DE2852006A1

DE2852006A1 - Selbstschlussarmatur

Info

Publication number: DE2852006A1
Application number: DE19782852006
Authority: DE
Inventors: Reiner Dipl Ing Strangfeld
Original assignee: Rost & Soehne Georg
Current assignee: Rost & Co 32457 Porta Westfalica De GmbH
Priority date: 1978-12-01
Filing date: 1978-12-01
Publication date: 1980-06-04
Also published as: DE2852006C2

Description

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Georg Rost & Söhne, Zur Porta 8 - 12, 4952 Porta Westfalica

Selbstschlußarmatur

Die Erfindung betrifft eine Selbstschlußarmatur mit einem im Gehiluse geführten Ventilkolben, der mit einem gehäuseseitigen Ventilsitz zwischen dem Wassereinlaß und dem Wasserauslaß zusammenwirkt, sowie mit einem Betätigungsventil in der Verbindung zwischen der Entlastungskamrner oberhalb des Ventilkolbens und dem Wasserauslaß und mit einer Einrichtung zur Umschaltung des Ventilkolbens auf einen vorzeitigen, schnellen Rücklauf.

Bei einer vorbekannten Selbstschlußarmatur der gattungsgemäßen art (DE-OS 24 16 286) sind zwei verschiedene Druckknöpfe vorgesehen. Mit dem einen Druckknopf wird das Betätigungsventil im Sinne der Öffnung der Armatur in Gang gesetzt. Die Armatur vollführt dann eine relativ schnelle Offnungsbewegung und schaltet sich dann selbst auf eine langsame Schließbewegung um. Der voreingestellte Bewegungsablauf der Selbstschlußarmatur kann durch den zweiten Betätigungsknopf unterbrochen v/erden, wodurch der Ventilkolben auf einen schnellen Rücklauf im Sinne der Schließung der Armatur umgeschaltet wird. Dabei muß dieser zweite Druckknopf bis zum Ende des Bewegungsablaufs, also bis

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zum Schließen der Armatur, gedrückt gehalten werden.

Neben dem baulichen und auch räumlichen Aufwand durch zwei verschiedene Druckknöpfe ist hier auch der Bedienungskomfort gering, weil der Druckknopf für die Unterbrechung des voreingestellten Bewegungsablaufs der Selbstschlußarmatur und für die Umschaltung des Ventilkolbens auf einen vorzeitigen, schnellen Rücklauf dauernd gedrückt gehalten werden muß.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders raumsparend bauende und sehr bedienungsbequeme Selbstschlußarmatur zu schaffen.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht ihrem Wesen nach darin, daß eine das Betätigungsventil beinhaltende Einrichtung zur Selbsthaltung der Armatur in einer verzögerten Offnungsbewegung vorgesehen ist, mit der mittels erneuter Betätigung des Einschaltgliedes unter Aufhebung der Selbsthaltung der Ventilkolben auf den vorzeitigen, schnellen Rücklauf umschaltbar ist.

Durch die Verwirklichung der Selbsthaltung der Armatur in einer verzögerten Offnungsbewegung in Verbindung mit ein und demselben Betätigungselement sowohl für die Einleitung der Öffnung der Armatur wie auch für die Unterbrechung der Selbsthaltung und der Umschaltung auf den schnellen Rücklauf des Ventilkolbens ergibt sich ein sehr großer Bedienungskomfort. Es genügt praktisch, dieses eine Betätigungselement kurz anzutippen, um die Armatur in Gang zu setzen. Sie hält sich dann selbst in ihrer langsamen Offnungsbewegung. Soll die voreingestellte Laufzeit unterbrochen werden, wird in denkbar einfa-

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eher Weise dieses Betätigungselement erneut betätigt. Auch hier genügt wieder nur ein kurzes Antippen, um den gewünschten Vorgang auszulösen. Durch den Einsatz nur eines einzigen Betätigungselementes baut eine derartige Selbstschlußarmatur auch sehr kompakt und raumsparend, was von entscheidender Bedeutung beispielsweise dann ist, wenn das Armaturengehäuse selbst als drehbares Teil nochmals in einem v/eiteren Gehäuse angeordnet ist, wie es bei Mischarmaturen die Regel ist.

ßei derartigen Mischarmaturen wäre die Unterbringung eines zweiten Betätigungsknopfes ausgesprochen problematisch. Dabei ist aber andererseits die Möglichkeit der vorzeitigen Ausschaltung der Armatur auch gerade wieder bei Mischarmaturen besonders bedeutungsvoll, weil auf diese Weise ganz erhebliche Ersparnisse an Warmwasser und damit an Energie erzielt werden können.

Weitere Ausgestaltungen des Erfxndungsgegenstandes, insbesondere baulich zweckmäßige, weil einfache und zur kompakten Bauweise beitragende Ausgestaltungen, sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
Es zeigen

Fig. 1 schematisierte Teilschnitte durch eine Selbstschlußarmatur gemäß der Erfindung in zwei unterschiedlichen Stellungen,

Fig. 2 zwei weitere schematisierte Teilschnitte durch die Selbstschlußarmatur nach Fig. 1 in zwei weiteren verschiedenen Stellungen,

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Fig. 3 einen Schnitt gemäß XlI - III der Fig. 2.

Das Gehäuse 1 der Selbstschlußarmatur hat einen Wassereinlaß 2 sowie einen Wasserauslaß 3. In dem Gehäuse 1 ist in dessen oberen Bereich ein Ventilkolben 4 geführt, der mittels einer Dichtung 5 mit dem gehäuseseitig vorgesehenen Ventilsitz 5a zwischen dem Wassereinlaß 2 und dem Wasserauslaß 3 zusammenwirkt. Der Ventilkolben 4 trägt ferner eine Manschettendichtung 6, die eine Abdichtung der oberhalb des Ventilkolbens 4 befindlichen Entlastungskammer 7 darstellt.

Mittig in dem Ventilkolben 4 ist, axial beweglich zu ihm, ein Steuerstößel 8 gelagert, der oberseitig im Sinne der Bildung des Betätigungsventils der Selbstschlußarmatur mittels einer Schulter 11 mit einem vom Ventilkolben 4 getragenen O-Ring 10 zusammenwirkt, dergestalt, daß er, wenn er in der Schließstellung der Armatur durch eine Druckfeder 9 in seine untere Stellung gedrückt ist, den Entlastungsraum 7 gegenüber dem Wasserauslaß 3 abdichtet. In dieser Schließstellung drückt der Steuerstößel 8 mit seinem oberseitigen Flansch auch einen Ventilstößel 12 gegen die Kraft einer diesen beaufschlagenden Druckfeder 13 in eine Offenstellung, so daß, wie aus dem linken Teil der Fig. 1 ersichtlich, in dieser Schließstellung der Armatur die Entlastungskammer 7 zum Wassereinlaß 2 hin offen ist.

Der Steuerstößel 8 trägt an seinem unteren Ende eine Drosselmanschette 14, die mit dem Außenrand der Lippe in der den Durchmesser d aufweisenden Innenbohrung einer

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Steuerhülse 15 auf- und abbeweglich angeordnet ist.

Die Steuerhülse 15 weist am Ende ihres oberen zylindrischen Abschnittes einen Bund 17 auf, von dem ab sie sich nach unten in Form von vier kreuzförmig angeordneten Stegen 17a verlängert, die in entsprechenden gehäuseseitig vorgesehenen Aussparungen geführt sind (s. Fig. 3) und die zwischen sich fensterartige Durchbrechungen definieren, durch die bei entsprechender Betriebsstellung der Armatur das Wasser zum Wasserauslaß 3 strömen kann. Am unteren Ende der Steuerhülse 15 vereinigen sich die Stege 17a in einer Bodenplatte, von der ausgehend ein Druckknopf 17b aus dem Gehäuse 1 herausgeführt ist. Der Druckknopf 17b wird dabei von einer am anderen Ende am Gehäuse abgestützten Druckfeder 16 beaufschlagt, die normalerweise den Bund 17 der Steuerhülse 15 gegen eine gehäuseseitig vorgesehene Sitzkontur angedrückt hält.

Die Stege 17a sind innenseitig mit Vorsprüngen 18 versehen, mit denen das untere Ende des Steuerstößels 8 beaufschlagbar ist. Die Drosselmanschette 14 gleitet über einen ersten Wegbereich ausgehend von der Hubbewegung des Steuerstößels 8 einerseits längs der Stege 17a, andererseits, bis zum Erreichen der Konturkante 22 der gehäuseseitigen Sitzkontur, am Gehäuse.

Der Steuerstößel 8 trägt in einem Bereich unterhalb des Ventilkolbens 4, aber oberhalb der Steuerhülse 15 eine axial flexible Tellerdichtung 19, die einen Außendurchmesser D definiert. Ferner weist der Steuerstößel 8 im Bereich einer von der Schulter 11 aus nach innen verlaufenden Einschnürung 21 eine kleine Nut 20 auf.

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Die Funktionsweise der Selbstschlußarmatur wird nachfolgend im Zusammenhang beschrieben. Ausgegangen wird dabei von der linken Teilschnittdarstellung der Fig. 1, die die Selbstschlußarmatur in geschlossenem Zustand zeigt. Dabei liegt die Dichtung 5 des Ventilkolbens 4 auf dem gehäuseseitigen Ventilsitz 5a dichtend auf, so daß der Wassereinlaß gegenüber dem Wasserauslaß abgedichtet ist. Der statische Druck des Durchflußmediums sorgt dabei für die entsprechende Dichtkraft. Der Ventilstoßel 12 steht in seiner Offenstellung, so daß der Wassereinlciß 2 und die Entlastungskammer 7 miteinander verbunden sind. In dieser Stellung drückt auch die Druckfeder 9 den Steuerstößel 8 in seine untere Stellung, in der das aus dem O-Ring 10 und der Schulter 11 gebildete Betätigungsventil geschlossen ist. Die Drosselmanschette 14 des Steuerstößels 8 befindet sich dabei in einer Lage deutlich unterhalb der Sitzkonturkante 22 des Gehäuses, auf der auch der Bund 17 der Steuerhülse

15 aufsitzt.

Wird nun der Druckknopf 17b gegen die Kraft der Feder

16 betätigt, wird hierdurch die Steuerhülse 15 nach oben gedrückt und drückt dabei ihrerseits über die Vorsprünge 18 auch den Steuerstößel 8 nach oben, so daß der axial flexible Dichtungsteller 19 abdichtend gegen die Unterseite des Ventilkolbens 4 gedrückt wird. Die Schulter 11 des Steuerstößels 8 verschiebt sich dabei relativ zum O-Ring 10, so daß die kleine, düsenartig wirkende Nut 20 Wasser aus der Entlastungskammer 7 entweichen läßt. Da diese Nut sehr klein ist und im Hinblick auf die nachfolgend beschriebene langsame Öffnungsbewegung der Armatur unter hydraulischer Selbsthaltung auch sein muß, andererseits diese Druckentlastung hierdurch aber für die Einleitung der Aufwärtsbewegung des Ventil-

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kolbens 4 zu langsam ist, kann im Hinblick auf die Axialfxexioilität des Dichtungstellers 19 der Steuerstößel 8 noch weiter hochgedruckt werden, und zwar derart, daß die Einschnürung 21 dem Wasser aus der Entlastungskammer 7 einen größeren Durchflußquerschnitt freigibt, wie aus dem rechten Teilschnitt der Fig. 1 ersichtlich.

Das in dieser Stellung des Steuerstößels aus der Entlastungskammer 7 entweichende Wasser kann im Hinblick auf die nunmehr durch die Druckfeder 13 bewirkte Schließlage des Ventilstößels 12 (rechte Teilschnittdarstellung der Fig. 1) nicht ergänzt werden, so daß der sich auf der Unterseite des Ventilkolbens 4 auswirkende Druck aus dem Wassereinlaß 2 den Ventilkolben 4 vom Ventilsitz abhebt, wouei der Kolbendurchmesser in seinem oberen Uereich größer ist als der entsprechende Durchmesser im bereich des Ventilsitzes.

In dieser Anfangsphase der Abhebebewegung des Ventilkolbens 4 - der rechte Teilschnitt der Fig. 1 zeigt die Selbstschlußarmatur unmittelbar vor dem Abheben des Ventilkolbens 4 - liegt aber die Drosselmanschette 14 noch unterhalb der Sitskonturkante 22, dergestalt, daß das Wasser aus dem Wassereinlaß 2 nicht ungedrosselt und ungehindert in den Wasserauslaß 3 gelangen kann, obwohl in dieser Phase der Bund 17 der Steuerhülse 15 von

2ü der Sitzkonturkante 22 nach oben abgehoben ist. In dieser Phase kann vielmehr das Wasser nur unter entsprechender Verformung der Außenkante der Drosselmanschette 14 an dieser entlang gelangen. Es baut sich somit ein Druckgefälle zwischen dem Wassereinlaß 2 und dem Wasserauslaß 3 auf, das nach oben auf den Dichtungsteller 19 und nach unten auf die Drosselmanschette 14 übertragen wird. Die unterschiedlichen Durchmesser D (Außendurchmesser der

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Tellerdichtung 19) und d (Innendurchmesser der Steuerhülse 15) haben im Zusammenwirken mit der Druckdifferenz zwischen der Oberseite der Tellerdichtung 19 und deren Unterseite zur Folge, da3 der Steuerstößel 8 über seinen Dichtungsteller 19 gegen die Kraft der Druckfeder 9 nach oben gedrückt wird.

Die Drosselwirkung der Drosselmanschtte 14 ist nun so groß gewählt, daß der Steuerstößel 8 zwar gegen die Druckfeder 9 angehoben bleibt, jedoch dicht in seiner vollständig angehobenen Stellung, wie im rechten Teilschnitt der Fig. 1 dargestellt, sondern nur teilweise angehoben, so daß nach der geschilderten Anfangsphase der Öffnung die Entlastungskammer 7 nicht etwa im bisherigen Maße nach unten freigegeben bleibt, sondern vielmehr die Entlastungskammer 7 nur noch über die kleine düsenartig wirkende Nut 20 geleert werden kann. Dieses führt zu einer verzögerten aufwärts gerichteten Offnungsbewegung des Ventilkolbens 4. Da zwischenzeitlich nach Loslassen des Druckknopfes 7b dieser von der Druckfeder 16 wieder zurückgedrückt worden ist und dadurch der Bund 17 der Steuerhülse 15 wieder auf der gehäuseseitigen Sitzkonturkante 22 aufsitzt, wie im linken Teilschnitt der Fig. 2 dargestellt, kann auch weiterhin das Wasser nur längs der Drosselmanschette 14 zum Wasserauslaß 3 gelangen, so daß das genannte Druckgefälle bzw. die Druckdifferenz, die die Drosselmanschette 14 bildet, bei der nun erfolgenden langsamen weiteren Aufwärtsbewegung des Kolbens erhalten bleibt, wie sich auch aus der Anschauung des linken Teilschnitts der Fig. 2 ergibt. Es ergibt sich somit eine hydraulische Selbsthaltung» Die langsame Öffnungsbewegung des Ventilkolbens 4 stellt das eigentliche Zeitglied der Armatur dar.

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Jo kleiner die düsenartige Nut 20 gewühlt wird und je grüner der aur Verfügung stellende Offnungshub des Kolbens ist, umso großer ist die vorgegeoene Laufzeit der armatur.

Der Uffnungshub des Ventilkolbens 4 ist durch einen einstellbaren Anschlag 23 am oberen Ende der Entlastungslcararaer 7 begreru;bar. Läuft im Wormalbetrieb der Selbstschlußarmatur der Flansch des Steuerstößeis 8 gegen den Anschlag 23, wird der Steuerstößel 8 relativ zum Ventilkolben 4 nach unten gedruckt, wodurch sich der Dichtungsteller 19 von der unteren Fläche des Ventilkolbens 4 abhebt. Damit ist aber die selbsthaltende Druckdifferenz zwischen den beiden Flächen des Dichtungstellers 19 aufgehoben. Der Steuerstößel S schaltet somit vollends in seine untere Lage zurück. Hierdurch wird auch der Ventilstößel 12 gegen die Kraft der Druckfeder 13 in seine Offenstellung gedruckt, so daß eine Verbindung relativ großen Durchflußquerschnitts zwischen dem Wassereinlaß und der Entlastungskammer 7 geöffnet ist, die sich schnell füllt, so daß die Armatur sich in einer relativ schnellen Schließbewegung entsprechend einer relativ schnellen Abwärtsbewegung des Ventilkolbens 4 schließt. An sich bekannte und nicht dargestellte Vorrichtungen tragen dabei dafür Sorge, daß die Schließbewegung kurz vor ihrem Abschluß ausreichend gedämpft wird, um hydraulische Rückschläge in der zuführenden Leitung zu verhindern.

Der zuletzt geschilderte Betriebszustand der Armatur ist im rechten Teilschnitt der Fig. 2 im oberen Bereich dargestellt.

Bs besteht nun aber auch die Möglichkeit, die vorgegebene Laufzeit der Armatur zu unterbrechen und während der

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eingangs geschilderten langsamen üffnungsbewegung des Ventilkolbens 4 diesen auf eine schnelle vorzeitige Rücklaufbewegung im Sinne der Schließung der Armatur umzuschalten. Hierzu genügt es, während der langsamen Offnungsbewegung des Ventilkolbens 4 entsprechend der linken Teilschnittdarstellung der Fig. 2 j©eia©i&fcx den Druckknopf 17b, mit dem zugleich auch der Lauf der Selbstschlußarmatur in Gang gesetzt wurde, erneut zu betätigen. Geschieht dies nämlich, wird, nachdem die Drosselmanschette 14 nun ja die gehäuseseitige Sitzkonturkante 22 nach oben überlaufen hat, in überbrükkung der Drosselmanschette 14 eine By-Pass-Strömung hergestellt, die über den Ringkanal zwischen dem Arraaturengehäuse 1 und dem Außenmantel der Steuerhülse 15 durch die nunmehr offenliegenden Fenster zwischen den Stegen 17a erfolgt, soweit sich diese Fenster jetzt zwischen dem Bund 17 bei über den Druckknopf 17b eingedrückter Steuerhülse 15 einerseits und der Sitzkonturkante 22 andererseits erstrecken. Dieses ist aus der rechten Teilschnittdarstellung der Fig. 2 in deren unterem Teil ersichtlich. Die Ausschaltung der Wirkung der Drosselrnanschette 14 führt auch zu einem Zusammenbruch der die Selbsthaltung bewirkenden Druckdifferenz auf den beiden Flächen des Dichtungstellers 19, so daß jetzt der Steuerstößel 8 vorzeitig nach unten durchschaltet und in der vorstehend beschriebenen Weise der Ventilkolben 4 in einer schnellen Schließbewegung zurückläuft.

Es ist dabei darauf zu verweisen, daß diese vorzeitige Unterbrechung der vorgegebenen Laufzeit der Selbstschlußarmatur erst dann möglich ist, wenn die Drosselrnanschette 14 beim Offnungshub des Ventilkolbens 4 nach oben über die Sitzkonturkante 22 hinausgelaufen ist, da

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sicn sonst eine wirkungsvolle tsy-Pass-Strömung nicht
einstellen kann. Dieser Zustand ist einige Augenblicke nach der Erstbetätigung der Selbstschlußarmatur erreicht. Dies gewährleistet auch, daß die Armatur nicht bei jeder ErstJjetütiguncj etwa sofort von sich aus wieder auf die Aus-Bewegung umschaltet.

Das in den Figuren dargestellte Gehäuse 1 der Selbstschlußarmatur könnte selbst drehbar sein und innerhalb eines weiteren Gehäuses angeordnet sein, wie es für
Hischarmaturen bei sanitären Anlagen der Fall ist. Das Gehäuse 1 der vorstehend beschriebenen Selbstschlußarmatur könnte dann als drehbare Patrone ausgeführt sein, das als Temperatur-Stellglied in das Innere der Mischarmatur integriert wäre.

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Claims

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Patentansprüche

l.y Selbstschlußarmatur mit einem in einem Gehäuse geführten Ventilkolben, der mit einem gehäuseseitigen Ventilsitz zwischen dem Wassereinlaß und dem Wasserauslaü des Gehäuses zusammenwirkt, mit einem Betätigungsventil in der Verbindung zwischen der Entlastunyskammer oberhalb des Ventilkolbens und dem Wasserauslaß, sowie mit einer Einrichtung zum Umschalten des Ventilkolbens auf einen vorzeitigen, schnellen Rücklauf, gekennzeichnet durch eine das Betätigungsventil (10,11) beinhaltende Einrichtung (8,9,10,11,14,15,17,17a,17b, 19,20) zur Selbsthaltung der Armatur in einer verzögerten Offnungsbewegung des Ventilkolbens (4), mit der mittels erneuter Betätigung des Einschaltgliedes (17b) unter Aufhebung der Selbsthaltung der Ventilkolben (4) in den vorzeitigen, schnellen Rücklauf umschaltbar ist.
2. Selbstschlußarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ventilkolben (4) ein Steuerstößel (8) axial beweglich zum Ventilkolben gelagert ist, der in seinem oberen Bereich mit einem vom Ventilkolben (4) getragenen Dichtring (10) das ßetätigungsventil (10,11) definiert, dem eine Offenstellung im Sinne einer stärkeren Entlastung der Entlastungskammer (7) gegeben ist, sowie eine weitere Offenstellung, in der die Entlastungskammer (7) durch eine düsenartige Nut (20) im Ventilkörperbereich verzögert ist.

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3. Selbstschlußarmatur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daij der Steuerstüßel (8) mittels einer Druckfeder (9) gegenüber der Unterseite des Ventilkolbens (4) abgestützt ist und unterseitig des Ventilkolbens (4) einen gegen den Ventilkolben andrückbaren Dichtungsteller (19) aufv/eist.
4. Selbstschlußarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Selbsthaltung eine Steuerhülse (15) aufv/eist, die mittels eines auf eine gehäuseseitige Sitzkonturkante (22) aufsetzbaren Bundes

(17) in kreuzartige, fensterartige Durchbrechungen definierende Stege (17a) übergeht, die über eine Bodenplatte mit einem gehäuseaußenseitig vorgesehenen Druckknopf (17b) für die Ingangsetzung der Armatur und die Umschaltung des Ventilkolbens auf den vorzeitigen Rücklauf in Verbindung stehen, v/obei der Druckknopf (17b) über eine Druckfeder (16) am Gehäuse abgestützt ist.
5. Selbstschlußarmatur nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (17a) innere Vorsprünge

(18) aufweisen, mit denen die Unterkante des Steuerstößels (8) beaufschlagbar ist und der Steuerstößel

(8) an seinem unteren Ende eine Drosselmanschette (14) trägt, die in der Innenbohrung der Steuerhülse (15) sowie im unteren Teil ihrer Wegbahn unterhalb der gehäusesei tilgen Sitzkonturkante (22) an den Stegen (17a) sowie am Gehäuse der Selbstschlußarmatur anliegt, wobei der Dichtungsteller (19) des Steuerstößels (8) einen größeren Durchmesser hat, als dem Innendurchmesser der Steuerhülse (15) entspricht.
6. Selbstschlußarmatur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerstößel (8) über einen obersei-

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tigen Flansch mit Ventilstößeln (12) zusammenwirkt, die je nach ihrer Stellung einen Durchlaß zwischen dem Wassereinlaß (2) und der Entlastungskammer (7) oberhalb des Ventilkolbens (4) öffnen und schließen.

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