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Heinz Till
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Fischbacher Weg 28 6238 Hofheim Volker Till Eichendorffstraße 17
6238 Hofheim "Anschlußkopf an einer Vorrichtung zur Behandlung und/oder Füllung
von Behältern" Die Erfindung betrifft einen Anschlußkopf an einer Vorrichtung zur
Behandlung und/oder Füllung von Behältern, z.B. zylindrischen Fässern wie Kegs,
mit zwei axial und axial relativ zueinander verschieblichen koaxialen Schiebehülsen,
die beim Aufsetzen des Behälters gegen Federkräfte durch Anlegen einer von der äußeren
Schiebehülse getragenen Ringdichtung an die Behälteranschlußarmatur und Abheben
des in Schließrichtung durch Federkraft gehaltenen Ventilkörpers der Behälteranschlußarmatur
von seinem Dichtsitz durch die innere Schiebehülse zwei von Anschlußleitungen bis
in das Behälterinnere getrennt führende und zur Umgebung abgedichtete Strömungswege
bestimmen, wobei sich die äußere Schiebehülse über eine Feder gegen eine feststehende
Führungsbuchse ab stützt.
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Ein solcher Anschlußkopf ist beispielsweise aus der DE-OS 23 54 945
bekannt. Dieser hat wie bisher alle Anschlußköpfe dieser Gattung
den Nachteil, daß die Strömungswege nicht nur bei aufgesetztem Behälter in Betriebsstellung,
sondern auch in Wartestellung offen liegen und daher durch Fehlfunktionen der Ventile
in den Anschlußleitungen für die Behandlungs- und Füllmedien bzw. Fehlsteuerung
solcher Ventile die Behandlungs- und Füllmedien ungewollt aus dem Anschlußkopf
austreten
können. Hierdurch kann nicht nur eine unerwünschte Verschmutzung der Behandlungsvorrichtung
selbst und seiner Umgebung, sondern auch eine Gefahr für das Betriebspersonal entstehen,
da es sich bei den Behandlungsmedien zum Teil um ätzende Säuren oder Laugen und
auch um heißen Dampf handelt. Um die Funktion des vorbekannten Anschlußkopfes beim
Absetzen des zu behandelnden Behälters mit dem Behälterrand auf eine ortsfeste Behälterauflage
zu gewährleisten, sind dort vergleichsweise viele Teile, insbesondere zwei voneinander
unabhängig arbeitende Federn erforderlich, was den Herstellungsaufwand erhöht und
die Funktionssicherheit schmälert.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Anschlußkopf der
gattungsgemäßen Art konstruktiv einfach und funktionssicher so auszubilden, daß
die Strömungswege nur bei aufgesetztem Behälter offen sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schiebehülsen
jeweils Strömungsöffnungen haben, die in Wartestellung abgedichtet liegen und in
Betriebsstellung nach der Axialverschiebung der Schiebehülsen je einen Abschnitt
der jeweiligen Strömungswege bilden.
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Abweichend vom Stande der Technik bilden also die beiden Schiebehülsen
nicht nur einen zentrischen Hülsenkanal und einen diesen umgebenden koaxialen Ringkanal,
sondern in ihnen vorgesehene Strömungsöffnungen, die in der Wartestellung der Schiebehülsen
verschlossen liegen und nur in der Betriebsstellung, also nach dem Aufsetzen des
Behälters auf den Anschlußkopf und die dadurch bedingte -Axialverschiebung der Schiebehülsen,
frei als Abschnitt der jeweiligen Strömungswege liegen und dadurch den Durchgang
der Behandlungs- und Füllmedien von den Anschlußleitungen der feststehenden Führungsbuchse
bis zum Übergang Anschlußkopf-Behälteranschlußarmatur und in den Behälter hinein
(und aus dem Behälter heraus) erst frei geben. Auf
diese Weise ist
eine zusätzliche Sicherung getroffen, daß aufgrund der konstruktiven Ausbildung
des Anschlußkopfes selbst aus diesem nur Behandlungs- oder Füllmedien austreten
können, wenn ein Behälter dichtend aufgesetzt ist. Gleichzeitig ist der Anschlußkopf
einfacher aufgebaut.
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Wenn der axiale Verschiebeweg der Schiebehülsen durch einen jeweiligen
mit einer Anschlagfläche der Führungsbuchse zusammenwirkenden Anschlagkörper begrenzt
ist, wird die axiale Verschiebelage der beiden Schiebehülsen zueinander in vorgebbarer
Weise festgeiegt, so daß die innere Schiebehülse im Betriebszustand il..mer in dem
gewünschten Maß zur Abhebung des Ventilkörpers der Behälteranschlußarmatur von seinem
Dichtsitz aus der äußeren Schiebehülse nach vorne hinausragt und gleichzeitig (mit
Hilfe eines üblichen, pneumatisch betriebenen, auf den Behälter einwirkenden Druckstempel)
der - erforderliche Anpressdruck der Bchälteranschlußarmatur an die von der äußeren
Schiebehülse getragenen Ringdichtung gewährleistet werden kann.
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Es ist besonders vorteilhaft, wenn die äußere Schiebehülse beim Abheben
von der Behälteranschlußarmatur bei ihrer durch die Feder bedingten Rückführung
die innere Schiebehülse in die Wartestellung mitnimmt. Auf diese Weise ist eine
(zweite) Rückstellfeder für die innere Schiebehülseentbehrlich.
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Die zuletzt genannte Lösung kann praktisch auf besonders einfache
Weise dadurch realisiert werden, daß die innere Schiebehülse einen mit einer, vorzugsweise
am hinteren Ende der äußeren. Schiebehülse ausgebildeten, Anschlagfläche der äußeren
Schiebehülse zusammenwirkenden Mitnehmerabschnitt aufweist. Bei der Zurückbewegung
der äußeren Schiebehülse unter der Wirkung der Rückstellfeder nach dem Abheben des
Behälters wird auf diese Weise die innere Schiebehülse in
ihre Wartestellung
zwangsläufig mitgenommen, in welcher also sowohl die Strömungsöffnungen der äußeren
Schiebehülse als auch diejenigen der inneren Schiebehülse abgedichtet liegen und
somit der Durchgang der Strömungswege versperrt ist.
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Bei einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung sind die Strömungsöffnungen
der Schiebehülsen als radiale Mantelöffnungen ausgebildet, die in Wartestellung
zwischen zwei im axialen Abstand in einem Dichtab schnitt der Führungsbuchse zwischen
den jeweiligen Schiebehülsen und der Führungsbuchse vorgesehenen Dichtungsringe
und nach Axial: verschiebung der Schiebehülsen in Betriebsstellung außerhalb des
jeweiligen Dichtungsabschnittes in dem jeweiligen Strömungsweg liegen.
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Auf diese Weise wird bei guter Abdichtung der Strömungsöffnungen in
der Wartestellung eine zwangsläufige und damit zuverlässige Freigabe der Strömungsöffnungen
beim Aufsetzen des Behälters und Axialverschieben der Schi>behülsen erzielt.
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Vorteilhafterweise sind die Schiebehülsen zur Vereinfachung der Konstruktion
in derselben Führungsbuchse geführt.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die innere Schiebehülse
in einem, vorzugsweise als Boden der äußeren Schiebehülse ausgebildeten, Führungsabschnitt
der äußeren Schiebehülse dichtend geführt, wodurch auch gewährleistet ist, daß die
Schiebehulsen ihre koaxiale Lage nicht verlassen und damit die äußere Abdichtung
der Strömungswege und gleichzeitige Öffnung der Behälteranschlußarmatur durch Abheben
des Ventilkörpers von dem zugeordneten Dichtsitz unter Schaffung eines inneren durch
das Steigrohr bis weit in das Innere des Behälters führenden zentralen Strömungswegs
mit einem diesen umgebenden Strömungsweg in der Behälteranschlußarmatur sichergestellt
ist.
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tenn die innere Schiebehülse an ihrem rückwärtigen Ende einen Ventilteller
trägt, der den einen den Dichtungsabschnitt der Führungsbuchse begrenzenden Dichtungsring
in Zuordnung zu einer senkrecht zur Verschiebeachse liegenden Dichtsitzfläche trägt,
unterstützt der auf den Ventilteller. wirkende Druck, der in dem in der entsprechenden
Anschlußleitung anstehenden Behandlungsmedium herrscht, in der Wartestellung des
Anschlußkopfes die Abdichtung des inneren Strömungsweges, während derselbe Druck
beim Abheben des Behälters, unabhängig von der Mitnahme der inneren Schiebehülse
durch die äußere Schiebehülse, ein schnelles Schließen des inneren Strömungsweges
gewährleistet und ein Ausströmen des Behandlungsmediums oder der Füllflüssigkeit
verhindert wird.
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Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Konstruktion
ist der den axialen Verschiebeweg der äußeren Schiebehülse begrenzende Anschlagkörper
als äußerer Ringflansch der äußeren Schiebehülse ausgebildet, wodurch die genaue
axiale Lage der Schiebehülse gesichert wird.
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Ferner kann der den axialen Verschiebeweg der inneren Schiebehülse
begrenzende Anschlag körper bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung
als axialer, sich z.B. an den Ventilteller anschließender, Fortsatz der inneren
Schiebehülse ausgebildet sein, der an eine senkrecht zur Verschiebeachse liegende
Anschlag fläche des inneren Strömungsweges in der feststehenden Führungsbuchse zum
Anliegen kommt.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles
anhand der beiliegenden Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich
dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand
der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen
oder deren Rückbeziehung.
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Es zeigt: Fig. 1 schematisch im Schnitt einen die Erfindung aufweisenden
Anschlußkopf in Wartestellung (also vor dem Aufsetzen eines zu behandelnden Behälters),
und Fig. 2 schematisch im Schnitt den nämlichen Anschlußkopf in Betriebsstellung
(also nach dem Aufsetzen eines zu behandelnden Behälters).
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Der Anschlußkopf 1 steht gemäß der Zeichnung aufrecht, während der
zu behandelnde oder zu füllende Behälter 2 mit nach unten gekehrter Behälteranschlußarmatur
6 an den Anschlußkopf 1 angedrückt wird, so daß das durch den mittleren Strömungsweg
in den Behälter gedrückte Behandlungsmedium durch den umgebenden zweiten Strömungsweg
unter Wirkung der Schwerkraft wieder aus dem Behälter 2 abströmen kann. Die Füllung
eines Behälters 2 beispielsweise mit einer Getränkeflüssigkeit, wie Bier, erfolgt
in dieser Position in der bekannten Weise durch den äußeren Strömungsweg, während
das in den Behälter 2 vorher eingedrückte Spannungsgas beim Aufsteigen der Flüssigkeit
in dem Behälter 2 durch den mittleren Strömungsweg verdrängt wird.
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Das Füllen des Behälters 2 könnte prinzipiell aber auch unter Vertauschung
der Strömungswege mit dem erfindungsgemäßen Anschlußkopf 1 in umgekehrte Lage, also
bei aufrechtstehendem Behälter 2 mit nach oben gekehrter Behälteranschlußarmatur
erfolgen, wenn dies erforderlich sein sollte. Der erfindungsgemäße Anschlußkopf
1 ist gleichermaßen bei Vorrichtungen verwendbar, die eine ortsfeste Auflage für
den Behälterrand beim Absetzen des Behälters aufweisen, als auch für solche Vorrichtungen,
bei denen sich der Behälterrand auf einer federnd gelagerten Aufnahmeplatte abstützt.
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Der Anschlußkopf 1 weist eine auf einem Vorrichtungsgestell 42 gehaltene,
feststehende Führungsbuchse 25 auf. In die Führungsbuchse 25
münden
von unten Anschlußleitungen 9 und 10 für das Zuführen und Abführen der Behandlungsmedien
bzw. der Füllflüssigkeit und des Spannungsgases. Die eine Anschlußleitung 9 setzt
sich in einen Strömungskanal 12 der Führungsbuchse 25 fort, die sich zu einer Kammer
13 erweitert. Die andere Anschlußleitung 10 steht mit einem Strömungskanal 23 in
der Führungsbuchse 25 in Verbindung, welcher Strömungskanal 23 am Vorderende sich
zu einer Kammer 43 erweitert. Die Führungsbuchse 25 weist im Anschluß an die Kammer
43 nach vorne einen zylindrischen Dichtungsabschnitt 32 auf, in welchem in axialem
Abstand Dichtungsringe 33 und 34 gehalten sind und welcher der dichtenden und führenden
Aufnahme einer axial verschieblichen äußeren Schiebehülse 3 dient.
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Die äußere Schiebehülse 3 stützt sich mit einem vorderen Flanschab-Abschnitt
44 und einer als Spiralfeder ausgebildeten Rückstellfeder 24 auf einer horizontalen
Ringschulter 45 der feststehenden Führungsbuchse 25 ab. Der axiale Verschiebeweg
der äußeren Schiebehülse 3 ist nach hinten durch einen als äußerer Ringflansch ausgebildeten
Anschlagkörper 26 begrenzt, welcher sich an eine vordere Anschlagfläche 28 der feststehenden
Führungsbuchse 25 anlegen kann. In dem Bereich, der in der in Fig. 1 veranschaulichten
Wartestellung benachbart dem Dichtungsabschnitt 32 der Führungsbuchse 25 liegt,
weist die äußere Schiebehülse 3 in ihrem Mantelabschnitt eine oder mehrere radiale
Öffnungen 22 auf, die in der Wartestellung zwischen den Dichtungsringen 33 und 34
liegen. Auf diese Weise ist der einen Ringkanal 21 bildende Innenraum der äußeren
Schiebehülse 3 in der Wartestellung gegen die Kammer 43 und den Strömungskanal 23
der Führungsbuchse 25 abgedichtet gehalten. In der dem Behälter 2 zugewandten Stirnseite
trägt die äußere Schiebehülse 3 eine den Ringkanal 21 umschließende Ringdichtung
5.
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Der Boden der äußeren Schiebehülse 3 ist mit einer zentralen Öffnung
versehen und durch Anordnung eines Dichtungsringes 39 als dichtender
Führungsabschnitt
38 für eine zu der äußeren Schiebehülse 3 koaxialen und axial relativ zu der äußeren
Schiebehülse 3 verschieblich angeordnete innere Schiebehülse 4 ausgebildet. Pie
innere Schiebehülse 4 bildet einen zentralen Hiilsenkanal 15, der an seinem rückwärtigen
Ende in eine oder mehrere radiale im Mantel vorgesehene Strömungsöffnungen 14 mündet.
In der in Fig. 1 veranschaulichten Wartestellung liegen die Strömungsöffnungen 14
in einem Bereich benachbart eines von der feststehenden Führungsbuchse 25 gebildeten
weiteren Dichtungsabschnittes 35 und zwar zwischen zwei den Dichtungsabschnitt begrenzenden
Dichtungsringen 36 und 37, wobei der vordere Dichtungsring 36 in der feststehenden
Führungsbuchse 25 gehalten ist, während der hintere Dichtungsring 37 Teil eines
Ventiltellers 40 bildet, der am rückwärtigen Ende der inneren Schiebehülse 4 angeordnet
ist, und sich mit dem Dichtungsring 37 gegen eine nach hinten weisende, senkrecht
zur Verschiebeachse A verlaufende Dichtsitzfläche 41 anlegen kann. Der Verschiebeweg
der inneren Schiebehülse 4 ist nach hinten durch einen als Fortsatz der inneren
Schiebehülse 4 ausgebildeten Anschlagkörper 27 begrenzt, welcher sich mit seiner
Stirnfläche gegen eine zugeordnete Anschlagfläche 29 der Kammer 13 anlegen kann.
In der in Fig.- 1 veranschaulichten Wartestellung ist also die Kammer 13 und damit
der Strömungskanal 12 trotz der Strömungsöffnungen 14 gegen den zentralen Hülsenkanal
15 abgedichtet. Im mittleren Bereich hat die innere Schiebehülse 4 einen als äußeren
Umfangsflansch ausgebildeten Mitnehmerabschnitt 30, der sich an eine Anschlagfläche
31 anlegen kann, die von dem Boden der äußeren Schiebehülse 3 gebildet wird, der
auch den Führungabschnitt 38 bildet. Der Mitnehmerabschnitt 30 gewährleistet einmal,
daß bei der Rückführung der äußeren Schiebehülse 3 unter der Wirkung der Rückstellfeder
34 nach dem Abheben des Behälters 2 aus der in Fig. 2 veranschaulichten Betriebsstellung
in die in Fig. 1 dargestellte Wartestellung die innere Schiebehülse 4 zwangläufig
in die Ausgangslage mitgenommen wird, in welcher die Strömungsöffnungen 14 abgedichtet
liegen. Der Mitnehmerabschnitt 30 d-ient aber auch dazu, den Verschiebeweg der äußeren
Schiebehülse 3 nach vorne zu begrenzen, so daß diese nicht nach vorne aus der feststehenden
Führungsbuchse 25 herausgezogen werden kann. Der Verschiebeweg der inneren Schiebehülse
ihrerseits
wird nach vorne aufgrund der Anordnung des erweiterten Ventiltellers 40 im gleichen
Sinne begrenzt. Man sieht in diesem Zusa mm enhng, daß es für die Montage und Demontage
der Schiebehülsen 3, 4 in der feststehenden Führungsbuchse 25 zweckmäßig sein kann,
daß der Ventilteller 40 als gesonderter abnehmbarer Teil ausgebildet ist, der beispielsweise
von dem hinten auf die innere Schiebehülse 4 aufgeschraubten gesonderten Anschlagkörper
27 an der inneren Schiebehülse 4 gehalten wird. Man sieht auch, im Vergleich der
Fig. 1 und 2, daß die Kammern 13 und 43 wenigstens so bemessen sind, daß die gewünschte
Axialverschiebung der Schiebehülsen 3 und 4 an sich und relativ zueinander unter
Berücksichtigung der Anschlagkörper 26 und 27 jedenfalls in einem solchen Maße möglich
ist, daß in der in Fig. 2 veranschaulichten Betriebsstellung des Anschlußkopfes
1 die Öffnungen 22 und 14 freiliegen und somit Teil der Strömungswege bilden, von
dem der Innere in dem Anschlußkopf 1 durch den Strömungskanal 12, die Kammer 13,
die Öffnungen 14 und den Hülsenkanal 15, sowie der Äußere durch den Ringkanal 21
die Strömungsöffnungen 22, die Kammer 43 und den Strömungskanal 23 gebildet werden.
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Beim Aufsetzen eines Behälters 2 legt sich, ausgehend von der in Fig.
1 veranschaulichten Wartenstellung, zunächst die Behälteranschlußarmatur 6 mit der
Stirnfläche, die einen Ringspalt 20, 20' aufweist, mit ihrem äußeren Bereich an
den Dichtungsring 5 an. Unter der Einwirkung eines üblichen (nicht dargestellten)
Druckstempels auf den Behälter 2 wird nun die äußere Schiebehülse 3 axial gegen.
die Wirkung der Rückstellfeder 24 zunächst so weit zurückgeschoben, bis die innere
Schiebehülse 4 mit ihrem vorderen Rand den mittleren Bereich der Stirnfläche der
Behälteranschlußarmatur 6 im Abstand umgreifend an einen Ventilkörper 7 der Behälteranschlußarmatur
6 zu liegen kommt, welcher Ventilkörper 7 unter der Wirkung einer Rückstellfeder
46 zunächst in einer vorderen Abdichtlage gehalten ist, in welcher er an seinem
(geteilten) Dichtsitz 8 anliegt und in den zentralen Steigrohrkanal 17, der bis
in das Behälterinnere 11 nahe dem (nicht dargestellten
), Boden
des Behälters 2 reicht, mündende Öffnungen 16 abdichtend verschließt. Die nunmehr
mit ihrer wirksamen Vorderkante gleichliegenden Schiebehülsen 3 und 4 werden nun
bei weiterem Aufdrücken des Behälters 2 so lange axial gemeinsam rückwärts verschoben,
bis zunächst die innere Schiebehülse 4 mit dem Anschlagkörper 27 an die Anschlagfläche
29 gelangt. Unter gleichzeitiger weiterer Rückwärtsverschiebung der äußeren Schiebehülse
3, bis deren Anschlagkörper 26 an die Anschlagfläche 28 der Führungsbuchse 25 gelangt,
hebt nun die feststehende innere Schiebehülse 4 mit ihrem vorderen Rand den Dichtkörper
7 gegen die Wirkung der Rückstellfeder 46 von dem (geteilten) Dichtsitz 8 in der
in Fig. 2 veranschaulichten Weise ab, so daß durch abgedichtete Unterteilung des
Ringspaltes 20, 20' zwei gesonderte Ringspalte entstehen, nämlich der äußere Ringspalt
20 und der innere Ringspalt 20'. Der äußere Ringspalt 20 stellt die Strömungsverbindung
zwischen dem Ringkanal 21 der äußeren Schiebehülse 3 und dem Armatureninnenraum
19 her, welcher seinerseits über Durchtrittsöffnungen 18 mit dem Behälterinneren
11 in Strömungsverbindung steht. Der innere Ringspalt 20' stellt die Strömungsverbindung
zwischen dem zentralen Hülsenkanal 15 über die Öffnungen 16 zu dem Steigrohrkanal
17 her. Aus Fig. 2 ergibt sich, daß nunmehr die gewünschten Strömungswege (Pfeildarstellung)
voll durchgängig sind und sowohl die Behandlungsmedien als auch ggf. Füllmedien
in der gewünschten Weise in den Behälter 2 hinein und aus diesem hinaus geführt
werden können. Bei einem Reinigungsvorgang wird nun beispielsweise das Reinigungsmedium
über die Anschlußleitung 9 in den Strömungskanal 12 und von dort die Kammer 13,
die Öffnungen 14, den Hülsenkanal 15, den Ringspalt 20', die Öffnungen 16 und den
Steigrohrkanal 17 bis in das Behälterinnere 11 gedrückt, welche Reinigungsflüssigkeit
dann unter der Wirkung der Schwerkraft über die Öffnungen 18, den Armatureninnenraum
19, den äußeren Ringspalt 20, den Ringkanal 21, die Strömungsöffnungen 22,
die
Kaminer 43 und den Strömungskanal 23 zu der Anschlußleitung 10 zurückfließen kann.
Beim Füllen mit einer Getränkeflüssigkeit wird diese über die Anschlußleitung 10
zugeführt, während das in dem Behälter 2 befindliche Druckgas über die Anschlußleitung
9 entweichen kann.
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Nach dem Abheben des (gereinigten oder gefüllten) Behälters 2 von
dem Anschlußkopf 1 kehren die Schiebehülsen 3 und 4 wieder selbsttätig unter'der
Wirkung der Rückstellfeder 24 in ihre jeweilige schließen de und damit sichernde
Wartestellung zurück, während die Behälterarmatur 6 selbst unter der Wirkung der
Rückstellfeder 46 selbsttätig schließt.
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Bezugszeichenliste: 1. Anschlußkopf 2 Behälter 3 äußere Schiebehülse
4 innere Schiebehülse 5 Ringdichtung 6 Behälteranschlußarmatur 7 Ventilkörper 8
Dichtsitz 9 Anschlußleitung 10 Anschlußleitung 11 Behälterinnere 12 Strömungskanal
13 Kammer 14 Strömungsöffnungen 15 Hülsenkanal 16 Öffnungen 17 Steigrohrkanal 18
Durchtrittsöffnungen 19 Armaturinnenraum 20, 20' Ringspalt 21 Ringkanal 22 Strömu
ngsöffnungen 23 Strömungskanal 24 Feder 25 Führungsbuchse 26 Anschlagkörper 27 Anschlagkörper
28 Anschlagfläche 29 Anschlagfläche 30 Mitnehmerabschnitt
31 Anschlagfläche
32 Dichtungsabschnitt 33 Dichtungsring 34 Dichtungsring 35 Dichtungsabschnitt 36
Dichtungsring 37 Dichtungsring 38 Führungsabschnitt 39 Dichtungsring 40 Ventilteller
41 Dichtsitzfläche 42 Vorrichtungsgestell 43 Kammer 44 Flanschabschnitt 45 Ringschulter
46 Rückstellfeder
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