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Vorrichtung zum selbsttätigen Schließen der Einfülleitung zu Behältern,
insbesondere der Einfülleitungen zu Behältern in Flug- und Kraftfahrzeugen Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zum selbsttätigen Schließen eines Ventils in der Einfülleitung
zu Behältern aller Art, insbesondere der Einfülleitungen zu Kraftstoffbehältern
in Flug-und Kraftfahrzeugen, bei welcher der Flüssigkeitsstrom des Ausschankgutes
zur Erzeugung eines Luftsaugstromes .herangezogen wird, der unter einer Membran
eine Druckveränderung herbeiführt und die Membran verstellt, und wodurch die Sperr-und
Schließvorrichtung des Ventils betätigt wird, sobald der im Behälter ansteigende
Flüssigkeitsstand das freie Ende einer in den Behälter ragenden Luftleitung erreicht
hat.
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Die Erfindung :besteht darin, daß zur selbsttätigen Erzeugung eines
Luftsaugestromes um eine vom Abfüllgut durchströmte Düse eine Ringkammer angeordnet
ist, welche einerseits mit der erwähnten, in den zu füllenden Behälter ragenden
Luftleitung verbunden ist und anderseits mit einem durch die Membran nach außen
albgeschlossenen Raum in Verbindung steht.
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Der Vorteil dieser Konstruktion besteht in einem rechtzeitigen .Schließen
des Ventils, während bei einer bisher bekanntgewordenen Ausführung ein rechtzeitiges
Schließen deshalb nicht möglich war, weil dort eine separate Pumpe vorgesehen ist
und erst über diese Pumpe :die Membran heeinflußt wird. Durch diese Anordnung ergaben
sich so starke Verzögerungen im Abschließen des Ventils, daß das letztere unfehlbar
überschwemmt wurde.
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In der Zeichnung sind :beispielsweise vier Ausführungsformen der :erfindungsgemäßen
Vorrichtung im -Schnitt schematisch dargestellt.
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Fiig. r zeigt eine Ventileinrichtung, welche mit denn Stutzen a an
die Leitung einer Flüssigkeitsförderanlage angeschlossen werden kann. ' Itn
Innern
des Ventnl,gehäuses i ist eine Ventilbüchse 3 angeordnet, welche mit einem Ventilabschlußkörper
4 zusammenarbeitet. Die Ventilbüchse 3 wird zusammen mit dem Ausflußstutzenkopf
i i durch einen Gewindering 12 an die Schulter 9 des Ventilgehäuses i fest dichtend
angepreßt. Im Innern des Ausflußstutzenkopfes i i .ist eine Strahldüse 13 angeordnet,
welche .durch einen Träger 14 mit ersterem fest verbunden ist. Um das untere Ende
der von der Flüssigkeit durchströmtenDüse 13 ist eine Luftsaugkammer 15 angeordnet,
welche über die Bohrung 16 einerseits über .die Luftleitung 17 und die Öffnung 18
mit der äußeren Atmosphäre in Verbindung steht und anderseits über den Kanal ig
und 2o mit dem Raum 31 unterhalb der Membran 32 verbunden ist. Die Luftleitung 17
und der Ausflußstutzen 21 sind mit .denn Ausflußstutzenkopf i i fest verbunden.
Auf dem oberen Schaft der Strahldüse 13 ist ein unter der Wirkung einer Feder 22
stehendes Druckventil 23 angeordnet, welches mit der Ventilbüchse 3 zusammenarbeitet.
Der Ventilabschlußkörper 4 ist mit einem Federrohr 6 verbunden, welches an seinem
oberen Ende mit ,einer Flanschscheibe 7 verbunden ist. Letztere wird zusammen mit
einer Führungsbüchse 8 auf der Schulter 9, des Ventilgehäuses i fest .dichtend
verbunden, derart, daß keine Flüssigkeit in die obere Gehäusekammer dringen kann.
Im Innern des Federrohres 6 ist eine Druckfeder io angeordnet, welche den Ventilabschlußkörper
4 auf den Sitz i i i der Ventilbüchse 3 preßt. Der mit einer Ringnut 41 versehene
Schaft42 ,des Ventilabschlußkörpers 4 durchsetzt die Führungsbüchse 8 und einen
Spindelring 43, weicher ,in der Führungsbüchse 8 axial verschiebbar gelagert und
durch einen Bolzen 44, der in den Schlitz 45 der Führungsbüchse 8 eingreift, gegen
eine seitliche Verdrehung gesichert ist. Der Spindelring 43 :besitzt an seinem äußeren
Rande ein Flachgewinde 46, welches in das Gewinde 47 einer Spindelbüchse 48 eingreift.
Letztere ist mit einem auf dem Ventilgehäuse i drehbar .gelagerten Spindelkopf 51
verbunden. Der Spindelring 43 besitzt eine Bohrung 55, in der ein Sperrbolzen 61
verschieibbar gelagert ist, der einen Schulterkopf 62 aufweist, welcher in die Gleit-
bzw. Ziehnut 63 eines Schiebers 64 eingreift. Die im Membrangehäuse 71 .durch einen
Spannring 73 auf der Schulter 72 dicht eingespannte Membran 32 ist in der Mitte
mit einem Bügel 33 verbunden, welcher an seinem oberen Ende einen Führungszapfen
34 aufweist und den Gehäusedeckel 74 durchsetzt. Der Bügel 33 weist einen Stift
35 auf,. welcher in den Schlitz 37 einer im Träger 38 schwenkbar gelagerten Klinke
36 eingreift. Letztere greift mit der Nase 39. hinter die Schulter 81 einer unter
der Wirkung einer Feder 82 stehenden Schlagbüchse 8o, welche in einer Führungsbüchse
85 verschiebbar gelagert ist und durch einen vom Druckknopf 83 durchsetzten Abschlußring
84 im Gehäuse 71 festgehalten wird. Der Abschlußring :84 dient der Nase 86 der Schlagbüchse
8o als Hubbegrenzung. Inn Innern der Schlagbüchse 8o ist ein unter der Wirkung einer
Feder 87 stehender Schlagbolzen 9i verschiebebar angeordnet, welcher :an seinem
einen Ende einen Schulterkopf 92 aufweist, der mit der Nase 93 der Schlagbüchse
8o zusammenarbeitet. Dias andere Ende .des Schlagibolzens gi durchsetzt die Bohrung
95 der Führungsbüchse 85 und ist mit dem Schieber 64 fest verbunden.
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Die Arbeitsweise der in Fig. i dargestellten Ausführungsform, bei
der die erfindungsgemäße Vorrichtung auf pneumatisch-mechanischem Wege betätigt
wird und bei,der die Schließung des Ventils absolut tr4heitsfrei in der Zeit eines
Bruchteils einer Sekunde erfolgt, ist folgende: 'Ist die Flüssigkeitsförderung auf
irgendeine Weise in die Wege geleitet worden, so wird der Ausflußstutzen 21 der
an die Flüssigkeitsleitung angeschlossenen Ventileinrichtung i in die Einfüllöffnung
.des zu füllenden Behälters eingeführt. Der aus dem Abschlußring 84 ragende Druckknopf
83 wird in die Ringvertiefung eingestoßen, wodurch die Schlagbüchse 8o bis zu ihrem
Anschlag verschoben und die Feder 82 gespannt wird. Die mit dem 'Stift 35 des Membranbügels
33 im Eingriff stehende Klinke 36 wird durch die Wirkung der Feder foi hinter die
Schulter 81 der ;Schlagbüchse 8o gedrückt, welche von der Nase 39 der ,Klinke 36
festgehalten wird. Der im Innern. der Schlagbüchse 8o verschiebbar gelagerte Schlagbolzen
g1 wird durch Abheben der Nase 93 vorn .Schulterkopf 92 freigelegt und drückt unter
der Wirkung der Feder 87 den Schieber64 und damit den mit dem Schulterkopf 62 in
der Gleit- bzw. Ziehnut 63 liegenden und die Bohrung 55 durchsetzenden Sperrbolzen
61 in die Ringnut 41 des Schaftes 42. Durch die Drehung des Spindelkopfes in ider
Öffnungsrichtung wird ider mit der Spindelbüchse 4:8 1m Gewindeeingriff 46, 47 stehende
Spindelring 43 nach oben verschoben, derart, daß der in die Ringnut 41 eingreifende
Sperrbolzen 61 den Schaft 42 nach üben zieht und den Ventilabschlußkörper 4 vom
Ventilsitz i i i abhebt, wodurch das Ventil geöffnet wird. Je nach der Drehung des
Spindelkopfes 51 kann der Ventilabschlußkörper 4 mehr oder weniger vom Ventilsitz
fii abgehoben und damit die Durchflußmenge vergrößert oder verringert werden. Der
in irgendeiner Drehstellung ibelassene Spindelkopf 51 hält ohne eine besondere Verankerung
durch bloße Flächenreibung des Gewindes,das durch den Spindelring 43 hochgenommene
Ventil 4 in der gewünschten Offenstellung fest.
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Fließt .das Abfüllgut durch die -Leitung 2 bei geöffnetem Ventil in
den Raum 115 und von hier zum Teil durch die Düse 13 und .zum Teil durch das je
nach Druck und Fördermenge mehr oder weniger vom ,Sitz 12o :abgehobene Druckventil
23 in den Ausflußstutzenkopf i i und von .die über den Ausflußstutzen 21 nach unten
in den zu -füllenden Behälter, so wird in der Kammer 15 eine Saugwirkung erzeugt.
Durch die Bohrung 16 wird über die Leitung 17 und die Öffnung r8 Luft angesaugt,
derart, daß der Raum 31 unter der Membran 32, der durch den Kanal 2o und 19 über
die Bohrung 16 mit der Saugkammer 15 verbunden ist, von der
Saugwirkung
unbeeinflußt bleibt. Steigt der Flüssigkeitsspiegel im Behälter bis zur Öffnung
18 der Leitung 17, so wird der Luftzutritt durch die Öffnung 18 von der Flüssigkeit
abgeriegelt. Im Raum 31 unterhalb der Membran 32 wird durch die anhaltende Saugwirkung
eine Luftverdünnung stattfinden. Der durch .die Bohrungen 121 am Memlbrangehäusedeckel
74 einwirkende äußere Luftdruck wird die Membran 32 entgegen der Wirkung der Feder
ioi .durchbiegen, und es wird der mit der Membran 32 verbundene Bügel 33 nach unten
gezogen. Der mit letzterem verbundene und in den Schlitz 3.7 der Klinke 36 eingreifende
Stift 35 zieht somit die Nase 39 aus dem Schulteranschlag 81 der Schlagbüchse 8o.
Die so freigelegte Schlagbüchse 8o wird unter der Wirkung der Feder 82 mit der Nase
93 auf den Schulterkopf 92 des Schlagbolzens 9i aufschlagen und den mit letzteren
verbundenen Schieber 64 zurückziehen. Der mit dem Schulterkopf 62 in der Gleit-
bzw. Ziehnut 63 des Schiebers 64 liegende und die Bohrung 55 .des Spindelringes
43 durchsetzende Sperrbolzen 61 wird somit aus der Ringnut 41 des Schaftes 42 gezogen.
Der auf diese Weise freigelegte Ventiliabschlußkörper 4 wird durch .die Wirkung
der Feder io in seine Schließlage gedrückt, wodurch der Flüssigkeitsausfluß durch
das Ventil plötzlich abgestellt wird. Der zum Zwecke der Abfüllung b.zw. Öffnung
des Ventils mehr oder weniger hochgeschraubte Spindelring 43 muß nach jedem Abfüllvorgang
durch die rückläufige Drehung des Spindelkopfes 51 in seine Ausgangsstellung gebracht
#werden, wodurch die ganze Vorrichtung für einen neuen Abfüllvorgang bereit ist.
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In der in Fig. 2 schematisch und nur teilweise dargestellten Ausführungsform
ist an .Stelle .des Spindelkopfes 51 ein auf einer Achse 152 schwenkbar gelagerter
Druckhebel 151 angeordnet. Der vom Sperrbolzen 61 durchsetzte Spindelring 43 besitzt
an Stelle des Gewindeteils 46 einen Zapfen 153, der von einem Bolzen 154 durchsetzt
ist. Unter letzteren ;greift der Arm 151a des Druckhebels 151, .derart, daß durch
eine Schwenkung des letzteren der Spindelring 43 nach oben gezogen und damit das
Ventil geöffnet und offen gehalten werden kann.
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Die Arbeitsweise dieser teilweisen Ausführungsform ist folgende: Hat,
wie ,zu Fig. i bereits beschrieben, durch Einstoßen des Druckknopfes 83 der Sperrbolzen
61 in die Ringnut 41 des Ventilschaftes 42 eingegriffen, so wird durch Drücken auf
den Hebelarm 151a der Druckhebel 151 auf der Achse 152 geschwenkt. Der unter den
Bolzen 154 greifende Hebelarm 151a wird den Spindelring 43 nach oben ziehen und
damit den Ventilabschlußkörper 4 vom Sitz i i i abheben. Je nach der Schwenkung
des Druckhebels 151 öffnet sich das Ventil mehr oder weniger, und es fließt das
Ab-füllgut durch den Ausflußstutzen in den zu füllenden Behälter.
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Ist die Schließung des Ventils herbeigeführt worden, so wird nach
Loslassen des Druckes auf den Hebelarm 151b eine auf den Bolzen 154 wirkende Feder
155 den Spindelring 43 in seine Ausgangsstellung bringen, wodurch die Vorrichtung
zu einem neuen Abfüllvorgang bereit ist.
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In der in. Fig. 3 schematisch und ebenfalls nur teilweise dargestellten
Ausführungsform ist ein Membranventil vorgesehen, welches durch den Flüssigkeitsdruck
geöffnet und bei abgestellter Flüssigkeitsförderung unter der Wirkung einer Feder
geschlossen und in der Schließlage gehalten wird.
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Bei dieser Ausführungsform durchsetzt erfindungsgemäß der Schaft q.2
des Ventilabschlußkörpers 4 eine Führungsbüchse 8 und liegt mit seinem oberen Ende
lose an einem mit dem 'Spindelring 43 verbundenen Bügel ihr an. Der Spindelring
43 ist auf der nach oben verlängerten r@ührungsbüchse 8 axial verschiebbar gelagert
und durch Eingriff des Bügels 161 in den Führungsschlitz 162 der Führungsbüchse
8 gegen eine seitliche Verdrehung gesichert. Der Spindelring43 weist an seiner äußeren
Wandung ein Flachgewinde 46 auf, welches mit dem Gewinde 47 der Spindelbüchse 48
im Eingriff steht. Letztere durchsetzt mit dem Zapfen 163 ein Spannfedergehäuse
164, in welchem eine Spannfeder 165 angeordnet ist, die mit dem einen Ende am Gehäuse
164 und mit .dem anderen Ende am Zapfen 163 verankert ist. Der aus dem Gehäuse 164
ragende Zapfen r63 ist mit einer auf dein Ventilgehäuse i gelagerten Drehbüchse
51 verbunden, und diese ist mit einem Schauloch 166 versehen, welches mit einer
auf dem Spannfedergehäuse 164 angeordneten Skala 167 korrespondiert. Die Spindelbüchse
48 weist an ihrer äußeren Wandung Sperrsegmente 168 auf, in die der die Boh-. rung
95 durchsetzende Schlag- bzw. Sperrbolzen 91 eingreifen kann.
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Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform, bei der die Durchflußmenge
wählbar nach der Skala 167 fest eingestellt werden kann; ist folgende: Ist die Flüssigkeitsförderung
in die Wege geleitet und die Ventileinrichtung in den zu füllenden Behälter eingeführt
worden, so wird der Druckknopf 83 in die Ringvertiefung eingestoßen. Die Drehbüchse
51 wird nun in .der Richtung der steigenden Skala 167 gedreht, wodurch auch die
mit der ersteren verbundene Spindelbüchse 48 :axial verdreht und die Feder 165 gespannt
wird. Der mit der Spindelbüchse 48 im Gewindeeingriff 46, 47 stehende Spindelring
43 wird nach oben verschoben, wodurch der mit letzterem verbundene Bügel 161 vom
Ventilschaft 42 abgehoben wird, derart, daß sich das Ventil 4 unter der Einwirkung
des Flüssigkeitsdruckes entgegen der Wirkung der Feder io entsprechend dem Wege
des hochgezogenen Bügels 161 öffnen kann. Die .Drehbüchse 51 wird so weit gedreht,
bis die die ;gewünschte Durchflußmenge anzeigende Skalaziffer durch das Schauloch
166 der Drehbüchse 51 sichtbar ist. Die mit der Einstellskala übereinstimmenden
Sperrsegmente 168 an der äußeren. Wandung der mit der Drehbüchse 51 verbundenen
Spindelibüchse 48 werden im Verhältnis der erfolgten Drehung -der Dreinbüchse 51
seitlich verschoben. Der die Bohrung 95 durchsetzende und von der Nase 93 der Schlagbüchse
8o freigelegte
Schlag- bzw. Sperrbolzen gi wird von der Feder 87
in das mit der eingestellten Durchflußmenge übereinstimmende Sperrsegment 168 eingestoßen.
Die Spindelbüchse 48 wird dadurch entgegen der Wirkung der gespannten Feder 165
an ihrer rückläufigen Drehung verhindert, und das Ventil 4 .bleibt unter der Einwirkung
des Flüssigkeitsdruckes in der durch den Bügel 161 begrenzten Offenlage. je nach
der Verstellung der Sperrsegmente z68 kann sich das Ventil mehr oder weniger öffnen.
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Hat der Flüssigkeitsstand im Behälter die öffnung i8 der Luftl@citizng
i7 erreicht, so wird die Schlagibüchse 8o freigelegt, welche unter der Einwirkung
der Feder 8:2 den in das Sperrsegment 168
der Spindelbüchse 48 eingreifenden
Schlag- bzw. Sperrbolzen gi außer Eingriff abringt. Die dadurch freigegebene Spindelbüchse
48, verschiebt unter der Wirkung der gespannten Feder 165 in ihrer rückläufigen
Drehung den Spindelring 43 ,axial nach unten, und der mit letzterem verbundene Bügel
161 drückt entgegen der Wirkung des Flüssigkeitsdruckes den Schaft q.2 und damit
-den Ventilabschlußkörpei# 4 in seine Schließsage, wodurch der Flüssigkeitsaustritt
durch das Ventil plötzlich abgestellt wird. Ist auch die Flüssigkeitsförderung abgestellt
und die Flüssigkeitsleitung außer Druck gesetzt worden, so kann das Ventil nicht
:geöffnet und auch. keine Flüssigkeit aus der stets voll bleibenden Leitung .abgelassen
werden. ' In Fig. 4 ist eine Ausführungsform schematisch dargestellt, bei welcher
die erfindungsgemäße Vorrichtung auf pneumatisch-elektromagnetischem Wege betätigt
wird. Dabei durchsetzt der mit einer Schulterscheibe 139 versehene Schaft42 des
Ventilabschlußkörpers 4 die Führungsbüchse 8 und einen Elektromagneten 52, welcher
mit einem Magnetbügel 53 fest verbunden ist. Letzterer weist ,an seinem oberen Teil
ebenfalls einen.Spindelkopf 43 auf, welcher an seiner äußeren Wandung mit einem
Gewinde 46 versehen ist, das in das Gewinde 47 des auf -.dem Ventilgehäuse i drehbar
;gelagerten Drehkopfes 51 eingreift. Der mit dem Spindelkopf 43 und Bügel 53 zu
einem Ganzen festgefügte Elektromagnet 52 ist auf dem Ventilschaft 42 axial verschiebbar
gelagert und durch Eingriff eines Bolzens 5-4 in die Gleitnut 54' des Magnetbügels
53 gegen eine seitliche Verdrehung ;gesichert. Die im Membrangehäuse 71 angeordnete
Membran 32 ist in der Mitte mit einem Bolzen 133 fest dichtend verbunden. Letzterer
weist eine Schulter 134 auf, an der eine Membran 135 dicht befestigt ist. Am oberen
Ende des Bolzens 133 ist eine Kontaktfeder 136 angeordnet, welche mit den den Schaltkammerdeckel
137 .durchsetzenden Kontaktbolzen 144 zusammenarbeitet. Der Elektromagnet 52 steht
mit einer Stromleitung 145, die über die Kontaktbolzen 144 und die Kontaktfeder
136 führt, in Verbindung.. Die Membranen 32 und 135 und der Schaltkammerdeckel 137
werden an ihrem äußeren Rande zwischen Schulterringen durch den Gehäusedeckel 74
im Membrangehäuse 71 fest dichtend eingespannt. Der Raum 30 über der Membran
32 steht über die Bohrung 138 mit der äußeren Atmosphäre in direkter Verbindung.
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Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform, bei der die Durchflußmenge
nach Belieben eingestellt werden kann und bei .der die :Schließung des Ventils .absolut
trägheitsfrei innerhalb eines Bruchteils einer Sekunde erfolgt, ist folgende: Wird
die Flüssigkeitsförderung auf irgendeine Weise in die Wege geleitet und damit auch
die Leitung 145 unter Strom gesetzt, :so wird durch die in der Schaltkammer 2,9
an die Kontaktbolzen 144 anliegende Kontaktfeder 136 auch der Stromkreis 145" des
Elektromagneten 52 geschlossen. Nachdem der Ausflußstutzen2i des Ventils i in die
Einfüllöffnung des zu füllenden Behälters eingeführt ist, wird der in seiner Ausgangsstellung
befindliche Spindelkopf 51 entsprechend der gewünschten Durchflußmenge in der Öffnungsrichtung
gedreht. Dadurch zieht der Spindelkopf 43 den Magnetbügel 53 und Elektromagneten
52 nach oben. Der unter Strom stehende Elektromagnet 52 hält mit Hilfe des Magnetbügels
53, der auf- der Schulterscheibe rag fest aufsitzt, letztere fest, wodurch der mit
dem Magnetkern 42 fest verbundene Ventilabschlußkörper 4 vom Ventilsitz abgehoben
und entgegen der Wirkung der Feder io in der Offenlage gehalten wird. je nach Drehung
des Spindelkopfes 51 kann der Ventilabschlußkörper 4 .mehr oder weniger vom Ventilsitz
abgehoben und damit die Durchflußmenge vergrößert oder verringert werden.
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Steigt beim Abfüllen der Flüssigkeitsstand im zu füllenden Behälter
bis zur öffnung 18 der Luftleitung 17, so biegt die durch die Bohrungen 138 einwirkende
Atmosphäre die Membran 32 entgegen der Wirkung der Feder 18 durch, und es wird der
mit der Membran 32 verbundene Bolzen 133 nach unten gezogen. Die mit dem Bolzen
133 verbundene Kontaktfeder 136 wird von den Kontaktbolzen 144 abgehoben und der
Stromkreis 145" des Elektromagneten 52 unterbrochen. Dieser gibt den Magnetkern42
und damit die Schulterscheibe 139 vom Magnetbügel 53 frei, und die Feder io drückt
den Ventilabschlußkörper in seine Schließlage, wodurch der Flüssigkeitsaustritt
durch das Ventil plötzlich abgestellt wird. Nach jedem erfolgten oder neuen Abfüllvorgang
ist der Drehkopf auf seine Ausgangsstellung zurückzudrehen.
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Wenn die Flüssigkeitsförderung eingestellt ist, d. h. wenn der Elektromagnet
52 außer Strom ist, kann der Ventilabschlußkörper 4 nicht vom Ventilsitz abgehoben
werden, und es kann keine Flüssigkeit aus der stets voll bleibenden Leitung abgelassen
werden.