DE1475765A1 - Druckbehaelter mit einer biegsamen und elastischen Trennwand - Google Patents

Druckbehaelter mit einer biegsamen und elastischen Trennwand

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DE1475765A1
DE1475765A1 DE19651475765 DE1475765A DE1475765A1 DE 1475765 A1 DE1475765 A1 DE 1475765A1 DE 19651475765 DE19651475765 DE 19651475765 DE 1475765 A DE1475765 A DE 1475765A DE 1475765 A1 DE1475765 A1 DE 1475765A1
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Description

Unser 2e_ichenj_
Druckbehälter' mit einer biegsamen und elasti-
. m , (IUsatζ zu Patent ···
sehen Trennwand *
(Anm. *3X 031 III/47f Tom 29.·. «^_ J 9.62 )_
Die Erfindung betrifft einen Druckbehälter mit einer zwei Kammern voneinander abteilenden, biegsamen und elastischen Trennwand und einer Befestigungsvorrichtung für die Trennwand, gemäß dem Hauptpatent (Patentanmeldung M 53 031 XIl/47f
vom 29.Mai 1962).
In dem Hauptpatent (Patentanmeldung M 53
XIl/47 f) ist ein Druckbehälter mit einer biegsamen und elastischen Trennwand beschrieben, der eine Einbauvorrichtung für die Trennwand aufweist. Die Trennwand sondert dabei in dem Druckbehälter
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zwei Medien voneinander ab und hst entlang ihrer offenen Seitt zwei Ringwülste, welche übereinander angeordnet entsprechend in zwei Hingnuten eines Deckels eingreifen, der im Behälter befestigt ist. Die Zwischenzone der Trennwand, die zwischen den beiden Rirgwülsten liegt, ist derart gewählt, dai3 sie im Ruhestand nach dem Einbau der Trennwand in den Behälter spannungsfrei bleibt. Der der offenen Seite der Trennwand zunächst liegende Kingwulst hat auf diese 'weise im wesentlichen die Aufgabe der Abdichtung, wogegen der andere Ringwulst im wesentlichen zur Befestigung dient.
Ziel der Erfindung ist, in v/eiterer Ausbildung dee Druckbehälters gemäß dem Haurtpatent. (Patentanmeldung
II 53 031 XIl/47f), die Schaffung einer Einbauvorrichtung für eine biegsame und elastische Trennwand in einem Druckbehälter, wobei die Abdichtung und die Befestigung mit Hilfe eines einfachen und bequemen Aufbaus v/esentlich verbessert sind.
Gemäß der Erfindung hat der der Befestigung dienende Ringwulat einen Querschnitt in Form einer ins Innere der Trennwand gerichteten Hase und bildet eine Ringzone, welche vorzugsweise im wesentlichen eben ist und senkrecht zur Achse der Trennwand liegt. Die zur Aufnahme
dee 909845/0151
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des iiefestic^uigsv/ulfiteE dienende Lingnut hiit einen riii föriiifen Absatz, der ii; v. esentlicLen eben if t und senkrecht zur Achse dre Deckels liegt und in den nich aie itingzone des Befestigungsvuletes oinhin* t. !Diese hingaont! iijt an demjenigen knie des Befestigung&ringvrulstes angeordnet, velches vcn der offenen Leite der Irennv.and ;:n weitesten entfernt lier-t, so daß nach doij jiinbi-ii der I<efe; ti.-iinfs1.'ulrrt eeitlicl. 2usa:nmenge-I'ivtt iBt, v:obtii die ZiiSc-iantan reerung in üeiujeiiigon Teil dec ] in^vulftes, der von eier Zv:i ■ chenaune d.r Tre. irwand sin v.eitertor. entfernt Ii(J1^t, st-;;rkcr erfolgt,
Iif ii erhält M-J* diese \/r-i?e l>oi den dr.r hefer;tigung difiiondei. iiin^v ι lrt eine aur ^ui-reiehntte Vei-riegelung.
Gemi'i:- \.'eiti.-:-(ji; i.< j .^raalen der I-riii.duni: h^t der der Aldichtun..;· dienende j.in^v.'ulrt i;eitiict. eine L;.t rialab- £i Ve, ä.h. eine l-.eiiuleit te, vr;lcke n_ ei ^i-iuen von dei' 'irennv.'i.nü Lintel ό. Diese hüiiALoir-te d> ε ALäiohtungE-v:ulsteE ii.t i.iit kille einet: j.btuitL.?i.; von der laufenden jiuui. Mf ILielH- α r irej.nv.cna tibgesetr-t. Vorzugsva it e ist der Absi ζ ii.. v/eeentlichen öuf h: Iber Höhe des jibdichtiu:/rsv"uletcr. an- eordnet, ro daio iv ch dem einbau eier Abdic!1 tungtv/iilc t seitliel zuru^iuerigerreiit ist. Die Zusammenprer :;.i; ;,rfolgt d;-jbei in rjeiüienigen 'i'r.il star
ker, 909845/0151 _—
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ker,der von der Zwieehenzone der Trennwand, welche sich zwischen den beiden Ringwülsten befindet, am entferntesten liegt.
Durch diese Anordnung wird der die Trennwand umgebende Mediumdruck auf den Absatz des DichtungBwuletee, wodurch dieser Ringwulst in seiner Ringnut eingeklemmt und die Abdichtung besonders wirksam wird.
Das beschriebene seitliche Zusammendrücken der Ringwülete wirkt verstärkend auf die Abdichtung und auf die Befestigung, und es ergibt sich praktisoh außerdem eine Annäherung der beiden Ringwülste aneinander, wobei günstigerweise die Abdichtung des Materials in der Zwischenzone der !Trennwand nachläßt, welche zwischen den beiden Ringwületen liegt. Dieses Nachlassen der Abdichtung ergibt sich außerdem dadurch, daß gemäß der Erfindung die Materiallänge der Zwischenzone der Trennwand, welche zwischen den beiden Ringwülsten liegt, größer iet als die Länge des Deckels, die zwischen den beiden Ringnuten liegt. Die Materialstärke dieser Zwischensone dagegen ist geringer als der Zwischenraum, der an dieser Stelle zwischen dem Deokel und der Wandung dee Behälters übrig bleibt.
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Ein solches Lockerwerden des Materials der Zwiochenzone der Trennwand begünstigt die Abdichtung, denn es wird vermieden, daß Zugspannungen, welche auf den Befestigungswulst wirken, auf den Dichtungswulst zurückwirken.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigen:
Mg. 1 einen Längsschnitt durch den Druckspeicher, Fig. 2 eine Teilansicht der verformbaren Trennwand,
Fig. 3 eine Teilansicht der Trennwand nach ihrem Aufsetzen auf den Deckel, jedoch vor ihrem Einbau in den Behälter des Druckspeicher.
Der Druckspeicher weist einen Behälter 11 auf (Fig.1), der aus widerstandsfähigem und steifem Material besteht, z.B. aus Stahl oder Aluminium, das den Drücken standhalten kann, welchen die Einrichtung ausgesetzt ist. Der Behälter ist im wesentlichen zylindrisch, und er hat ein halbkugelförmiges Ende 12, das mit einer öffnung 13 versehen ist. In der Öffnung 13 sitzt ein Rohrstutzen H, der einen Durchlaß 15 hat, durch den
ein 909845/0151
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ein Medium, beispielsweise Öl, unter Druck ausströmen kann.
Der zylindrische Teil des Behälters 11 hat an der offenen Seite einen größeren Durchmesser als an seinem Hauptteil, wobei er eine bogenförmige Schulter 16 bildet. Die offene Seite des Behälters 11 ist von einem becherförmigen Deckel 17 verschlossen, der eine axiale öffnung 1b hat (Fig.1), welche ein nicht dargestelltes lufteinlaßventil aufnimmt.
Ein zylindrischer Deckelfortsatz 19 dos Deckels 17 greift in die offene, zylindrische Seite des Behälters 11 ein.
Der Deckel ist an seinem äußeren Umfang bogenförmig mit einer Zone 20 ausgebildet (Pig.1), die sich gegen die bogenförmige Schulter 16 des Behälters drücken t kann. Ein Abschnitt 19a des zylindrischen Deckelfortsatzes 19 hat einen Außendurchmeaser, der im wesentlichen genau so groß ist, wie der Innendurchmesser des Behälters, der bogenförmigen Schulter 16 benachbart; an dieser Stelle ergibt sich dadurch ein zentrierender Eingriff des Deckels mit dem Behälter. Ein unterer ebsohnitt 19b des zylindrischen Deckelfortsatzes 19
hat 909845/0151
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hat einen /.utfendurchmerjser, dor kleiner ist ala der Durchmesser des Behälters*, wodurch ein Zwischenraum entsteht, der zur Aufnahme einer verformbaren Trennwand 'an ihrem Umfang dient.
Die Trennwand 22 ist eine herausnehmbare, dehnbare Blase, die eine große offene Seite hat und die vorzugsweise aus einem elactischen Werkstoff, beispielsweise aus Gummi oder aus einem synthetischen Material hergestellt ist, welches ähnliche physikalische Eigenschaften hat. Die Trennwand 22 bildet im Druckspeicher zwei Kümmern: eine ülkammer 23, welche mit dem Durchlaß und dem Rohrstutzen H in Verbindung steht und eine Gaskammer 25, welche mit der axialen Öffnung 18 in Verbindung steht.
An ihrer offenen Seite hat die Trennwand 22 an ihrer Innenfläche zwei Ringwülste 27, 28, welche einstückig mit der Blase ausgeführt und voneinander durch eine Zwischenzone 29 getrennt sind. An der Außenseite weist die Trennwand 22 eine ringförmige Randleiste 51 auf (Fig.2), welche nach außen absteht, und welche im wesentlichen halb so lang ist, wie der Ringwulst 27. Die untere Seite der Randleiste 31 bildet mit der Fläche der benachbarten Wandung 33 der Trennwand im wesentlichen
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- 8 chen einen rechtwinkligen Absatz 32.
Der Absatz 32 liegt im wesentlichen auf halber Höhe des Ringwulstes 27, so daß nach dem Einbau der Hingwulst seitlich zusammengedrückt ist. Der Ringwulst 27 wird dabei an demjenigen Teil, der von der Zwisohenzone 29, welche sich zwischen den beiden Ringwülsten 27 und 28 befindet, am entferntesten ist, stärker zusaiumengepreßt.
Zur Aufnahme der Trennwand 22 hat der zylindrische untere Abschnitt 19b des Deckelfortsatzee an seiner Außenfläche zwei voneinander im Abstand angeordnete Ringnuten 34, 35, in welche die Ringwülste 27 bzw. 28 eingesetzt werden.
Eine obere Wandung 3ο der Ringnut 34 ist vorzugsweise, ausgehend von einer seitlichen Wandung 37 der Ringnut 34, schräg nach oben geneigt. Die länge des zwischen den Ringnuten 34 und 35 verbleibenden Zwischenbereiohe 38 ist kleiner als die Länge der Zwisohenzone 29 der !Trennwand, welche zwischen den Ringwülsten 27 und 28 liegt.
Die Ringwülste 27 und 28 haben eine Querausdehnung, d.h. sie sind so dick, daß, wenn die Trennwand 22 auf dem Deckel 17 aufgesetzt ist und die Ringwtilete 27, 28 in
den 909845/0151
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den Ringnuten 34 bzw. 35 sitzen, und bevor der Deckel und die Trennwand 22 in den Behälter 22 eingesetzt Bind (Fig. 3), die Fläche der äußeren Wandung 33 der Blase sich in Querrichtung über den Abschnitt 19a des Deckels hinaus erstreckt. Außerdem steht die Randleiste 31 nach auiJen über die Fläche der Wandung 33 der Blase vor.
Die Querausdehnung, d.h. die Dicke der zwischen den Ringwülsten 27 und 28 befindlichen Zwischenzone 29 der Trennwand 22, ist vorzugsweise geringer als der Abstand zwischen einerseits dem Außenumfang des zwischen den Ringnuten 34 und 35 befindlichen Zwisehenbereiches 38 des Deckels 17, und andererseits einer Längalinie, welche die Verlängerung des zylindrischen Abschnitts 19a des Deckelfortsatzes bildet.
Der Ringwulst 28 hat einen nasenfbrmigen Querschnitt, wobei die Nase ins Innere der Trennwand 22 gerichtet ist und wobei eine Ringzone 50 entsteht (Fig. 2), die im wesentlichen eben ist und senkrecht zur Achse der Trennwand 22 liegt. Die Ringnut 35, welche zur Aufnahme des Ringwulstes 28 dient, hat dagegen einen ringförmigen Absatz 51 (fig.1), welcher im wesentlichen eben ist und senkrecht zur Achse des Druokspeichers liegt und in den die Ringzone 50 nach Art eines Sperriegels
eingesetzt 909845/0151
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eingesetzt ist. Die Hingzone 50 ist an demjenigen Ende des Ringwulstes 28 angebracht, welches von der offenen Seite der Trennwand 22 am v/eitesten entfernt ist, so daß nach dem Einbau der Ringwulst 26 seitlich zusammengepreßt ist. Es erfolgt dabei in demjenigen Bereich des Ringwulstes 26, d< r von d(=r Zwischenzone der Trennwand 22 am v/eitesten entfernt liegt, eine stärkere Zusarnmenpressung.
Wird der zylindrische Deckelfortsatz 19 des Deckels zusammen mit der Trennwand 22 in den Behälter 11 so v/eit eingepreßt, bis die bogenförmige Zone 2ü des Deckels 17 sioh gegen die bogenförmige Schulter 16 drückt, so sind infolge dieser Anordnung die Ringwülste 27 und 28 in Querrichtung zusairjnerigedrückt. Der Deckel 17 wird durch Umbiegen eines Rundes 41 des Behälters in seine.-r Stellung festgelegt, wobei der Rand in Pig.1 in seiner ursprünglichen Lage in gestrichelten Linien und im umgebogenen Zustand in ausgezogenen Linien gezeichnet ist.
Ist der Deckel 17 aufgesetzt, so ist der untere Ringwulst 28 in der Ringnut 35 zusammengepreßt. Din abgerundetes Ende 42 des zylindrischen Deckelfortsatzes 19 drückt sich dabei in die Innenwandung der Blase und
zwar 909845/0151
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zwar unterhalt des unteren Ringwulstes 28, so daß die
Innenwandun£ »ich urn das abgerundete Ende 28 legt. Außerdem i!3t der obere Ringwulst 27 in der Hingnut 34 zusammengepreßt urid auf eine Weise verformt, daß er sich gegen die schrage obere 'Wandung 36 der Ringnut 34 drückt, wobei er im wesentlichen die Ringnut 34 ausfüllt.
Die Zusairiinenpre sung der Rijigwülste 27 und 28 bewirkt
außerdem ihre Verformung gegeneinander in senkrechter
Richtung, wobei die zwischen den Ringwülsten 27 und 26
liegende Zwischenzone 29 eine Wellverformung an einer
Stelle 45 erhält (Pig.1). Der zwiechen den einander benachbarten Wnnden eineiaeits des Behälters und andererseits dee UiJii v-ngs des Zwischenbereiches 38 des Deckels verbleibende Zwischenraum ist so groß, daß der wellverformte Teil 45 in diesem Zwischenraum frei liegt.
Weil die ringförmige Randleiste 31 über die Außenfläche der Wandung 3 der Blase hinauscteilt, wird sie mehr zusammengepreßt als ein Abschnitt 27' des Ringwulstes 27, wodurch entlang der unteren Kante der Randleiste 31 ein ringförmiger Bereich 4b entsteht.
Beim Betrieb des Druckspeichers wird die von der Trennwand 22 gebildete Gaskammer 25 mit Gas unter Druck be-
Iaden.
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laden. Anschließend wird die ülkaiäiner 23 mit Öl gefüllt, das unter ejnem größeren Druck ; teht als des Gas der Gaskammer 25.
Fließt im Laufe des Betriebes des Druckspeicher Öl in die Ölkammer 23 ein und strömt aus ihr wieder heraus, wie das beispielsweise zum Dämpfen dor Stoßwellen in einer Druckleitung der Fall ist, so Vfjrformt sich die Blase der Trennwand und wird unter Spannung gesetzt.
Diese Spannung teilt sich zuerst dem unteren Ringwulst mit, was dazu führen kann, daß sich dieser Ringwulst leicht aus seiner Ringnut heraushebt; dadurch läßt die Dichtheit nach, die aus der Zusammenpressung des Ringwulstes 28 resultiert.
Das in der Gaskammer 25 befindliche unter Druck stehende Gas drücKt ge^en den Ringwulst 27. Da ja der außerhalb der Ringnut 34 herrschende Druck der atmosphärische Druck ist, und weil der Druck des Gases viel höher ist, verschiebt sich der Ringwulst 27 nach oben in Richtung auf die Fuge 47 zu, welche .sich zwischen der schrägen Fläche der Ringnut 34 und der benachbarten Wandung des Behälters 11 befindet, und der Ringwulst 27 keilt sich in dieser Fuge nach Art eine "O-Ringes" fest.
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Vorausgesetzt, daß das Material der Blase zwischen den Mngwülsten 27 und 28 eine sinusförmige Bogenlinie bildet, und vorausgesetzt, daß der Ringwulst 28 in seiner Hingnut 35 sitzt, hat die auf die Wandung der Trennwand ausgeübte Spannung lediglich die Wirkung, daß der Ringwulst 28 etwas in axialer Richtung verschoben wird.
Obwohl diese Tatsache die vom Pangwulat 28 geschaffene Abdichtung möglicher.'eise beeinträchtigt, hat die sinusförmige Gestalt, wie sie das Mat rial der Trennwand an der Stelle 45 einnimmt, zur Wirkung, daß dieses Material eine derartige Spannung absorbiert und eine Bewegung des Ringwulstes 27 verhütet, wodurch die Abdichtung an der Fuge 47 aufrecht erhalten und das Ausströmen des unter Druck stehenden Oases verhindert wird.
Die beschrieben* Verschiebung des Kingwulstes 28 kann auf gleiche Weise die Abdichtung gegenüber dem Ul zwischen den äußeren Umfang dee Ringwulstes 28 und der Wandung dee Behälter» beeinträchtigen; ee würde folglich dae In der Kammer 23 tmter Druck stehende Öl die Tendenz haben, entlang der Außenfläche der Trennwand zu sickern* Auf Grund des ringförmigen Bereiche» 46 jedoch, der durch den taiteren Band der Randleiste 3t
§0§t4§/01§1
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ausgespart iat, drückt sich das unter Druck stehende Öl gegen den rechtwinkligen Absatz 32, der vor der Knndleiste 31 gebildet wird, wodurch die äuüere i'läche des Kingwulstes 27 nach oben gegen die Fuge 47 gedrückt wird; daraus ergibt sich eine abdichtende V.irKung, durch die das Ausströmen von Ul aus dem Behälter verhindert wird.
Es sind also zwei Ringwülste vorhanden, welche zwischen sich einen wellig geformten Abschnitt bilden. Einer dieser Ringwülste dient zur Abdichtung, indem er mit einer Ringnut eines Lagergliedes für die Trennwand zusammenwirkt. Der wellig geformte Teil verhindert dabei eine Übertragung auch von kleinen Verschiebungen, welche der zur Befestigung dienende Ringwulst im Verlauf des Betriebs des Druckspeichers erhalten kann, auf den der Abdichtung dienenden Ringwulst, wodurch sich eine ausgezeichnete Abdichtung ergibt·
Patentansprüche:
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Claims (6)

U75765 Patentansprüche
1) Druckbehälter mit einer zwei Kammern voneinander abteilenden, biegsamen und elastischen Trennwand und einer Befestigungsvorrichtung für die Trennwand gemäß dem Hauptpatent ....·.. (Patentanmeldung Vi 53 031 XIl/47f), wobei die Trennwand un ihrer offenen Seite zwei übereinander im Abstand liegende Ringwülste aufweist, welche entsprechend in zwei Ringnuten eines Deckels greifen, der in dem Bei alter befestigt ist, wobei eine zwischen den beiaen Hingwülsten liegende Zwischenzone der Trennwand so ausgeführt ist, daß sie im Ruhezustand nach dem Einbau der Trennwand in den Behälter spannungsfrei bleibt, und wobei der der offenen Seite der Trennwand zunächst liegende Ringwulst im wesentlichen der Abdichtung und der andere Hingwulst im wesentlichen der Befestigung dient, dadurch gekennzeichnet, daß der der Befestigung dienende Kingwuist (2b) einen Querschnitt in Form einer ins Innere der Trennwand (22) gerichteten Nase hat und eine Ringzone (50) aufweist, welche im wesentlichen eben ist und senkrecht zur Achse der Trennwand ( 2t) 909845/0151 BADofiIGINAL
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wand (22) liegt, daß die zur Aufnahme des befestigungswulstes (26) dienende Ringnut (i5) einen ringförmigen Absatz (51) hat, eier im wesentlichen eben ist unu senkrecht zur Achse des Deckels (17) liegt, und daß die Hingzone (5ü) des Befestigungswulstes (2b) nach Art eines Keiles in dem Absatz (51) der zugehörigen Kingnut (35) sitzt.
2) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringzone (50) an demjenigen Ende des Befestigungswulstes (28) angeordnet ist, welches von der offenen Seite der Trennwand (22) am weitesten entfernt ist, so daß nach dem Einbau der Befestigungswulst (2b)" seitlich zusammengedrückt ist, wobei die Zusai.menpresi ung in demjenigen Teil dee Ringwulstes (28), der von der Zwischenzone (29) der Trennwand (22) am v.-eitesten entfernt ist, stärker erfolgt.
3) Einrichtung nech Anspruch 1, dadurch gekenneeichnet, daß der der Abdichtung dienende Ringwulst (27) eine Haterialzugabe, d.h. eine Randleiste (31) hat, welche seitlich nach außen von der Trennwand (22) absteht.
4)
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4) Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Randleiste (31) des Dichtungswulstes (27) durch einen Absatz (32) von der laufenden Außenfläche (33) der Trennwand (22) abgesetzt ist.
5) Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Absatz (32) im wesentlichen auf halber Höhe des Dichtungswulstes (27) befindet, so daß nach dem Einbau der Dichtungswulst (27) seitlich zusarumengepreßt. ist, wobei die Zusammenpressung in demjenigen Toil des wulates (27), der von der Zwi-Bchenzone (29) der Trennwand (22), welche zwischen den beiden Ringwülsten (27, 28) liegt, am entferntesten ist, stärker erfolgt.
6) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Materiallänge der Zwischenzone (29) der Trennwand (22) welche zwischen den beiden Ringwülaten (27, 28) liegt, größer ist als die Länge des Deckels (17), welche zwischen den beiden Ringnuten (34, 35) liegt, daß die Materialdioke der Zwieohenzone (29) nicht größer ist als der Zwischenraum an dieter Stellt, der »wischen dem Deckel (17) und der Wandung des Behälttrt (11) verbleibt, und daß nach
909845/0151
U75765
dem einbau die Zwiirchenzone (2h) der 'lxer-nwi-ind &) gelockert ist und verhindert, daß Zi^spöKnungen, v/elchen aer Befestigungswult:t (L'b) aur.geset^t ist, sich auf den Dichtungewulst (<il) fortf ϊ1;.τ·Δ^.η.
90984S/01S1
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