EP2132469A1 - Ventil - Google Patents
VentilInfo
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- EP2132469A1 EP2132469A1 EP08708839A EP08708839A EP2132469A1 EP 2132469 A1 EP2132469 A1 EP 2132469A1 EP 08708839 A EP08708839 A EP 08708839A EP 08708839 A EP08708839 A EP 08708839A EP 2132469 A1 EP2132469 A1 EP 2132469A1
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- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- valve
- elastic film
- film element
- valve according
- passage opening
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K7/00—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves
- F16K7/18—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with diaphragm secured at one side only, e.g. to be laid on the seat by rolling action
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
- F02D9/08—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits
- F02D9/18—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having elastic-wall valve members
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
- F02D9/02—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning induction conduits
- F02D2009/0201—Arrangements; Control features; Details thereof
- F02D2009/024—Increasing intake vacuum
Definitions
- the invention relates to a valve and to the
- Valves are known.
- DE 102 51 384 Al a valve is described which consists of a housing with a valve seat for a flap which is rotatably mounted on a drive shaft. Outside the flap, a first piston sealing ring and a second piston sealing ring are arranged in a circumferential groove of the flap.
- this valve is disadvantageous that the flap must be adjusted relatively expensive, so that a desired sealing effect can be achieved.
- the production of the flap is structurally relatively expensive.
- the invention is therefore based on the object to provide a valve in which the adverse adjustment of the flap and a structurally complex design of the valve can be avoided.
- the invention is also the
- valve which consists of a housing with a
- the planar boundary is to be understood to mean a planar boundary which allows a support of a planar element. But it can also be concave or convex, for example, so that the elastic film element then conforms to the punctual planar boundary.
- the plane boundary must therefore be designed in such a way that the elastic film element can be applied continuously and makes it possible to close the passage opening.
- the elastic film element is an at least partially bent element, which can be converted by force in a plane state. It may for example consist of plastic or metallic materials. It has surprisingly been found that the valve allows easy entry or exit of flowing media.
- the flowing media are liquids, it usually makes sense to provide the planar boundary with corresponding sealing elements. But the sealing effect can also be achieved in that the planar boundary is thin-walled, so that thereby the bearing forces are increased, which makes the use of additional sealing elements may not be required.
- a valve flap which is usually associated with a disadvantageous adjustment, can be dispensed with in an advantageous manner.
- the valve is structurally designed relatively simple in an advantageous manner, as to open or close the valve only tensile or compressive forces must be introduced into the elastic film element to the
- Passage opening according to opening or closing.
- a particular embodiment of the invention provides that the one side of the planar boundary is connected to one end of the elastic spring element. In this way, the required space of the valve can be optimally minimized.
- the elastic film element is connected to a transmission part for tensile or compressive forces.
- the transmission part can be fixed, for example, on that side of the elastic film element, which is opposite to that side of the elastic film element, which is connected to the planar boundary of the passage opening.
- a transmission part for example, also an elastic part or a wave-shaped element arranged be, which then acts in the form of a pull or push rod.
- the design of the transmission part is also dependent on the structural design of the actuator.
- the elastic film element is guided in at least one guide.
- the elastic film element is fixed laterally during operation, which increases the stability of the valve.
- a scroll spring element is arranged as an elastic film element.
- the roll spring element is a rolled-up strip, which is automatically transferred, without force, starting from the flat state, to the rolled-up state again and thus held. It is advantageous that only for closing the valve tensile forces must be introduced into the elastic film element. If the valve is then opened, it is not necessary to compressive forces in the elastic
- an elastic sheet-metal strip is arranged as the elastic film element.
- the valve can be produced in a simple way.
- the passage opening surrounds at its planar boundary a grid.
- the grid may be a metal grid disposed in the housing.
- the valve is relatively compact, which generally increases the stability of the valve, especially with larger pressure differences.
- the invention further relates to the use of the valve as a throttle element for motor vehicles with diesel engines.
- Motor vehicles with diesel engines have throttle elements with which a negative pressure in the intake manifold can be generated. These throttle elements should be as simple as possible. Due to the compact design of the valve, the valve can be used in a particularly advantageous manner as a throttle element for motor vehicles with diesel engines, the generation of negative pressure is ensured in a relatively simple manner.
- Fig. 1 shows the valve in the open state in three-dimensional form.
- Fig. 2a), b) shows the valve in the open state in the
- Fig. 3a), b) shows the valve in the closed state in the side view and in plan view.
- Fig. 4 shows an alternative embodiment of the valve in the closed state in three-dimensional form.
- Fig. 5a), b) shows an alternative embodiment of
- Fig. 6a), b) shows an alternative embodiment of the valve in the open state in the
- valve In Fig. 1, the valve is shown in the open state in three-dimensional form.
- the valve consists of a housing 1 with a passage opening 2 with planner
- the passage opening 2 is connected on one side 2 'with an elastic film element 3, which can close the passage opening 2 in the planned state (not shown).
- the elastic film element 3 is arranged as a scroll spring element and is provided with a
- Transmission part 5 connected for tensile or compressive forces.
- the transmission part 5 is an elastic wave-shaped element which is connected to the actuator (not shown) for the valve.
- the connection of the transmission part 5 with the elastic film element 3 is indicated only schematically for reasons of clarity.
- the connection of the elastic film element 3 with the one side 2 'of the planar boundary of the passage opening 2 takes place at one end of the elastic film element 3.
- the passage opening 2 surrounds at its planar boundary
- This grid 4 is made together with the housing 1 as a single part.
- FIG. 2a the valve in the open state in the side view of FIG. 1 is shown.
- Fig. 2b the valve is shown in the open state of FIG. 1 in plan view. If the valve is to be closed, that is it required to transmit 5 tensile forces in the elastic film element via the transmission part. This takes place in the direction of the arrow.
- Fig. 3a the valve is shown in the closed state in the side view.
- Fig. 3b the valve is shown in the closed state in plan view.
- Starting from the position shown in Fig. 2 causes an introduction of tensile forces on the transmission part 5 in the elastic film element 3, a rolling of the elastic film element 3, until it closes the passage opening 2 in the planar state.
- a rolling of the elastic film element 3 it is only necessary to ensure that no forces are introduced via the transmission part 5 in the elastic film element 3, so that this is automatically transferred back to the rolled state (not shown), and thus again in Fig. 1 and Fig. 2 shown opened state reached.
- This can be done without expenses of compressive forces, since a spring element is arranged as an elastic film element 3.
- valve 4 an alternative embodiment of the valve in the closed state is shown in three-dimensional form. In contrast to those shown in FIGS. 1 to 3
- the elastic film element 3 is an elastic sheet metal strip.
- the elastic film element 3 is guided in two guides 6. These prevent lateral breakage of the elastic film element 3 during operation and thus improve the compact design of the valve.
- FIG. 5a an alternative embodiment of the valve in the closed state of FIG. 4 is shown in side view.
- Fig. 5b an alternative embodiment of the valve in the closed state in plan view is shown. If the valve from the closed state in the open state to be transferred, it is necessary to introduce 3 tensile forces in the elastic film element on the transmission part 5 in the arrow direction.
- FIG. 6a an alternative embodiment of the valve in the open state is shown in the side view.
- Fig. 6b an alternative embodiment of the valve in the open state is shown in plan view. If the now opened valve is to be transferred again into the closed state, it is necessary to introduce compressive forces into the elastic film element 3 via the transmission part 5 (not shown), so that this again points to the plane boundary of the passage opening 2 and onto the grid 4 can be pushed to the closed state.
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Abstract
Das Ventil besteht aus einem Gehäuse (1) mit einer Durchlassöffnung (2) mit planer Begrenzung. Die Durchlassöffnung (2) ist an einer Seite (2') mit einem elastischen Folienelement (3), das im planen Zustand die Durchlassöffnung (2) verschliesst, verbunden. Gegenstand der Erfindung ist ferner die Verwendung des Ventils als Drosselelement für Kraftfahrzeuge mit Dieselmotoren.
Description
Beschreibung
Ventil
Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil sowie auf die
Verwendung des Ventils. Ventile sind bekannt. In der DE 102 51 384 Al wird ein Ventil beschrieben, das aus einem Gehäuse mit einem Ventilsitz für eine Klappe, die an einer Antriebswelle drehbar gelagert ist, besteht. Außen um die Klappe sind ein erster Kolbendichtring und ein zweiter Kolbendichtring in einer umlaufenden Nut der Klappe angeordnet. Bei diesem Ventil ist nachteilig, dass die Klappe relativ aufwendig justiert werden muss, damit eine gewünschte Dichtwirkung erreicht werden kann. Ferner ist die Herstellung der Klappe konstruktiv relativ aufwendig.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Ventil zu schaffen, bei dem die nachteilige Justierung der Klappe und eine konstruktiv aufwendige Ausgestaltung des Ventils vermieden werden können. Der Erfindung liegt ferner die
Aufgabe zu Grunde, eine spezielle Verwendung des Ventils zu schaffen .
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird durch ein Ventil gelöst, das aus einem Gehäuse mit einer
Durchlassöffnung mit planer Begrenzung besteht, die an einer Seite mit einem elastischen Folienelement, das im planen Zustand die Durchlassöffnung verschließt, verbunden ist. Unter der planen Begrenzung ist dabei beispielsweise eine ebene Begrenzung zu verstehen, die eine Auflage eines ebenen Elements ermöglicht. Sie kann aber auch beispielsweise konkav oder konvex ausgebildet sein, so dass sich das elastische Folienelement dann an die punktuell plane Begrenzung anschmiegt. Die plane Begrenzung muss somit derart gestaltet sein, dass sich das elastische Folienelement kontinuierlich aufbringen lässt und ein Verschließen der Durchlassöffnung ermöglicht. Bei dem elastischen Folienelement handelt es sich
um ein mindestens teilweise gebogenes Element, das durch Krafteinwirkung in einem planen Zustand überführbar ist. Es kann beispielsweise aus Kunststoff oder aus metallischen Werkstoffen bestehen. Es hat sich in überraschender Weise gezeigt, dass das Ventil ein problemloses Ein- oder Auslassen von strömenden Medien ermöglicht. Sofern es sich bei den strömenden Medien um Flüssigkeiten handelt, ist es in der Regel sinnvoll, die plane Begrenzung mit entsprechenden Dichtelementen zu versehen. Die Dichtwirkung kann dabei aber auch dadurch erreicht werden, dass die plane Begrenzung dünnwandig ausgebildet ist, so dass dadurch die Auflagekräfte erhöht werden, was den Einsatz von zusätzlichen Dichtelementen unter Umständen nicht erforderlich macht. Auf die nachteilige Anordnung einer Ventilklappe, die in der Regel mit einer nachteiligen Justierung verbunden ist, kann dabei in vorteilhafter Weise verzichtet werden. Das Ventil ist in vorteilhafter Weise konstruktiv relativ einfach gestaltet, da zum Öffnen beziehungsweise Schließen des Ventils lediglich Zug- oder Druckkräfte in das elastische Folienelement eingebracht werden müssen, um die
Durchlassöffnung entsprechend zu Öffnen oder zu Schließen.
Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die eine Seite der planen Begrenzung mit einem Ende des elastischen Federelementes verbunden ist. Auf diese Weise lässt sich der erforderliche Bauraum des Ventils optimal minimieren .
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das elastische Folienelement mit einem Übertragungsteil für Zug- oder Druckkräfte verbunden. Das Übertragungsteil kann dabei beispielsweise an derjenigen Seite des elastischen Folienelements fixiert werden, das derjenigen Seite des elastischen Folienelementes gegenüber liegt, die mit der planen Begrenzung der Durchlassöffnung verbunden ist. Als Übertragungsteil kann beispielsweise ebenfalls ein elastisches Teil oder ein wellenförmiges Element angeordnet
werden, das dann in Form einer Zug- oder Druckstange wirkt. Die Ausführung des Übertragungsteils ist dabei auch abhängig von der konstruktiven Ausgestaltung des Stellantriebs.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das elastische Folienelement in mindestens einer Führung geführt. Auf diese Weise wird das elastische Folienelement im Betrieb seitlich fixiert, was die Stabilität des Ventils erhöht. Um eine kompakte Bauweise des Ventils zu gewährleisten, ist es dann in der Regel vorteilhaft, die mindestens eine Führung am Gehäuse anzuordnen. Dabei kann es vorteilhaft sein, zwei Führungen, die gegenüberliegend angeordnet sind, und das elastische Folienelement umgreifen, am Gehäuse anzuordnen.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist als elastisches Folienelement ein Rollfederelement angeordnet. Bei dem Rollfederelement handelt es sich um einen aufgerollten Streifen, der ohne Krafteinwirkung, ausgehend vom planen Zustand, wieder in den aufgerollten Zustand automatisch überführt und so gehalten wird. Dabei ist vorteilhaft, dass lediglich zum Verschließen des Ventils Zugkräfte in das elastische Folienelement eingebracht werden müssen. Soll das Ventil anschließend geöffnet werden, so ist es nicht erforderlich, Druckkräfte in das elastische
Folienelement einzubringen, da dies dann durch die elastische Eigenspannung von selber in den aufgerollten Zustand überführt werden kann. Dies ermöglicht eine besonders einfache Konstruktion des für die Bedienung des Ventils erforderlichen Stellantriebs.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass als elastisches Folienelement ein elastischer Blechstreifen angeordnet ist. Auf diese Weise lässt sich das Ventil auf einfachem Wege herstellen.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umgreift die Durchlassöffnung an ihrer planen Begrenzung ein Gitter. Bei dem Gitter kann es sich um ein Metallgitter handeln, das in dem Gehäuse angeordnet ist. Es ist jedoch auch möglich, beispielsweise das Gehäuse und das Gitter als Einzelteil zu fertigen. Dabei ist vorteilhaft, dass die Auflage des elastischen Folienelementes auf die plane Begrenzung der Durchlassöffnung erleichtert wird. Ferner baut das Ventil relativ kompakt, was allgemein die Stabilität des Ventils besonders bei größeren Druckdifferenzen erhöht.
Gegenstand der Erfindung ist ferner die Verwendung des Ventils als Drosselelement für Kraftfahrzeuge mit Dieselmotoren. Kraftfahrzeuge mit Dieselmotoren weisen Drosselelemente auf, mit denen sich ein Unterdruck im Saugrohr erzeugen lässt. Diese Drosselelemente sollen möglichst einfach gestaltet sein. Auf Grund der kompakten Bauweise des Ventils kann das Ventil in besonders vorteilhafter Weise als Drosselelement für Kraftfahrzeuge mit Dieselmotoren eingesetzt werden, wobei die Erzeugung von Unterdruck auf relativ einfache Weise gewährleistet ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung (Fig. 1 ; Fig. 2a), b) ; Fig. 3a), b) ; Fig. 4; Fig. 5a), b) ; Fig. 6a), b) ) näher und beispielhaft erläutert.
Fig. 1 zeigt das Ventil in geöffnetem Zustand in dreidimensionaler Form.
Fig. 2a), b) zeigt das Ventil in geöffnetem Zustand in der
Seitenansicht und in der Draufsicht.
Fig. 3a), b) zeigt das Ventil in geschlossenem Zustand in der Seitenansicht und in der Draufsicht.
Fig. 4 zeigt eine alternative Ausgestaltung des Ventils in geschlossenem Zustand in dreidimensionaler Form.
Fig. 5a), b) zeigt eine alternative Ausgestaltung des
Ventils in geschlossenem Zustand in der Seitenansicht und in der Draufsicht.
Fig. 6a), b) zeigt eine alternative Ausgestaltung des Ventils in geöffnetem Zustand in der
Seitenansicht und in der Draufsicht.
In Fig. 1 ist das Ventil in geöffnetem Zustand in dreidimensionaler Form dargestellt. Das Ventil besteht aus einem Gehäuse 1 mit einer Durchlassöffnung 2 mit planer
Begrenzung. Die Durchlassöffnung 2 ist an einer Seite 2' mit einem elastischen Folienelement 3, das im planen Zustand die Durchlassöffnung 2 verschließen kann (nicht dargestellt) , verbunden. Das elastische Folienelement 3 ist dabei als Rollfederelement angeordnet und ist mit einem
Übertragungsteil 5 für Zug- oder Druckkräfte verbunden. Bei dem Übertragungsteil 5 handelt es sich um ein elastisches wellenförmiges Element, das mit dem Stellantrieb (nicht dargestellt) für das Ventil verbunden ist. Die Verbindung des Übertragungsteils 5 mit dem elastischen Folienelement 3 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nur schematisch angedeutet. Die Verbindung des elastischen Folienelements 3 mit der einen Seite 2 ' der planen Begrenzung der Durchlassöffnung 2 erfolgt an einem Ende des elastischen Folienelementes 3. Die Durchlassöffnung 2 umgreift an ihrer planen Begrenzung ein
Gitter 4. Dieses Gitter 4 ist zusammen mit dem Gehäuse 1 als Einzelteil gefertigt.
In Fig. 2a) ist das Ventil in geöffnetem Zustand in der Seitenansicht gemäß Fig. 1 dargestellt. In Fig. 2b) ist das Ventil in geöffnetem Zustand gemäß Fig. 1 in der Draufsicht dargestellt. Soll das Ventil geschlossen werden, so ist es
erforderlich, über das Übertragungsteil 5 Zugkräfte in das elastische Folienelement zu übertragen. Dies erfolgt in Pfeilrichtung .
In Fig. 3a) ist das Ventil in geschlossenem Zustand in der Seitenansicht dargestellt. In Fig. 3b) ist das Ventil in geschlossenem Zustand in der Draufsicht dargestellt. Ausgehend von der in Fig. 2 dargestellten Position bewirkt ein Einbringen von Zugkräften über das Übertragungsteil 5 in das elastische Folienelement 3 ein Abrollen des elastischen Folienelementes 3, bis dieses im planen Zustand die Durchlassöffnung 2 verschließt. Um das Ventil anschließend wieder zu öffnen, ist lediglich dafür zu sorgen, dass keinerlei Kräfte über das Übertragungsteil 5 in das elastische Folienelement 3 eingebracht werden, so dass dieses automatisch wieder in den aufgerollten Zustand (nicht dargestellt) überführt wird, und somit wieder den in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten geöffneten Zustand erreicht. Dies kann ohne Aufwendungen von Druckkräften erfolgen, da als elastisches Folienelement 3 ein Rollfederelement angeordnet ist .
In Fig. 4 ist eine alternative Ausgestaltung des Ventils in geschlossenem Zustand in dreidimensionaler Form dargestellt. In Gegensatz zu den in Fig. 1 bis Fig. 3 gezeigten
Ausführungsformen handelt es sich bei dem elastischen Folienelement 3 um einen elastischen Blechstreifen. Das elastische Folienelement 3 ist dabei in zwei Führungen 6 geführt. Diese verhindern ein seitliches Ausbrechen des elastischen Folienelementes 3 während des Betriebs und verbessern somit die kompakte Bauweise des Ventils.
In Fig. 5a) ist eine alternative Ausgestaltung des Ventils in geschlossenem Zustand gemäß Fig. 4 in der Seitenansicht dargestellt. In Fig. 5b) ist eine alternative Ausgestaltung des Ventils in geschlossenem Zustand in der Draufsicht dargestellt. Soll das Ventil vom geschlossenen Zustand in den
geöffneten Zustand überführt werden, so ist es erforderlich, in das elastische Folienelement 3 Zugkräfte über das Übertragungsteil 5 in Pfeilrichtung einzubringen.
In Fig. 6a) ist eine alternative Ausgestaltung des Ventils in geöffnetem Zustand in der Seitenansicht dargestellt. In Fig. 6b) ist eine alternative Ausgestaltung des Ventils in geöffnetem Zustand in der Draufsicht dargestellt. Soll das nunmehr geöffnete Ventil erneut in den geschlossenen Zustand überführt werden, so ist es erforderlich, in das elastische Folienelement 3 Druckkräfte über das Übertragungsteil 5 einzubringen (nicht dargestellt) , so dass dieses dann wieder auf die plane Begrenzung der Durchlassöffnung 2 und auf das Gitter 4 bis zum geschlossenen Zustand geschoben werden kann.
Claims
1. Ventil, das aus einem Gehäuse (1) mit einer Durchlassöffnung (2) mit planer Begrenzung besteht, die an einer Seite (2') mit einem elastischen Folienelement (3), das im planen Zustand die Durchlassöffnung (2) verschließt, verbunden ist.
2. Ventil nach Anspruch 1, bei dem die eine Seite (2') der planen Begrenzung mit einem Ende des elastischen
Folienelementes (3) verbunden ist.
3. Ventil nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem das elastische Folienelement (3) mit einem Übertragungsteil (5) für Zug- oder Druckkräfte verbunden ist.
4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das elastische Folienelement (3) in mindestens einer Führung
(6) geführt ist.
5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem als elastisches Folienelement (3) ein Rollfederelement angeordnet ist.
6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem als elastisches Folienelement (3) ein elastischer Blechstreifen angeordnet ist.
7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Durchlassöffnung (2) an ihrer planen Begrenzung ein
Gitter (4) umgreift.
8. Verwendung des Ventils nach einem der Ansprüche 1 bis 7 als Drosselelement für Kraftfahrzeuge mit Dieselmotoren.
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