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Diese
Erfindung betrifft einen elektrischen Buchsenverbinder, der gewöhnlich dazu
verwendet wird, elektrische Ausrüstungen,
z. B. Magnetventile, mit einer elektrischen Energiequelle zu verbinden, und
insbesondere einen wasserdicht abgedichteten elektrischen Verbinder
des Typs, bei dem die elektrischen Drähte eines Kabels mittels Schraubmitteln mit
den entsprechenden Kontaktelementen des Verbinders verbunden sind.
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Es
besteht ein Bedarf an einer verbesserten wasserdichten Dichtung
des Verbinders, der insbesondere einen Kontaktverbindungsblock und
ein Durchgangsloch für
eine Befestigungsschraube in einer Rückwand des Verbinders umfaßt.
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Wie
bekannt ist, ist es in den Verbindern des obenerwähnten Typs
notwendig, eine geeignete wasserdichte Dichtung jeweils stirnseitig
zwischen dem Kontaktunterstützungskörper des
Verbinders und einem an einer elektrischen Vorrichtung befestigten
Kontaktverbindungsblock, entsprechend einer röhrenförmigen Erweiterung für den Durchgang
des elektrischen Kabels und versehen mit einem Loch, in das eine
Befestigungsschraube eingesetzt werden kann, zu schaffen.
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Bei
den normalerweise in Gebrauch befindlichen Verbindern wird die vordere
Dichtung erhalten, indem während
des Zusammenbaus des Verbinders durch einen Bediener auf dem Gehäuse eine
flache Dichtung, die separat gegossen und anschließend manuell
angepaßt
worden ist, angepaßt
wird.
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Was
die wasserdichte Dichtung anbelangt, wird in Übereinstimmung mit dem Loch
für den Durchgang
der Schraube durch die Rückwand
des Gehäuses
im allgemeinen von einer ringförmigen Rippe
mit einer dreieckigen Querschnittsform Gebrauch gemacht, gegen die
der Kopf der Befestigungsschraube bei der Befestigung des Verbinders mit
einem Verbindungsblock fest gedrückt
wird, wobei ein ausreichend hohes Antriebsmoment angewendet wird,
um den Scheitel der Rippe zusammenzudrücken und teilweise zu deformieren,
um den erforderlichen Dichtungsgrad zu erreichen.
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Umgekehrt
wird die wasserdichte Dichtung in Übereinstimmung mit der röhrenförmigen Erweiterung
des Gehäuses
für den
Durchgang des elektrischen Kabels mittels einer ringförmigen Dichtung
erhalten, die durch eine Ringmutter geeignet gedrückt wird,
die in dieselbe röhrenförmige Erweiterung
des äußeren Gehäuses des
Verbinders geschraubt werden kann.
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Die
in den gegenwärtig
bekannten Verbindern normalerweise verwendeten wasserdichten Dichtungsmittel
besitzen insofern einige Einschränkungen
und Nachteile, als sie keine ausreichend dichte Dichtung gewähren, wobei
sie in einer derartigen Art hergestellt werden, daß sie eine
größere Manipulation
während
des Zusammenbaus und der Verbindung eines elektrischen Kabels mit
demselben Verbinder erfordern.
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Insbesondere
wird die wasserdichte Dichtung in Übereinstimmung mit der Befestigungsschraube
durch eine einfache plastische Deformation der Rippe innerhalb des
Lochs für
den Durchgang der Schraube in der Rückwand des Gehäuses erhalten;
weil ein derartiges Gehäuse
normalerweise aus einem unelastischen Kunststoff, wie z. B. Nylon
mit Glasfaser-Füllstoff,
hergestellt ist, ist es notwendig, um eine ausreichend dichte Dichtung
zu sichern, durch den Bediener ein geeignetes Antriebsmoment auf
die Schraube anzuwenden, unter dessen die wasserdichte Dichtung
des Verbinders nicht garantiert würde.
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Da
die Schraube festgezogen wird, deformiert der Kopf der letzteren
den Scheitel der Rippe im inneren des Lochs plastisch; wann immer
der Verbinder durch das Lösen
der Schraube entfernt und/oder ausgebaut und anschließend erneut
zusammengebaut werden muß,
ist es folglich infolge der plastischen Deformation, der die Rippe
unterworfen worden ist, nicht länger
möglich,
die erforderliche Dichtheit der Dichtung zu garantieren.
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Was
die vordere Dichtung zwischen dem Verbinder und dem Kontaktverbindungsblock
anbelangt, wird üblicherweise
von einer separat gegossenen Dichtung Gebrauch gemacht, die während des Zusammenbaus
des Verbinders durch einen Bediener auf das äußere Gehäuse angepaßt werden muß.
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Folglich
kann eine falsche Positionierung einer derartigen Dichtung außerdem die
wasserdichte Dichtung gefährden,
wobei im allgemeinen ihr Zusammenbau eine zusätzliche Manipulation und einen zusätzlichen
Zeitverbrauch für
den Bediener mit sich bringt.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Verbinder
des obenerwähnten
Typs zu schaffen, der mit verbesserten wasserdichten Dichtungsmitteln
versehen ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
einen elektrischen Verbinder nach Anspruch 1. Weiterbildungen der
Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.
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Gemäß einem
Merkmal dieser Erfindung wird ein elektrischer Verbinder wie oben
definiert geschaffen, bei dem die wasserdichte Dichtung in Übereinstimmung
mit der Befestigungsschraube beim Einsetzen und Festziehen derselben
Befestigungsschraube durch ein geeignetes Elastomer-Dichtungsmittel,
das nicht nur einen hohen Dichtheitsgrad garantiert, sondern außerdem garantiert,
daß derselbe
Dichtheitsgrad ermöglich
wird, selbst nach dem der Verbinder ein oder mehrere Male entfernt und/oder
ausgebaut worden ist, erhalten wird.
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Gemäß einem
Merkmal dieser Erfindung wird ein elektrischer Verbinder wie oben
definiert geschaffen, bei dem die vordere Dichtung mittels einer speziellen
Dichtung erzielt wird, die einen Teil desselben Kontaktunterstützungskörpers im
inneren des Verbinders definiert.
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Gemäß der Erfindung
wird ein elektrischer Verbinder des Typs geschaffen, der umfaßt:
- – ein äußeres Gehäuse mit
einer hinteren röhrenförmigen Erweiterung
für den
Durchgang eines elektrischen Kabels;
- – einen
Kontaktunterstützungskörper innerhalb des
Gehäuses,
der mit einem Kontaktverbindungsblock einer elektrischen Vorrichtung
verbindbar ist;
- – wobei
der Verbinder durch Schraubmittel, die in ein Gewindeloch des obenerwähnten Verbindungsblocks
geschraubt werden können,
an dem Verbindungsblock mechanisch befestigt ist; und
- – geeignete
wasserdichte Dichtungsmittel zwischen entgegengesetzten vorderen
Oberflächen des
Kontaktunterstützungskörpers und
dem Kontaktverbindungsblock und in Übereinstimmung mit der Befestigungsschraube
vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet, daß:
- – die
Dichtungsmittel eine flache ringförmige Dichtung aus elastomeren
Material umfassen, die sich zwischen der vorderen Oberfläche des
Kontaktunterstützungskörpers, der
Vorderkante des Gehäuses
und einer Umfangsfläche
des Kontaktverbindungsblocks erstrecken; und
- – ein
röhrenförmiges Dichtungselement
für die Befestigungsschraube
gemeinsam mit der ringförmigen
Dichtung gegossen ist, wobei sich das röhrenförmige Dichtungselement vom
Kontaktunterstützungskörper nach
hinten in ein Durchgangsloch in der Rückwand des Gehäuses erstreckt,
um durch das Einsetzen und Festziehen der Befestigungsschraube in
den Kontaktverbindungsblock gegen eine Schulterfläche des
Lochs dicht gedrängt
zu werden.
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Insbesondere
ist die Dichtung für
die vordere Abdichtung auf beiden Seiten mit einer stufenförmigen Umfangskante
vorgesehen, die angeordnet ist, um die Kante der Seitenwände des
Gehäuses
auszugleichen, und die geeignet gegen eine gegenüberliegende Umfangsfläche des
Kontaktverbindungsblocks gedrückt
wird, um nach dem Abschluß der
Befestigung des Verbinders an demselben Verbindungsblock eine dichte
Dichtung zu schaffen.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt dieser Erfindung liegt das röhrenförmige Dichtungselement in der
Form einer Führungsbuchse
vor, um die Befestigungsschraube zu führen, die sich vom Kontaktunterstützungskörper längs einer
unelastischen Unterstützungsmuffe
nach hinten erstreckt; die Führungsbuchse
endet mit einen kegelförmigen
Trichter oder einem geeignet geformten Kopf, der durch die Befestigungsschraube
elastisch gegen eine ringförmige Dichtungsschulteroberfläche in einem
Durchgangsloch des äußeren Gehäuses des
Verbinders mittels einer doppelten Wirkung der radialen Ausdehnung und
des axialen Zusammendrückens,
die durch einen Halsabschnitt der Schraube während der Befestigung mit dem
Kontaktverbindungsblock ausgeübt wird,
gedrückt
wird.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der
folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die Zeichnung
Bezug nimmt; es zeigen:
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1 eine
Explosionsdarstellung im Querschnitt des elektrischen Verbinders
gemäß der Erfindung
und eines Kontaktverbindungsblocks;
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2 eine
Querschnittsansicht, die zu der nach 1 ähnlich ist,
um einen ersten Schritt der radialen Ausdehnung des konisch erweiterten
Endes des röhrenförmigen Dichtungselements
durch die Befestigungsschraube zu veranschaulichen;
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3 eine
Querschnittansicht, die zu den der vorhergehenden Figuren ähnlich ist,
um einen zweiten Schritt des axialen Zusammendrückens des Endes des röhrenförmigen Dichtungselements
durch die Befestigungsschraube zu veranschaulichen; und
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4 eine
Querschnittansicht, die abermals zu den der vorhergehenden Figuren ähnlich ist,
um den letzten Befestigungsschritt des Verbinders und das Zusammendrücken der
vorderen Dichtung nach dem letzten Schrauben der Befestigungsschraube
zu veranschaulichen.
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Unter
Bezugnahme auf 1 wird zuerst eine Beschreibung
der allgemeinen Merkmale des elektrischen Verbinders gemäß dieser
Erfindung gegeben.
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Wie
in der Figur gezeigt ist, ist der elektrische Verbinder, der als
Ganzes durch das Bezugszeichen 10 bezeichnet ist, konstruiert,
um an einem Steckkontaktverbindungsblock 11 einer schematisch
gezeigten elektrischen Vorrichtung mittels einer zentralen Befestigungsschraube 18 befestigt
zu werden, die in ein axiales Gewindeloch 12 im Verbindungsblock 11 geschraubt
werden kann.
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Genauer
umfaßt
der Verbinder 10 ein äußeres Gehäuse 13,
das aus einem unelastischen Kunststoff, wie z. B. mit Glasfaser-Füllstoff
gefülltes
Nylon, hergestellt ist, wobei das Gehäuse 13 mit einer Buchsenerweiterung 14 für den Durchgang
eines elektrischen Kabels versehen ist.
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Innerhalb
des Gehäuses 13 ist
ein Kontaktunterstützungskörper 15 vorgesehen,
der ebenfalls aus einem unelastischen Kunststoff hergestellt ist, der
die Aufnahmen 16 besitzt, um die entsprechenden (nicht
gezeigten) elektrischen Kontaktelemente aufzunehmen, die konstruiert
sind, um in einer per se bekannten Weise mit den Drähten eines
elektrischen Kabels verbunden zu werden.
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Das
Bezugszeichen 19 in 1 bezeichnet eine
Kabelführungsbuchse,
die in die röhrenförmige Erweiterung 14 des
Gehäuses 13 des
Verbinders geschraubt werden kann, wodurch es möglich ist, eine erste wasserdichte
Dichtung in Übereinstimmung
mit demselben elektrischen Kabel, z. B. durch das axiale Zusammendrücken einer
ringförmigen
Dichtung 20 des elastomeren Materials, wie z. B. Gummi
oder ein anderes geeignetes Material, bei der Anordnung einer Metallscheibe 21 zwischen
der Buchse 19 und der ringförmigen Dichtung 20 zu
erhalten.
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Wie
oben erwähnt
wurde, ist es in einem elektrischen Verbinder des gezeigten Typs
außerdem
notwendig, außer
der Dichtung in Übereinstimmung
mit der röhrenförmigen Erweiterung 14 für den Durchgang
des elektrischen Kabels eine effiziente wasserdichte Dichtung sowohl
in Übereinstimmung mit
den vorderen Kontaktflächen
zwischen dem Verbindergehäuse 13,
dem Kontaktunterstützungskörper 15 und
dem Verbindungsblock 11 für die Verbindung mit einer
elektrischen Vorrichtung als auch in Übereinstimmung mit der Schraube 18 zum
Befestigen des Verbinders 10 mit dem obenerwähnten Verbindungsblock 11 zu
schaffen.
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In
diesem Zusammenhang sind gemäß dieser
Erfindung eine Dichtung 22 für die vordere Abdichtung und
ein röhrenförmiges Dichtungselement 27 in
der Form einer Führungsbuchse
für die
Schraube 18, die beide aus einem elastomeren Material hergestellt
sind, zwischen dem Verbinder 10 und dem Verbindungsblock 11 entsprechend
innerhalb des Gehäuses 13 vorgesehen.
Genauer erstreckt sich das röhrenförmige Element 27 vom
Kontaktunterstützungskörper 15 längs und über einer
zylindrischen Muffe 15' nach
hinten, die einteilig mit dem Kontaktunterstützungskörper 15 gegossen ist
und die axial auf ein Loch oder eine Öffnung 17 in der Rückwand des
Gehäuses 13 ausgerichtet
ist, durch das die Befestigungsschraube 18 geht.
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Sowohl
die vordere Dichtung 22 als auch das röhrenförmigen Dichtungselement 27,
das die Befestigungsschraube 18 führt, sind vorzugsweise gemeinsam
mit dem Kontaktunterstützungskörper 15 mittels
eines elastomeren Materials, z. B. einem elastomeren Polyurethan,
das eine Härte
im Bereich von 60 bis 80 Shore A besitzt, gegossen.
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Genauer
befindet sich die Dichtung 22 für die vordere Abdichtung in
der Form einer ringförmigen Dichtung,
die auf beiden Seiten eine stufenförmige Umfangskante 23 und 24 besitzt,
die in rechten Winkeln über
die Oberfläche
der Dichtung vorsteht, die konstruiert ist, um die Kante der Seitenwand
des Gehäuses 13 und
entsprechend die Umfangskante des Verbindungsblock 11 abdichtend
zu berühren,
um zusammengedrückt
zu werden und um eine effiziente wasserdichte Dichtung durch einfaches
axiales Zusammendrücken
zu gewähren.
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Die
Dichtung 22 ist außerdem
mit einigen Öffnungen
oder Schlitze 25 für
den Durchgang der elektrischen Steckerkontakte des Verbindungsblock 11 versehen,
die auf die entsprechenden Schlitze 26 auf der Vorderseite
des Kontaktunterstützungskörper 15 in Übereinstimmung
mit den Gehäusen 16 für die entsprechenden
elektrischen Kontaktbuchsen des Verbinders ausgerichtet sind.
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Während des
gemeinsamen Gießens
bleibt die vordere Dichtung 22 mit dem röhrenförmigen Dichtungselement 27 der
Befestigungsschraube 18 durch einige Seitenstreifen 29 und
einen Flansch 28 innerhalb eines Mittellochs im Kontaktunterstützungskörper 15 verbunden,
von dem die Befestigungsschraube 18 vorsteht.
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Gemäß einem
weiteren Merkmal dieser Erfindung wird die wasserdichte Dichtung
in Übereinstimmung
mit dem Loch 17 für
den Durchgang der Befestigungsschraube 18 in der Rückwand des
Gehäuses 13 und
zur Schraube selbst durch die geeignete Formgebung derselben Schraube 18 und
durch die geeignete Formgebung des hinteren Endes 27' des röhrenförmigen Dichtungselement 27 erhalten.
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Wie
in 1 und den verbleibenden Figuren gezeigt ist, ist
das röhrenförmige Element 27 mit
einem geformten Kopf 27' versehen,
der konstruiert ist, um durch ein wenig Kraftanwendung in einen
mit einem Anschlag versehenen Abschnitt des Lochs 17 einzudringen;
insbesondere befindet sich das Ende 27' in der Form eines kegelförmigen oder
konisch erweiterten Kopfes, der konstruiert ist, um radial und axial
gegen eine kegelförmige
Schulterfläche 34 längs einer
Innenkante des Lochs 17 durch das Einsetzen und Festziehen
der Befestigungsschraube 18 gedrückt zu werden.
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In
diesem Zusammenhang wird die Befestigungsschraube 18 durch
Walzformung mit einem zylindrischen Schaft 30 mit verringertem
Durchmesser erhalten, der sich von einem vorderen Gewindeabschnitt 31 mit
einem ein wenig größerem Durchmesser
zu einem hinteren Hals 32, der mit einem Kopf 33 versehen
ist, erstreckt; ein kegelförmiger
Zwischenabschnitt 32' ist
zwischen dem Hals 32 und dem Schaft 30 vorgesehen.
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Der
hintere Hals 32 der Schraube 18 besitzt aus Gründen, die
weiter erklärt
sind, einen Durchmesser, der größer als
der Innendurchmesser des geformten Kopfes 27' des röhrenförmigen Dichtungselements ist;
umgekehrt besitzt der vordere Gewindeabschnitt 31 derselben
Schraube 18 einen Außendurchmesser,
der ein wenig größer als
der minimale Durchmesser des kegelförmigen Lochabschnitts 27'' desselben röhrenförmigen Elements 27 ist,
um zu verhindern, daß die
Schraube 18 versehentlich herausrutscht, nachdem sie völlig in
die röhrenförmige Erweiterung 27 des
Körpers 15 eingesetzt
und nach vorn geschoben worden ist, wie in der anschließenden 2 gezeigt
ist.
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Die 2–4 der
beigefügten
Zeichnung zeigen deutlich die Schritte für das Bewerkstelligen der wasserdichten
Dichtungen während
des Zusammenbaus und der Befestigung des Verbinders mit dem Verbindungsblock 11.
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Anfangs
geht, nachdem die Drähte
eines elektrischen Kabels mit den Kontaktelementen des Verbinders 10 verbunden
worden sind und nachdem der Kontaktunterstützungskörper 15 im äußeren Gehäuse 13 angeordnet
worden ist, die Befestigungsschraube 18 zuerst durch das
röhrenförmige Dichtungselement
oder die Führungsbuchse 27.
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Solange
wie der Halsabschnitt 32 mit größerem Durchmesser der Schraube 18 nicht
mit dem geformten Kopf 27' des
röhrenförmigen Dichtungselements 27 in
Berührung
kommt, erleidet der geformte Kopf 27' keine Ausdehnung oder kein Zusammendrücken, wodurch
ein freies Gleiten der Schraube 18 erlaubt wird.
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Sobald
die Schraube 18, beginnend aus der Position nach 1,
nach vorn geschoben wird, erweitern zuerst der kegelförmige Abschnitt 32' und dann der
zylindrische Abschnitt mit größerem Durchmesser
des Halses 32 radial den geformten Kopf 27' des röhrenförmigen Dichtungselements 27 und
drängen
ihn radial gegen die kegelförmige
Schulteroberfläche 34 des
Lochs 17; dieser Zustand ist in 2 der beigefügten Zeichnung
gezeigt.
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Sobald
der Verbinder 10 zusammengebaut worden ist und die Befestigungsschraube 18 vollständig in
den Verbinder eingesetzt worden ist, gibt es nicht länger irgendein
Risiko, daß die
Schraube 18 versehentlich herausrutscht, weil der Gewindeabschnitt 31 einen
Durchmesser besitzt, der ein wenig größer als der minimale innere
Durchmesser des kegelförmigen
Lochabschnitts 27'' des röhrenförmigen Dichtungselements 27 ist.
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An
diesem Punkt ist es möglich,
den Verbinder 10 mit dem Kontaktverbindungsblock 11 elektrisch
zu verbinden und mechanisch zu sichern, wobei gleichzeitig die notwendigen
wasserdichten Dichtungen erreicht werden.
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In
diesem Zusammenhang wird, wie in 3 gezeigt
ist, während
eines ersten Schritts des Festziehens der Schraube 18,
nachdem der Kopf 27' des röhrenförmigen Dichtungselements
bereits der radialen Ausdehnung durch den Hals 32 der Befestigungsschraube 18 unterworfen
worden ist, durch das Schrauben der letzteren in das Gewindeloch 12 im Block 11 eine
ringförmige
Schulteroberfläche 33' des Kopfes 33 einen
zunehmenden axialen Druck des geformten Kopfes 27' gegen die kegelförmige Schulteroberfläche 34 des
Lochs 17 bewirken. Dieser Zustand ist in der Ansicht in 3 gezeigt.
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An
diesem Punkt werden die Schritte des Bildens der Dichtung zwischen
der Schraube 18 und dem Loch 17 abgeschlossen
worden sein.
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Durch
das Fortsetzen des Festziehens der Schraube 18 in das Gewindeloch 12 im
Block 11, der ein geeignetes Antriebsmoment, zurückzuführen auf den
axialen Zug, der durch dieselbe Schraube ausgeübt wird, ausübt, wird
das Gehäuse 13 des
Verbinders einen starken axialen Druck der Dichtung 22 längs der
Umfangskanten 23 und 24 ausüben; in dieser Weise wird die
Dichtung 22 fest zwischen den entgegengesetzten Kanten
der Wand des Gehäuses 13 und
des Verbindungsblocks 11 gehalten. Dieser letztere Zustand
ist in der Querschnittsansicht nach 4 gezeigt.
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An
diesem Punkt ist der Verbinder 10 elektrisch und mechanisch
mit dem Verbindungsblock 11 verbunden, wobei alle notwendigen
wasserdichten Dichtungen sowohl in Übereinstimmung mit der röhrenförmigen Erweiterung 14 für den Durchgang
des elektrischen Kabels, zurückzuführen auf
die Buchse 19 und die Dichtung 20, als auch in Übereinstimmung mit
der Befestigungsschraube 18 zwischen den entgegengesetzt
gegenüberliegenden
Oberflächen
des Verbinders 10 und des Kontaktverbindungsblocks 11 gesichert
sind.
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Wie
in der beigefügten
Zeichnung gezeigt ist, wird klar sein, daß ein elektrischer Verbinder
mit einem Befestigungssystem das Schraubentyps geschaffen ist, der
mit einer äußerst fehlerfreien
und im hohen Grade zuverlässigen
wasserdichten Dichtung versehen ist, insbesondere in Übereinstimmung
mit der mittleren Befestigungsschraube und dem vorderen Ende für die Kopplung
mit einer den Kontakt unterstützenden
Klemmenleiste, und von einer solchen Art, um die wiederholte Entfernung
und/oder den wiederholten Ausbau des Verbinders zu erlauben, ohne die
Dichtungen in welcher Art auch immer zu gefährden.
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Durch
das gemeinsame Gießen
der vorderen Dichtung 22 und der röhrenförmigen Erweiterung 27 des
Körpers 15 für das Führen und
Abdichten der Befestigungsschraube 18 direkt auf dem Gehäuse 13 für den Kontaktunterstützungskörper 15 ist
es möglich,
einen äußerst zuverlässigen und
leicht zusammengebauten Verbinder zu erhalten, der keine komplexen
Manipulationen durch einen Bediener erfordert.
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Außerdem schafft
das röhrenförmige Dichtungs-
und Führungselement 27 ebenfalls
eine vollständige
elektrische Isolierung für
die Befestigungsschraube 18 in bezug auf die Drähte des
elektrischen Kabels. Schließlich
ermöglicht
der geformte Kopf 27' des
Elements 27, daß der
Kontaktunterstützungskörper 15 während des
Zusammenbaus in das Gehäuse 15 eingepaßt wird.
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Es
ist jedoch selbstverständlich,
daß die
Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung rein beispielhaft
gegeben wurde, um die allgemeinen Merkmale des Verbinders gemäß der Erfindung
zu veranschaulichen, und daß andere
Modifikationen an der Form und der Struktur des ganzen Verbinders,
der vorderen Dichtung 22 und dem röhrenförmigen Element 27 vorgenommen
werden können,
ohne dadurch vom Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen.