DE2531534A1

DE2531534A1 - Pruefkopf zum pruefen von hohlkoerpern, insbesondere flaschen aus kunststoff, auf undichtigkeiten und druckfestigkeit

Info

Publication number: DE2531534A1
Application number: DE19752531534
Authority: DE
Inventors: Guy Flamand
Original assignee: Carnaud Total Interplastic SA
Current assignee: Carnaud Total Interplastic SA
Priority date: 1974-07-16
Filing date: 1975-07-15
Publication date: 1976-01-29
Also published as: FR2279086A1; CH598588A5; BE831392A; NL7508417A; CA1051687A; JPS5135382A; FR2279086B1; US3995473A; GB1456959A

Description

Carnaud Total Interplastic, rue Paul Sabatier, Chalon-sur-Saone _t Frankreich

Prüfkopf zum Prüfen von Hohlkörpern, insbesondere Flaschen aus Kunststoff, auf Undichtigkeiten und Druckfestigkeit,

Die vorliegende Erfindung "bezieht sich auf einen Prüf kopf, der es gestattet, einerseits Undichtigkeiten festzustellen, die "beispielsweise durch winzige öffnungen in den Wandungen von Hohlkörpern, Z₀B₀ Flaschen aus plastischem Material, auftreten, oder die sich durch Fehler an Ringkörpern infolge der unzureichenden Planheit derselben ergeben können,. Andererseits ermöglicht es der Früfkopf gemäß der Erfindung, eine unzureichende Druckfestigkeit in der vertikalen Erstreckungsrichtung des Hohlkörpers festzustellen, wie sie sich beispielsweise durch eine schlechte Verteilung des Materials oder aus einer unzureichenden Gesamtmaterialinenge bei allen einschlägigen Herstellungsverfahren, ZoBo beim Extrusionsblasen, Spritzblasen oder sonstigen Verfahren ergeben kann.

Man kennt verschiedene Vorrichtungen, um Undichtigkeiten durch Unterdruck oder Überdruck festzustellen, aber bis heute gibt es keine Vorrichtung, die in der Lage ist, gleichzaitig und kontinuierlich auf Mikroundichtigkeiten und auf richtige Verteilung des Materials längs der Ausdehnung von Hohlkörpern, Z₀B₀ von Flaschen aus Kunststoff, zu prüfen«,

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Prüfkopf zu schaffen, der diese beiden Prüfungen in einem Arbeitsgang durchzuführen gestattete

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß ein säulenförmiges Organ vorgesehen ist, das in vertikaler Richtung in bezug

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auf ein festes Gestell in Richtung des Flaschenhalses verschiebbar angeordnet ist und ein erstes Schauloch aufweist, daß ein Dichtungsorgan am unteren Ende der Säule angeordnet ist, welches gegen die öffnung des Hohlkörpers, z.B. die öffnung des Flaschenhalses anlegbar ist, daß zwischen der Säule und dem Dichtungsorgan elastische Mittel eingeschaltet sind, die bewirken, daß das Dichtungsorgan bei der Abwärtsbewegung der Säule in Prüfstellung gegen die Hohlkörperöffnung zum Anliegen kommt und nach dem Kontakt im Zuge der weiteren Abwärtsbewegung der Säule gegen den Hohlkörper zur Prüfung auf ausreichende Druckfestigkeit eine vorbestimmte Kraft ausübt, daß eine defornierbare Membran vorgesehen ist, die horizontal in der rohrforangen Säule befestigt ist, auf deren Oberseite ein erster Druck bestimmter Größe anlegbar ist, während die Unterseite der Membran mit einem zweiten Druck beaufschlagbar ist, der etwas größer als der erste auf die Oberseite ausgeübte Dyuck ist, daß eine vertikale Stange auf der Oberseite der Membran aufgesetzt ist, die ein zweites Schauloch aufweist, welches sich koaxial mit dem ersten Schauloch der Säule einfluchtet, wenn der vorgenannte zweite Druck auf der Unterseite der Membran angelegt ist, daß ein muffenförmiger Läufer in vertikaler Richtung verschiebbar am festen Prüfkopfgestell gelagert ist und ein drittes diametrales Schauloch trägt, welches eine Visierlinie bildet, und daß ein Mitführorgan, z.B_o in Form eines Hakens, mit der Bewegung des elastischen Organs gekoppelt ist, welches bei der Abwärtsbewegung der elastischen Organe den Läufer mitführt und bei dieser Bewegung dessen Schauloch aus der Visierlinie fortrückt, wenn der Hohlkörper nach dem Kontakt mit dem Dich— tungsorgan infolge mangelnder Druckfestigkeit nachgibt.

Die gute Verteilung des Materials längs des Hohlkörpers und das NichtVorhandensein von Undichtigkeit wird dadurch festgestellt, daß nach Anlegen der vorgegebenen Kraft zur Druckfestigkeitsprüfung und nach Anlegen des ersten und zweiten Druckes auf den beiden Seiten der Membran das Schauloch der Säule um

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das Schauloch der Stange mit der Visierlinie fluchten. Diese Iloaxialität kann dadurch genau nachgeprüft werden, daß ein Lichtstrahl längs der Visierlinie durch die fluchtenden Schaulöcher hindurchgesandt wird·

Wenn die !Flasche eine genügende Druckfestigkeit hat, aber Undichtigkeiten aufweist, so gelangt das Schauloch der vertikalen Stange auf der Membran nicht in die Fluchtstellung mit dem Schauloch der Säule und der Lichtstrahl kann nicht längs der Visierlinie hindurchdringen.

Wenn andererseits die Flasche keine Undichtigkeiten aufweist, aber ungenügend druckfest ist, wird der muffenförmige Läufer durch das hakenförmige Mitführorgan verschoben, so daß sich das Schauloch des Läufers unterhalb der Visierlinie einstellt. Unter diesen Bedingungen wird trotz der Koinzidenz des Schauloches der vertikalen Stange und des Schauloches der Säule kein Lichtstrahl durch die Visierlinie hindurchgehen können^

Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der einzigen Figur beispielsweise veranschaulicht, die den Prüfkopf in seiner Stellung vor dem Beginn des PrüfVorgangs veranschaulicht, wobei als Prüfobjekt eine Flasche dient.

Der Prüfkopf gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine zentrale Säule ΊΟ auf, die in vertikaler Richtung innerhalb eines Ringes des festen Gestelles 11 verschiebbar gelagert ist_o Die Säule 10 ist an eine Drehbewegung um ihre Achse durch einen Führungs·· stift 9 gehindert, dessen Enden sich in vertikale Rillen erstrecken, die in dem festen Gestell¹ 11 des Prüfkopfes vorgesehen sind. Die Säule kann in Richtung auf den Flaschenhals nach unten bewegt werden, was beispielsweise mit einer nicht veranschaulichten Kurvenscheibe erfolgen kann. Die Säule 10 weist ein oberes Teilstück 10,* und ein unteres rohrförmiges Teilstück 10p auf, die beide miteinander über Flansche 131

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verbunden sind, zwischen denen der Rand einer elastischen Membran eingespannt ist, die auf Druck anspricht» Die Membran ist in einer Kammer angeordnet, die in den Endbereichen der Teile 10,. und 10g der Säule verläuft«. Diese Teilbereiche definieren eine obere Kammer 16 und eine untere Kammer 17» die durch die Membran voneinander getrennt sind· Der Druck in der Kammer 16 wird dadurch aufrechterhalten, daß dauernd ein Fluid, Z₀B₀ Luft, durch die öffnung 10 zugeführt wird, wobei der Druck des eingeblasenen Fluids auf einen vorgegebenen Wert mittels einer Düse 19 eingestellt werden kann, welche in die öffnung 20 eingesetzt ist, die an der Kammer 16 vorgesehen ist, wobei die Düse 19 eine feine öffnung aufweist, die eine einstellbare Undichtigkeit repräsentierte

In der anderen Kammer 17 mündet eine längliche vertikale Leitung 21, die koaxial mit dem unteren rohrförmigen Säulenteil IO2 verläuft, wobei das untere Ende dieser Leitung in die zu prüfende Flasche 12 eingeführt werden kann· Daraus ergibt sich, daß, wenn der Prüfkopf gegen die Flasche angelegt wird, wie dies im nachfolgenden im einzelnen erklärt werden wird, die Kammer 17 mit dem Innern der Flasche über die Leitung 21 in Verbindung steht· Das Innere der Flasche steht gleichfalls über einen ringförmigen Kaum, der zwischen der Leitung 21 und dem unteren Teilstück 10p der Säule verläuft, mit einer öffnung 22 in Verbindung, an die eine nicht veranschaulichte Druckquelle angeschlossen ist_o

Damit nicht der durch die öffnung 22 eingespeiste Druck direkt die Kammer I7 beaufschlagt, sondern zunächst das Flascheninnere erreicht, entfernt man so weit, wie dies konstruktiv möglich ist, die öffnung 22 des unteren Endes der Zuführung vom Kammer— innern· Auf diese Weise wird sichergestellt, daß der Druck innerhalb der Kammer 17 derselbe ist, wie er im Innern der Flasche herrscht.

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Auf der Membran ist eine vertikale Stange 23 befestigt, die sich in eine Ausnehmung 24 des oberen Teilbereiches 10,. der Säule hineinbewegen kann, wenn die Membran 15 verformt wird,, In der Ruhestellung, d.h. wenn der Prüfkopf nicht vif der Flasche aufsitzt, steht die Membran 15 nur unter den Einfluß ihres eigenen Gewichtes und dec Gewichtes der verschiebbaren Stange, die auf eiiiem Sitz 25 auf der Membran .angeordnet ist«. Die Hohlstange 23 ist mit einem diametralen Schauloch 26 vorsehen, welches, wenn sich die Membran 15 in der Ruhestellung "befindet, etwas unterhalb des diametralen Schauloches 27 verläuft, welches im oberen Teil 10,. der Säule 10 vorgesehen ist«, Die Versetzung zwischen den Schaulöchern 26 und 27 und die öffnung der Düse 19 sind so berechnet, daß, wenn der Prüfkopf gegen die Flaschenöffnung angelegt ist und die Flasche keine Fehler aufweist, nach Anlegung der vorbestimmten Druckwerte in den Kammern 16 und 17 dss Schauloch 26 mit den Schauloch 27 fluchtet. Vorteilhafterweise werden die Kammern 16 und 17 von der gleichen Druckquelle beaufschlagt.

Am unteren Ende 10p der Säule ist ein ringförmiges Teil 23 aufgebracht, welches mit einem Diclitungnorgan 29 versehen ist, welches dazu dient, einen dichtenden Kontakt zwischen dem ringförmigen Teil 28 und der Mündung JO des Flaschenhalses* zu gewährleisten» Um den unteren Teil der Säule 10p ist gleichfalls ein zweites ringförmiges Teil 31 verschiebbar montierte Die ringförmigen Teile 23 und 31 bilden Schultern, an denen sich die Enden einer relativ schwachen Feder 32 abstützen, die dazu dient, zwischen dem Ringteil 31 und dem Ringteil 28 eine radiale Zraft zu übertragen, die ausreichend ist, un einen dichtenden Kontakt zwischen dem Dichtungsteil 29 und der Flaschennündung 30 herzustellen Wenn die Säule nach, unten bewegt wird, wird die Feder J>2 so lange komprimiert, daß ein Ring 33» der seinerseits durch das Ringteil 31 getragen wird, mit einem Ring 34 in Berührung kommt, der auf dem Ringteil 28 befestigt ist«,

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Zwischen dem Ring 33 und dem Kragen 35» welcher von Stiften 36 getragen wird, die fest mit der Säule 10 verbunden sind, ist eine relativ starke Feder 37 eingesetzt, die dazu dient, auf den Ring 28 eine Kraft zu übertragen, die für die Druckfestigkeitsprüfung der Flasche groß genug ist und die wirksam wird, wenn die Säule ihre Abwärtsbewegung fortsetzt, nachdem die Ringe 33 U-¹¹O- 34 bereite miteinander in Berührung gekommen cind_o

Um den festen Haltering des Gestelles 11 ist teleskopisch gegenüber demselben verschiebbar ein muffenförmiger Läufer 38 angeordnet, dessen unteres Ende an der Säule 10 angrenzt« In der Nähe des unteren Randes ist ein diametrales Schauloch 39 vorgesehen,, welches, wenn der Prüf^'opf in der Ruhestellung liegt, oberhalb des Schauloches 27 der Srule verläuft_o Der Abstand d zwischen den Schaulöchern 37 und 39 soll etwas kleiner sein als die Sumne der Abstände Λ* zwischen den Ringen 33 und ~$'A- und dem Abstsnd 1p zwischen der Dichtung 29 und der Mündung JC dos FIascherhalses, damit in der Fluchtungcstellung der Schaulöcher 27 und 39 die Ringteile 35 und 3^ niclit miteinander in Berührung stehen und das Dichtungsorgan 29 nur mit der Feder 32 Gegen die Öffnung 30 angepresst wird_o Hie im nachfolgenden erklärt werd.cn wird, erfolgt die Prüfung der Flaschen dedurch, d^ß die Schaulöcher ?S. und 27 mit dem Scheuloch 39 fluchten. Diese Koaxialität kann dadurch nachgeprüft werden, daß ein lichtstrahl A-B die drei Schaulöcher durchquert·

Sin Eragteil 42, welches mit dem Ringteil 3^ fest verbunden ict, trägt einen hakenförmigen Schieber 40, descen freies Endo oberhalb des Randes des muffenferraigen Läufers 33 iⁿ einem Abstand endet, dor etwas größer als der oben definierte Abstand d ist_o

Die Arbeitsweise der Prüfvorrichtung wird im nachfolgenden erläuterte Zunächst befindet sich der Prüfkopf in der Position, die in der Figur veranschaulicht ist, d.h_o er ist in einer Stellung, die von der Flasche 12 völlig getrennt ist, wobei die bei-

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den Federn 32 und 37 sich in entspanntem Zustande befinden. An der öffnung 18 wird dauernd Druck angelegt, so daß die Membran 15 auf ihren Sitz 25 aufliegt.

Dann wird die Säule 10 so weit nach unten gefahren, daß das Schauloch 27 unterhalb der Visierlinie A-B zu liegen kommt, die durch das Schauloch 39 des muffenförmigen Läufers 38 definiert ist, der nicht verschoben wird«. Beim "Herunter fahr en der Säule gelangt zunächst das Dichtungsorgan 29 in Kontakt mit der öffnung 30 des Flaschenhalses ο In diesem Augenblick wird infolge der Steifigkeit der Feder 37 beim vreiteren Absenken der Säule eine Kompression der schwachen Feder 32 bewirkt, bis daß ein Kontakt zwischen dem Ring 33 und dem Ring 34· stattfindet. ¥on diesem Augenblick an führt das weitere Verschieben der Säule nach unten zu einer Kompression der Feder 37» wenn die Flasche eine genügende Druckfestigkeit aufweist. Der hakenförmige Ansatz 40, der mit dem Kragteil 42 fest verbunden ist, gelangt dabei in die Nähe des oberen Randes des muffenförmigen Läufers 28, ohne jedoch mit denselben in Kontakt zu gelangen. Der Läufer wird also nicht verschoben, so daß das Schauloch 39 in der Achse der Visierlinie A-B bleibt.

In einer zweiten Phase der Bewegung der Säule wird diese wieder angehoben, und zwar so weit, daß das Schauloch 27 sich in die Achse der Visierlinie A-B einstellt. Die Feder 37 entspannt sich, indem sie den Kontakt zwischen dem Kragteil 42 und dem Kragen 35 wiederherstellt, wonach die Ringe 33 und 34 sich erneut voneinander trennen, so daß jetzt das Dichtungsorgan 29 nur noch unter der Einwirkung des durch die Feder 32 erzeugten Druckes gegen den Flaschenhals anliegt_o Dann wird ein Druck von einigen Millibar durch die öffnung 22 angelegte Wenn die Flasche keine Undichtigkeiten aufweist, wird der Druck in dem Raum zwischen dem unteren Teil 1Oo der Säule und der Zuführung 21 durch die letztere in die untere Kammer 17 übertragen, während der Druck in der oberen Kammer 16 so eingeregelt wird, daß er ge-

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ringfügig kleiner ist als der inder unteren Kammer 17 herrschende Druck, was durch die Düse 19 bewirkt wird«, Das Schauloch 26 der Stange 23 stellt sich dann koaxial mit dem Schauloch 27 in Fluchtrichtung ein.

Wenn also der Muffenläufer 38 nicht im Zuge der einzelnen Abwärtsbewegungen der Säule 10 verschoben wird, stellen sich die drei Schaulöcher 39» 26 und 23 in Fluchtrichtung ein· Der Durchgang des Lichtstrahls Δ-Β durch die drei Schaulöcher bedeutet, daß die Flasche druckfest genug ist und gleichzeitig keine Undichtigkeiten aufweistβ

Wenn hingegen die Flasche druckfest genug ist, aber Undichtigkeiten aufweist, so gelangt das Schauloch 26 nicht auf die Hohe des Schauloches 27, wenn man Druck an der öffnung 22 zuführt© In diesem Falle wird die Flasche als fehlerhaft ausgewiesen und durch eine automatische, nicht veranschaulichte "Vorrichtung abgeworfene

In dem Fall schließlich, daß die Flasche keine Undichtigkeiten aufweist, aber nicht genügend druckfest ist, würde bei der Abwärtsbewegung der Säule 10 infolge der Steifigkeit der Feder J7 die mittels der Schraube 43 eingestellt werden kann, eine Mit— führung des hakenförmigen Teiles 40 erfolgt sein, wodurch, infolge des dann bewirkten Kontaktes des hakenförmigen Teiles 40 mit dem muffenförmigen Läufer 38 eine leichte Abwärtsbewegung desselben ausgelöst worden wäre, wodurch das Schauloch 39 unter die Visierlinie A-B verschoben wirdo Im Augenblick des Wieder— anhebens der Säule wäre trotz der Koinzidenz der Schaulöcher 26 und 27 mit der Visierlinie für den Lichtstrahl der längs der Visierlinie gesperrt und die Flasche müßte wegen lerhaftigkeit ausgeschieden werden·

Die Erfindung ist nur anhand der Prüfung von Flaschen veranschaulicht. Sie kann aber natürlich auch auf die Prüfung andere»

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Hohlkörper, insbesondere aus plastischen Kunststoffen oder ähnlichen Stoffen angewendet werden»

Ansprüche

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Claims

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A η s ρ r ü

1)1 Prüfkopf zum Prüfen von Hohlkörpern, insbesondere Flaschen aus plastischem Kunststoff, auf Undichtigkeiten und Druckfestigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß eine Säule (10) vorgesehen ist, die in vertikaler Richtung in bezug auf ein festes Gestell (11) in Richtung des zu prüfenden Hohlkörpers verschiebbar gelagert ist und ein erstes diametrales Schauloch (27) aufweist, daß ein Dichtungsorgan (29) am unteren Rand der Säule (10) angeordnet ist, welches dazu dient, gegen die Eintrittsöffnung (30) des Hohlkörpers angelegt zu werden, daß elastische Mittel (32, 37) vorgesehen sind, die zwischen der Säule (10) und dem Dichtungsorgan (29) eingeschaltet sind, um das letztere auf die öffnung (30) des Hohlkörpers mitzuführen, wobei die elastischen Organe (32, 37) das Dichtungsorgan (29) gegen die öffnung des Hohlkörpers angedrückt halten und bein v/eiteren Herunterfahren der Säule den vorgegebenen Prüfdruck für die Prüfung der ausreichenden Druckfestigkeit der Flasche aufbringen, daß eine verformbarc Membran (15) vorgesehen ist, die in horizontaler Richtung senkrecht zur Achse der Säule (10) verläuft, wobei die Oberseite der Membran einem ersten vorbestimmten Druck unterworfen wird,^während die Unterseite der Membran sowie das Innere der Flasche mit einem zweiten Druck beaufschlagbar ist, der etwas über dem ersten Druck liegt, daß eine in vertikaler Richtung sich erstreckende Stange (23) auf der Oberseite der Membran (15) angeordnet ist, wobei die Stange (23) ein diametrales Schauloch (26) aufweist, welches koaxial zum Schauloch (27) der Säule (10) einstellbar ist, wenn der zweite Druck gegen die Membran (15) angelegt ist, daß ein muffen— förmiger Läufer (38) vorgesehen ist, der in vertikaler Rieh— tung an dem festen Gestell (11) des Prüfkopfes verschiebbar gelagert ist und ein drittes Schauloch (39) aufweist, wel-

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ehes eine Visierlinie (A-B) "bildet, daß ein Mit führ organ, z.Bo in Form eines Hakens (4-0), vorgesehen ist, dessen Bewegung mit der Bewegung der elastischen Organe (32, 37) gekoppelt ist, und daß das Mitführorgan de« muffenförmigen Läufer (38) im Falle einer mangelnden Druckfestigkeit des zu prüfenden Hohlkörpers mitführt und hierbei das Schauloch (39) aus der Visierlin-ie-verschiebt, nachdem das Dichtungsstück (29) nach Anlegen des Druckes zur Prüfung der Druckfestigkeit auf der öffnung des Hohlkörpers zum Anliegen gekommen ist ©

2) Prüfkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Mittel ein ringförmiges Zwischenstück (28) aufweisen, welches verschiebbar um die Säule herum gelagert ist, wobei eine relativ schwache Feder (32) vorgesehen ist, die sich gegen das Dichtorgan (29) und das ringförmige Zwischenteil (28) abstützt, und wobei eine relativ steif eingestellte Feder (37) vorgesehen ist, die sich an dem ringförmigen Zwischenstück (28) und an einem Sitz (35) abstützt, der fest mit der Säule verbunden ist, daß die Kraft der relativ schwachen Feder (32) so eingestellt ist, daß sie zur Herbeiführung eines dichtenden Eontaktes zwischen dem Dichtorgan (29) und der öffnung (30) des Hohlkörpers genügt, während die relativ steif eingestellte Feder (37) so stark ist, daß sie für die Untersuchung des Hohlkörpers auf Druckfestig* keit die erforderliche Kraft liefert«,

3) Prüfkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Säule (10) aus einem oberen Teilstück (10,.) und aus einem unteren rohrförmigen Teilstück (1Op) besteht, die untereinander durch Hohlflansche (13 und 14-) verbunden sind, zwi·« sehen denen die Membran (15) eingespannt ist, wobei die Membran (15) mit den Ausnehmungen der Verbindungsflansche (13» 14) eine obere Kammer (16) bzw«, eine untere Kammer (I7) definiert, daß in der oberen Kammer ein erster Druck vor-

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gegebener Grröfio an einer öffnung (18) diecer K ¹^r; sr -nlegbur ist, ¹X⁷Id d'32 pn der unteren K.-xvr.er (1?)» "⁵^ './eiche eine vertikal <.· Zufü^runr; (21) rr.indet, <;in ε^τ.·/^Λ>ϊΙ*···Γ Druck vcrgege-T)r-nr:r Crc2c anlegb^r irrt, ¹P/¹ d^:? c-ar unt. rc IC-ide d^r;^ Zu- ^v.iirun^ (^¹I) in do.c Innere dec Hohll:c'rper.^c; jjelD.njt, v:enn der Pr';fxopf auf der Hohlkörper -iuf'je'-si'r,"¹; i"t.

·'!·) Pr"fkopX .".1UC¹I Anspruch 2, dr-.i.uro'i ^elr^nnr^i: hnet, d'jf? der ringförmige "Raum zvrischor der Ziifü¹!"^.¹ ^: (?1) und den unteren rohrförmigen S'?.ulenteil (1O₀) mit 'ine:' svreiten Druckquelle verbunden ist» wobei die Cffn'.'.^j (2P), durch r^ie der Druck in den ringf örmi3en Zvischeui· uv;. ?in^:ofiihrt vrird, voi'zugc''cif?c r.ovrci.t vrie neulich ve:, unterer. Ende der Zu— f'ihrun^ (21) entfernt ist«,

5) Prüfkopf n-'sch einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die obere K^jnner (16) iind die untere Kaniner (17) niit ^eiⁿ und-derselben Druck^uelle verbunden sind, wobei der Unterschied in den beiden Drucken dadurch eingestellt ist, daß in der oberen Kammer (16) eine öffnung (18) vorgesehen ist, in die eine Düse (19) mit einem feinen Durchlaß eingesetzt ist, der eine regelbare Undich*- keitsstelle repräsentierte

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