DE2921531A1

DE2921531A1 - Infusionsgeraet mit tropfkammer

Info

Publication number: DE2921531A1
Application number: DE19792921531
Authority: DE
Inventors: Herbert Mittleman
Original assignee: Baxter Travenol Laboratories Inc
Current assignee: Baxter International Inc
Priority date: 1978-08-30
Filing date: 1979-05-28
Publication date: 1980-03-06
Also published as: IL57473A; IE48297B1; AU4866879A; ZA792558B; AU526185B2; GB2028975B; CA1130161A; GB2028975A; IE791258L; ES483754A1; BE878476A; JPS5532579A; FR2434625A1

Description

Infusionsgerät mit Tropfkammer

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Gerät zur Verabreichung von parenteraler Flüssigkeit oder Lösung an einen Patienten und insbesondere eine verbesserte Tropfkammer für ein Infusionsgerät.

In der US-PS 3 886 937 wird vorgeschlagen, ein Rückschlagventil in der Schlauchleitung eines Infusionsgeräts zwischen der Tropfkammer und einer auch als "Y-Anschluß" bezeichneten Injektionsstelle (injection site) vorzusehen; diesesRückschlagventil ist dabei als Schnabel- oder Lippenventil (duckbill valve) dargestellt und in einem mit der Schlauchleitung in Reihe geschalteten Gehäuse angeordnet. Die Erfindung stellt nun eine Verbesserung gegenüber dem Gerät nach dieser US-Patentschrift dar.

Die Erfindung bezieht sich, genauer gesagt, auf ein Infusionsgerät mit einer Tropfkammer, deren Einlaß mit einem Vorrat für z.B. parenterale Flüssigkeit oder Lösung

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verbindbar ist und deren Auslaß über eine geeignete Leitung mit einem Patienten verbindbar ist, dessen Besonderheit darin besteht, daß die Tropfkammer an ihrem stromabseitigen Ende ein Gehäuse mit einem stromaufseitigen Einlaßteil und einem stromabseitigen Auslaßteil aufweist, von denen ersterer mit einem Ventilsitz mit einem Flüssigkeits-Durchgang versehen ist, während letzterer eine einen Flüssigkeits-Durchgang festlegende Wand aufweist, daß im Gehäuse eine Ventil-Kugel angeordnet ist, daß der Ventilsitz und die Wand so weit voneinander entfernt sind, daß sich die Kugel bei einer Flüssigkeitsströmung in Stromabrichtung vom Ventilsitz wegbewegen kann, daß Ventilsitz und Kugel so bemessen und aufeinander abgestimmt sind, daß der Flüssigkeits-Durchgang bei einer Flüssigkeitsströmung in Stromauf- bzw. Gegenrichtung schließbar ist, daß der Ventilsitz einen elastischen Teil aufweist, der sich axial einwärts erstreckt und mit der Kugel in Berührung bringbar ist und der so geformt ist, daß er praktisch eine Linienberührung auf der Kugeloberfläche herstellt, und daß der elastische Teil umfangsmäßig halterungsfrei ist und sich daher einwärts durchzubiegen bzw. auszulenken vermag.

In bevorzugter Ausgestaltung kennzeichnet sich die Erfindung dadurch, daß das Gehäuse einen Oberteil und einen Unterteil und Mittel zur (dichten) Verbindung von Oberteil mit Unterteil aufweist und daß die Tropfkammer ein flexibles bzw. biegsames Kunststoff-Gehäuse aufweist, welches den Oberteil umgibt und mit dem Verbindungsmittel verbunden ist.

Besondere Merkmale der Erfindung bestehen dabei darin, daß der Ventilsitz ein symmetrisches, elastisches Element mit einer den Flüssigkeits-Durchgang bildenden Zentralbohrung und eine der Kugel zugewandte und mit ihr in Abdichtberührung bringbare Ringfläche aufweist, wobei das elastische Element einstückig bzw. materialeinheitlich ausgebildet ist, und darin, daß Ventilsitz und Kugel

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so aufeinander abgestimmt und bemessen sind, daß der die Kugel berührende elastische Teil ein innerhalb eines Winkels von etwa 60° liegendes Segment der Kugel umschließt.

In bevorzugter Ausführungsform ist eine Schlauchleitung zwischen den Flüssigkeitsauslaß der Tropfkammer und einen der Einlasse einer Injektionsstelle mit zwei Einlassen und einem Auslaß eingeschaltet. Ebenso ist eine Schlauchleitung zwischen den Auslaß der Injektionsstelle und einen Einlaß einer zweiten Injektionsstelle eingeschaltet, die zwei Einlasse und einen Auslaß aufweist. Auf diese Weise können sekundäre Flüssigkeiten dem Patienten nacheinander und automatisch verabreicht werden.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine (schaubildliche) Darstellung eines Infusionsgerätes mit Merkmalen nach der Erfindung,

Fig. 2 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Teilschnitt durch eine Tropfkammer gemäß der Erfindung,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2,

Fig. 4 einen in weiter vergrößertem Maßstab gehaltenen Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 3,

Fig. 5 eine Darstellung des Infusionsgeräts nach Fig. mit an dieses angeschlossenen Flüssigkeitsbehältern, wobei die Anordnung zur Verwendung bei einem Patienten aufgehängt ist,

Fig. 6 eine in stark vergrößertem Maßstab gehaltene Schnittansicht eines Ventilsitzes bei der Tropfkammer nach

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Fig. 2,

Fig. 7 eine Aufsicht auf die Unterseite des Ventilsitzes nach Fig. 6 und

Fig. 8 eine Ansicht zur Darstellung des Zusammenwirkens zwischen dem Ventilsitz nach Fig. 6 und einer Kugel.

Das in Fig. 1 dargestellte Infusionsgerät 10 weist eine Tropfkammer 12 auf, deren Einlaß 14 über eine geeignete Hohlnadel mit einem Kunststoff- oder Glasbehälter 16 verbunden ist, der eine parenterale Lösung enthält. Ein noch näher zu beschreibendes, eine Gegenströmung verhinderndes Rückschlagventil 18 bildet den Auslaß der Tropfkammer 12. Zwischen letztere und den Einlaß 22 einer Injektionsstelle 24 (injection site) ist ein Schlauch 20 eingeschaltet. Die Injektionsstelle 24 entspricht vorzugsweise derjenigen nach der US-PS 4 048 995, und sie weist zwei Einlasse und einen Auslaß auf. Während der Schlauch 20 mit dem Einlaß verbunden ist, kann eine sekundäre Flüssigkeit dem anderen Einlaß 26 zugeführt werden. Der Auslaß 28 der Injektionsstelle 24 ist mit einem Schlauch 30 verbunden, der an einen Einlaß 32 einer zweiten Injektionsstelle 34 angeschlossen ist. Ein weiterer bzw. dritter sekundärer Flüssigkeitsvorrat kann mit dem anderen Einlaß 36 der Injektionsstelle 34 verbunden sein, deren Auslaß 38 mit einer Schlauchleitung 40 verbunden ist, die an einen Nadelanschluß 42 mit daran angebrachter (Hohl-)Nadel 44 angeschlossen ist. In die Schlauchleitung 40 kann eine Regel-Schlauchklemme 46 eingeschaltet sein.

Das aus Kunststoffen hergestellte Infusionsgerät 10 ist gemäß üblicher Praxis nach einmaligem Gebrauch wegwerfbar. Die Hohlnadel 44 ist mit einem Patienten verbunden, so daß diesem die parenterale Flüssigkeit bzw. Lösung vom

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Beutel oder von der Flasche 16 verabreicht werden kann.

Die in Fig. 2 näher dargestellte Tropfkammer 12 weist einen Hauptteil 48 in Form eines länglichen, flexiblen Kunststoffzylindersjauf, dessen oberes bzw. stromaufseitiges Ende auf übliche Weise mit einer Klaue oder dgl. thermisch verschweißt ist, während sein unterer Teil ein Gehäuse bildet. Das Gehäuse besteht aus einem Oberteil 52 und einem Unterteil 54. Der Oberteil 52 enthält ein zentrales Element 56 mit einer öffnung oder Bohrung 58 und ein abwärts verlaufendes Element 60, das zusammen mit dem zentralen Element 56 zur Aufnahme eines elastischen Ventilsitzes 62, vorzugsweise aus Gummi, dient.

Der einstückig ausgebildete Ventilsitz 62 enthält eine zentrale Bohrung 64 und einen nach unten ragenden Ringabschnitt 66, der eine Ringfläche 67 bildet, welche einer mit ihr zusammenwirkenden sphärischen Kugel 68 zugewandt ist. Die Kugel 68 besteht vorzugsweise aus Polypropylen, so daß sie ein spezifisches Gewicht von weniger als 1,0 besitzt und daher auf noch zu erläuternde Weise in der Flüssigkeit zu schwimmen vermag.

Bei den bisherigen Kugelventilkonstruktionen stellte die einwandfreie Abdichtung einer sphärischen Kugel häufig ein ernsthaftes Problem dar. Die bisherigen Kugelventile verwenden typischerweise einen Ventilsitz, welcher die Kugel über ein Segment innerhalb eines Winkelbereichs von ungefähr 45° umfaßt. Erfindungsgemäß hat es sich dagegen herausgestellt, daß eine wirksamere Abdichtung dann erzielt wird, wenn Ventilsitz und Kugel zur gegenseitigen Wechselwirkung so bemessen sind, daß ein an der Kugel anliegender elastischer Teil des Ventilsitzes ein Kugelsegment mit einem Winkelbereich von ungefähr 60° umschließt.

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Ebenso hat es sich gezeigt, daß eine wirksamere Abdichtung dann geschaffen werden kann, wenn der Ventilsitz mit der Kugel in Linienberührung steht, so daß auf die Kugel ein optimaler Andruck ausgeübt wird. Aus diesen Gründen weist der Ventilsitz 62 einen Oberteil 62a zur Verbindung mit einem Ausnehmungsteil in dem den Ventilsitz tragenden Gehäuse und einen elastischen Teil 62b auf, der sich abwärts und axial einwärts erstreckt und die Ringfläche 67 bildet, an welcher sich die Kugel anzulegen vermag. Gemäß Fig. 2 ist der elastische Teil 62b umfangsmäßig halterungsfrei, so daß er ungehindert nach innen auslenkbar ist. Durch Ausbildung des Ventilsitzes mit einem Hinterschnitt bzw. einer Unterhöhlung 62c (vgl. insbesondere Fig. 6) wird eine sehr elastische Anordnung geschaffen, bei welcher sich der elastische Teil 62b nach innen einziehen kann, wenn sich die Kugel unter der Auftriebskraft der Flüssigkeit aufwärts bewegt. Aufgrund der halterungsfreien Außenwand sowie der eben beschriebenen Hinterschneidung kann sich der vorzugsweise aus Gummi bestehende elastische Teil 62b beim Andrücken der Kugel gegen den Ventilsitz in Aufwärtsrichtung einrollen, wobei die Linienberührung zwischen Ventilsitz und Kugel aufrechterhalten wird.

Vorzugsweise ist die Ringfläche 67 übergangsfrei abgerundet. Wenn der Ventilsitz 62 einstückig geformt bzw. gegossen wird, ist es daher wesentlich, daß die Form-Trennlinie über der Ringfläche 67 liegt, so daß an letzterer kein Grat vorhanden ist. Aufgrund dieser Ausbildung kann die Ringfläche 67 die gewünschte Linienberührung mit der Kugel herstellen.

Aus Fig. 8 geht hervor, daß bei am Ventilsitz 62 anliegender Kugel 68 die Ringfläche 67 ein innerhalb eines Winkels von 60° liegendes Segment der Kugel umschließt. Wie erwähnt, hat sich dieser Winkelbereich von 60° als für die Herstellung

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einer wirksamen Abdichtung optimal erwiesen.

Ohne die Erfindung einschränken zu wollen, sind nachstehend spezielle Beispiele für die Abmessungen der Ausführungsform des Ventilsitzes gemäß Fig. 6 angegeben:

Maß (Fig. 6) Größe (Beispiel

a 12,2 mm

b 6,99 mm

c 3,81 mm

d 2,92 mm

e 8,26 mm

f 3,68mm

g 1,40 mm

h 2,21 mm

i 0,51 mm

j 2„54 mm

k 0„25 mm

1 9,14 mm

m 5,55 mm

η 0,13 Radius

ο ' Q„76 mm χ 45° Äbschrägung

Der Oberteil 52 weist außerdem einen äußeren Radialflansch auf, der mit einer Nut 72 zum Einsetzen des Hauptteils der Tropfkammer 12 versehen ist. Der Außendurchmesser des Oberteils 52 entspricht im wesentlichen dem Innendurchmesser des Hauptteils 48 der Tropfkammer 12, so daß ein Reibsitz zwischen Hauptteil 48 und Oberteil 52 hergestellt wird.

Der unterteil 54 des Gehäuses, der dem Oberteil 52 im wesentlichen komplementär ausgebildet ist, weist einen dem

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Flansch 70 angepaßten Abschnitt 74 auf, an dem eine Ultraschallschweißung zwischen Oberteil 52 und Unterteil 54 hergestellt werden kann. Der Unterteil 54 weist eine Bodenwand 76 auf, die eine zentrale öffnung bzw. Bohrung 78 enthält und mehrere Rippen 80 (vgl. Fig. 3 und. 4) trägt, durch die verhindert wird, daß sich die Kugel 68 an die Bohrung 78 anlegt und diese verschließt. Am Unterteil 54 ist ein Auslaßstutzen 82 für den Anschluß des Kunststoffschlauches 20 angeformt.

Im Gebrauch des Geräts wird die Hohlnadel des Tropfkammereinlasses in einen IV-Lösungsbehälter o.dgl. eingeführt. Sodann drückt die Bedienungsperson die Tropfkammer zusammen, um das Gerät vorzufüllen. Wenn die Tropfkammer losgelassen wird, strömt die Flüssigkeit von der Oberseite her ein, so daß die Tropfkammer etwa zu einem Drittel oder zur Hälfte gefüllt wird.

Ventilsitz 62, Kugel 68 und Rippen 80 sind auf solche Abstände verteilt, daß die Flüssigkeit durch das Kugelventil bzw. den Ventilsitz, um die Kugel herum und durch den Auslaß 78 strömen kann. Die Kugel steigt dabei selbstverständlich in der Flüssigkeit nach oben. Auf diese Weise kann mit dem mit einem Patienten verbundenen Infusionsgerät die primäre Flüssigkeit dem Patienten zugeführt werden.

Fig. 5 veranschaulicht eine Ausführungsform, bei welcher zusätzlich zwei sekundäre Infusionsgeräte an den Patienten angeschlossen sind. Gemäß Fig. 5 ist ein sekundärer Lösungsbehälter 90 an den Einlaß 36 angeschlossen, während ein weiterer sekundärer Lösungsbehälter 92 mit dem Einlaß 26 verbunden ist. Dabei befindet sich der Lösungsbehälter 90 in einer höheren Lage als der Lösungsbehälter 92, der seinerseits höher angeordnet ist als der primäre Lösungsbehälter 16. Der Lösungsbehälter 90 ist mit dem Einlaß 36 über einen

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von einer Tropfkammer 96 abgehenden Kunststoffschlauch 94 verbunden. Der Lösungsbehälter 92 ist mit dem Einlaß 26 über einen Kunststoffschlauch 98 verbunden, der von einer Tropfkammer 12' abgeht. Letztere entspricht in ihrem Aufbau vollständig der vorstehend beschriebenen Tropfkammer 12, wobei sie einen Auslaß mit Kugelrückschlagventil aufweist.

Die Anordnung gemäß Fig. 5 bildet eine Anlage zur aufeinanderfolgenden bzw. nacheinander erfolgenden Verabreichung von Lösungen. Die sekundäre Lösung aus dem Behälter 90 strömt zum Patienten, und da der sekundäre Lösungsbehälter 90 höher angeordnet ist als der sekundäre Lösungsbehälter 92 und der primäre Lösungsbehälter 16, werden die Kugeln der Rückschlagventile in den Tropfkammern 12' bzw. 12 nach oben gegen ihre Ventilsitze angedrückt, wodurch ein Zufluß vom sekundären Lösungsbehälter 92 und vom primären Lösungsbehälter 16 verhindert wird. Sobald der sekundäre Lösungsbehälter 90 leer ist, sinkt die Kugel des Rückschlagventils in der Tropfkammer 12' nach unten, so daß die Flüssigkeit aus dem sekundären Behälter 92 zum Patienten strömen kann. Die Kugel des Rückschlagventils in der Tropfkammer 12 liegt dagegen weiterhin an ihrem Ventilsitz an, wodurch die Strömung der primären Flüssigkeit zum Patienten verhindert wird. Sobald der sekundäre Lösungsbehälter 92 leer ist, sinkt jedoch auch die Kugel der Tropfkammer nach unten, so daß die primäre Lösung aus dem Behälter 16 dem Patienten zugeführt werden kann.

Bei Verwendung des beschriebenen Kugelventils ist es nicht nötig, eine Vierwege- bzw. Vierfach-Schweißung (z.B. gemäß US-PS 2 702 036) zwischen dem Ausßlaß der Tropfkammer und dem an diese angeschlossenen Schlauch vorzusehen. Es hat sich herausgestellt, daß das Kugelrückschlagventil als äußerst wirksamer Anschluß zwischen Tropfkammer und Auslaß-

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schlauchleitung arbeitet.

Vorzugsweise ist das Tropfkammergehäuse durchsichtig, während die Kugel 68 eine auffällige Farbe besitzt, so daß die Bedienungsperson die Stellung der Kugel gegenüber dem Tropfkammergehäuse leicht feststellen kann. Es hat sich nämlich als zweckmäßig erwiesen, die Arbeitsweise des Rückschlagventils im Gebrauch beobachten zu können.

Obgleich vorstehend nur eine derzeit bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt und beschrieben ist, sind
dem Fachmann selbstverständlich verschiedene Änderungen und Abwandlungen möglich, ohne daß vom Rahmen der Erfindung
abgewichen wird.

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Claims

Henkel, Kern, Feiler & Hänzel Patentanwälte

Registered Representatives

before the

European Patent Office

Baxter Travenol Laboratories, Inc., Möhlstraße37

Deerfield, 111., V.St.A. D-8000München80

Tel.: 089/982085-87

Telex: 05 29 802 hnkl d

Telegramme: ellipsoid

28. Ma! 1979

B-850

Infusionsgerät mit Tropfkammer

Patentansprüche

( 1J Infusionsgerät mit einer Tropfkammer, deren Einlaß mit einem Vorrat für z.B. parenterale Flüssigkeit oder Lösung verbindbar ist und deren Auslaß über eine geeignete Leitung mit einem Patienten verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Tropfkammer (12) an ihrem stromabseitigen Ende ein Gehäuse mit einem stromaufseitigen Einlaßteil (58) und einem stromabseitigen Auslaßteil (18) aufweist, von denen ersterer mit einem Ventilsitz (62) mit einem Flüssigkeits-Durchgang (64) versehen ist, während letzterer eine einen Flüssigkeits-Durchgang (78) festlegende Wand (54, 76) aufweist, daß im Gehäuse eine Ventil-Kugel (68) angeordnet ist, daß der Ventilsitz (62) und die Wand (z.B. 76) so weit voneinander entfernt sind, daß sich die Kugel (68) bei einer Flüssigkeitsströmung in Stromabrichtung vom Ventilsitz wegbewegen kann, daß Ventilsitz (62) und Kugel (68) so bemessen und aufeinander abgestimmt sind, daß der Flüssigkeits-Durchgang bei einer Flüssigkeitsströmung in Stromauf- bzw. Gegenrichtung schließbar ist, daß der Ventilsitz einen elastischen Teil (66) aufweist, der sich axial einwärts erstreckt

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und mit der Kugel in Berührung bringbar ist und der so geformt ist, daß er praktisch eine Linienberührung auf der Kugeloberfläche herstellt, und daß der elastische Teil (66) umfangsmäßig halterungsfrei ist und sich daher einwärts durchzubiegen bzw. auszulenken vermag.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Ventilsitz und Kugel so aufeinander abgestimmt und bemessen sind, daß der die Kugel berührende elastische Teil ein innerhalb eines Winkels von etwa 60° liegendes Segment der Kugel umschließt.
3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

das Gehäuse einen Oberteil und einen Unterteil und Mittel zur (dichten) Verbindung von Oberteil mit Unterteil aufweist und daß die Tropfkammer ein flexibles bzw. biegsames Kunststoff-Gehäuse aufweist, welches den Oberteil umgibt und mit dem Verbindungsmittel verbunden ist.
4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz ein symmetrisches, elastisches Element mit einer den Flüssigkeits-Durchgang bildenden Zentralbohrung und eine der Kugel zugewandte und mit ihr in Abdichtberührung bringbare Ringfläche aufweist, wobei das elastische Element einstückig bzw. materialeinheitlich ausgebildet ist.
5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Wand (76) mehrere Rippen (80) trägt, um die Kugel gegenüber dem stromabseitigen Flüssigkeits-Durchgang auf Abstand zu halten.

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6. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tropfkammer ein im wesentlichen zylindrisches Element aus einem flexiblen Kunststoff aufweist, daß das genannte Gehäuse das stromabseitige Ende der Tropfkammer bildet und einen Oberteil, einen Unterteil sowie Mittel zur (dichten) Verbindung von Oberteil und Unterteil umfaßt und daß die Verbindungsmittel einen das zylindrische Element aufnehmenden, sich radial erstreckenden Flansch aufweisen.
7. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Einlaß der Tropfkammer ein Kunststoffschlauch mittels einer thermischen Schweißverbindung angeschlossen ist.
8. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche,- dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz ein symmetrisch und einstückig bzw. materialeinheitlich geformtes Element aus Gummi ist und daß Ventilsitz und Kugel in einem solchen gegenseitigen Abstand angeordnet sind, daß die Kugel in der Flüssigkeit hochzusteigen vermag, wenn das Gehäuse in Stromab- bzw. Normalrichtung von Flüssigkeit durchflossen wird.
9. Gerät nach den vorangehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch eine Tropfkammer mit einem Einlaß und einem Auslaß , durch eine Einrichtung zur Verbindung der Tropfkammer mit einem primären Vorrat für parenterale Lösung oder Flüssigkeit und durch eine Schlauchleitung, die zwischen den Flüssigkeit-Auslaß und einen der Einlasse einer Injektionsstelle (injection site) mit zwei Einlassen und einem Auslaß eingeschaltet ist.
10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schlauchleitung zwischen den Auslaß der Injektionsstel-

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Ie und einen Nadelanschluß eingeschaltet ist.
11. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schlauchleitung zwischen den Auslaß der Injektionsstelle und einen Einlaß einer zweiten Injektionsstelle mit zwei Einlassen und einem Auslaß eingeschaltet ist.

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