DE3835497A1 - Selbstschliessendes absperrventil - Google Patents
Selbstschliessendes absperrventilInfo
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- F16K21/04—Self-closing valves, i.e. closing automatically after operation
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Description
Die Erfindung betrifft ein selbstschließendes
Absperrventil mit den Merkmalen des Oberbegriffs
des Anspruches 1.
Absperrventile dieses Typs sind aus der
DE-PS 33 38 402 bekannt. Die manuell zu
betätigende Handhabe wirkt auf einen Verdränger
kolben einer ersten Druckmittel-Kammer und
verdrängt über ein Rückschlagventil das
Druckmittel aus dieser ersten Druckmittel-
Kammer in eine zweite Druckmittel-Kammer, die
ebenfalls einen Verdrängerkolben besitzt, der
infolge des in diese zweite Kammer einströmenden
Druckmittels gegen die Kraft einer Schließfeder
ausfährt und dabei über eine Stößelstange den
Dichtungskörper des Hilfsventils von seinem
Ventilsitz abhebt, d.h. das Hilfsventil öffnet.
Das geöffnete Hilfsventil entlastet den Dichtungs
kolben des Hauptventils vom Druck des Zulauf
wassers, so daß sich das Hauptventil ebenfalls
öffnet,und zwar gerade eben so weit, wie es die
am Dichtungskolben des Hauptventils herrschenden
Druckverhältnisse entsprechend der Durchström
menge des Hauptventils zulassen.
So lange das Absperrventil manuell betätigt ist, d.h.
die manuelle Betätigungskraft die Rückstellkraft
der Schließfeder kompensiert, beginnt das
Schließwerk nicht anzulaufen. Erst mit manueller
Freigabe der Schließfeder beginnt diese mittels
des Verdrängerkolbens der zweiten Druckmittel-
Kammer das Druckmittel über eine permanent
offene Drosselbohrung in die erste Druckmittel-
Kammer zurückzudrängen, wodurch nach der
gewünschten Zeitverzögerung das Hilfsventil
in Richtung der Rückstellkraft der Schließ
feder schließt und demzufolge der Dichtungs
kolben des Hauptventils wieder mit dem Druck
des Zulaufwassers beaufschlagt wird, so daß sich
das Hauptventil entgegengerichtet zur Schließ
richtung des Hilfsventils ebenfalls schließt.
Dieser Betätigungs-, Öffnungs- und Schließablauf
ist oftmals nachteilig. Z.B. werden bekannte
selbstschließende Dusch- oder Wasserventile
dieses Typs in öffentlichen Anlagen häufig
dadurch mißbraucht, daß durch Dauerbetätigung
oder durch Blockieren der Handhabe der gewünschte
Selbstschluß nicht erfolgen kann und demzufolge
der Wasserverbrauch erheblich ist.
Es ist daher die Aufgabe gestellt, ein selbst
schließendes Absperrventil dieses Typs mit
einem zeitverzögerten hydraulischen Schließwerk
zu schaffen, bei dem der Selbstschluß automatisch
ohne Möglichkeit der externen Fremdbeeinflussung
ablaufen kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß beide Druckmittel-Kammern des hydraulischen
Schließwerks gemeinsam in einem Zylinder ange
ordnet sind, der manuell in dem Ventiloberteil
des Absperrventils zwischen zwei Endanschlägen
axial verschiebbar ist (nachfolgend Schiebe
zylinder genannt), wobei beide Kammern in dem
Schiebezylinder durch nur einen beiden Kammern
gemeinsamen Verdrängerkolben voneinander getrennt
sind, der relativ zum Schiebezylinder und
relativ zum Gehäuse des Ventiloberteils axial
verschiebbar ist, und daß eine Schließfeder
den Verdrängerkolben mit dem Dichtungskörper
des Hilfsventils in Schließrichtung des Haupt
ventils belastet, und daß eine Öffnungsfeder
vorgesehen ist, die entgegen den Schließrichtungen
des Hilfsventils und des Hauptventils den
Schiebezylinder belastet.
Absperrventile nach der Lehre der Erfindung
haben den Vorteil, daß die Schließbewegungen
des Hilfsventils und des Hauptventils gleich
gerichtet sind, und zwar in Richtung der manuell
auf den Schiebezylinder ausgeübten Betätigungskraft.
Durch letztere wird der Schiebezylinder in
das Gehäuse des Ventiloberteils eingeschoben
und die Schließfeder vorgespannt, jedoch noch
nicht der Öffnungsvorgang ausgelöst, da die
manuelle Betätigungskraft grundsätzlich in
Schließrichtung des Hilfs- und Hauptventils
wirkt, d.h. diese geschlossen hält und zugleich
das Anlaufen des Schließwerks blockiert.
Erst dann, wenn der Schiebezylinder von der
Bedienungsperson losgelassen wird, d.h. von
der manuellen Betätigungskraft entlastet ist,
öffnet sich das Hilfsventil und somit auch
das Hauptventil infolge der zusätzlich zur
Schließfeder vorhandenen Öffnungsfeder, die
entgegen den Schließrichtungen des Hilfsventils
und des Hauptventils den Schiebezylinder
belastet, der nunmehr wieder aus dem Gehäuse
des Ventiloberteils ausschiebt und dabei den
Verdrängerkolben und den mit diesem verbundenen
Dichtungskörper des Hilfsventils mitnimmt.
Mit dem Ausschieben des Schiebezylinders,
spätestens aber, wenn dieser im voll ausge
schobenen Zustand gegen seinen Endanschlag
fährt, wirkt die Schließfeder auf den Verdränger
kolben und den mit diesem verbundenen Dichtungs
körper des Hilfsventils derart, daß in an sich
bekannter Weise die Kraft der Schließfeder
das Druckmittel über die permanent offene
Drosselbohrung in die erste Druckmittel-Kammer
zurückdrängt und dadurch zeitverzögert das
Hilfsventil und demzufolge auch das Hauptventil
schließt.
Im Prinzip ist es gleich, wo die Schließfeder
innerhalb des Gehäuses des Absperrventils
konstruktiv angeordnet ist. Es muß lediglich
sichergestellt sein, daß die Schließfeder mit
dem Ausschieben des Schiebezylinders, der dabei
den Verdrängerkolben mitnimmt und das Hilfs
ventil öffnet, spätestens aber am Ende des
Ausschiebevorgangs des Schiebezylinders in
sich ausreichend vorgespannt ist, d.h. in sich
ausreichend Kraft gespeichert hat, um den
Verdrängerkolben mit dem Dichtungskörper des
Hilfsventils in Schließrichtung des Hilfsventils
und erfindungsgemäß auch in Schließrichtung des Haupt
ventils zurückzudrängen.
Beispielsweise kann die Schließfeder direkt
am Dichtungskörper des Hilfsventils oder an
einer Stößelstange angreifen, die in an sich
bekannter Weise den Dichtungskörper des Hilfs
ventils mit dem Verdrängerkolben verbindet,
wobei die Schließfeder dann erst durch eine
kräftiger bemessene Öffnungsfeder für ihre
Schließfunktion ausreichend vorgespannt wird,
wenn die durch die manuelle Betätigungskraft
vorgespannte Öffnungsfeder den Schiebezylinder
wieder aus dem Gehäuse des Ventiloberteils
ausschiebt.
Andererseits kann aber auch direkt mit der
manuellen Betätigungskraft die Schließfeder
für ihre Schließfunktion ausreichend vorgespannt
werden, dann nämlich, wenn gemäß einer zweck
mäßigen Ausführungsform der Erfindung die
Schließfeder innerhalb des Schiebezylinders
zwischen dem Verdrängerkolben und der oberen,
der manuellen Betätigung zugewandten Zylinder
stirnwand angeordnet ist. In diesem Fall kann
die Schließfeder auch wesentlich kräftiger
als die Öffnungsfeder ausgelegt sein.
Bei der vorgenannten Ausführungsform der Erfindung
besteht aber auch die Möglichkeit, die Schließfeder
und die Öffnungsfeder in etwa gleich stark
auszulegen, um die Schließfunktion und die
Öffnungsfunktion des erfindungsgemäßen Absperr
ventils gleichermaßen mit größeren Sicherheits
reserven zu gewährleisten.
In der Praxis hat ein Absperrventil nach der
Lehre der Erfindung beachtliche Vorteile. Grund
sätzlich gilt, daß das Absperrventil nicht
mehr dauerbetätigt werden kann. Erst dann,
wenn nach dem Einschieben des Schiebezylinders
die manuelle Betätigungshandhabe wieder losge
lassen wird, öffnet das Absperrventil und es
beginnt das hydraulische Schließwerk abzulaufen.
Dieser Ablaufvorgang des Schließwerks kann
extern nicht mehr unterbrochen werden. Er läuft
automatisch ab. Jedes Festhalten oder Blockieren
der manuellen Betätigungshandhabe des Absperr
ventils, wie dies in öffentlichen Anlagen
oftmals üblich ist, hat dennoch das Schließen
das Absperrventils zur Folge. Das Absperrventil
kann lediglich durch erneutes manuelles Betätigen
und Loslassen der Betätigungshandhabe erneut
geöffnet und der automatisch ablaufende Schließ
vorgang erneut in Gang gesetzt werden.
Die nach der Lehre der Erfindung gleichgerichteten
Öffnungs- und Schließbewegungen des Dichtungs
körpers des Hilfsventils und des Dichtungskolbens
des Hauptventils schaffen die Voraussetzung
für eine besonders vorteilhafte Weiterbildung
der Erfindung dadurch, daß der Ventilsitz
des Hilfsventils im oder am Dichtungskolben
des Hauptventils ausgebildet ist und daß mittels
des Dichtungskörpers des Hilfsventils nach
dem Öffnen des Hilfsventils zwangsweise der
Dichtungskolben des Hauptventils von seinem
Ventilsitz wegbewegt wird.
Durch diese Zwangsöffnung des Hauptventils
entfällt die bisherige Spaltöffnung des Haupt
ventils entsprechend der Durchströmmenge an
Zulaufwasser durch das Hauptventil. Das Haupt
ventil öffnet jetzt immer maximal, so daß
Schmutzpartikeln o. dgl. im Zulaufwasser beim
Durchströmen des Hauptventils mitgerissen werden
und die Gefahr von Festsetzungen von Schmutz
partikeln im Hauptventil nicht mehr besteht.
Somit ist eine Absicherung des Hauptventils
durch ein Schmutz-Vorfilter in der bisher üblichen
Weise nicht mehr unbedingt erforderlich.
In konstruktiver Hinsicht stehen zwei Ausführungs
formen des Zwangsöffnungs-Mechanismus des
Hauptventils als zweckmäßige Weiterbildung
der Erfindung zur Verfügung.
Zum einen kann die Zwangsöffnung des Hauptventils
dadurch erfolgen, daß der Dichtungskörper des
Hilfsventils unmittelbar nach dem Öffnen des
Hilfsventils über eine Mitnehmerkante und einen
Mitnehmeranschlag den Dichtungskolben des
Hauptventils zwangsweise aufzieht.
Zum anderen kann die Zwangsöffnung des Hauptventils
dadurch erfolgen, daß der Dichtungskolben des
Hauptventils unmittelbar nach dem Öffnen des
Hilfsventils mittels einer Hubfeder der Öffnungs
bewegung des Dichtungskörpers des Hilfsventils
nachfolgt.
In der vorstehenden Beschreibung wurde herausge
stellt, daß der Dichtungskörper des Hilfsventils
mit dem Verdrängerkolben des Schließwerks verbunden
sein soll. Dies kann z.B. mechanisch mittels
einer Stößelstange oder z.B. auch hydraulisch
realisiert sein. Eine besonders zweckmäßige
Ausführungsform der Erfindung sieht jedoch
vor, daß das Absperrventil mit dem Hauptventil
und dem Hilfsventil sowie dem Schließwerk koaxial
aufgebaut ist und daß der Dichtungskörper des
Hilfsventils mit dem Verdrängerkolben des
Schließwerks mittels einer koaxial angeordneten
Stößelstange verbunden ist.
Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand der Zeichnungen näher
beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1a einen Längsschnitt durch ein
erfindungsgemäßes Absperrventil
in einer ersten Ausführungsform,
Fig. 1b einen Längsschnitt durch das
erfindungsgemäße Absperrventil
in einer zweiten Ausführungsform.
Dargestellt ist in den Fig. 1a und 1b das Ventil
oberteil, das den Dichtungskolben 2 des Haupt
ventils aufweist und das mittels des Gewindes 3
in ein Ventilunterteil (nicht dargestellt)
eingeschraubt wird, das üblicherweise den
mit dem Dichtungskolben 2 zusammenwirkenden
Ventilsitz des Hauptventils aufweist. Die
Anströmrichtung des mittels des Hauptventils
abzusperrenden Zulaufwassers verfolgt in Richtung
des Pfeiles 4.
Über die Bohrung 5 im Dichtungskolben des Haupt
ventils steht der Druckraum 6 unter dem Druck
des Zulaufwassers 4, der das Hauptventil
geschlossen hält. Erst wenn der Druckraum 6
durch Öffnen des Hilfsventils druckentlastet
ist, öffnet das Hauptventil, d.h. der Dichtungskolben 2
hebt von seinem im Ventilunterteil vorhandenen
Ventilsitz ab.
Die dargestellten Ausführungsformen der Erfindung
nach den Fig. 1a und 1b unterscheiden sich
lediglich hinsichtlich der Detailausführungen
des jeweiligen Hilfsventils und hinsichtlich
der Zwangsöffnung des Hauptventils. In allen
anderen Details stimmen beide Ausführungsformen
überein, so daß die nachfolgende Beschreibung
des hydraulischen Schließwerks für beide
Ausführungsformen gilt.
Das Schließwerk umfaßt zwei Druckmittel-Kammern
7 und 8, die gemeinsam in einem Schiebezylinder 9
gebildet sind, der mittels eines Stirndeckels 10
hermetisch abgedichtet ist.
Beide Kammern 7 und 8 sind in dem Schiebezylinder 9
durch nur einen beiden Kammern gemeinsamen
Verdrängerkolben 11 voneinander getrennt, der
relativ zum Schiebezylinder und relativ zum
Gehäuse 12 des Ventiloberteils axial verschieb
bar gelagert ist. Der Verdrängerkolben besitzt
eine permanent offene Drosselbohrung 13 sowie
eine umlaufende Ringdichtung 14, die zusammen
mit der Zylinder-Innenfläche 15 und den Durch
laßbohrungen 16 als Rückschlagventil dient.
Die innerhalb des Schiebezylinders angeordnete
Schließfeder 17 belastet den Verdrängerkolben
11 und über die Stößelstange 18 auch den
Dichtungskörper 19 (Fig. 1b) bzw. den Dichtungs
körper 20 (Fig. 1a) des Hilfsventils, und zwar
in Schließrichtung des Hilfsventils, die
gleichgerichtet ist mit der Schließrichtung
des Dichtungskolbens 2 des Hauptventils.
Weiterhin ist eine Öffnungsfeder 21 vorgesehen,
die den Schiebezylinder 9 belastet, und zwar
entgegen den vorgenannten Schließrichtungen
und entgegen einer in Richtung des Pfeiles 22
auf den Schiebezylinder 9 aufzubringenden
manuellen Betätigungskraft.
Die Verschiebebewegung des Schiebezylinders 9
ist durch einen unteren Endanschlag, der durch
die vollständig zusammengedrückte Öffnungs
feder 21 gegeben ist, und einen oberen, gehäuse
seitigen Endanschlag 23 begrenzt.
Wird der Schiebezylinder 9 manuell in Richtung
des Pfeiles 22 in das Gehäuse 12 des Ventil
oberteils eingeschoben, dann werden die
Öffnungsfeder 21 und auch die Schließfeder 17
vorgespannt, da der Verdrängerkolben 11
zunächst stehenbleibt. Die Summe der Rückstell
kräfte der Öffnungsfeder und der Schließfeder
bestimmt die manuell für das Einschieben des
Schiebezylinders aufzubringende Betätigungskraft.
Wird der Schiebezylinder 9 losgelassen, d.h.
von der manuellen Betätigungskraft entlastet,
dann schiebt die Öffnungsfeder 21 gemeinsam mit
der Schließfeder 17 den Schiebezylinder bis an
seinen darstellungsgemäß oberen Endanschlag 23
zurück. Dabei wird der Verdrängerkolben 11 mit
genommen, da der beim Einschieben des Schiebe
zylinders stehengebliebene Verdrängerkolben in
den darstellungsgemäß oberen Teil des Schiebe
zylinders gelangt ist, wobei das Druckmittel
aus der oberen Druckmittel-Kammer 7 über das
beim Einschieben des Schiebezylinders durch
strömbare Rückschlagventil 14, 15, 16 in die
untere Druckmittel-Kammer 8 verdrängt worden ist.
In umgekehrter Richtung sperrt das Rückschlag
ventil und das Druckmittel muß zeitverzögernd
über die Drosselbohrung 13 von der unteren
Druckmittel-Kammer 8 in die obere Druckmittel-
Kammer 7 zurückströmen, wobei dieses Zurückströmen
des Druckmittels zunächst beim Ausschiebevorgang
des Schiebezylinders 9 noch von beiden Federn,
der Öffnungsfeder 21 und der Schließfeder 17,
bewirkt wird, spätestens aber im voll ausge
schobenen Zustand des Schiebezylinders, in dem
dieser gegen seinen Endanschlag 23 gefahren
ist, von der Schließfeder 17 allein bewirkt wird.
Da der Verdrängerkolben beim Ausschieben des
Schiebezylinders darstellungsgemäß nach oben
mitgenommen wird, hebt der Dichtungskörper 19
bzw. 20 des Hilfsventils von seinem jeweiligen
Ventilsitz ab, der sowohl bei der Ausführungs
form nach Fig. 1a als auch bei der Ausführungs
form nach Fig. 1b jeweils im Dichtungskolben 2
des Hauptventils ausgebildet ist. Unmittelbar
nach dem Abheben des Dichtungskörpers des
Hilfsventils ist der Dichtungskolben 2 des
Hauptventils sowohl mechanisch von der Dichtungs
kraft des Hilfsventils entlastet, als auch
hydraulisch entlastet, und zwar durch die über
das offene Hilfsventil und die Abgangsbohrung 24
erfolgende Druckentlastung des Druckraumes 6.
Demzufolge öffnen das Hilfsventil und das Haupt
ventil gleichgerichtet und es kann somit eine
Zwangsöffnung des Hauptventils erfolgen.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1a erfolgt
die Zwangsöffnung über die Mitnehmerkante 25
am Dichtungskörper 20 und den Mitnehmeranschlag 26
am Dichtungskolben 2 des Hauptventils.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1b erfolgt
die Zwangsöffnung dadurch, daß die Hubfeder 27
den Dichtungskolben 2 des Hauptventils dem
zurückweichenden Dichtungskörper 19 des Hilfs
ventils nachführt.
Im praktischen Einsatz wird zum Öffnen des
Absperrventils der Schiebezylinder 9 manuell
in Richtung des Pfeiles 22 entgegen der Kraft
der Öffnungsfeder 21 und der Schließfeder 17
eingeschoben. Sobald die Bedienungsperson den
Schiebezylinder losläßt, wird dieser von den
Federkräften in seine obere dargestellte Position
gegen den Endanschlag 23 geschoben. Dabei nimmt
der Schiebezylinder den Verdrängerkolben 11 mit,
wodurch das Hilfsventil mit dem Hauptventil
gleichgerichtet öffnet.
Nach dem Anschlagen des Schiebezylinders an den
Endanschlag 23 wirkt ausschließlich die
Schließfeder 17 auf den Verdrängerkolben 11
und drückt diesen zeitverzögert in Schließ
richtung des Hilfsventils. Sobald dann der
Verdrängerkolben die Zylinder-Innenfläche 15
nicht mehr berührt und sich in etwa in der
dargestellten Position befindet, wird das bis
dahin wirksame Rückschlagventil 14, 15 wirkungslos
und der Schließvorgang des Hilfsventils wird
in der gewünschten Weise erheblich beschleunigt,
so daß das Hilfsventil und kurz danach auch das
Hauptventil schließt.
Claims (6)
1. Selbstschließendes Absperrventil,
- - dessen Hauptventil durch ein Hilfsventil vorgesteuert ist,
- - und das ein hydraulisches Schließwerk mit zwei nach dem Vordrängerkolben-Prinzip arbeitende und mit einem Druckmittel gefüllte Kammern aufweist, die über ein beim Vorspannen des Schließwerks durch strömbares Rückschlagventil sowie über eine Drosselbohrung miteinander verbunden sind,
- - wobei zum Öffnen des Hilfsventils das Schließwerk entgegen der Kraft einer Feder manuell vorgespannt wird,
- - und zum zeitverzögerten Schließen des Hilfsventils ein mit dem Dichtungskörper des Hilfsventils verbundener Verdränger kolben in Schließrichtung des Hilfsventils federbelastet ist,
- dadurch gekennzeichnet,
- - daß beide Kammern (7, 8) gemeinsam in einem Zylinder (9) angeordnet sind, der manuell in dem Ventiloberteil des Absperrventils zwischen zwei Endanschlägen (23) axial verschiebbar ist (nachfolgend Schiebezylinder genannt),
- - daß die Kammern in dem Schiebezylinder (9) durch nur einen beiden Kammern gemeinsamen Verdrängerkolben (11) voneinander getrennt sind, der relativ zum Schiebezylinder und relativ zum Gehäuse (12) des Ventiloberteils axial verschiebbar ist,
- - daß eine Schließfeder (17) den Verdränger kolben mit dem Dichtungskörper (19, 20) des Hilfsventils in Schließrichtung des Hauptventils belastet,
- - und daß eine Öffnungsfeder (21) vorgesehen ist, die entgegen den Schließrichtungen des Hilfsventils und des Hauptventils den Schiebe zylinder belastet.
2. Absperrventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schließfeder (17) innerhalb des
Schiebezylinders (9) zwischen dem Verdränger
kolben (11) und der der manuellen Betätigung
(22) zugewandten Zylinderstirnwand angeordnet
ist.
3. Absperrventil nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß der Ventilsitz des Hilfsventils in oder am Dichtungskolben (2) des Hauptventils ausgebildet ist
- - und daß mittels des Dichtungskörpers (19, 20) des Hilfsventils nach dem Öffnen des Hauptventils zwangsweise der Dichtungskolben (2) des Hauptventils von seinem Ventilsitz wegbewegt wird.
4. Absperrventil nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Dichtungskörper (20) des Hilfsventils
nach dem Öffnen des Hilfsventils über eine
Mitnehmerkante (25) und einen Mitnehmeranschlag
(26) den Dichtungskolben (2) des Hauptventils
zwangsweise aufzieht.
5. Absperrventil nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Dichtungskolben (2) des Hauptventils nach
dem Öffnen des Hilfsventils mittels einer Hub
feder (27) der Öffnungsbewegung des Dichtungs
körpers (19) des Hilfsventils nachfolgt.
6. Absperrventil nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß das Absperrventil mit dem Hauptventil, dem Hilfsventil und dem Schließwerk koaxial aufgebaut ist
- - und daß der Dichtungskörper (19, 20) des Hilfsventils mit dem Verdrängerkolben (11) des Schließwerks mittels einer koaxial angeordneten Stößelstange (18) verbunden ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883835497 DE3835497A1 (de) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | Selbstschliessendes absperrventil |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883835497 DE3835497A1 (de) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | Selbstschliessendes absperrventil |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3835497A1 true DE3835497A1 (de) | 1990-04-19 |
Family
ID=6365395
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883835497 Withdrawn DE3835497A1 (de) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | Selbstschliessendes absperrventil |
Country Status (1)
Country | Link |
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- 1988-10-14 DE DE19883835497 patent/DE3835497A1/de not_active Withdrawn
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