldrehung des Kappenteils, daß die Öffnung 13 der Ventilkugel aus ihrer senkrechten Lage, in der sie in Fluchtung mit der Auslaßöffnung 15 steht, in eine waagerechte Lage geschwenkt wird, bei der die Auslaßöfinung 15 durch die Kugelfläche 26 des Ventilteils vollständig abgeschlossen ist. Zwar kann das Ritzel 19 gemäß den Zeichnungen vollständig ausgebildet sein, und das beschriebene Kronenrad würde sich hierbei über einen Bereich von 360° erstrecken, doch ist gemäß der Erfindung auch daran gedacht, daß man bestimmte Zähne fortlassen könnte; mit anderen Worten, man könnte anstelle eines Zahns eine ebene Fläche vorsehen, oder man könnte die Lücken zwischen bestimmten Zähnen ausfüllen, so daß die Drehbewegung des Kappenteils gegenüber dem Basisteil begrenzt wird. Hierbei ist es gemäß der Erfindung möglich, eine bestimmte Schließstellung und eine bestimmte Öffnungsstellung festzulegen. Ferner wird das Ritzel 19 vorzugsweise in einer zweiteiligen Form hergestellt, deren Trennebene die Achse 45 entnält, welche im rechten Winkel zu der durchgehenden öffnung 13 verläuft; in diesem Fall maßten die Ritzelzähne 46 "sternförmig" sein und zu einem Pun&t konvergieren, damit die Jj'ormnälften voneinander getrennt werden können und das Formteil entnommen werden kann.

Ansprüche:

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Claims

ANS PEÜCHE

Λ Λ Behälterverschlußvorrichtung, gekennzeichnet durch ein drehbares Ventilteil (12) mit einer durchgehenden öffnung (13), ein Kappenteil (14) mit einer Auslaßöffnung (15), ein mit einer Öffnung versehenes Basisteil (11), auf dem das Kappenteil und das in dem Kappenteil angeordnete Ventilteil drehbar gelagert sind, sowie Zahnstangen- sowie Zahnrad- und Ritzelmittel (21, 19)» durch welche das Ventilteil gedreht wird, wenn das Kappenteil gegenüber dem Basisteil mit der Hand gedreht wird.
2. Behälterverschlußvorrichtung, gekennzeichnet durch ein allgemein rohrförmiges Basisteil (11), ein auf diesem Basisteil drehbar gelagertes allgemein rohrförmiges Kappenteil (14) mit einer zentralen Öffnung (15)» die auf einer gemeinsamen Drehachse (16) der genannten Teile angeordnet ist, eine an einem der beiden Teile ausgebildete, die gemeinsame Drehachse umgebende Kronenzahnradkonstruktion (21), in dem betreffenden anderen Bauteil ausgebildete, einander seitlich gegenüber liegende Lageraussparungen (20), ein eine durchgehende Öffnung (13) aufweisendes Ventilteil (12) mit Teile einer Kugelfläche bildenden Außenflächen (26) und zwei einander diametral gegenüber liegenden, radial nach außen ragenden Achsstummeln (17> 18), die sich im rechten Winkel zu der durchgehenden Öffnung erstrecken, sowie ein Ritzel (19)> das einem der Achsstummel des Ventilteils zugeordnet ist und mit der Kronenzahnradkonstruktion zusammenarbeitet, sobald die Achsstummel von den Lageraussparungen aufgenommen sind, wobei das Ventilteil um die Drehachse der Achsstummel dadurch gedreht werden kann, daß eine relative Drehbewegung zwischen den beiden genannten Bauteilen um ihre gemeinsame Achse herbeigeführt wird, so daß die durchgehende Öffnung des Ventilteils aus einer Lage, in der sie nicht mit der Auslaßöffnung des Kappelteils fluchtet, wobei die Kugelflächen des Ventilteils die

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Auslaßöffnung geschlossen halten, in eine Offnungsstellung gebracht wird, bei der sie in axialer Fluchtung mit der erwähnten Drehachse und der Auslaßöffnung steht, um eine von Hindernissen freie Öffnung zu bilden, die sich durch das Basisteil, die durchgehende Öffnung des Ventilteils und die Auslaßöffnung des Kappenteils erstreckt.
3. Vorrichtung n^ch Anspruch 2, dadurch g e k e η η ζ e i c hn e t , daß das Ritzel (19) und die Achsstummel (17, 18) als feste Bestandteile des kugelförmigen Ventilteils (12) ausgebildet sind.
P 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (19) und die Achsstummel (17, 18) als feste Bestandteile des .Kugelförmigen Ventilteils (12) ausgebildet sind, und daß das Ritzel spitz zulaufende Zähne aufweist, die so angeordnet sind, daß sie keine Hinterschneidungen gegenüber der zur Herstellung benutzten Form bilden, und daß sie eine Formtrennebene bestimmen, welche die Mittelachse (45) der Achsstummel und des Ritzels enthält.
5. Vorrichtung, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß sich die Kronenzahnradkonstruktion (21) von einem Abschnitt des Basisteils (11) aus nach oben erstreckt und einen festen Bestandteil des Basisteils bildet, und daß

ψ die Lageraussparungen (20) in dem Kappenteil (14) ausgebildet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Kappenteil (14) auf seiner Innenseite konkave, Teile einer Kugelfläche bildende Flächen (32) aufweist, die mit kugelförmigen Außenflächen (26) des Ventilteils (12) zusammenarbeiten.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g ek e η η zeichnet , daß das Kappenteil (14) mit Teile einer Kugelfläche bildenden konkaven Innenflächen (32) versehen ist, die mit Kugelflächen (26) des Ventilteils (12) zusammenarbei-

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ten, und daß das Basisteil (11) Teile einer Kugelfläche bildende konkave Innenflächen (40, 41) aufweist, die das Ventilteil (12) unterstützen und mit Kugelflächen des Ventilteils so zusammenarbeiten, daß sie eine Reinigungs- und Wischwirkung ausüben, wenn sich das Ventilteil gegenüber diesen Flächen bewegt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Auslaßöffnung (15) des Kappenteils (14) und die durchgehende Bohrung (13) des Ventilteils (12) den gleichen effektiven Durchmesser (d) haben und daß dieser Durchmesser kleiner ist als das 0,7-fache des effektiven Durchmessers (D) der Kugelflächen (26) des Ventilteils.

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