DE3610693A1 - Ventil - Google Patents
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
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- F16K11/04—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only lift valves
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Description
Die Erfindung betrifft ein Ventil, das die Merkmale des Oberbe
griffes des Anspruches 1 aufweist.
Ein bekanntes Ventil dieser Art (DE-OS 32 09 202) arbeitet
zwar mit positiver Schaltüberdeckung, und es ist auch dank
einfach gestalteter Bauteile preiswert herstellbar. Seine
Abmessung in Längsrichtung der das Schaltglied aufnehmenden
Längsbohrung ist jedoch in manchen Fällen zu groß.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ventil
zu schaffen, das sich unter Beibehaltung der Vorteile des
genannten, bekannten Ventils mit kleineren Abmessungen in
Richtung der Längsbohrung realisieren läßt. Diese Aufgabe
löst ein Ventil mit den Merkmalen des Anspruches 1.
Durch die Vereinigung aller Teile des Schließgliedes in einem
einzigen Körper erreicht man eine minimale Abmessung des
Schließgliedes in seiner Verschieberichtung. Dies erlaubt
eine Verringerung des Abstandes zwischen den Ventilsitzen.
Eine weitere Reduzierung dieses Abstandes und damit der Länge
des Ventiles in Richtung seiner Längsbohrung wird dadurch
erreicht, daß jeder vorgesehene Kanal zur Verbindung des
zwischen den beiden Ventilsitzen angeordneten Anschlusses
mit dem durch die Sperrabschnitte begrenzten Raum in ein
und derselben Ringzone der durch die Sperrabschnitte definier
ten Mantelfläche mündet, da für eine derartige Anordnung der
Mündungsöffnung geringere Abmessungen in Ventillängsrichtung
ausreichen als für zwei Kränze von Radialbohrungen, wie sie
bei dem bekannten Ventil zu diesem Zwecke vorhanden sind.
Vorzugsweise ist das Verschlußglied durch eine Kugel gebildet.
Es könnte aber auch eine von der Kugelform abweichende Form
haben und beispielsweise einen zylindrischen Mittelabschnitt
aufweisen, an den sich beidseitig kugelige oder konische
Endabschnitte anschließen.
Besonders vorteilhaft ist eine Anordnung von wenigstens zwei
Mündungsöffnungen gemäß Anspruch 3, wobei vorzugsweise die
zugehörigen Verbindungskanäle radial verlaufend ausgebildet
sind. Dadurch, daß jede Mündungsöffnung im Abstand von der
benachbarten Mündungsöffnung endet, ist zwischen benachbarten
Mündungsöffnungen ein Flächenbereich vorhanden, durch den
das Verschlußglied auch dann geführt ist, wenn es durch eine
Kugel gebildet ist und der Äquator dieser Kugel auf die Mitte
der Mündungsöffnungen ausgerichtet ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform dieser Art ist zwischen
den beiden die Ventilsitze bildenden Buchsen eine Führungs
buchse angeordnet, die gemäß Anspruch 4 ausgebildet ist.
Vorteilhafterweise weist diese Führungsbuchse die Merkmale
der Ansprüche 5 und 6 auf.
Vor allem dann, wenn die Mündungsöffnung des Verbindungskanals
sich über den gesamten Umfang der Mantelfläche erstreckt,
ist es vorteilhaft, die in axialer Richtung gemessene Breite
des durch die Mündungsöffnung gebildeten Spaltes gemäß Anspruch
7 zu wählen. Der Drosseleffekt der beiden Ringschlitze in
der Mittelstellung des Schließgliedes ist dann so groß, daß
sich das Ventil praktisch wie ein solches mit positiver Schalt
überdeckung verhält.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform dieser Art sind die
Ventilsitze und die Sperrabschnitte in an sich bekannter
Weise in zwei Buchsen vorgesehen, die mit ihren Stirnflächen
aneinander anliegen. Vorteilhafterweise sind diese Buchsen
gemäß den Ansprüchen 8 und 9 ausgebildet. Es ist ferner zweck
mäßig, die Radialbohrungen dieser vorteilhafterweise gleich
ausgebildeten Buchsen in Form von Halbbohrungen auszuführen.
Man hat dann nicht nur zwei gleiche Teile, sondern erreicht
auch für einen bestimmten Querschnitt der Radialbohrungen
eine minimale axiale Länge der diese Bohrungen aufnehmenden
Abschnitte der Buchsen. Natürlich kann das Profil der Halb
bohrungen auch von einem Halbkreis abweichen und beispielsweise
eine Rechteckform haben.
Die Halbbohrungen der beiden gleich ausgebildeten Buchsen
sind vorzugsweise gemäß Anspruch 11 ausgebildet, damit immer
eine genügend große tragende Stirnfläche vorhanden ist, un
abhängig davon, wie die Halbbohrungen der beiden Büchsen
beim Einbau zueinander zu liegen kommen. Die Halbbohrungen
müssen daher nicht aufeinander ausgerichtet sein.
Im folgenden ist die Erfindung anhand von zwei in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 einen unvollständig dargestellten Längsschnitt des
ersten Ausführungsbeispiels, wobei die Lage des Schließ
gliedes in der einen Schaltstellung mit ausgezogener
Linie dargestellt und in der anderen Schaltstellung
mit gestrichelter Linie angedeutet ist,
Fig. 2 einen entsprechend Fig. 1 unvollständig dargestellten
Längsschnitt des ersten Ausführungsbeispiels bei
einer Stellung des Schließgliedes in der Mitte zwischen
beiden Endstellungen,
Fig. 3 einen unvollständig dargestellten Schnitt nach der
Linie III-III in Fig. 1,
Fig. 4 einen unvollständig dargestellten Längsschnitt des
zweiten Ausführungsbeispiels,
Fig. 5 einen vollständigen Längsschnitt einer Buchse des
zweiten Ausführungsbeispiels.
Ein Drei-Wege-Ventil weist ein Gehäuse 1 auf, das mit einer
Längsbohrung 2 versehen ist. In diese Längsbohrung 2 sind
in axialer Richtung aufeinander folgend ein erster Zylinder
3, eine erste Buchse 4, eine zweite Buchse 5 und ein zweiter
Zylinder 6 derart eingesetzt, daß sie aneinander anliegen
und in der Längsbohrung 2 festgelegt sind. Der erste Zylinder
3 enthält einen axial verschiebbaren Kolben 7 mit einer an
der Innenmantelfläche des Zylinders 3 anliegenden Dichtung
8. Der das Betätigungsglied des Ventiles bildende Kolben
7 ist auf seiner der ersten Buchse 4 zugewandten Seite mit
einem zentralen, stabartigen Fortsatz 9 versehen, welcher
an einer das Schließglied bildenden Kugel 10 anliegt.
Im zweiten Zylinder 6 ist ein Kolben 11 längsverschiebbar
geführt, in den von der der Kugel 10 abgekehrten Stirnfläche
her eine Sacklochbohrung 12 eindringt, in die eine vorgespannte
Schraubenfeder 13 eingreift, die andererseits am Gehäuse
1 abgestützt ist und einen wie den Fortsatz 9 des Kolbens
7 ausgebildeten Fortsatz 14 des Kolbens 11 ständig gegen
die Kugel 10 drückt. Das Innenprofil der zweiten Buchse 5
und das Außenprofil des in ihr geführten Kolbens 11 braucht
nicht wie im Ausführungsbeispiel kreisförmig zu sein. Es
könnte beispielsweise auch ein Mehrkantprofil sein. Der Kolben
11 und die Schraubenfeder 13 sind nicht unbedingt erforderlich.
Sie bewirken nur eine definierte Nullstellung bei Druckgleich
heit in allen Räumen. Für die umgekehrte Nullstellung des
Ventils kann die Schraubenfeder in den Kolben 7 eingesteckt
werden.
Die beiden Buchsen 4 und 5, die je einen Ventilkörperteil
bilden, sind gleich ausgebildet, jedoch bezüglich der durch
die aneinander anliegenden Stirnflächen definierten Fläche
spiegelbildlich in die Längsbohrung 2 eingesetzt. Die folgen
de Beschreibung der ersten Buchse 4 gilt deshalb auch für
die zweite Buchse 5.
Die zentrale, die Buchse durchdringende Bohrung hat an dem
an den Innenraum des benachbarten Zylinders anschließenden
Ende eine sich nach innen konisch verjüngende Ausbildung.
Hieran schließt sich ein zylindrischer Abschnitt 15 an, der
im Vergleich zu den übrigen Abschnitten den kleinsten Durchmes
ser hat. Auf den Abschnitt 15 folgt ein den Ventilsitz 16
bildender Abschnitt, der konisch ausgebildet ist, wobei der
Konuswinkel so gewählt ist, daß eine tangentiale Anlage an
der Kugel 10 erfolgt. Der zylindrische Sperrabschnitt 17
ist an den Durchmesser der Kugel 10 angepaßt, damit diese
nahezu spielfrei mit ihrem Äquator 18 im Sperrabschnitt 17
geführt ist. Die Ringnut 19 erleichtert die Führung. In der
der anderen Buchse zugekehrten Stirnfläche ist die Buchse
mit einem zur Stirnfläche hin offenen, im Querschnitt tra
pezförmigen Ringkanal 20 versehen, der sowohl im Abstand
von der Außenmantelfläche der Buchse als auch im Abstand
von deren Längsbohrung liegt.
Von diesem Ringkanal 20 aus erstreckt sich radial nach innen
bis zur Längsbohrung der Buchse eine kreisringförmige, in
der Stirnseite der Buchse vorgesehene Vertiefung, welche
zusammen mit der entsprechenden Vertiefung der anderen Buchse
einen scheibenförmigen Spalt 21 bildet, welcher den Ringkanal
20 mit dem Inneren der beiden Buchsen 5 und 6 verbindet.
Wie Fig. 2 zeigt, ist die in axialer Richtung der Buchsen
gemessene Breite des Spaltes 21 so gewählt, daß dann, wenn
der Äquator 18 der Kugel 10 auf die Mitte des Spaltes 21
ausgerichtet ist, beide Ringschlitze 22, die dann zwischen
der Kugel und den kreisringförmigen Kanten 23 vorhanden sind,
welche die Sperrabschnitte 17 mit den Wandflächen des Spaltes
21 bilden, nur wenige hundertstel Millimeter beträgt. Hierdurch
ist sichergestellt, daß in dieser Stellung der Kugel 10 kein
Druckausgleich zwischen den durch die Kugel 10 voneinander
getrennten Räumen auftreten kann, weshalb das Ventil wie
ein solches mit positiver Schaltüberdeckung arbeitet.
In der den Ringkanal 20 umgebenden Zone ist das Gehäuse 1
mit einem zu den Buchsen 4 und 5 hin offenen Ringkanal zur
Bildung eines Verbraucheranschlusses 24 versehen. Dieser
Verbraucheranschluß 24 ist mit dem Ringkanal 20 über radiale
Halbbohrungen 25 verbunden, die über den Umfang der Buchse
4 bzw. 5 versetzt angeordnet sein können, wie in Fig. 3
durch die gestrichelten Linien gezeigt ist, im Ausführungs
beispiel jedoch aufeinander ausgerichtet sind und sich dadurch
zu Vollbohrungen ergänzen.
In dem an die zweite Buchse 5 anschließenden Endabschnitt
des zweiten Zylinders 6, welcher von dem im zweiten Zylinder
6 verschiebbaren Kolben 11 nicht überdeckt wird, sind über
den Umfang versetzt angeordnete Radialbohrungen 26 vorgesehen,
welche den sich bis zum benachbarten Ventilsitz 16 erstreckenden
Raum mit einem teilweise im Zylinder 6 vorgesehenen Ringkanal
verbinden, der als Pumpenanschluß 27 dient. Da der zweite
Zylinder 6 an seinem in der zweiten Buchse 5 abgekehrten
Ende verschlossen ist, ist die Sacklochbohrung 12 des Kolbens
11 über eine Druckausgleichsbohrung 28 mit dem sich an die
Radialbohrungen 26 anschließenden Innenraum des zweiten Zy
linders 6 verbunden.
Der sich an die erste Buchse 4 anschließende Endabschnitt
des ersten Zylinders 3 ist zu demjenigen Bereich, der nicht
vom Kolben 7 überdeckt wird, mit in Umfangsrichtung versetzt
angeordneten Radialbohrungen 29 versehen. Über diese Radialboh
rungen 29 ist der sich an den benachbarten Ventilsitz 16
anschließende Innenraum des ersten Zylinders 3 mit einem
Vorratsbehälteranschluß 30 verbunden, der einen im Zylinder
3 vorgesehenen Ringkanal aufweist. Die für eine Verschiebung
des Kolbens 7 gegen die erste Buchse 4 hin erforderliche
Druckmittelzufuhr erfolgt von dem der ersten Buchse 4 abge
kehrten Ende des Zylinders 3 her.
In der in Fig. 1 dargestellten Lage der Kugel 10 verbindet
das Ventil den Verbraucheranschluß 24 mit dem Pumpenanschluß
27. Der Vorratsbehälteranschluß 30 ist abgesperrt, weil die
Kugel 10 infolge des Pumpendruckes in Anlage am Ventilsitz
16 der ersten Buchse 4 gehalten wird. Dabei ist der Raum
auf der der Kugel 10 abgekehrten, in Fig. 1 links liegenden
Seite des im Durchmesser größeren Kolbens 7 über die nicht
gezeigte Vorsteuerung mit dem Vorsteuerungsbehälter verbunden.
Soll nun der Verbraucheranschluß 24 mit dem Vorratsbehäl
teranschluß 30 verbunden und der Pumpenanschluß 27 abgesperrt
werden, dann wird auf die der ersten Buchse 4 abgekehrte
Stirnfläche des Kolbens 7 mittels eines zugeführten Druckmittels
eine so hohe Kraft ausgeübt, daß der Kolben 7 die Kugel 10
entgegen dem auf sie wirkenden Pumpendruck gegen den Ventilsitz
der zweiten Buchse 5, bei der Blickrichtung gemäß Fig. 1
also nach rechts, bewegt. Dabei bleibt der Vorratsbehälteran
schluß 30 noch so lange gesperrt, als der Äquator 18 der
Kugel 10 am Sperrabschnitt 17 der ersten Buchse 4 anliegt.
Auch dann, wenn die Kugel 10 eine Position erreicht hat,
in welcher ihr Äquator 18 auf die Mitte des Spaltes 21 aus
gerichtet ist, ist der Vorratsbehälteranschluß 30 noch prak
tisch abgesperrt. Während der Äquator 18 der Kugel 10 in
den Bereich des Spaltes 21 eintritt, wird außerdem der Pum
penanschluß 27 abgesperrt. Die vollständige Absperrung dieses
Anschlusses und die Freigabe der Verbindung zwischen dem
Verbraucheranschluß 24 und dem Vorratsbehälteranschluß 30
erfolgt dann, sobald der Äquator 18 in Anlage an den Sperr
abschnitt 17 der zweiten Buchse 5 kommt. Sobald die Kugel
10 in Anlage an den Ventilsitz 16 der Buchse 5 gekommen ist,
wird diese Absperrwirkung durch das Zusammenwirken des Ven
tilsitzes 16 mit der Kugel 10 unterstützt.
Das in den Fig. 4 und 5 dargestellte zweite Ausführungs
beispiel stimmt weitgehend mit dem ersten Ausführungsbeispiel
überein. Daher ist das zweite Ausführungsbeispiel im folgenden
nur insoweit erläutert, als es von dem ersten Ausführungs
beispiel abweicht. Zum besseren Verständnis sind sich ent
sprechende Teile mit um Hundert größeren Bezugszahlen ge
kennzeichnet.
Die beiden Buchsen 104 und 105, die je einen der beiden Ventil
sitze 116 bilden, haben eine im Vergleich zum ersten Ausführungs
beispiel geringere axiale Länge.
Diese Verkürzung ist dadurch bedingt, daß zwischen
die beiden Buchsen 104 und 105 eine Führungsbuchse 130 ein
gesetzt ist, deren Stirnfläche an den einander zugewandten
Stirnflächen der Buchsen 104 und 105 vollflächig anliegt.
Der Innendurchmesser der Führungsbuchse 130 ist an den Außen
durchmesser der Kugel 110 angepaßt, weil die Innenmantelfläche
der Führungsbuchse 130 die beiden Sperrabschnitte 117 bildet.
Die Führungsbuchse 130, deren Außendurchmesser mit demjenigen
der Buchsen 104 und 105 übereinstimmt, ist mit einer nach
außen hin offenen, auf den Verbraucheranschluß 124 ausge
richteten Ringnut 131 versehen. Diese begrenzt daher zusammen
mit dem Verbraucheranschluß 124 einen Ringkanal.
Der Verbraucheranschluß 124 ist mit dem durch die zylindrische
Innenmantelfläche der Führungsbuchse 130 begrenzten Raum
durch zwei diametral angeordnete, gleich ausgebildete Kanäle
121 verbunden. Diese beiden Kanäle 121 haben ein rechtför
migen Querschnitt, wobei sich die Längsseiten des Rechteckes
in Umfangsrichtung erstrecken. Der Erstreckungswinkel ist,
wie insbesondere Fig. 5 erkennen läßt, kleiner als 180°
und beträgt im Ausführungsbeispiel etwa 120°. Beide Kanäle
121 münden in ein und derselben Ringzone der Innenmantelfläche
der Führungsbuchse 130, wobei die Längsmittellinie der beiden
Mündungsöffnungen in der Quermittelebene der Führungsbuchse
130 liegt. Nach außen münden die beiden Kanäle 121 im Grund
der Ringnut 131.
Im übrigen ist dieses Drei-Wege-Ventil wie dasjenige des
ersten Ausführungsbeispiels ausgebildet. Auch seine Funktions
weise stimmt mit dem ersten Ausführungsbeispiel überein.
Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten sowie auch
die nur allein aus der Zeichnung entnehmbaren Merkmale sind
als weitere Ausgestaltungen Bestandteile der Erfindung, auch
wenn sie nicht besonders hervorgehoben und insbesondere nicht
in den Ansprüchen erwähnt sind.
Claims (12)
1. Ventil mit
- a) zwei Ventilsitzen in einem hohlen Ventilkörper,
- b) den Ventilsitzen zugeordneten und zwischen diesen angeordneten Sperrabschnitten,
- c) einem mittels eines Betätigungsgliedes betätigbaren, zwischen den Ventilsitzen verschiebbar angeordneten und mit seinem auf dem Umfang vorgesehenen Führungsteil geführten Schließglied, das zwei Sitzteile sowie wenigstens einen Sperrteil hat, mittels dessen wahl weise einer der beiden Sperrabschnitte absperrbar ist und dessen Durchmesser größer ist als derjenige des mit dem zugeordneten Ventilsitz zusammenwirkenden Sitzteils,
- d) drei Anschlüssen am Ventilgehäuse, von denen einer zwischen den beiden Ventilsitzen und von den beiden anderen je einer auf einer der außerhalb der beiden Ventilsitze befindlichen Seiten angeordnet ist, wobei mit Hilfe des Schließgliedes jeweils zwei Anschlüsse miteinander verbindbar sind und der dritte Anschluß dabei durch das Schließglied von den beiden miteinander verbundenen Anschlüssen getrennt ist,
- e) wenigstens einem Verbindungskanal, der den zwischen den beiden Ventilsitzen angeordneten Anschluß mit dem von den beiden Sperrabschnitten begrenzten Baum verbindet und dessen Mündungsöffnung in der von den Sperrabschnitten definierten Mantelfläche liegt,
dadurch gekennzeichnet, daß
- f) die Sitzteile, der Führungsteil (18) und der Absperr teil (1 B) des Schließgliedes (10) Teile eines einzigen Körpers sind,
- g) in einer einzigen Ringzone der durch die Sperrabschnitte (17; 117) definierten Mantelfläche die Mündungsöffnung jedes vorhandenen Verbindungskanals (21; 121) liegt.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß das Schließglied (10; 110) durch eine Kugel
gebildet ist.
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeich
net durch wenigsten zwei gleichmäßig über den Umfang
der Ringzone verteilt angeordnete Mündungsöffnungen,
von denen jede im Abstand von der benachbarten Mündungsöff
nung endet.
4. Ventil nach Anspruch 3, gekennzeichnet
durch eine die beiden Sperrabschnitte (117) bildende
Führungsbuchse (130), die zwischen den die beiden Ventil
sitze bildenden Buchsen (104, 105) angeordnet ist und
in ihrer Innenmantelfläche die Mündungsöffnungen aufweist.
5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß die Außenmantelfläche der Führungsbuchse
(130) einen Teil der Begrenzungsfläche des zwischen
den Ventilsitzen angeordneten Anschlusses (124) bildet.
6. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Verbindungskanal als ein die
beiden Sperrabschnitte (17) zumindest auf einem Teil
ihres Umfangs voneinander trennender Spalt (21) aus
gebildet ist.
7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß die in axialer Richtung gemessene Breite
des als Spalt (21) ausgebildeten Verbindungskanals so
bemessen ist, daß bei einer Ausrichtung des Äquators
(18) der Kugel (10) auf die Mitte des Spaltes (21) die
beiden zwischen der Kugeloberfläche und den am inneren
Spaltrand vorhandenen Ringkanten (23) vorhandenen Ring
schlitze (23) eine Weite im Bereich von einigen hun
dertstel Millimeter haben.
8. Ventil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß zwei die beiden Sperrabschnitte
(17) aufweisende Buchsen (4, 5) in einer Ringzone ihrer
Stirnflächen aneinander anliegen, die einerseits durch
die Außenmantelfläche der Buchse (4, 5) und anderer
seits durch die Außenmantelfläche eines Ringkanals (2 D)
begrenzt ist, von der aus sich der Spalt (21) nach innen
erstreckt.
9. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich
net, daß die aneinander anliegenden Endabschnitte
der beiden Buchsen (4, 5) mit Radialbohrungen (25) verse
hen sind, welche den Anschluß (24) mit dem Ringkanal
(20) verbinden.
10. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich
net, daß die Radialbohrungen (25) in beiden gleich
ausgebildeten Buchsen (4, 5) die Form von Halbbohrungen
haben.
11. Ventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich
net, daß die Halbbohrungen (25) der beiden gleichen
Buchsen (4, 5) in den aneinander anliegenden Stirnflächen
eine kleinere Fläche einnehmen als die verbleibenden,
tragenden Stirnflächenanteile.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863610693 DE3610693A1 (de) | 1986-03-29 | 1986-03-29 | Ventil |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19863610693 DE3610693A1 (de) | 1986-03-29 | 1986-03-29 | Ventil |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3610693A1 true DE3610693A1 (de) | 1987-10-08 |
DE3610693C2 DE3610693C2 (de) | 1992-05-14 |
Family
ID=6297561
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863610693 Granted DE3610693A1 (de) | 1986-03-29 | 1986-03-29 | Ventil |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE3610693A1 (de) |
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Legal Events
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