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Die vorliegende Erfindung betrifft eine stationäre Feuerlöschvorrichtung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung, wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben, eine stationäre Feuerlöschvorrichtung, umfassend einen im Wesentlichen rotationssymmetrischen, Löschmedium enthaltenden Behälter, der an seinem Umfang definierte Sollbruchstrukturen bildende Behälter-Schwächungslinien aufweist, und einen sich im Wesentlichen längs der Achse des Behälters erstreckenden Gasgenerator in Form einer Explosivmittel enthaltenden, mit einer Zündeinrichtung versehenen Kapsel.
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Stationäre, d. h. zur dauerhaften Anbringung in Räumen hergerichtete Feuerlöschvorrichtungen zählen in diversen Ausführungen zum Stand der Technik. Zu verweisen ist beispielsweise auf die
US 2013/0 175 058 A1 ,
WO 97/19 728 A1 ,
WO 00/15 304 A1 ,
CN 1 01 049 531 A ,
CN 2 04 219 669 U ,
CN 1 03 566 508 A ,
CN 2 00 970 428 Y ,
EP 1 878 471 A1 und
EP 0 390 384 A1 . Von diesen Dokumenten offenbart die zuletzt genannte
EP 0 390 384 A1 eine Feuerlöschvorrichtung der gattungsgemäßen, im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art. Die Sollbruchstrukturen, beispielsweise in Form von längs und quer erstreckenden Rilllinien, konzentrieren sich dergestalt auf einen Bereich (bzw. mehrere Bereiche) der Oberfläche des Behälters, dass – nach Auslösen des Gasgenerators – das Löschmedium ein eine (oder ggf. mehrere) vorgegebene Richtung(en) über einen vorgegebenen Bereich ausgestoßen wird. Der Bereich des Behälters, der demgegenüber intakt bleiben soll, kann durch Sicken ausgesteift sein. Der Gasgenerator umfasst ein sich über die Länge des Behälters erstreckendes, an dessen beiden Stirnseiten mit diesem verbundenes Aufnahmerohr mit einem darin angeordneten, die Zündeinrichtung und mehrere Sprengladungen enthaltenden Sprengrohr, wobei Aufnahmerohr und Sprengrohr dünnwandig aus einem Material geringer Festigkeit ausgeführt sind.
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Eine andere stationäre Feuerlöscheinrichtung ist aus der
DE 298 21 952 U1 bekannt. In einem zylindrischen Behälter trennt ein längs verschiebbarer Kolben einen mit Löschmittel gefüllten Raum von einem Druckraum. Bei einem Löscheinsatz erzeugt ein in dem Druckraum aufgenommener Gasgenerator ein Druckgas. Der entsprechende hohe Druck wirkt auf den Kolben, der seinerseits das Löschmittel durch eine – zunächst mittels einer Membran verschlossene – Öffnung des Behälters austreibt. Im Bereich des Druckraumes weist die Wandung des Behälters Sollbruchstellen auf, welche im Falle einer unzulässig hohen Druckentwicklung ein kontrolliertes Abblasen des Druckgases ermöglichen sollen.
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Die
EP 0 488 937 A2 offenbart eine insbesondere für einen Airbag-Gasgenerator bestimmte Zündeinheit. Diese umfasst ein hutförmiges Verteilergehäuse und eine darin aufgenommene, ebenfalls hutförmige, allerdings gegenüber dem Verteilergehäuse kürzere, die Zündladung aufnehmende Kapsel. Diese weist eine Sollbruchstelle in Form einer umlaufenden Nut auf, so dass sich bei Zündung der Zündladung ein kappenförmiger Deckel von dem Rest der Kapsel trennt und, durch einen Gummidämpfer gepuffert, gegen den Boden des Verteilergehäuses geschleudert wird. Die sich bei dem Zünden der Zündung entwickelnden Flammen verlassen die Zündeinheit durch den zwischen den beiden Teilen der Kapsel gebildeten Ringspalt und hierzu fluchtende, in der Wandung des Verteilergehäuses vorgesehene Öffnungen, um die eigentliche Treibladung zu entzünden, welche sich in einem Gehäuse befindet, in das die Zündeinheit eingesetzt ist.
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Unabhängig davon, ob der Behälter im Einzelfall mit flüssigem, mit pulverförmigem oder aber einem sonstigen Löschmedium gefüllt ist, besteht die angestrebte Funktionsweise darin, dass im Falle eines Brandes in dem zu schützenden Raum die Zündeinrichtung der (mindestens einen) dort angebrachten Feuerlöschvorrichtung (z. B. mittels eines externen Wärme-, IR- und/oder Rauchsensors) ausgelöst wird, wodurch das in der Kapsel enthaltene Explosivmittel detoniert. Die Kapsel birst, und die durch die Detonation freigesetzte Druckwelle breitet sich in dem Behälter aus und bringt auch diesen zum Bersten, wobei der Behälter an den an seinem Umfang verteilt angeordneten Behälter-Schwächungslinien aufreißt. Durch die dadurch in der Behälterwand entstehenden Öffnungen hindurch wird das Löschmedium durch die bei der Detonation des Explosivmittels entstehenden Gase ausgetrieben.
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In der Praxis lässt sich allerdings häufig beobachten, dass die tatsächliche Verteilung des Löschmediums in dem zu schützenden Raum ganz erheblich von der angestrebten gleichmäßigen Verteilung abweicht, namentlich weil nur ein Teil der Behälter-Schwächungslinien aufreißt, so dass das Löschmedium nicht gleichmäßig über den Umfang des Behälters verteilt (sondern vielmehr mehr oder weniger einseitig) aus diesem austritt. Die Folgen sind ein unzureichender Brandschutz in dem zu schützenden Raum oder aber übermäßig hohe Kosten, weil in dem zu schützenden Raum vorsorglich eine erheblich größere Anzahl an Feuerlöschvorrichtungen installiert wird als theoretisch, d. h. bei idealer Funktionsweise der Feuerlöschvorrichtungen erforderlich.
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Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht, hier Abhilfe zu schaffen. Insbesondere soll eine stationäre Feuerlöschvorrichtung der gattungsgemäßen Art bereitgestellt werden, welche die vorstehend dargelegten Nachteile des Standes der Technik überwindet und unter deren Verwendung sich zu vergleichsweise geringen Kosten durch ein verbessertes Verteilungsmuster des Löschmediums ein besonders zuverlässiger effektiver Brandschutz erreichen lässt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabenstellung dadurch gelöst, dass die nur einseitig an einem Befestigungsabschnitt relativ zum Behälter fixierte Kapsel sich dergestalt nur über einen Teil der axialen Länge des Behälters erstreckt, dass ein dem Befestigungsabschnitt gegenüberliegender freier Endabschnitt einen Abstand zum Behälter einhält, wobei die Kapsel weiterhin zwischen dem Befestigungsabschnitt und dem freien Endabschnitt eine umlaufende Kapsel-Schwächungslinie aufweist. Bei einer solchen Gestaltung der Feuerlöschvorrichtung lässt sich im Vergleich zum Stand der Technik – unter ansonsten vergleichbaren Voraussetzungen – auf überraschend einfache Weise und ohne jegliche Mehrkosten ein entschieden verbessertes Verteilungsmuster des Löschmediums erzielen. Dies lässt sich durch mehrere miteinander zusammenwirkende, sich wechselseitig günstig beeinflussende Effekte erklären. Zum einen führt die axiale Untergliederung der sich nur über einen Teil der axialen Länge des Behälters erstreckenden Kapsel in einen an dem Behälter (z. B. dessen Deckel) fixierten Befestigungsabschnitt und einen von diesem mittels einer umlaufenden Kapsel-Schwächungslinie abgegrenzten freien Endabschnitt dazu, dass bei einer Detonation des Explosivmittels die Kapsel nicht seitlich aufplatzt, sondern dass vielmehr der freie Endabschnitt abgesprengt wird, so dass die bei der Detonation entstehenden Gase mehr oder weniger axial gerichtet aus dem verbleibenden, durch den nun einseitig offenen Befestigungsabschnitt der Kapsel gebildeten Rohr austreten. Die Druckwelle verbreitet sich auf diese Weise entschieden gleichförmiger, symmetrischer innerhalb des Behälters als im Falle eines einseitigen seitlichen Aufplatzens der Kapsel. Folglich sind die aufgrund der Druckwelle in der Behälterwand wirkenden Spannungen deutlich gleichförmiger verteilt als nach dem Stand der Technik mit der Folge, dass das Risiko eines Aufplatzens nur eines Teils der Behälter-Schwächungslinien und somit insbesondere eines einseitigen Aufplatzens bzw. Ein-/Aufreißens der Behälter-Schwächungslinien substantiell reduziert wird. Dieser Effekt wird dadurch unterstützt, dass der von dem Befestigungsabschnitt abgesprengte Endabschnitt der Kapsel bei seinem Auftreffen auf die Wand des Behälters (z. B. dessen Boden) für eine massive Erschütterung mit der Folge starker sich in der Behälterstruktur ausbreitender Schwingungen sorgt. Diese starken Schwingungen begünstigen das synchrone Aufplatzen sämtlicher Behälter-Schwächungslinien unter der sich gleichzeitig ausbreitenden Druckwelle. Hinzu kommt weiterhin, dass das Gas, welches – nach dem Absprengen des Endabschnitts – den Befestigungsabschnitt der Kapsel gezielt in axialer Richtung verlässt, den in dem Behälter befindlichen Vorrat an Löschmedium gewissermaßen in der Mitte trifft und auf diese Weise das Löschmedium gleichmäßig in Richtung auf die allseits durch die aufgeplatzten Behälter-Schwächungslinien gebildeten Öffnungen mitreißt. Das sich auf diese Weise mit hoher Zuverlässigkeit ergebende ausgesprochen homogene Verteilungsmuster für das Löschmedium erlaubt es, die Anzahl der in einem Raum zu installierenden Feuerlöschvorrichtungen zumindest im Wesentlichen auf das theoretische Minimum zu begrenzen, was unter Kostengesichtspunkten sowie unter dem Blickwinkel einer optimalen Nutzung des (typischerweise begrenzten) Volumens eines zu sichernden Raumes (z. B. Motorraum eines Busses oder sonstigen Nutzfahrzeugs, elektrischer Schalt- bzw. Verteilerschrank, etc.) besonders günstig ist.
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Gemäß einer ersten bevorzugten Weiterbildung weist der Behälter einen umlaufenden Behältermantel und einen Behälterboden auf, wobei der Behälter in diesem Falle insbesondere eine zumindest im Wesentlichen zylindrische Grundform (mit einem ggf. leicht balligen Behältermantel) aufweisen kann. Bei solchen Behälterstrukturen mit einem ausgeprägten (seitlichen) Behältermantel und einem ausgeprägten Behälterboden zeigen sich die vorstehend erläuterten Effekte in einem besonders ausgeprägten Maße. Unter Gesichtspunkten einer besonders einfachen und kostengünstigen Herstellung ist dabei vorteilhaft, wenn der Behältermantel und der Behälterboden Teil einer einstückig geformten, beispielsweise tiefgezogenen Büchse sind.
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In konstruktiver Hinsicht ist weiterhin besonders vorteilhaft, wenn der Behälter gegenüber dem Behälterboden durch einen separaten Deckel verschlossen ist. Die Kapsel kann dabei im Bereich ihres Befestigungsabschnitts mit dem Deckel fest verbunden sein. Ganz besonders günstig kann sogar eine Herstellung von Deckel und Kapsel als einstückiges Bauteil in dem Sinne sein, dass die Kapsel an dem Deckel angeformt ist, wobei beispielsweise die Kapsel endseitig an ihrem Befestigungsabschnitt mittels der dort eingepressten oder eingeschraubten Zündeinrichtung verschlossen sein kann. Im Bereich des Deckels kann dabei eine Montagestruktur vorgesehen sein, mittels welcher sich die Feuerlöschvorrichtung an einer Fläche des zu sichernden Raumes (Wand, Decke, etc.) anbringen lässt. Die bei der Detonation des Explosivmittels und dem Ausstoßen der gebildeten Gase aus dem endseitig offenen Befestigungsabschnitt der Kapsel entstehenden Reaktionskräfte werden auf diese Weise (über den Deckel und die Montagestruktur) direkt in die Montagefläche des Raumes eingeleitet.
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Eine besonders günstige Art und Weise, den Deckel mit der Behälterwand so zu verbinden, dass eine Trennung der beiden Teile nach der Detonation des Explosivmittels zuverlässig unterbleibt, besteht darin, dass der – an seinem Außenumfang leicht konische – Deckel in eine (korrespondierende) konische Aufweitung des Behältermantels eingesetzt und der Behältermantel endseitig dergestalt eingebördelt ist, dass er an einer Stirnfläche des Deckels anliegt. Besonders zuverlässig ist die Befestigung dann, wenn der Behältermantel im Bereich des Deckels von einem Spannring umgeben ist, wobei diese Form der Sicherung namentlich bei der Verwendung von Leichtmetall für die Herstellung des Behälters sehr zweckmäßig ist. Der Spannring kann besonders bevorzugt eine Montagestruktur, beispielsweise in Form eines Flansches aufweisen, wobei sich in diesem Falle ersichtlich die Anbringung einer (weiteren) Montagestruktur an dem Deckel (s. o.) erübrigt.
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Was die Ausführung der Behälter-Schwächungslinien im Detail angeht, so besteht hier ein erheblicher Spielraum. Das Gleiche gilt für die Anordnung der Behälter-Schwächungslinien an dem Behälter. Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung verlaufen die Behälter-Schwächungslinien im Wesentlichen parallel zur Achse und sind gleichmäßig am Umfang des Behälters verteilt angeordnet. Bei einem solchen Behälter, der über einen ausgeprägten (seitlichen) Behältermantel und einem ausgeprägten Behälterboden verfügt (s. o.), hat sich als besonders günstig erwiesen, wenn die Behälter-Schwächungslinien ein Stück weit vor dem Behälterboden enden, so dass der Behälterboden hinreichend sicher intakt bleibt.
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Was die Kapsel angeht, so hängt auch deren Gestaltung im Detail von der konkreten, spezifischen Umsetzung der Erfindung im übrigen ab. In aller Regel ist allerdings vorteilhaft, wenn die Kapsel eine im Wesentlichen zylindrische Grundform mit einem (ggf. direkt an den Behälterdeckel angeformten; s. o.) Kapselmantel und einem Kapselboden aufweist. Auch die Kapsel besteht vorteilhafterweise ganz oder zumindest teilweise aus Leichtmetall. Es kommt auch eine gemischte Bauweise beispielsweise dergestalt in Betracht, dass der Befestigungsabschnitt aus Leichtmetall und der (beispielsweise in den Befestigungsabschnitt eingepresste) Endabschnitt aus einem härteren Material besteht, so dass letzterer beim Aufprallen auf die Behälterwand (nach dem Absprengen vom Befestigungsabschnitt) einen besonders starken Schwingungsimpuls erzeugt. In diesem Zusammenhang lassen sich auch die Abmessungen der Kapsel und die Relation zwischen Kapselabmessungen und Behälterabmessungen optimieren. In einer insoweit besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung untergliedert die Kapsel-Schwächungslinie die Kapsel dergestalt in einen befestigten Bereich und einen freien Bereich, dass die Länge des befestigten Bereichs zwischen 25% und 75%, bevorzugt zwischen 35% und 65% der gesamten Länge der Kapsel ausmacht. Und die axiale Länge der Kapsel beträgt besonders bevorzugt zwischen 40% und 75%, besonders bevorzugt zwischen 50% und 65% der axialen Länge des Behälters.
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Nur zur Vermeidung von Missverständnissen ist darauf hinzuweisen, dass die Angabe, wonach die Kapsel zwischen dem Befestigungsabschnitt und dem freien Endabschnitt eine umlaufende Kapsel-Schwächungslinie aufweist, keinesfalls dahingehend (fehl-)verstanden werden darf, dass es sich bei der Kapsel-Schwächungslinie zwingend um eine vollständig ringförmig geschlossene Linie (z. B. eine Ringnut bzw. Ringkerbe) handelt. Zwar ist eine solche vollständig ringförmig geschlossene Linie, insbesondere in Form einer Ringkerbe mit einem V-förmigen Querschnitt, ganz besonders wirkungsvoll. Aber solange dies der dargelegten Wirkungsweise, wonach bei einer Detonation des Explosivmittels der Endabschnitt der Kapsel von deren Befestigungsabschnitt abgesprengt wird, nicht entgegensteht, ist unschädlich, dass die umlaufende Kapsel-Schwächungslinie mehr oder weniger ausgeprägte Unterbrechungen aufweist.
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Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt
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1 die exemplarische Feuerlöscheinrichtung in Seitenansicht,
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2 einen Axialschnitt durch die Feuerlöscheinrichtung gemäß 1 entlang der Linie A-A und
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3 die Feuerlöscheinrichtung nach den 1 und 2 in Draufsicht.
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Die in der Zeichnung gezeigte stationäre Feuerlöschvorrichtung ist strukturell ganz besonders einfach aufgebaut, indem sie sich durch eine Montage von lediglich fünf Einzelteilen herstellen lässt. Sie umfasst, wie weiter unten in größerem Detail erläutert, einen rotationssymmetrischen Behälter 1, einen Deckel 2 mit daran angeformter Kapsel 3, einen Spannring 4, eine Zündeinrichtung 5 und eine diese in dem Deckel 2 fixierende Druckplatte 6. Nicht gezeigt sind das in dem Behälter 1 aufgenommene Löschmedium und das in der Kapsel 3 aufgenommene Explosivmittel.
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Der aus Leichtmetall (beispielsweise Aluminium) bestehende Behälter 1 weist einen umlaufenden, zylindrischen Behältermantel 7 und einem weitgehend planen Behälterboden 8 auf. Behältermantel 7 und Behälterboden 8 sind dabei Teil einer einstückig geformten Büchse 9. An ihrem dem Behälterboden 8 gegenüberliegenden Endabschnitt weist die Büchse 9, d. h. der Behältermantel 7 eine konische Aufweitung 10 auf. In diese ist der – ebenfalls aus Leichtmetall bestehende – Deckel 2 passgenau eingesetzt, zu welchem Zweck dieser an seinem Außenumfang 11 – zu der Aufweitung 10 des Behälters 1 korrespondierend – kegelstumpfförmig ausgeführt ist. Schematisch ist – mit gestrichelten Linien B – veranschaulicht, dass der Behältermantel 7 endseitig eingebördelt sein und an einer Stirnfläche 12 des Deckels 2 anliegen kann.
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Eine dichte und feste Verbindung von Behälter 1 und Deckel 2 im Bereich der konischen Trennfläche 13 wird durch den stramm auf die Aufweitung 10 des Behältermantels 7 aufgeschobenen, ebenfalls korrespondierend konisch ausgeführten Spannring 4 sichergestellt. Dieser geht endseitig in eine Montagestruktur 15 in Form eines vier Bohrungen 16 aufweisenden Montageflansches 17 über.
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Die Feuerlöscheinrichtung weist einen sich längs der Achse X des Behälters 1 erstreckenden Gasgenerator 18 in Form der Explosivmittel enthaltenden, mit der Zündeinrichtung 5 versehenen Kapsel 3 auf. Diese ist nur einseitig an einem Befestigungsabschnitt 19 relativ zum Behälter 1 fixiert, nämlich mit dem den Behälter 1 verschließenden Deckel 2 verbunden, und erstreckt sich dergestalt nur über einen Teil der axialen Länge des Behälters 1, dass ein dem Befestigungsabschnitt 19 gegenüberliegender freier Endabschnitt 20 der Kapsel 3 einen erheblichen Abstand zum Behälterboden 8 einhält. Im Detail ist an den Deckel 2 mittig eine sich längs der Achse X erstreckende Kapsel 3 angeformt, welche als eine im Wesentlichen zylindrische Büchse 21 ausgeführt ist und einen Kapselmantel 22 und einen Kapselboden 23 aufweist. In Verlängerung der Kapsel 3 weist der Deckel 2 einen eine Gewindebohrung 24 umfassenden Durchbruch 25 auf. In diesen ist die Zündeinrichtung 5 eingesetzt, welche mittels der ein – zu der Gewindebohrung 24 korrespondierendes – Außengewinde aufweisenden Druckplatte 6 gegen den am Übergang vom Deckel 2 zur Kapsel 3 ausgeführten Sitz 26 dichtend anliegend verspannt ist. Die Druckplatte 6 weist einen für das Zusammenwirken mit einem Schraubendreher geeigneten Schlitz 27 sowie zwei Durchgangslöcher 28 auf, durch welche hindurch sich die beiden Anschlussfahnen 29 der Zündeinrichtung 5 erstrecken. Für die Kontaktierung der Anschlussfahnen 29 mittels einer die Zündeinrichtung 5 mit einer Auslöseeinrichtung verbindenden Leitung weist der Spannring 14 einen Durchbruch 30 auf.
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Sowohl der Behälter 1 als auch die Kapsel 3 weisen definierte, Sollbruchstrukturen bildende Schwächungslinien auf. So sind an dem Behälter 1 an dem Außenumfang des Behältermantels 7 sechs Behälter-Schwächungslinien 31 vorgesehen. Diese weisen die Form von sich parallel zur Achse X erstreckenden Rillen 32 auf, wobei die Wandstärke im Bereich der Rillen 32 auf etwa 25% der Wandstärke des übrigen Behältermantels 7 reduziert ist. Die Behälter-Schwächungslinien 31 enden dabei nennenswert, vorliegend etwa im Abstand von 1/4 des Durchmessers des Behälters 1 vor dem Behälterboden 8. Und an dem gegenüberliegenden Ende laufen die Behälter-Schwächungslinien 31 ebenfalls nennenswert, nämlich wiederum etwa im Abstand von 1/4 des Durchmessers des Behälters 1, vor dem aufgeweiteten Bereich 10 des Behältermantels 7 aus.
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Die Kapsel-Schwächungslinie 33 ist als eine an dem Außenumfang des Kapselmantels 22 vorgesehene, sich geschlossen ringförmig über den gesamten Umfang erstreckend umlaufende Ringkerbe 34 mit einem V-förmigen Querschnitt ausgeführt. Durch diese Ringkerbe 34 wird die Kapsel 3 in die beiden weiter oben bereits näher erläuterten Bereiche untergliedert, nämlich den Befestigungsabschnitt 19 und den freien Endabschnitt 20.
