DE7320079U - Mehrwegeventil - Google Patents
MehrwegeventilInfo
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Description
lit·
24. Mai 1973
G 4602 - rewe
Festo-Maschinenfabrik Gottlieb Stoll, Esslingen a.N.
Mehrwegeventil
Die Erfindung betrifft ein Mehrwegeventil mit einem in einer zentralen Bohrung im Gehäuse axial verstellbaren Schieber
als Verschlußglied, dem eine Steuermembran an jedem axialen Ende zugeordnet ist, welche die bewegliche Wand eines mit
der Steuerleitung in Verbindung stehenden Steuerraumes an der der zentralen Bohrung abgewandten Seite der Membran bildet
und auf diese Weise vom Steuerdruck beaufschlagbar ist,
und der im Bereich seiner beiden axialen Enden innerhalb der ihn enthaltenden Bohrung mit Hilfe von mit ihrem Außenumfang
am Gehäuse und mit ihrem zentralen Bereich am Schieber befestigten, von der Mitte des Schiebers aus gesehen den jeweiligen
Steuermembranen vorgeschalteten Halterungsmembranen
— 2 —
schwebend aufgehängt ist, die so ausgebildet sind, daß sie den Schieber in den beiden Endstellungen feststellen und
sich aus der einen Endstellung in die andere Endstellung unter Einfluß des Steuerdruckes schnappend überstellen,
wobei die zentrale Bohrung im Ventilgehäuse bei "n" vom
Ventil zu steuernden Wegen "n - 1" den Schieber in koaxialer Anordnung unter Freilassung eines Spiels umgebende Tellerventilsitze
besitzt, denen "n - 2" am Schieber angebrachte Dichtungsringe zugeordnet sind, von denen einer als Doppelsitzverschlußstück
ausgebildet ist.
Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Anordnung der hier in Frage stehenden Art zu schaffen, bei
der das Doppelsitzverschlußstück einerseits seine abdichtende Funktion auch dann beibehält, wenn bei der Herstellung des
Schiebers und Ventilgehäuses und bei der Anfertigung und Montage der Dichtungsringe und den diesen zugeordneten Ventilsitze
keine zu große Genauigkeit eingehalten wird, wenn also relativ große Toleranzen zugelassen sind und bei der andererseits
das Doppelsitzverschlußstück immer eine genau definierte Lage einnimmt.
Zu dem obengenannten Zweck ist gemäß der Erfindung bei der neuen Anordnung vorgesehen, daß der als Doppelsitzverschlußstück
ausgebildete, mit seinem zentralen Bereich am Schieber gehalterte Dichtungsring an seinem der Dichtungsfunktion zu-
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geordneten Außenumfang einen etwa keilförmigen Einschnitt
besitzt, derart, daß er an seinem Außenumfang zwei Dichtlippen aufweist, die sich in Abstand zueinander radial nach
außen erstrecken. Hierbei kann z.B. der als Doppelsitzverschlußstück ausgebildete Dichtungsring im Querschnitt die
Gestalt eines mit der öffnung nach außen gerichteten U haben.
Die erfindungsgemäße Anordnung hat den Vorteil, daß bei ihrer Anwendung die Gefahr des Doppelsitzes eliminiert wird, also
sicherer abgedichtet werden kann, und außerdem auch die Gefahr einer evtl. Rückstellung der Achse des Schiebers verringert
wird. Bei alledem ist sichergestellt, daß der Dichtungsring immer eine genau definierte Lage einnimmt, es kann also nicht
wie bei Dichtungsringen, die zwischen zwei Anschlägen axial verschieblich angeordnet sind, vorkommen, daß der Dichtungsring
eine Mittellage zwischen den beiden Endanschlägen einnimmt, die die Abdichtungsfunktion in Frage stellt. Alle diese
Vorteile werden bei einfachem Aufbau und denkbar leichter Montage erzielt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 ein Mehrwegeventil gemäß der Erfindung in Seitenansicht in axialem Schnitt und
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Fig. 2 den als Doppelsitzverschlußstück ausgebildeten
Dichtungsring der Anordnung nach Fig. 1 wiederum in einer Seitenansicht in einem axialen Schnitt.
Das erfindungsgemäße Mehrwegeventil besitzt in der zentralen Bohrung 3 eines Gehäuses 1 einen axial verstellbaren Schieber
2, der als Verschlußglied wirkt. Diesem Schieber ist einerseits an jedem axialen Ende eine Steuermembran 4·, 5 zugeordnet,
welche die bewegliche Wand eines mit der Steuerleitung 6 bzw. 7 in Verbindung stehenden Steuerraumes 8 bzw. 9 darstellt,
der sich an der der zentralen Bohrung 3 abgewandten Seite der Membran. 4 bzw., 5 befindet und der auf diese Waise
vom Steuerdruck beaufschlagt werden kann. Der Schieber ist im Boreich seiner beiden axialen Enden innerhalb der ihn enthaltenden
Bohrung 3 mit Hilfe von Halterungsmembranen 1C, 11 schwebend aufgehängt, die mit ihrem Außenumfang am Gehäuse und
mit ihrem zentralen Bereich am Schieber befestigt sind und die von der Mitte des Schiebers aus gesehen den jeweiligen Steuermembranen
4·, 5 vorgeschaltet sind. Diese Halterungsmembranen sind hierbei so ausgebildet, daß sie den Schieber in den beiden
Endstellungen feststellen und sich aus der einen Endstellung in die andere Endstellung unter Einfluß des Steuerdruckes
schnappend überstellen. Diese Wirkungsweise der gewissermaßen als Schnappglieder wirkenden Halterungsmembranen ist an sich
bekannt, sie wird z.B. in der Patentanmeldung P 21 25 170.1-12
beschrieben, die ein 'ihnliches Mehrwegeventil zum Gegenstand
Il * * *
hat und dessen Funktion näher erläutert. Das Ventil nach Fig.
1 ist als Fünfwegeventil ausgebildet, die zentrale Bohrung im Ventilgehäuse besitzt also "n" vom Ventil zu steuernde
Wege. Dem Schieber sind vier Tellerventilsitze 12, 13, 14, 15 zugeordnet, es sind also "n - 1" den Schieber in koaxialer
Anordnung unter Freilassung eines Spiels umgebende Tellerventilsitze
vorgesehen. Der Schieber trägt demgegenüber drei Dichtungsringe 16, I7, 18, also "n - 2" Dichtungsringe. Von
diesen Dichtungsringen ist der Ring 17 als Doppelsitzverschlußstück ausgebildet, seine spezielle Ausführungsform
bildet besonderen Gegenstand der vorliegenden Erfindung und wird weiter unten noch näher erläutert.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der als Doppelsitzverschlußstück
ausgebildete Dichtungsring 17 mit seinem zentralen Bereich 19 am Schieber 2 gehaltert ist, wie weiter noch dargestellt
werden wird, und an seinem der Dichtungsfunktion zugeordneten Außenumfang 20 einen etwa keilförmigen Einschnitt
21 besitzt, derart, daß er an seinem Außenumfang zwei Dichtlippen 22, 23 aufweist, die sich in Abstand zueinander - der
Abstand wird durch den keilförmigen Einschnitt 21 gebildet radial nach außen erstrecken, das Ganze so, daß der Dichtungsring
im Querschnitt die Gestalt eines mit der öffnung nach außen gerichteten U hat. Wie bereits erwähnt, ist der Dichtungsring
mit seinem zentralen Bereich 19 am Schieber gehaltert. Im Gegensatz zu den bekannten Anordnungen, die z.B. einen
O-Ring aufweisen, der mit axialem Spiel zwischen zwei seine
geweiligen Endlagen "bestimmenden Ringbunden am Schieber angeordnet
ist und sich zwischen diesen beiden 'Ringbunden, die gewissermaßen Anschläge darstellen, hin und her bewegen kann,
ist beim Erfindungsgegenstand vorgesehen, daß der Dichtungsring 17 unter axialer Vorspannung in eine Nut oder zwischen
den beiden Ringbunden 24-, 25 am Umfang des Schiebers so sitzt,
daß eine axiale Bewegung des Dichtungsringes zwischen den beiden Ringbunden nicht möglich ist. Auf diese Weise wird
verhindert, daß der Dichtungsring sich zwischen zwei Endstellungen hin und her verschieben kann und hierbei unter Umständen
eine nicht genau definierte Mittelstellung einnehmen kann, die keiner eindeutigen Schließlage zugeordnet ist, auf
diese Weise werden Störungen im Funktionsablauf des Ventils
mit absoluter Sicherheit vermieden. Um diese axiale Vorspannung, die einen sicheren Sitz des Ventils, unverschieblich in
axialer Richtung garantiert, zu erreichen, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die dem Außenumfang des Schiebers zugeordnete
Fläche am Innenumfang des Dichtungsringes leicht in radialer Richtung gemäß den Pfeilen 26a, 26b nach außen gewölbt
ist, wobei zweckmäßigerweise die Fläche am Innenumfang den Dichtungsringes aus drei ringförmigen Teilflächen 27, 28,
29 besteht und zusammengesetzt ist. Zwei im Bereich der beiden axialen Enden vorgesehenen Endflächen, nämlich die Flächen
27 und 29 verlaufen schräg in einander entgegengesetzten Richtungen,
wobei die dem jeweiligen axialen Ende des Dichtungs-
ringes zugeordnete Seite 27a bzw. 29a den geringsten Abstand
in radialer Richtung zur Langsmittelachse des Dichtungsringes hat. Diese beiden Endflächen werden durch die Mantelfläche
von Kegelstümpfen gebildet, die sie jeweils vom zugehörigen axialen Ende in axialer Richtung zur Mitte hin und in radialer
Richtung nach außen erstrecken und zweckmäßigerweise mit de*r
Langsmittelachse einen spitzen Winkel 0^ von z.B. 15° bilden.
Die mittlere Fläche 28 ist von einer Zylindermantelfläche gebildet, ihr Abstand in radialer Richtung zur Langsmittelachse
des Dichtungsringes ist gleichbleibend und am größten. Auf diese Weise wird die gewünschte Wölbung der Fläche am Innenumfang
des Dichtungsringes erreicht, die zum Teil dafür sorgt, daß die erwünschte Vorspannung erzielt wird. An seinen beiden
axialen Enden weist der Dichtungsring jeweils eine Ringnut 30 bzw. 31 auf, die beiden Ringnuten verlaufen hierbei koaxial
zueinander, sind mit dem gleichen Radius zur Längsmittelachse des Dichtungsringes beschrieben und sind in zueinander
parallelen Ebenen enthalten, die rechtwinklig zur Langsmittelachse des Dichtungsringes verlaufen. Diese Ringnuten, die im
Querschnitt etwa rechteckig sind, besitzen einen Abstand zum Innenumfang (Flache 27-28-29)»der sich gegenüber dem Abstand
zum Außenumfang 20 des Dichtungsringes etwa wie 1:3-5 verhalten kann, wobei die Breite der Ringnut einerseits annähernd
de? Nuttiefe und andererseits etwa dem Abstand a zwischen dem
Innenumfang des Dichtungsringes und der diesem zugewandten Kante der Ringnut entspricht. Auch diese Maßnahme dient zur
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Erzielung der gewünschten Vorspannung auf einfache Art und Weise. Es ergibt sich dannäLs zweckmäßig, daß die Flächenpartien
32 zwischen der Ringnut JO "bzw. 31 und dem Innenumfang
27-28-29 den beiden axialen Enden des Dichtungsringes schräg verlaufen und hierbei mit dessen Längsmittelachse
einen spitzen Winkel /S von z.B. 65 - 80°, vorzugsweise 75
bilden.
Um nun auch zu erreichen, daß der Dichtungsring die gewünschte Abdichtungsfunktion in beiden Endstellungen des Schiebers
einwandfrei erfüllt, also mit den Ventilsitzen 13 und 14 in einwandfreier Weise zusammenwirkt, ist vorgesehen, daß die
zwischen der Ringnut und dem Außenumfang enthaltenen Flächenpartien
335 34 an den beiden axialen Enden des Dichtungsringes
zueinander parallel verlaufen und genau rechtwinklig zu der Längsmittelachse des Dichtungsringes orientiert sind. Außerdem
ist vorgesehen, daß die Tiefe des keilförmigen Einschnittes in radialer Richtung gesehen, also die Abmessung ty etwa der
halben Breite B des Dichtungsringes entspricht bzw. sich zweckmäßigerweise zur Breite wie 6-7 : 11 - 12 verhält. Der
keilförmige Einschnitt 21 verjüngt sich vom Außenumfang zur Mitte hin und ist an den beiden Längsseiten durch schräg verlaufende
Flächen 35, 36 begrenzt, die mit einer rechtwinklig zur Längsmittelachse des Dichtungsringes verlaufenden Ebene
jeweils einen Winkelfvon 5 - 15°, vorzugsweise 10° bilden.
Es ergibt sich hierbei die erforderliche Flexibilität für die
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Dichtungslippen des Ringes, die es gestattet, daß man bei der Anfertigung des Schiebers, der Ventilsitze am Gehäuse
und des Dichtungsringes auf Einhaltung einer absoluten Genauigkeit bzw. kleinster Toleranzen verzichten kann, weil
die Nachgiebigkeit der Dichtungslippen in jedem Fall eine ausreichende Abdichtung an den beiden Tellerventilsitzen
13, 14 gestattet.
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, daß die axiale Länge des Dichtungsringes L sich zu dessen Innendurchmesser d wie
1 : 5~75 vorzugsweise 1 : 6, und zu dessen Außendurchmesser D
Vtie 1:7-8 verhält. Vorzugsweise wird der neue Dichtungsring
aus Kunststoffmaterial mit gummiähnlichen Eigenschaften oder aus Gummi hergestellt.
- 10
Claims (13)
1. Mehrwegeventil mit einem in einer zentralen Bohrung im
Gehäuse axial verstellbaren Schieber als Verschlußglied, dem eine Steuermembran an Jedem axialen Ende zugeordnet ist, welche
die beweglich -> Wand eines rait der Steuerleitung in Verbindung
stehenden Steuerraumes an der der zentralen Bohrung abgewandten Seite der Membran bildet und auf diese Weise vom
Steuerdruck beaufschlagbar ist, und der im Bereich seiner
beiden axialen Enden innerhalb der ihn enthaltenden Bohrung mit Hilfe von mit ihrem Außenumfang am Gehäuse und mit ihrem
zentralen Bereich am Schieber befestigen, von der Mitte des Schiebers aus gesehen den geweiligen Steuermembranen vorgeschalteten
Halterungsmembranen schwebend aufgehängt ist, die so ausgebildet sind, daß sie den Schieber in den beiden Endstellungen
feststellen und sich aus der einen Endstellung in die andere Endstellung unter Einfluß des Steuerdruckes schnappend
überstellen, wobei die zentrale Bohrung im Ventilgehäuse bei "n" vom Ventil zu steuernden Wegen "n - 1" den Schieber in
koaxialer Anordnung unter Freilassung eines Spiels umgebende Tellerventilsitze besitzt, denen "n - 2" am Schieber angebrachte
Dichtungsringe zugeordnet sind, von denen einer als Doppelsitzverschlußstück ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der als Doppelsitzverschlußstück ausgebildete, mit seinem zentralen Bereich am Schieber gehalterte Dichtungsring
an seinem der Dichtungsfunktion zugeordneten Außenumfang einen
- 11 -
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- 11
etwa keilförmigen Einschnitt besitzt, derart, daß er an seinem Außenumfang zwei Dichtlippen aufweist, die sich in Abstand
zueinander radial nach außen erstrecken.
2. Mehrwegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der als Doppelsitzverschlußstück ausgebildete Dichtungsring
im Querschnitt die Gestalt eines mit der Öffnung nach außen gerichteten U hat.
3. Mehrwegeventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der als Doppelverschlußstück ausgebildete Dichtungsring
unter axialer Vorspannung in einer Nut oder zwischen zwei Ringbunden am Umfang des Schiebers sitzt, derart, daß
eine axiale Bewegung des Dichtungsringes zwischen den beiden Ringbunden verhindert wird.
4. Mehrwegeventil nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet,
daß die dem Außenumfang des Schiebers zugeordnete Fläche am Innenumfang des Dichtungsringes leicht in radialer Richtung
nach außen gewölbt ist.
5- Mehrwegeventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Fläche am Innenumfang des Dichtungsringes aus drei ringförmigen Teilflächen zusammengesetzt ist, nämlich aus
zwei im Bereich der beiden axialen Enden schräg in einander entgegengesetzten Richtungen verlaufenden Endflächen, deren
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dem jeweiligen axialen Ende des Dichtungsringes zugeordnete Seite den geringsten Abstand in radialer Richtung zur Längsmittelachse
des Dichtungsringes hat, und aus einer mittleren Fläche, deren gleichbleibender Abstand in radialer Richtung
zur Längsmittelachse des Dichtungsringes am größten ist.
6. Mehrwegeventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Fläche von einer Zylindermantelfläche gebildet
wird, während die beiden Endflächen durch die Mantelflächen von Kegelstümpfen gebildet werden, die sich jeweils
am zugehörigen axialen Ende in axialer Richtung zur Mitte hin und in radialer Richtung nach außen erstrecken und zweckmäßigerweise
mit der Längsmittelachse einen spitzen Winkel von 15° bilden.
7. Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 4- bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Dichtungsring an seinen beiden axialen Enden jeweils eine Ringnut aufweist, deren Abstand zum Innenumfang
sich gegenüber dem Abstand zum Außenumfang des Dichtungsringes wie 1 : 3 bis 5 verhält, wobei die Breite der
Ringnut einerseits annähernd der Nuttiefe und andererseits etwa dom Abstand zwischen dem Innenumfang des Dichtungsrings·
und der diesem zugewandten Kante der Ringnut entspricht.
8. Mehrwegeventil nach Anspruch 7? dadurch gekennzeichnet,
daß die Leiden Ringnuten an den beiden axialen Enden des Dich-
- 13 -
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- 13 -
tungsrings koaxial zueinander verlaufen, mit dom gleichen
Radius zur Längsmittelachse des Dichtungsrings beschrieben sind und in zueinander parallelen Ebenen enthalten sind, die
rechtwinklig zur Längsmittelachse des Dichtungsrings verlaufen.
9. Mehrwegeventil nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die zwischen der Ringnut und dem Innenumfang enthaltenen Flächenpartien an den beiden axialen Enden des
Dichtungsringes schräg verlaufen und hierbei mit dessen Längsmittelachse einen spitzen Winkel von z.B. 65 - 80 , vorzugsweise
75° bilden.
10. Mehrwegeventil nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die zwischen der Ringnut und dem Außenumfang enthaltenen Flächenpartien an den beiden axialen Enden des
Dichtungsringes zueinander parallel sind und genau rechtwinklig zu der Längsmittelachse des Dichtungsringes verlaufen.
11. Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Tiefe des keilförmigen Einschnittes in radialer Richtung gesehen etwa der halben Breite
das Dichtungsringes entspricht bzw. sich zweckmäßigerweise rjur Breite wie 6 bis 7 '· 11 *>is 12 verhält.
12. Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
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gekennzeichnet, daf der keilförmige Einschnitt sich vom
Außenumfang zur Mitte hin verjüngt und an den beiden Längsseiten durch schräg verlaufende Flächen begrenzt ist, die
mit einer rechtwinklig zur Längsmittelachse des Dichtungsringes verlaufenden Ebene jeweils einen Winkel von 5 "bis 15°>
vorzugsweise 10° bilden.
13. Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12. dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge des Dichtungsringes sich
zu dessen Innendurchmesser wie 1 .i 5 bis 7, vorzugsweise 1 :
and zu dessen Außendurchmesser wie 1 : 7 his 8 verhält.
Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring aus Zunststoffmaterial
mit gummiähnlichen Eigenschaften oder aus Gummi besteht.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE7320079U true DE7320079U (de) | 1973-08-30 |
Family
ID=1293682
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE7320079U Expired DE7320079U (de) | Mehrwegeventil |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE7320079U (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2509716A1 (de) * | 1975-03-06 | 1976-09-23 | Festo Maschf Stoll G | Ventilartige steuervorrichtung zum steuern eines mediumstromes |
DE102013001134A1 (de) | 2013-01-24 | 2014-07-24 | Festo Ag & Co. Kg | Mehrwegeventil |
DE102021112551A1 (de) | 2021-05-14 | 2022-11-17 | Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg | 3/2-Wegeventil, Hydraulikbaugruppe und zugehörige Wärmepumpe |
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- DE DE7320079U patent/DE7320079U/de not_active Expired
Cited By (3)
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---|---|---|---|---|
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DE102013001134A1 (de) | 2013-01-24 | 2014-07-24 | Festo Ag & Co. Kg | Mehrwegeventil |
DE102021112551A1 (de) | 2021-05-14 | 2022-11-17 | Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg | 3/2-Wegeventil, Hydraulikbaugruppe und zugehörige Wärmepumpe |
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