DE1775016A1

DE1775016A1 - Ventilbetaetigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE1775016A1
Application number: DE19681775016
Authority: DE
Inventors: Thrall Walter I
Original assignee: American Meter Co Inc
Current assignee: Elster American Meter Co LLC
Priority date: 1968-01-02
Filing date: 1968-06-27
Publication date: 1972-04-13
Also published as: BE717375A; NL6808982A; US3429321A; GB1173868A

Description

^ Patentanwälte

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American Meter Company, Philadelphia / Pennsylvania (VoSt.v.A.)

Ventilbetätigungsvorrichtung

Gegenstand der Erfindung ist eine Ventilbetätigumgsvorrichtung, und die Erfindung ist im besonderen auf eine verbesserte Regulierung einer Ji¹IUssigkeitsströmung gerichtet, wenn der Druck der Flüssigkeit einen vorherbestimmten Höchstwert tibersteigt oder unter einen vorherbestimmten Mindestwert absinkt.

Eine solche Vorrichtung ist in denjenigen Fällen von besonderem Nutzen, in denen ein Ansteigen oder Absinken des Druckes zu einer Gefahr führen würde. Es kann der Fall eintreten, dass der^ Druck in einer leitung so hoch wird, dass die Leitung platzt, oder dass der als Sicherheitsgrenze festgesetzte höchste Druck für die

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Anlage überschritten wird, oder wenn die Leitung ein Leck aufweist, so dass der Druck in der Leitung absinkt»

Die Vorrichtung nach der Erfindung spricht entweder auf einen vorherbestimmten Höchstdruck oder auf einen vorherbestimmten Mindestdruck an, welche beiden Werte unabhängig von einander durch Einstellen festgesetzt werden können. Dieses zusätzliche Merkmal ermöglicht eine Anpassung der Torrichtung nach der Erfindung an viele verschiedene Flüssigkeitsströmungsanlagen. Auch nach dem Einbau der Vorrichtung in eine Anlage kann entweder die Hochdruckgrenze oder die Unterdruckgrenze eingestellt werden.

Da die Vorrichtung nach der Erfindung sowohl auf eine Temperaturänderung als auch auf eine Druckänderung anspricht, so kann die Vorrichtung als Feuerschutzeinrichtung verwendet werden. Die Vorrichtung nach der Erfindung kann auch so eingerichtet werden, dass sie auf eine plötzliche Bewegung anspricht, so dass die Anlage im if alle eines Erdbebens geschützt werden kann·

Die Erfindung wird nunmehr ausführlich beschrieben. In der beiliegenden einzigen Zeichnung ist die

Fig.1 ein senkrechter Schnitt durch eine bevorzugte Ausführungs-) form der Erfindung,

Fig.2 ein waagerechter Schnitt nach der Linie 2-2 in der Fig.1, fig»3 eine zum Teil als Schnitt gezeichnete Darstellung einer bevorzugten Aueführung eines Bücketeilechlüseels, der bei der Vorrichtung nach der Erfindung benutzt wird, und ?ig„4 eine zum Teil als Svhnitt gezeichnete Darstellung einer abgeänderten Ausführung der Vorrichtung nach der Erfindung.

Die Pig.1 zeigt eine als Ganzes mit 10 bezeichnete Gehäuse anordnung mit einem .!federgehäuse 11, einem Preisetzungsge-

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häuse 12 und mit einem Ventilkörper 13· Obwohl der Ventilkörper verschiedenartig ausgestaltet werden kann, so ist doch das in der Fig.1 dargestellte normalerweise offene Ventil vorzuziehen. Der Ventilkörper 13 weist eine Einlasekammer 14 und eine Auslasskammer 15 auf, welche beiden Kammern durch eine Trennwandung 16 von einander getrennt sind, die eine Bohrung mit einem Innengewinde aufweist, in die ein Ventilsitz 17 eingeschraubt wird.

Eine als Ganzes mit 18 bezeichnete Schaftanordnung erstreckt sich durch die Mitte des Federgehäuses 11 und durch das Freisetzungsgehäuse 12 in den Ventilkörper 13 hinein. Die Schaftanordnung 18 besteht aus einem Schaft 19 mit einem sechseckigen Querschnitt, aus einem runden Schaft 20 und aus einem weiteren größeren runden Schaft 20a. Der sechseckige Schaft 19 ist an beiden Enden mit einem Außengewinde versehen und mit dem unteren Ende mit dem oberen Ende des runden Schaftes 20 verschraubt, der mit einem entsprechenden Innengewinde versehen ist. Zwischen den beiden Schäften 19 und 20 ist ein kreisrunder Kragen 21 befestigt. Der runde Schaft 20 weist eine glatte Außenseite auf und kann mit Chrom plattiert oder auf eine andere Weise behandelt sein, um die Oberflächenreibung zu vermindern· Zwischen einem sechseckigen Teil ( 23 des Schaftes 20 und einer Schulter 23a am Schaft 20a ist koaxial ein kreisrundes Hockenglied 22 angeordnet. Die Außenseite 24 des Nockengliedes 22 ist kegelstumpfförmig ausgestaltet und verbreitert sich nach unten und nach außen. Der Schaft 20a weist einen sechseckigen Querschnitt auf sowie ein Innengewinde am unteren Ende. An diesem sechseckigen Ende ist ein Ventilkopf 25 befestigt.

Der Ventilkopf 25 wird an der Gebrauchsstelle von einer Schraube 25a festgehalten, die durch eine in der Mitte gelegene öffnung 26 am Ventilkopf 25 hindurchgeführt und in das Innen-

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gewinde am unteren Ende des Schaftes 20a eingeschraubt ist. Ist das Ventil geschlossen, so sitzt ein am Ventilkopf 25 konzentrisch angeordneter Dichtungsring 26a auf dem Ventilsitz 17· Der hohl ausgestaltete Schaft 20a bildet einen Durchlass 27» der sich in einem ähnlichen Durchlass 27a am unteren Ende des Schaftes 20 fortsetzte Eine in der Mitte der Schraube 25a vorgesehene öffnung 28 und die kreisrunden öffnungen 28a am sechseckigen feil des Schaftes 20 stellen eine Druckverbindung zwischen der Auslasskammer 15 und einer Membrankammer 28b_ her.

Das Jfreisetzungs- oder Auslösegehäuse 12 1st becherförmig ausgestaltet und weist einen schmalen Schaftteil (12a) und an der Basis einen Plansch auf, der mit dem Ventilkörper 13 verbunden ist. Zwischen dem Freisetzungsgehäuse 12 und dem Ventilkörper 13 ist ein Dichtungsring 29 vorgesehen. Der Schaftteil (12a) let in der Mitte mit einer kreisrunden öffnung 30 versehen, in der der Schaft 20a senkrecht gleitbar gelagert ist. Zwischen dem Schaft 20a und dem tfreisetzungsgehäuse 12 ist ein Dichtungsring 31 angeordnet. Ferner ist ein Abstreifer 32 vorgesehen, der das Bindringen von Staubpartikeln verhindert, die die Wirksamkeit des Dichtungsringes 31 beeinträchtigen können.

Im Freisetzungsgehäuse 12 ist ein gegabelter Auslöser 33 so angeordnet, dass der Schaft 20 sich zwischen den beiden parallelen und gleichen Seiten 34 und 35 des Auslösers befindet. Der Auslöser 33 ist mit den Hebelarmen 36 und 37 versehen. Zwischen der Unterseite des Hebelarmes 36 und der Innenseite der waagerechten Wandung des Freisetzungsgehäuses 12 ist eine feder 38 angeordnet, die den Auslöser in der in der Pig*1 dargestellten Stellung festhält. In die Wandungen des Gehäuses 12 sind die Stifte 39 und 40 eingesetzt, die eine Drehachse für den Auslöser 33 bilden.

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Ein zylindrischer Stift 41 erstreckt sich durch die auf einander ausgerichteten öffnungen 42a, die an den Schenkeln eines U-förmigen Verbindungsgliedes 42 vorgesehen sind. Die Enden des Stiftes 41 sind mit den Seiten 34 und 35 des Auslösers 33 verbunden, wobei der zylindrische Stift 41 an der Unterseite des Nockengliedes 22 anliegt. Mit dem U-förmigen Verbindungsglied 42 steht eine Zugstange 43 in Verbindung, die in einer Führungsbuchse 44 gleitbar gelagert ist. Ein Dichtungsring 45 dichtet die Zugstange 43 gegen die Pührungsbuchse 44 ab und verhindert ein Durchsickern. In die an der Seitenwandung des Preisetzungsgehäuses 12 vorgesehenen Gewinde- ä bohrungen 46 und 47 ist die Tührungsbuchee 44 bezw· ein Stopfen 46 eingeschraubt· Ein Dichtungsring 50 verhindert ein Durchsickern zwischen der Pührungabuchse 44 und dem Gehäuse 12.

Zwischen dem .federgehäuse 11 und dem Preiset zunge gehäuse 12 ist eine biegsame Membran 51 angeordnet. Die Innenkante der Membran 51 wird beiderseits von zwei Scheiben 52 und 53 festgehalten. Die Scheibe 52 ist an der Oberseite der Membran 51 angeordnet und mit einem sich nach oben erstreckenden Plansch 54 versehen. Die Scheiben 52 und 53 sowie die Membran 51 sind in der Mitte mit auf einander ausgerichteten öffnungen versehen, in die eine Buchs· 55 eingesetzt ist, in der ein Teil des Schaftes 20 senkrecht gleitbar ist. Bin Dichtungsring 56 und ein Abstreifer 57 dichten den Schaft 20 gegen die Buchse 55 ab und verhindern ein Durchsickern. Die Buchse 55 erweiter sich am unteren Teil zu einer Platte 58, die die Scheibe 53 festhält. Die Platte 58 ist an der Unterseite mit einem Stößel 59 und einem Bügel 60 versehen. Die Innenkante der Membran 5t wird zwischen den Scheiben 53 und 52 dadurch festgehalten, dass ein Gewindering 61 auf das Außengewinder an der Buchse 55 aufgeschraubt und gegen die Scheibe 52 fest angezogen wird.

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Das federgehäuse 11 besteht aus einem allgemein zylindrischenkörper 62, der mit einem Plansch 63 und einem Innengewinde 64 versehen ist. In das Innengewinde 64 des Körpers 62 ist ein Gewindering 65 mit dem Außengewinde 66 eingeschraubt, mit welchem Hing der Höchstdruck eingestellt werden kann. Dieser Einstellring 65 ist mit den Ansätzen 67 versehen, mit deren Hilfe der Einstellring im Körper 62 gedreht werden kann, wobei der Ring sich im Gewinde 64 axial bewegt» Der Einstellring 65 ist ferner mit einem Innengewinde 6Θ versehen, in das das Außengewinde 69 eines zum Einstellen des Mindestdruckes dienenden Einstellringes 70 eingeschraubt ist, der koaxial zum Körper 62 und zum Einstellring 65 angeordnet ist. Mit Hilfe der am Einstellring 70 vorgesehenen Ansätze 71 kann der Ring 70 gedreht und axial eingestellt werden. .Der Einstellring 70 ist in der Mitte mit einer öffnung 72 versehen, durch die der sechseckige Schaft 19 hindurchgeführt ist. Im Körper 62 sind konzentrisch eine Höchstdruckfeder 73,,eine Mindestdruckfeder 74 und eine Ventilschließfeder 75 angeordnet. .Das obere Ende der Feder 73 liegt am Einstellring 65 an.

Das untere Ende der Feder 73 ruht in einem Jfedersitz 76, der mit einem nach außen vorstehenden Plansch 77 versehen ist. Die Bewegungs st recke des Federsitzes wird von einer Schulter 78 begrenzt, die an der Innenwandung des Körpers 62 vorgesehen ist und mit dem Flansch 77 zusammenwirkt. Die Unterseite des Federsitzes 76 liegt am Flansch 54 an der Scheibe 52 an. Die Enden der Feder 74 befinden sich zwischen dem Einstellring 70 und dem Ring 61. Das obere Ende der Ventilschließfeder 75 liegt gleichfalls am Einstellring 70 an, während das untere Ende der Feder 75 am Kragen 21 der Schaftanordnung 18 anliegt·

In den Körper 62 ist eine Federkappe 79 eingeschraubt,

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die in der Mitte mit einer Gewindebohrung 80 versehen ist, in die eine Kappenverschlusschraube 81 eingeschraubt ist. Der Körper 62 ist mit einer Öffnung 82 versehen, mit deren Hilfe der Druck im .Federgehäuse 11 reguliert werden kann. Ein Drosselkanal 82a in der öffnung 82 verhindert eine die Kapazität dee Jfedergehäuses 11 übersteigende Entlüftung, wobei das Ventil betätigt wird, wenn die Leckage an der Membran 51 vorbei einen vorherbestimmten Wert übersteigt.

Die in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Vorrichtung arbeitet in der folgenden Weise: Die Höchstdruckfeder 73 und die Mindestdruckfeder 74 wird so eingestellt, dass eine gewünschte axial gerichtete Kraft ausgeübt wird. Ist das Ventil geöffnet, wie dargestellt, so strömt ein unter Druck stehendes Strömungsmittel aus der Kammer 15 durch den .Durchlass 27 in die Membrankammer 28b und übt auf die Unterseite der Membran 51 einen Druck aus· Übersteigt dieser Druck den von den federn 73 und 74 auf die Membran 51 ausgeübten Druck nach unten, so wird die Membran 51 nach oben bewegt und führt den Bügel bO mit· Bei der Aufwärtsbewegung des Bügels 60 wirkt dieser auf den Hebelarm 37 am Auslöser 33 ein, wobei der Auslöser 33 sich auf den Stiften 39 und 40 dreht und den ( zylindrischen Stift 41 aus dessen Lage unter dem Hockenglied 22 herausbewegt· Dies hat zur Folge, dass die Ventilschließfeder 75 die Schaftanordnung 18 nach unten drückt, bis der Dichtungsring 26a im Ventilkopf 25 mit dem Sitz 17 in Berührung gelangt, wobei der Durchlass zwischen der Auslasskammer 15 und der Einlasskammer 14 geschlossen wird. Der stromaufseitige Druck hält das Ventil geschlossen.

Sinkt andererseits der Druck des Strömungsmittels in der Membrankammer 28b unter den von der Mindestdruckfeder 74 ausgeübten

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Druck ab, so drückt die Feder 74 die Membran 51 nach unten, wobei der Stößel 59 auf den Hebelarm 36 des Auslösers 33 einwirkt und diesen auf den Stiften 39 und 40 dreht mit der folge, dase der zylindrische Stift 41 aus dessen Lage unter dem Hockenglied 22 herausbewegt wird. Hierbei wird die Schaftanordnung 18 axial nach unten bewegt und der Durchlass zwischen der Einlasskammer 14 und der Auslasskammer 15 geschlossen·

Die Feder 73 ist nur solange wirksam, bis der Flansch 77 sich an die Schulter 78 anlegt, so dass nur die feder 74 die wei_fc tere Abwärtsbewegung der Membran bewirkt·

Das Ventil kann ferner durch Ziehen an der Zugstange 43 geschlossen werden, die den zylindrischen Stift 41 aus dessen Lage unter dem Nockenglied 22 herauszieht, wobei die Schaftanordnung 18 nach unten bewegt und der Durchlass zwischen der Einlassund der Auslasskammer geschlossen wird. Der Stopfen 48 ist mit einem Metallkern 49 versehen, der schmilzt, wenn die Temperatur einen vorherbestimmten Höchstwert erreicht, so dass das Strömungsmittel aus der Membrankammer 28b entweichen kann, so dass in dieser ein niedriger Druck besteht, In der Folge wird der Auslöser betä-} tigt und die Sch_aftanordnung 18 nach unten bewegt, wie beschrieben.

Soll die Ventilbetatigungsvorrichtung wieder in Wirkung gesetzt werden, nachdem die Schaftanordnung 18 nach unten bewegt worden ist, so wird der Kappenverschluss 81 entfernt und der Schlüssel 84 an dem sechseckigen Schaft 19 befestigt, wobei das Innengewinde 85 des Schlüssels 84 auf das Außengewinde am oberen Ende des Schaftes 19 aufgeschraubt wird. Dieses Aufschrauben wird fortgesetzt, bis der am Schlüssel 84 vorgesehene Kragen 86 mit der Kappe 79 in Berührung gelangt und das Ventil teilweise öffnet·

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Danach wird der Schlüssel 84 mit Hilfe des Handgriffes 87 angehoben, bis das Nockenglied 22 an der Schaftanordnung 18 den zylindrischen Stift 41 seitlich wegdrückt und an diesem vorbeigeführt wird. Hiernach wird der Schlüssel 84 wieder entfernt und der Kappenverschluss 81 wieder eingeschraubte

Die Pige4 zeigt eine andere Ausführung des Ventils mit der Betätigungsvorrichtung nach der Erfindung. Der Ventilkörper 100 weist eine Einlasskammer 101 und eine Auslasskammer 102 auf, die durch eine Trennwandung 103 von einander getrennt sind. Diese Trennwandung ist mit einer Gewindebohrung versehen, in die ein έ Ventilsitz 104 eingeschraubt ist. Der Ventilsitz 104 ist mit einer öffnung 106 versehen, in der ein sechseckiges Ventilglied 105 senkrecht bewegbar gelagert ist, das mit einem scheibenförmigen Ventilkopf 107 und einem Dichtungsring 108 versehen ist. In die untere Wandung der Einlasskammer 101 ist ein becherförmiges Glied 113 eingesetzt, in dem eine Druckfeder 109 sitzt. Die Feder liegt an der Unterseite des scheibenförmigen Ventilgliedes 107 an und drückt den Dichtungsring 108 gegen den Ventilsitz 104, wenn das Ventil geschlossen ist, wie in der Pig.4 dargestellt. Der Ventilkörper 100 ist mit dem Prei8etzung8gehäuse 12 verbunden, wobei ein Dichtungsring 110 eine Leckage verhindert.

Die Schaftanordnung 18 ist am unteren Ende 111 mit einem sechseckigen Querschnitt und mit einem Innengewinde versehen· In das Innengewinde ist eine Schraube 112 eingeschraubt, die ein Mittel zum Betätigen des Ventilgliedes 105 darstellt. Ein Durchläse 114 verbindet die Einlasskammer 101 mit der Membrankammer 28b. Wie bei der zuvor beschriebenen Einrichtung bewegt sich die Schaftanordnung axial nach unten, wenn der Druck des Strömungsmittels in der Membrankammer 28b unter einen vorherbestimmten Mindestwert

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absinkt oder über einen vorherbestimmten Höchstwert hinaus ansteigt» Bei der axialen Bewegung der Schaftanordnung 18 nach unten drückt die Anordnung auf das obere Ende des Ventilgliedes 105, wobei der Dichtungsring 108 vom Ventilsitz 104 entfernt und der Durchlass zwischen der Einlass- und der Auslasskammer 101 und 102 geöffnet wird.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die beschrie benen Ausführungsformen beschränkt und wird nur durch die beiliegenden Patentansprüche abgegrenzt.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1„ Ventilbetätigungsvorrichtung, gekennzeichnet durch ein ortsfestes Gehäuse mit einem Ventilkörper, durch einen Schaft, der im Gehäuse axial bewegbar ist und einen vorstehenden Teil aufweist, der sich in den Ventilkörper hineinerstreckt, durch ein im Gehäuse axial bewegbares und schwebend gelagertes Glied, durch Mittel, die ein Durchsickern zwischen dem schwebend gelagerten Glied und dem Gehäuse verhindern, wobei das Gehäuse, das schwebend gelagerte "lied, der Schaft und die genannten Mittel eine Kammer bilden, durch einen Durchlass, der die genannte Kammer mit dem Innern des Ventilkörpers verbindet, durch einen Auslöser, der normalerweise ?ine Abwärtsbewegung des Schaftes verhindert, durch ein erstes federndes Mittel, das auf das schwebend gelagerte Glied gegen den Γ uck des Strömungsmittels in der genannten Kammer eine nach unten gerichtete Kraft ausübt, durch Mittel, die die Bewegungsstrecke des ersten federnden Mittels begrenzen, durch ein zweites federndes Mittel, das auf das schwebend gelagerte Glied eine nach unten gerichtete Kraft ausübt, durch Mittel, mit denen die Kraft der genannten federnden Mittel unabhängig von einander eingestellt werden kann, durch Mittel, die vom schwebend gelagerten Glied betätigt werden und den Auslöser freisetzen, wenn das schwebend gelagerte Glied nach beiden Richtungen eine Bewegung ausführt, die ein vorherbestimmtes Ausmaß überschreitet, und durch ein Mittel, das den Schaft axial nach unten bewegt, wenn der Auslöser freigesetzt wird.

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2· Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle genannten federnden Mittel ais gewendelt ten Druckfedern bestehen.

3· Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 2» dadurch · gekennzeichnet, dass die genannten Federn konzentrisch angeordnet sind und einen Teil des Schaftes umgeben·

4o Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Auslöser in der genannten Kammer angeordnet ist·

5. Ventilbetatigungsvorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Durchlass im vorstehenden Teil des Schaftes angeordnet ist.

6· Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2» 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Durchlass einen außerhalb des Ventilkörpers angeordneten Kanal umfasst und mit der genannten Kammer in Verbindung steht. >

7· Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zusätzliche Mittel zum Freisetzen des genannten Auslösers.

8_e Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten zusätzlichen Mittel von»einer außerhalb der genannten Kammer gelegenen Stelle aus von Hand betätigbar sind.

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9β Ventübetatigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ein Durchsickern verhindernden Mittel eine biegsame Membran umfassen.

1Oo Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das den Schaft bewegende Mittel aus einem dritten federnden Mittel besteht.

11. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Mittel, das die genannte Kammer mit der Umgebungsluft verbindet.

12. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Mittel temperaturempfindlich ist.

13· Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Auslöser am genannten Gehäuse verschwenkbar angebracht ist und einen Ansatz aufweist, dass am genannten Schaft ein Mittel mit einer nach unten gerichteten Schulter vorgesehen ist, das auf den genannten Ansatz ( einwirkt, dass das genannte Mittel vom schwebend gelagerten Glied betätigt wird und den Auslöser in einer Richtung verschwenkt, in der der Ansatz aus seiner Lage unter der Schulter herausbewegt wird, wenn das schwebend gelagerte Glied nach beiden Richtungen eine Bewegung ausführt, die ein vorherbestimmtes Ausmaß überschreitet.

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