DE3106190A1 - Vorrichtung zur ausgabe von fluessigkeiten - Google Patents

Vorrichtung zur ausgabe von fluessigkeiten

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Description

Diese Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine verbesserte Ausgabe~bzw. Abfüllvorrichtung mit einem sich hin- und hergehenden Kolben zur Abgabe von Flüssigkeiten aus einem tragbaren Gefäß. Insbesondere richtet sich die Erfindung auf eine Ausgabeeinrichtung, die so ausgelegt ist, daß es nicht zu einer hydraulischen Sperrung kommt, die ansonsten das volle Eindrücken des Auslaßkopfes in der Verriegelungsstellung verhindern würde. Weiterhin ist die Ausgabevorrichtung so konstruiert, daß das Entriegeln eines dichtenden Eingriffs zwischen dem Kopf und dem Haltering das Gefäßverschlusses erleichtert wird.
Flüssigkeitsausgabe- bzw. Abfülleinrichtungen dieser Bauart sind bekannt, die einen stillstehenden Pumpzylinder besitzen, der direkt mit einem Gefäß verbunden ist, wobei eine Kolbeneinheit hin- und herverschoben wird, um Flüssigkeit dem Gefäß zu entnehmen, und bei denen eine Einrichtung dafür sorgt, daß der Kolben in einer Stellung verriegelt wird, so daß eine relative Verschiebung nicht mehr möglich ist und die Ausgabevorrichtung vollends abgedichtet ist und Leckverluste aus dem Gefäß beim Transport oder Lagerung auch dann nicht zu befürchten sind,wenn das Gefäß umgekehrt wird. Die US-PSS 30 84 873, 32 48 021 und 32 37 571 beziehen sich auf Flüssigkeitsabgabevorrichtungen mit einer Kolbenstangeverriegelungseinrichtung, um die Kolbenstange in einer nach innen gedrückten Stellung zu halten. Eine solche Verriegelungseinrichtung umfaßt meist ein Außengewinde am oberen Ende der Kolbenstange und ein
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Innengewinde am Gefäßdeckel bzw. -Verschluß, so daß die Kolbenstange durch Einschrauben des Kopfes in den Haltering hinein in der unteren Stellung gehalten wird/ wobei/ wenn die Kolbenstange voll nach unten gedrückt und verriegelt wird/ ebenfalls miteinander arbeitende Oberflächen miteinander in Eingriff gebracht werden, um eine Abdichtung zu bewirken, die einen Verlust von Flüssigkeit aus dem Gefäß, d.h. aus dem zwischen der Kolbenstange und dem Pumpzylinder liegenden Raum unterbindet. Diese Kolbenstangeverriegelungs- und-abdichtungseinrichtungen haben sich zwar im großen und ganzen bewährt, sie sind aber nicht ohne Nachteile, die z.B. auf die Notwendigkeit, miteinander in Eingriff kommende Bichtungsflächen zusätzlich zu dem miteinander arbeitenden Schraubengewinden zu haben,zurückgehen, die das Abdichten bzw. Verriegeln bewirken und die zusätzliche Zeit und Werkstoffe benötigen, um diese geplanten Funktionen zu erfüllen. Soll im übrigen der Deckel' auf dem Gefäßhals (siehe die in den US-PSS 30 84 873 und 32 37 571 angegebenen Abfülleinrichtungen) durch ein Gewinde verbunden werden, so führt das Aufschrauben des Kolbenstangenkopfes in bezug auf den Haltering, um die Kolbenstange zu entriegeln, oft zu einem unbeabsichtigten Aufschrauben bzw. Lockern des Deckels am Gefäß.
Anstelle von zusammenarbeitenden Sperrgewinden ist es bekannt, die Kolbenstange durch die Anwendung einer Schutzkappe in der unteren Stellung zu verriegeln,(siehe US-PS 29 56 509), die auf den Haltering einrastet, aber die sich als umständlich erwiesen hat, weil eine solche Kappe einen zusätzlichen Teil der Anordnung darstellt..
Gemäß den us-PSS 32 48 021 und 32 37 571 soll bei eingedrückter, abgedichteter Kolbenstange ein Fließen der Flüssigkeit am Einlaßventil vorbei und nach außen durch die Auslaßleitung oder zwischen dem Pumpzylinder und der Kolbenstange bei umgekehrter Lage des Gefäßes verhindert werden. In der ersteren PS wird das Einlaßkolbenventil voll gegen seinem Sitz vorgespannt, wobei eine dichtende Rippe an der Kolbenstange in der verriegelten Stellung in Eingriff kommt. In der anderen US-PS ist der Sitz des unteren Endes eines Einlaßventils unterhalb der Ventilöffnung in der verriegelten Stellung der Kolbenstange angeordnet. Auf jeden Fall teilen sie mit oder ohne solche Abdichtungseinrichtungen versehen, die oben erwähnten Nachteile. Solche Flüssigkeitsausgabeeinrichtungen sind für den Transport und Lagerung manchmal schwierig zu verriegeln,weil eine hydraulische Sperrung zustande kommt, die insbesondere wichtig ist, wenn die Pumpe angesaugt worden ist. In diesem Zustand ist es schwer oder sogar unmöglich, die Kolbenstange in ihre verriegelte, voll eingedrückte Stellung zu bringen, weil die innerhalb des Pumpzylinders noch verbleibende Flüssigkeit einen Gegendruck ausübt.
Deshalb soll gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde liegen, eine verbesserte Ausgabe- bzw. Abfüllpumpe der angedeuteten Bauart anzugeben, die sich durch eine vereinfachte Konstruktion und vereinfachte Handhabung durch Reduzierung der Anzahl der einzelnen Teile auszeichnet, wobei die Gestaltung vereinfacht werden sollte, um die Herstellungskosten unter gleichzeitiger Verbesserung der Wirkungsweise der Pumpe zu verringern.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung soll eine Ausgabepumpenvorrichtung angegeben werden, deren Kolbenstange durch eine Verriegelungseinrichtung ebenfalls abgedichtet wird, so daß Flüssigkeitsverluste aus der Pumpkammer in der verriegelten Stellung ausgeschlossen werden.
Weiterhin soll die Vorrichtung eine Entriegelungseinrichtung umfassen, um den Auslaßkopf schnell und leicht zu entriegeln^ um für den Abfüllvorgang bereit zu sein.
Gemäß einem noch weiteren Aspekt der Erfindung soll eine Ausgabepumpe vorgesehen werden, bei der Flüssigkeitsverluste am Einlaßventil vorbei verhindert werden, so daß keine Flüssigkeit in die Auslaßleitung fließt und keine Flüssigkeitsverluste zwischen dem Pumpzylinder und der Kolbenstange stattfinden, während die Kolbenstange sich in der verriegelten Stellung befindet, auch dann nicht, wenn die Pumpe in der umgekehrten Lage ist. Weiterhin soll es nicht zu einer hydraulischen Sperrung kommen, die das Verschieben der Kolbenstange in die voll eingedrückte Stellung verhindern würde, nachdem die Pumpe mit Flüssigkeit gefüllt ist; diese hydraulische Sperrwirkung soll in der Erfindung durch das Vorhandensein mindestens eines Luftraums unten im Pumpzylinder verhindert werden, wenn die Kolbenstange sich in ihrer unteren Stellung verriegelt befindet.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind der nun folgenden näheren Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung zu entnehmen. Es zeigen:-
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Fig. 1 eine senkrechte Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Ausgabevorrichtung mit dem Kolben und dem Auslaßkopf in der voll eingeschobenen, abdichtenden Stellung;
Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht bei miteinander verriegeltem Auslaßkopf und Haltering des Gefäßdeckels in der eingerasteten Stellung;
Fig. 3 eine Stirnansicht der Entriegelungssteuerkurven des Halterings im wesentlichen auf der Linie 4-4 der Figur 3.
Wie Figur 1 der Zeichnung, in deren verschiedenen Ansichten gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, zeigt, befindet sich eine Ausgabevorrichtung 10 in dar verriegelten Transport- und/oder Lagerungsdarstellung. Die Ausgabevorrichtung umfaßt einen zylindrischen Rohrteil bzw. Pumpenzylinder 11, der mit einer unteren ringförmigen Wand 12 sowie einer sich nach innen ersteckenden zylindrischen Seitenwand 13 versehen ist. Die Wand 13 ist mit der Wand 12 einstückig geformt. Eine Hülse 14 ist dicht innerhalb einer zylindrischen Öffnung der Wand 13 aufgenommen. Ein Steigrohr 16 istmit seinem oberen Ende . >ίί mit der Hülse 14 verbunden und erstreckt sich von dem Pumpzylinder nach unten in die zu befördernde Flüssigkeit, die aus dem nicht gezeigten Gefäß auszugeben ist. Der Pumpzylinder
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wird mit dem Gefäß mittels eines Gefäßdeckels 17 verbunden, der mit dem oberen Ende des Zylinders 11 verbunden ist und der ein Innengewinde 18 besitzt, so daß er am Gefäßhals geschraubt werden kann. Ein Haltering 19 ist mit dem Gefäß verbunden oder einstückig mit ihm geformt und umgibt einen sich nach oben/erstreckenden Wandteil 21 des Pumpzylinders.
Die Ausgabevorrichtung umfaßt weiterhin eine zylindrische Kolbenstange 22, die hin- und herverschiebbar innerhalb des Pumpzylinders angeordnet ist, und die unten einen becherförmigen bzw. hohlen Kolbenkopf 23 besitzt, der der Innenwandung des Pumpzylinders 11 dichtend anliegt. Ein einstückiger Auslaßkopf
24 ist mit Pressitz am oberen Ende der Kolbenstange bzw. des Plungers 22 angeordnet, wobei der obere Teil als üblicher Fingergriff 25 ausgebildet ist. Die Kolbenstange wird zum Fördern von Flüssigkeit aus dem Gefäß nach unten gedrückt.
Eine Auslaßleitung 26 wird durch die hohle Kolbenstange 22 gebildet und erstreckt sich durch den Äuslaßkopf 24 an einem Kugelrückschlagventil 27 vorbei bis zu einer Auslaßöffnung 28, die sich am äusseren Ende einer Ausgußtülle 29 des Auslaßkopfes 24 befindet. Das Kugelventilglied arbeitet mit einem Ventilsitz 31 zusammen, so daß einer nach oben gerichteten Förderbewegung meist kein Widerstand geboten wird, wobei das Ventil 27 lediglich als Rückschlagventil dazu dient, eine nach unten gerichtete Bewegung des Fördermediums bzw. der Flüssigkeit zu verhindern. Ein sich nach unten vom Fingergriff
25 erstreckender Vorsprung 32 dient dazu, die Ventilkugel 27 in Stellung zu halten.
Der Auslaßkopf sowie die mit ihm verbundene Kolbenstange 22 können in der in Figur 1 gezeigten unteren Verriegelungsstellung durch zusammenarbeitende Verriegelungs- sowie Abdichtungsrippen 33, 34 festgehalten und verriegelt werden, die am Auslaßkopf bzw- am Haltering des Deckels vorgesehen sind, so daß der Auslaßkopf in der Figur 1 und 2 gezeigten Stellung einrastet. Diese Rippen werden in Rillen 35 and 36 aufgenommen, die hinter den jeweiligen Rippen vorhanden sind, so daß der Auslaßkopf und die mit ihm verbundene Kolbenstange in der unteren Verriegelungsstellung gehalten werden und weiterhin die kraftschlüssig miteinander verriegelten Rippen eine vollkommene Abdichtung bilden, so daß keine Flüssigkeiten durch die Öffnung 37 außerhalb der Kolbenstange gelangen können. Diese öffnung 37, oder mehrere solche nicht in der Zeichnung abgebildete öffnungen, befindet sich am oberen Ende des Pumpzylinders, um den Aufbau von Unterdruck bzw. eine Saugwirkung oberhalb des Kolbenkopfes zu verhindern, um Luft in das Gefäß einzulassen und die ins Freie gepumpte Flüssigkeit zu ersetzen, sowie um das Entweichen von am Kolbenkopf vorbeifließenden Flüssigkeit zu ermöglichen, die ansonsten im oberen Teil des Pumpzylinders eingeschlossen werden könnte.
Um den Auslaßkopf schnell und wirkungsvoll aus dem Haltering zu befreien und eine nach oben gerichtete Rückkehrbewegung der Kolbenstange aus der Stellung gemäß Figur 1 zu ermöglichen, sind als miteinander in Eingriff stehende V-Zähne ausgebildete Steuerkurven 38 und 39 am Auslaßkopf bzw. am Haltering vorgesehen. Jede Steuerkurve besteht aus ununterbrochenen Zahnkränzen, deren gleichgroße V-förmige Zähne am Auslaßkopf nach unten b:- ·
- 12 -
am Haltering nach oben gerichtet sind. Diese näher in Figur 3 und Figur 4 gezeigten V-förmige Zähne der Steuerkurven haben eine axiale Abmessung/ die die axiale Abmessung der Rippe 34 übersteigt, so daß -bei relativer Bewegung zwischen dem Auslaßkopf und dem Haltering der Auslaßkopf und die ihm zugeordnete Kolbenstange axial in die entriegelte Stellung verschoben werden. Die sich miteinander in Eingriff stehenden Steuerflächen gleiten aus diesem Grund je nach Bewegungsrichtung aufeinander, so daß der Auslaßkopf von dem Haltevorsprung befreit bzw. entriegelt wird. Aus diesem Grunde reicht nur eine geringe Kraft zu Entriegelung aus und wird ein unerwünschtes Lockerwerden des Gefäßdeckels 17 am Gefäßhals beim Entriegelungsvorgang im wesentlichen vermieden.
Eine Ventilkugel 41 ist unten im Bereich des Zylindereinlaßendes angeordnet, wobei ein sich durch die Hülse 14 erstreckender Durchgang am Ventilsitz 42 endet, der die Kugel 41 aufnimmt. Ein Käfig 43 ist um die Ventilkugel 41 angeordnet und besitzt eine Querwand 44 sowie eine ringförmige, mit mindestens einer Einlaßöffnung 46 versehene Seitenwand 45.
Die Kolbenstange 22 besitzt eine solche Länge, daß in der unteren Abdichtungstellung gemäß Figur 1 ihr unteres Ende um den Käfig 43 gestülpt wird, so daß eine nach innen ragende ringförmige Dichtung 47 des Endes dichtend gegen die Oberfläche der Seitenwand 45 zu liegen kommt, ohne die Einlaßöffnung zu erreichen oder zuzudecken, so daß, sollte die Ausgabevorrichtung umgedreht oder auf die Seite gelegt werden,etwa beim Aufbau eines temperaturbedingten Innendrucks,die Flüssigkeit
3 106 19G
die unterhalb des Kolbenkopfes liegt daran gehindert wird, am Kolbenkopf vorbei in die Leitung 26 oberhalb des Kolbenkopfes zu fließen., was ansonsten einem Verlust der Flüssigkeit nach außen durch die Auslaßöffnung 28 bedeuten würde. Diese Aufstülpdichtung tritt in Funktion, wenn die Kolbenstange in ihre unterste, verriegelte Stellung gebracht wird. Weiterhin wird durch den dichtenden Eingriff zwischen dem Kolbenkopf 23 und der Wandung des Zylinders 11 jegliches Auslaufen von Flüssigkeit verhindert.
Aus Figur 1 erkennt man. daß der hohle Kolben 23, unter Bildung eines ersten Ringraumes 48, einen gewissen Abstand zur Kolbenstange 22 aufweist, wobei der Ringraum 48 in seinem oberen Teil Luft dann aufnimmt, wenn die Kolbenstange voll nach unten verschoben wird, so daß auch nach dem Ansaugen, d.h.
nach(^die Leitung 26 mit auszugebender Flüssigkeit im wesentlichen gefüllt ist, die Druckwirkung der Flüssigkeit innerhalb der Kolbenstange eine Bewegung nach unten der Kolbenstange in die Verriegelungsstellung nicht verhindert (d.h. es kommt nicht zu einer hydraulischen Sperrung der Teile, die ansonsten durch unter Druck stehende Flüssigkeit zu befürchten wäre), weil Luft im Ringraum 48 innerhalb des hohlen Kolbenkopfes eingeschlossen bleibt.
Ebenfalls ist zwischen der Seitenwand 13 und dem unteren Ende des Pumpzylinders 11 ein weiterer Ringraum 49 vorhanden.. Nach dem Ansaugen wird beim Umkehren oder beim Kippen der Vorrichtung über eine horizontale Lage hinaus Luft in diesen Ringraum sich befinden. Eine etwa notwendige Rückholfeder 51
für die Kolbenstange kann sich zwischen der unteren Wand 12 und einer oberen, den Umfangsteil des hohlen Kolbenkopfes mit der Kolbenstange 22 verbindenden Wand erstrecken.
Die Ausgabevorrichtung nach Figur 1 läßt sich durch den Hersteller dadurch zusammenbauen, daß er den Auslaßkopf 24 in den Haltering einrasten läßt, so daß die Kolbenstange voll eingeschoben und sämtliche Dichtungen in Eingriff, gebracht werden. Die Ausgabevorrichtung wird dann mit dem Deckel am Hals eines vollen Gefäßes geschraubt. Der Endverbraucher kann dann später durch geringfügiges Verdrehen des Auslaßkopfes in bezug auf den Haltering den Auslaßkopf entriegeln, ehe er die Pumpe benutzt. Dabei werden der Auslaßkopf und die Kolbenstange axial nach außen entweder durch die Federwirkung, oder mit der Hand verschoben, wonach die Pumpe nach dem Ansaugen durch Hin- und Herbewegung der Kolbenstange normal benutzt werden kann. Der nach unten gerichtete Kolbenhub erreicht aber nicht die unterste Stellung der Figur 1 und erreicht nur die Stellung knapp vor dem Einlaßventil. .Andererseits läßt sich die Kolbenstange auch nach dem Ansaugen ohne hydraulische Sperrung voll nach unten verschieben, weil die Ringräume im Bereich des unteren Pumpzylinderendes vorhanden sind. Weiterhin kann die in den Ringräumen 48 und 49 vorhandene Luft auch dann nicht entweichen, . wenn die Ausgabevorrichtung an der Seite liegt.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung und in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung könne sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen
wesentlich sein. Weiterhin sind Abwandlungen der Merkmale möglich. Um ein Beispiel zu nennen, kann das untere Ende der Kolbenstange sich konisch erweiternd gestaltet werden, so daß es gegen die obere Kante des Käfigs zu liegen kommt, daß es aufstülpend um eine weitere sich nach oben von der Wand 44 erstreckende Wand zu liegen kommt oder daß es gegen die Oberfläche der Wand 14 anliegt, ohne dadurch den Schutzumfang der Ansprüche zu verlassen.
Patentanwalt
Leerseite

Claims (6)

i . F. EiTNER SO S $62321 Vorrichtung zur Ausgabe von Flüssigkeiten DIAMOND INTERNATIONAL CORPORATION, eine Gesellschaft nach den Gesetzen von Delaware, in 733 Third Avenue, New York, New York, Vereinigte Staaten von Amerika Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Ausgabe von Flüssigkeiten mit einer Pumpe, gekennzeichnet durch einen Pumpzylinder (11), dem einends ein Haltering (19) zugeordnet ist, durch eine innerhalb des Zylinders (11) hin- und herverschiebare Kolbenstange (22), die außen einen eine Auslaßöffnung (28) insbesondere für Flüssigkeiten aufweisenden Auslaßkopf (24) besitzt, wobei die Kolbenstange (22) eine zu der Auslaßöffnung (28) führende Äuslaßleitung (26) bildet, durch ein innerhalb der Auslaß-
'15 leitung (26) angeordnetes Rückschlagventil (41), um Flüssigkeit in den Zylinder (11) einzulassen und deren Abfließen durch die Leitung zu verhindern, durch zwischen dem Kopf (24) und dem Haltering (19) vorgesehene Einrichtungen (33, 34), die den Kopf (24) und die Kolbenstange (22) in einer am weitesten
nach innen verschobenen Einraststellung verriegeln, die bei' verriegelter nach innen verschobener Kolbenstange Leckverluste an der Kolbenstange nach außen verhindern und die eine Dichtung umfassen, durch einen mit dem Haltering (19) verbundenen Gefäßdeckel (17), um die Pumpe an einem Gefäßhals zu montieren, wobei bei sich hin- und herbewegender Kolbenstange innerhalb des Kopfes (24) und des Halterings (19) ein Luftweg zustande kommt und Luft in das Gefäß einläßt, wobei der Luftweg eine öffnung (37) im Zylinder (11) umfaßt und abgesperrt ist, wenn zwecks Abdichtung die Verriegelungs- und Abdichtungsvorrichtungen miteinander in Eingriff sind, und durch am Auslaß kopf und am Halterung angeordnete Rippen (33 und 34), sowie durch diesen zugeordnete Freigabesteuerkurven(38, 39), die axial am Auslaßkopf (24) bzw. am Haltering (19) angeordnet sind und bei relativer Drehung des Kopfes (24) und des Halterings (19) die ringförmigen Rippen außer Eingriff bringen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Entriegelungssteuerkurven mehrere miteinander in Eingriff stehende Steuerflächen am Kopf (24) bzw. am Ring (19) umfassen.
3. Flüssigkeitsabgabevorrichtung, insbesondere in Verbindung mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Pumpe, einen Pumpzylinder (11), der einends einen Haltering' (19) aufweist, durch eine im Zylinder (11) hin- und herschiebare Kolbenstange (22), dessen eine Flüssigkeitsauslaßöffnung (28) aufweisender Auslaßkopf außerhalb des Ringes (19) angeordnet ist, wobei die Kolbenstange (22) eine mit der Auslaßöffnung (28) verbundene Auslaßleitung (26) bildet, durch ein im Zylinder (22)
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angeordnetes Ventil (41), um nur eine Fließbewegung der Flüssigkeit von einer Enlaßöffnung (46) in den Zylinder (11) zuzulassen, durch Verriegelungseinrichtungen (33, 34), die den Kopf (24) in einer unteren Stellung verriegeln, wobei das Ventil (41) als Rückschlagventil ausgebildet ist, das durch einen Käfig (45) umgeben ist, durch einen Teil (47) an der Kolbenstange, der bei nach innen gedrücktem verriegeltem Auslaßkopf dem Käfig dicht anliegt, aber eine Einlaßöffnung des Käfigs freiläßt, so daß bei nach unten gedrücktem, und verrie-,10 gelten! Kopf (24) der Kolbenstange (22) die Flüssigkeit nicht am dichtenden Teil (47) vorbeifließen kann.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die Kolbenstange als Rohr ausgebildet ist und an einem Ende einen hohlen, topfförmigen Kolbenkopf besitzt, der gleitend innerhalb des Zylinders (22) angeordnet ist, wobei zwischen der Außenwand des Kolbenkopfes und dem Rohr ein Ringraum besteht, in dem bei hin- und hergehender Bewegung des Kolbens Luft eingeschlossen wird, so daß es nicht zu einer die Verriegelung des Kolbenkopfes verhindernden hydraulischen Sperrung kommt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (41) sich nach oben von der unteren Wand bzw. Boden (12) des Zylinders (11) erstreckt und von einem Ringraum umgeben ist, so daß bei horizontaler Lage der Vorrichtung Luft eingeschlossen wird und es nicht zu einer hydraulischen Sperrung kommt.
6. Vorrichtung na<~h Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet daß der Käfig eine Querwand und eine zylindrische Seite ,--.ι- ^
besitzt/ die die Einlaßöffnung (48) aufweist, wobei der abdichtenden Teil (47) eine ringförmige Rippendichtung an der Kolbenstange umfasst/ die über die Seitenwand des Käfigs gestülpt ist. wenn der Kopf in der unteren Stellung verriegelt ist.
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