DE2237696A1

DE2237696A1 - Hydraulische steuerventilanordnung

Info

Publication number: DE2237696A1
Application number: DE2237696A
Authority: DE
Inventors: Robin Adam Cochrane
Original assignee: Girling Ltd
Current assignee: Girling Ltd
Priority date: 1971-07-31
Filing date: 1972-07-31
Publication date: 1973-02-15
Also published as: DD100068A1; HU173329B; US3903920A; DE2237618A1; GB1404928A; HU172365B; DD99640A5

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuerventilanordnung für hydraulische Anlagen mit einem Gehäuse, das einen Einlaß für ein unter Druck stehendes hydraulisches Fluid hat, und mit einem Ventil zum Steuern der Verbindung zwischen dem Einlaß und einem Auslaß.

Bei einer "bekannten hydraulischen Steuerventilanord-^ nung der genannten Art weist das Ventil zum Steuern der Verbindung zwischen dem Einlaß und dem Auslaß einen Ventilschließkörper in Form einer gehärteten Stahlkugel auf, die mit einem Sitz von entsprechend konischem Umriß, der einen wirksamen Eingriff zwischen der Kugel und dem Sitz gewährleistet, in Eingriff gedruckt werden kann_o Da die Herstellung der gehärteten Stahlkugel und des konischen Ventilsitzes "besondere Produktionsvorgänge erfordert, erhöhen sich die Kosten der Ventilanordnungο

Hit der Erfindung soll deshalb eine vereinfachte Steuerventilanordnung geschaffen werden, die .bei ebenso gutem Ventilverschluß billiger herzustellen ist₀ .

Gemäß der Erfindung weist in einer hydraulischen Steuerventilanordnung der genannten Art für eine hydraulische

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Anlage das Ventil zum Steuern der Verbindung zwischen dem Einlaß und dem Auslaß einen Kopf, eine Einrichtung, die den Kopf mit einem Sitz in Eingriff drückt, der einen mit dem Einlaß in Verbindung stehenden Kanal umgibt, und einen Schaft auf, der den Kopf trägt und sich durch eine Öffnung in der Mitte in einem Anschlagsglied erstreckt, die mit dem Auslaß in Verbindung steht»

Vorzugsweise wird der Kopf durch eine Feder in Eingriff mit dem Sitz gedruckt, die zwischen dem Kopf und dem Anschlags-•glied wirkte

Der Ventilkopf und der Schaft kann bei der erfindungogemäßen Steuerventilanordnung billig und ohne Schwierigkeit hergestellt werden, und Kopf und Sitz können beide einen ebenen Umriß haben» Die Fortsetzung des Schaftes durch die Öffnung im Anschlagsglied wirkt als Führung, die die radiale Bewegung des Kopfes eingrenzt und infolgedessen Kopf und Sitz im wesentlichen konzentrisch miteinander halte

Vorzugsweise ist das vom Kopf entfernte freie Ende des Schaftes mit einer Erweiterung versehen, deren Durchmesser etwas größer ist als der der Öffnung, durch die sich der Schaft erstreckte Und das Anschlagsglied ist aus federnd nachgiebigem Werkstoff hergestellt, der sich so verformt, daß· die Erweiterung durch die Öffnung eingeschoben werden kann, aber anschließend keine ungewollte Trennung von Kopf, Schaft,! Anschlagsglied und Feder möglich ist, die gemeinsam eine Unteranordnung bilden,,

Zusätzlich zu dem ersten Ventil kann die Ventilanordnung auch ein zweites Ventil zum Steuern der Verbindung zwischen dem Einlaß und einem zweiten Auslaß im Gehäuse aufweisen. Vorzugsweise ist auch eine Einrichtung zum Steuern des über jedes Ventil hinweg v/irkenden DruckunterschiedeB eingebaut, die so konstruiert" und angeordnet ist, daß sich jedes

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Ventil schließen kann, wenn der Druckunterschied liber dies Ventil einen vorherbestimmten Wert erreichte

Zweckmäßigerweise haben die "beiden Ventile im wesentlichen den. gleichen Aufbau _o

Das Schließen der Ventile kann gleichzeitig erfolgen oder es kann nacheinander vor sich gehen, wobei das erste Ventil sich erst dann schließt, wenn sich das zweite geschlossen hat „

Das zweite Ventil kann zwischen dem ersten Ventil und dem zweiten Auslaß eingebaut sein und ist dann geeignet, die Verbindung zwischen dem Einlaß und dem zweiten Auslaß nur dann zu steuern, wenn das erste Ventil offen ist« Bei einer solchen Anordnung ist ein dritter Auslaß zum Anschluß an einen ITuidbehälter vorgesehen, und die Verbindung zwischen dem Einlaß und dem dritten Auslaß ist durch ein drittes Ventil steuerbar„ Dabei schließt das erste und zweite Ventil, wenn der Druck sowohl am ersten als auch am zweiten Auslaß einen vorherbestimmten Y/ert erreicht, woraufhin dieser Druck bewirkt, daß das dritte Ventil geöffnet und der Einlaß mit dem dritten Auslaß in Verbindung gesetzt wird, wobei eine Druckminderung am ersten oder zweiten Auslaß oder an diesen beiden Auslassen ein Schließen des dritten Ventils und das Öffnen zumindest des ersten Ventils ermöglicht, wodurch der Einlaß wieder mindestens mit dem ersten Auslaß in Verbindung gesetzt wird₀

Vorzugsweise ist das erste und zweite Ventil in Tandemanordnung oder Reihenschaltung vorgesehene Wenn eine Druckminderung am zweiten Auslaß eintritt,- öffnet sich das zweite Ventil entsprechend einem höheren Druck am ersten Auslaß mit dem Ergebnis, daß dem zweiten Auslaß vom ersten Auslaß her Druck zugeführt wird«. Hierdurch wird wiederum der auf das erste VenlLJ. in rschließendern Binn wirkende Druck verringert, und dies VonLiI öiTnot :;ichj uo daß der Einlaß wiederum sowohl mit dem

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ersten als auch dem zweiten Auslaß in Verbindung gesetzt wird,, Ähnlich "bewirkt eine Druckminderung am ersten Auslaß, daß sich das erste Ventil öffnen kann_o

Die Erfindung v/ird nachfolgend mit vorteilhaften Einzelheiten anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungs-"beispiels näher erläutert_o Es zeigt:

Figo 1 eine Steuerventilanordnung für die hydraulische Strömung in einer hydraulischen Anlage eines Fahrzeugs mit einem Längsschnitt durch einen Teil der Ventilanordnung;

Fig« 2 eine Seitenansicht des in Fig« 1 im Schnitt gezeigten Teils der Ventilanordnung;

Figo 3 eine Ansicht ähnlich Figo 2, die aber die entgegengesetzte Seite des gleichen Teils der Ventilanordnung zeigte

Die in den Zeichnungen dargestellte hydraulische Steuerventxlanordnung ist zum Einbau in eine hydraulische Anlage eines Fahrzeugs, zweckmäßigerweise eine Brems- oder Kupplungsanlage geeignet, die jeweils eine Einrichtung zur Zufuhr eines unter Druck stehenden hydraulischen Fluids zu Zusatzeinrichtungen, zum Beispiel Druckmittelzylindern der Fahrzeugfederung oder einer kraftbetätigten Lenkungsvorrichtung umfassen kann«

Die hydraulische Steuerventilanordnung 1 weist einen ersten Gehäuseteil 2 und einen zweiten Gehäuseteil 3 auf.

Der Gehäuseteil 2 hat eine erste, sich in Längsrichtung erstreckende Bohrung 4 mit einer ersten Ansenkung 5 und einer weiteren Ansenkung 6„ Ein vom geschlossenen inneren Ende der Bohrung 4 wegführender axialer Kanal 7 steht mit einem radialen Einlaßkanal 8 zum Anschluß an eine Druckmittelquelle, beispielsweise eine Hochdruckpumpe oder einen von einer derartigen Pumpe versorgten hydraulischen Speicher in Verbindung.

Der Gehäuseteil 2 hat auch eine zweite, sich in Längs-3 0 9 8 0 7/0928

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richtung erstreckende Bohrung 9, die zur ersten Bohrung 4 parallel verläuft und in. entgegengesetzter Richtung weist_o Die zweite, sich in Längsrichtung erstreckende Bohrung 9 hat eine Ansenkung 10, die mit dem inneren Ende des Einlaßkanals 8 in Verbindung steht„

Die Verbindung zwischen dem Einlaßkanal 8 und einem ersten radialen Auslaß 11 aus dem Gehäuseteil 2 zum Anschluß an einen hydraulischen Speicher ist von einem ersten Rückschlagventil 12 gesteuerte Das erste Rückschlagventil 12 weist einen Kopf 13 auf, der durch eine Feder H in Eingriff mit einem Ventilsitz, am Boden der Bohrung 4 gedruckt werden kann« Die Feder 14 wirkt zwischen einer den Kopf 13 umgehenden Abschirmung "bzw₀ Kappe 15 und einem ringförmigen Anschlagsglied 16 aus Kunststoffe Das Anschlagsglied 16 ist in einer angesenkten Aussparung 1? in einem ringförmigen Sitzglied 18 aufgenommen, das von einem Zapfenteil 20 am inneren Ende des sich in die Ansenkung 6 erstreckenden G-ehäuseteils 3 gegen eine Schulter 19 an der Durchmesserabstufung zwischen der Bohrung 4 und der Ansenkung 5 geklemmt ist_o Der Kopf 1,3 ist von einem mit Kopf ausgebildeten Schaft 21 getragen, der an seinem freien Ende eine Erweiterung hat und mit Spiel durch eine Öffnung in der Mitte im Anschiagεglied 16 in eine Öffnung 22 in der Mitte des Sitzgliedes 18 ragt«. Die Erweiterung hat einen etwas größeren Durchmesser als die Öffnung im Anschlagsglied 16 und ist durch Verformung des Werkstoffs aufgrund seiner federnden Nachgiebigkeit durch die Öffnung . hindurch gepreßte Das verhindert ein ungewolltes Trennen einerden Kopf, den Schaft, die Feder und das Anschlagsglied aufweisenden Unteranordnungo .

Die Verbindung zwischen dem Einlaßkanal 8 und einem zweiten Auslaß 23 aus dem Gehäuseteil 3 zum Anschluß an einen zweiten hydraulischen Speicher ist von einem zweiten Rückschlagventil 24 gesteuert, dessen Aufbau dem des Rückschlag™ ventils 12 gleichto Im einzelnen weist das zweite Rückschlagventil 24 einen Kopf 25 zum Eingriff mit einem "die Öffnung

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im Sitzglied 18 umgebenden Sits auf. Mit diesem Sitz wird der Kopf 25 durch eine Druckfeder 26 in Eingriff gedrängt, die zwischen einer den Kopf 25 umgebenden Abschirmung bzw„ Kappe 27 und einem axialen Anschlagsglied 28 aus Kunststoff wirkt, das mit dem inneren Ende einer Schulter an einer Ansenkung29 im Zapfenteil 20 in Eingriff steht, in dem das zweite Rückschlagventil 24 aufgenommen ist„

Ein in der Bohrung 9 arbeitender Kolben 30 ist an seinem inneren Ende über einen Querkanal 31 mindestens dem am ersten Auslaß 11 herrschenden Druck ausgesetzt«, Der Kolben 30 erstreckt sich durch eine Dichtung 32, und sein äußeres Ende hat einen eingezogenen Durchmesser, so daß es als Schubstange 33 wirkt, die sich durch ein Sitzglied 34 eines Ventils erstreckt, um mit einem Ventilschließkörper in Form einer Kugel 35 in Eingriff zu treten» Das Sitzglied 34 ist durch einen in das äußere Ende der Ansenkung 10 eingeschraubten Stopfen 37 gegen eine Schulter 36 an der Durchmesserabstufung zwischen der Bohrung 9 und der Ansenkung 10 geklemmte

Normalerweise ist die Kugel 35 durch eine Unteranordnung 38, die von einer zwischen der Kugel und dem geschlossenen äußeren Ende des Stopfens 37 wirkenden Druckfeder belastet ist, in Eingriff mit ihrem Sitz gehalten. Die wirksame Pederbelastung der Unteranordnung ist durch Drehen einer Mutter und einer Sicherungsmutter 40 auf einem Gewindeschaft 41 verstellbar, der an seinem am weitesten innen liegenden Ende einen Kopf 42 mit einer Aussparung hat, in der die Kugel 35 aufgenommen ist ο Die Mutter 39 und das geschlossene Ende des Stopfens bilden die Anlage für die beiden Enden der Druckfeder,,

Eine zwischen dem Sitzglied 34 und der Schulter 36 begrenzte Kammer 43 steht mit einem dritten radialen Auslaß 44 zum Anschluß an einen Behälter für hydraulisches Fluid in Verbindung,,

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Der Kolben 30 kann ein einfädler glatter Zylinder sein, oder er kann, wie gezeigt, ein abgestuftes Profil haben und in einer Stufenbohrung arbeiten, die von der Bohrung 9 mit dem größeren Durchmesser und der Öffnung in der Mitte der Dichtung 32 von kleinerem Durchmesser gebildet ist_o In diesem Fall ist dasjenige Ende des Kolbens, das die größere Fläche hat, dem Druck am Einlaß ausgesetzt, wenn die Kugel 35 von ihrem Sitz im Sitzglied 34 ferngehalten ist.

Der Gehäuseteil 3 hat einen Kanal 46» der die Verbindung zwischen dem zweiten Auslaß 23 und einer radialen Öffnung ' 45 zum.Anschluß an eine Betätigungsvorrichtung, beispielsweise zum Betätigen einer Bremse oder einer Kupplung herstellt₀

Normalerweise ist die Kugel 35, die das dritte Rückschlagventil darstellt, durch-die Belastung der Unteranordnung 38 geschlossene Der im Einlaßkanal 8 herrschende Druck wirkt auf die Ansenkung 10 und bewirkt ferner das Öffnen des ersten Rückschlagventils 12, so daß der Einlaßkanal 8 mit dem ersten Auslaß 11 in Verbindung gesetzt wirdo Dieser Druck wirkt auf das innere Ende des Kolbens 30 und bewirkt auch, daß das zweite Rückschlagventil 24 geöffnet wird, so daß auch dem zweiten Auslaß 23 und der Öffnung 45 Druckmittel zugeführt wirdoWenn die Drücke an den Auslassen 11 und 23 vorherbestimmte Werte erreichen, schließt das erste und zweite Ventil selbsttätige Die einzelnen Drücke an den-Auslässen 11 und 23 entsprechen einander normalerweise. Das beruht darauf, daß die auf den Kolben 3Q ausgeübte Kraft, die dem Druck am ersten Auslaß entspricht, über das innere Ende mit dem größeren Durchmesser wirkt, was ausreicht, um den Kolben 30 vorwärtszubewegen und die Kugel 35 von ihrem Sitz abzuheben«. Dadurch wird der Einlaßkanal 8 durch die Ansenkung 10 und den dritten Auslaß mit dem Behälter in Verbindung gesetzt, um den Druck zu erleichtern, der bewirkt, daß die Rucks chi agv ent il,e 12 und 24 sich öffnenο

JJd ο Ventilanordnung bleibt in diesem Zustand, bis der 3HU-; 01 /0^28

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Druck am Auslaß 11 oder am Auslaß 23 oder an beiden Auslassen unter den vorherbestimmten V/ert abfällt»

Angenommen, der Druck am ersten Auslaß 11 sei verringert, so tritt die Kugel 35 unter dem Einfluß der von der Unteranordnung 38 ausgeübten Belastung mit ihrem Sitz in Eingriff« Diese Belastung reicht dann nämlich aus, um die verringerte Kraft zu überwinden, die auf die Kugel 35 von dem auf das innere Ende des Kolbens 30 wirkenden verringerten Druck im Kanal 31 ausgeübt wird. Da der Einlaßdruck dann größer ist als der D_ruck am ersten Auslaß 11, öffnet sich das erste Rückschlagventil 12 aufgrund dieses Druckunterschiedes· Folglich steigt der Druck am Auslaß 11 auf seinen vorherbestimmten Wert an, woraufhin das erste Rückschlagventil 12 wieder selbsttätig schließt und die oben beschriebene Reihenfolge sich wiederholt.

Sollte der Druck am zweiten Auslaß verringert sein, so öffnet sich das zweite Rückschlagventil 24 entsprechend dem Druckunterschied an den beiden Auslässen 11 und 23· Die beiden Auslässe 11 und 23 werden dann miteinander in Verbindung gebracht mit dem Ergebnis, daß sich die Drücke ausgleichen, wodurch der am Auslaß 11 herrschende Druck verringert wird. Dies führt dazu, daß die Kugel 35 ⁱⁿ Schließstellung gebraoht wird und das erste Rückschlagventil 12 sich öffnet, wie oben beschrieben.

Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeiepiel sind der erste und zweite Auslaß als mit einem ersten und zweiten hydraulischen Speicher verbunden beschrieben worden. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die Auslässe auch an andere druckabhängige Einrichtungen angeschlossen sein können, sum Beispiel an Behälter für starken hydraulischen Druck in einer hydraulischen Federungsanlage eines Fahrzeugs mit selbsttätigem Niveauausgleich oder an getrennte Teile einer solchen Anlage.

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Claims

1 * Hydraulische Steuerventilanordnung für hydraulische Anlagen mit einem Gehäuse, das einen Einlaß für ein unter Druck stehendes hydraulisches Pluid hat, und einem Ventil zum Steuern der Verbindung zwischen dem 'Einlaß und einem Auslaß, dadurch gekennzeichnet , daß das Yentil (12) zum Steiiern der Verbindung zwischen dem Einlaß (8) und dem Auslaß (11) einen Kopf (13), eine Einrichtung (14)j die den Kopf in Eingriff mit einem Sitz drängt, der einen mit dem Einlaß in Verbindung stehenden Kanal (7) umgibt, und einen Schaft (21) aufweist, der den Kopf trägt und durch eine Öffnung in der Mitte.in einem Anschlagsglied (16) ragt, die mit dem Auslaß in Verbindung steht.

Steuerventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet

daß der Kopf (13) von einer

zwischen dem Kopf und dem Anschlagsglied (16) wirkenden Jeder (14) mit dem Sitz in Eingriff gedrängt ist_o

3ο Steuerventilanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das vom Kopf (13) abgewandte, freie Ende des Schaftes (21) eine Erweiterung hat, deren Durchmesser etwas größer ist als der der Öffnung im Anoolila^sglied (16), und daß das Anschlagsglied aus einem federnd nachgiebigen Werkstoff hergestellt, ist, der so verformbar int," daß die Erweiterung, durch die Öffnung hinduroh bewegbar ist, wodurch der Kopf (13) und der Schaft (21), axe Feder (14) und das Anschlagsglied (16) als Unteranordnung

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zusammen gekoppelt sind_o

4e Steuerventilanordnung nach einen der Ansprüche I bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß ein zweites Ventil (24) die Verbindung zwischen dem Einlaß (B) und einem zweiten Auslaß (23) im Gehäuse steuert, und daf3 eine Einrichtung (30-42) den über jedes Ventil (12, 24) wirkenden Druckunterschied steuert, die so aufgebaut und angeordnet ist, daß sich jedes Ventil schließt, wenn der über dieses Ventil wirkende Druckunterschied einen vorherbestimmten Wert erreicht.

5. Steuerventilanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das zweite Ventil (24) einen Kopf (25), eine Einrichtung (26), die den Kopf in Eingriff mit einem Sitz drängt, der eine mit dem Einlaß (8) in Verbindung stehende Jffnung (22) umgibt, und einen Schaft aufweist, der den Kopf trägt und sich durch eine Öffnung in der Mitte in einem Anschlagsglied (28) erstreckt, die mit dem zweiten Auslaß (23) in Verbindung steht«

6. Steuerventilanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Kopf (25) durch eine zwischen dem Kopf und dem Anschlagsglied (28) wirkende Feder (26) in Singriff mit dem Sitz gedrängt ist»

7β Steuerventilanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß das zweite Ventil (24) so zwischen das erste Ventil (12) und den zweiten Auslaß (23) geschaltet ist, daß es die Verbindung zwischen dem Einlaß (ö) und dem zweiten Auslaß (23) nur dann steuert, wenn das erste Ventil (12) offen ist_e

8. Steuerventilanordnung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , daß der Schaft (21) des ersten Ventils (12) in die Öffnung (22) in einem Glied (1b) ragt, welches den Sitz für den Kopf (25) des zweiten Ventils (IM)

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- 11 bildet«,

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9ο Steuerventilanordnung nach Anspruch. 5» 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet , daß das Anschlagsglied (16) für das erste Ventil (12) in einer Ansenkung (17) in i d em Glied (18) aufgenommen ist, welches ^ .en Sitz für den Kopf (25) des zweiten Ventils (24) "bildet, der die öffnung (22) in dem Anschlagsglied umgibt„

ΙΟ«, Steuerventilanordnung nach einem der Ansprüche 4 9» dadurch gekennzeichnet , daß ein dritter Auslaß (44) an einen Fluidbehälter anschließba.r ist, und daß die Verbindung zwischen dem Einlaß (8) und dem dritten Auslaß von einem dritten Ventil (34, 35 )j einem Rückschlagventil, steuerbar ist, welches geeignet ist, sich druckabhängig zu •öffnen, wenn der über das erste- Ventil (12) und über das zweite Ventil (24) wirkende Druckunterschied den vorherbestimmten Wert erreichte

11 ο Steuerventilanordnung nach Anspruch 1O_S dadurch gekennzeichnet , daß das dritte Ventil (34, 35) im Sinne des Offnens dem Druck mindestens am ersten Auslaß (11) ausgesetzt, und geeignet ist, sich zu öffnen, wenn dieser Druck einen vorherbestimmten Wert erreicht«,

12„ Steuerventilanordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet , daß das dritte Ventil (34» 35) normalerweise unter Federspannung in eine geschlossene Stellung vorgespannt und geeignet ist, sich zu öffnen, wenn der auf einen Kolben (30) v/irkende Druck am ersten und zweiten Auslaß (11, 23) einen vorherbestimmten Wert übersteigt«,

I3e Steuerventilanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß der Kolben (30) einen glatten Zylinder aufweist, der in einer Bohrung arbeitet und an seinen entgegengesetzten Enden dem Einlaß- und Auslaßdruck aun?;e»etzt ifst, wenn, dau dritte Ventil (34, 35) geöffnet ist«,

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14. Steuerventilanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß der Kolben (30) ein Stufenkolben ist» der in einer Stufenbohrung arbeitet und dessen Ende mit kleinerer Fläche dem Einlaßdruck und dessen Ende mit größerer Fläche dem Auslaßdruck ausgesetzt ist, zumindest wenn das dritte Ventil (34ι 35) geöffnet ist.

15· Steuerventilanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 14» dadurch gekennzeichnet , daß das dritte Ventil einen Ventilschließkörper (35) aufweist, der von einer unter Federspannung stehenden Unteranordnung (38)» deren wirksame Federspannung verstellbar ist, in eine geschlossene Stellung in Eingriff mit einem Sitz (34) drückbar ist.

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