DE3413552A1

DE3413552A1 - Brause

Info

Publication number: DE3413552A1
Application number: DE19843413552
Authority: DE
Inventors: Walter 7000 Stuttgart Gruber
Original assignee: Hansa Metallwerke AG
Current assignee: Hansa Metallwerke AG
Priority date: 1984-04-11
Filing date: 1984-04-11
Publication date: 1985-10-24
Also published as: IT1184395B; ATA107985A; FR2562812A1; IT8520258A0; US4629124A; AT382534B; JPS618152A; DE3413552C2; FR2562812B1; JPH0573470B2; CH664507A5

Description

ΡΑΤΕΝΤΑί DR. ULRICH OSTERTAG - Lf- DR. REINHARD OSTERTA

AQ

EIBENWEG 10, 7OOO STUTTGART 7O, TELEFON 0711/76 ββ 45, KABEL: OSPAT

Brause

Anmelderin: Hansa Metallwerke AG Sigmaringer Str. 107

7000 Stuttgart 81

Anwaltsakte: 1481.3

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Brause mit einem Gehäuse, das in einem von einer Lochplatte abgeschlossenen glockenförmigen Endteil ausläuft, mit einer Umstelleinrichtung für wahlweisen Hart- und Weichstrahlbetrieb und mit einer Einrichtung, welche im Weichstrahlbetrieb das durchströmende Wasser mit Luft anreichert.

Es ist eine Handbrause bekannt, bei der aus einer Vielzahl von Wasserauslauföffnungen in der Lochplatte wahlweise entweder harte oder weiche, mit Luftblasen durchsetzte Wasserstrahlen austreten können. Die Umstellung vom Hartstrahl- auf Weichstrahlbetrieb geschieht dadurch, daß eine Platte, die der Lochplatte in Strömungsrichtung vorgeschaltet ist, verdreht wird. Bei dieser Verdrehung kann wahlweise ein Satz von Löchern, die mit Sieben abgedeckt sind und auf diese Weise einen Weichstrahl erzeugen,oder ein Satz von Durchgangslöchern, die nicht mit Sieben bedeckt sind, vor die Wasserauslauföffnungen in der Kopfplatte gebracht werden. Bei dieser Konstruktionsart sind die Wasserwege für Hart- und Weichstrahl dieselben. Die Einrichtung, welche das durchströmende Wasser mit Luft anreichert, besitzt eine Fläche, die praktisch mit der Fläche der Lochplatte identisch ist; sie ist also verhältnismäßig groß und aufwendig. Da die Austrittsöffnungen der Lochplatte für Hart- und Weichstrahl dieselben sind, also in der Zahl übereinstimmen, ist die in beiden Betriebsarten austretende Wassermenge bei einfacher Umstellung (ohne Mengen-Nachregulierung) im wesentlichen identisch. Dies hat zur Folge, daß bei einer für den Benutzer angenehmen Hartstrahl-Mengeneinstellung nach Umschalten auf den Weichstrahl keine gute Wasserdurchperlung der Wasserstrahlen mehr erfolgt. Wenn umgekehrt die Wassermenge im Weichstrahlbetrieb so eingestellt ist, daß sich eine gute Durchsetzung der Wasserstrahlen- mit Luft ergibt, werden die Hartstrahlen im Hartstrahlbetrieb für

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den Benutzer zu hart.

In der älteren, nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung P 33 35 756.0 wird vorgeschlagen, zur Erzielung der weichen Strahlen eine Vielzahl von handelsüblichen Luftsprudlern einzusetzen. Diese Konstruktionsweise ist zwar verhältnismäßig preiswert, hat aber den Nachteil, daß die Zahl der Weichstrahlen beschränkt ist und sich dabei das für den Benutzer gewohnte Brausebild nur schlecht erzielen läßt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Brause der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die das Wasser im Weichstrahlbetrieb mit Luft anreichernde Einrichtung weiter vereinfacht und billiger gestaltet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

a) die Umstelleinrichtung das zuströmende Wasser wahlweise auf einen von zwei vollständig getrennten Wasserwegen lenkt;

b) jeder Wasserweg einen Wasserverteilraum enthält, der sich im wesentlichen parallel zur Lochplatte erstreckt;

c) jeder Wasserverteilraum mit einem gesonderten Satz von Austrittsöffnungen in der Luftplatte in Verbindung steht;

d) die das Wasser mit Luft anreichernde Einrichtung im wesentlichen zentral in dem dem Weichstrahlbetrieb zuzuordnenden Wasserweg vor dem Wasserverteilraum angeordnet und im Vergleich zur Wasseraustrittsfläche der Lochplatte kleinflächig ist.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß entgegen der bisher allgemein verbreiteten Annahme, die Weichstrahlen müßten geradlinig die das Wasser mit Luft anreichernde Einrichtung

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verlassen, eine Entmischung von Wasser und Luft im Weichstrahlbetrieb auch dann nicht stattfindet, wenn das Wasser innerhalb der Brause noch ein-oder mehrfach umgelenkt wird. Die Erfindung sieht daher für den Weichstrahlbetrieb eine zentrale, verhältnismäßig kleinflächige und daher preiswerte Einrichtung zur Anreicherung des Wassers mit Luft vor, von wo aus das Wasser im Weichstrahlbetrieb über einen Wasserverteilraum auf die der Lochplatte entsprechenden Austrittsfläche "aufgefächert" wird. Unter dem Begriff "zentral" ist hier nicht notwendig "mittig" zu verstehen, wenn auch diese geometrische Anordnung im allgemeinen zweckmäßig ist. "Zentral" soll zunächst nur bedeuten, daß innerhalb der Brause die Anreicherung der Luft gewissermaßen "zentralisiert", also auf eine verhältnismäßig kleine Einrichtung konzentriert ist.

Die Umstelleinrichtung umfaßt zweckmäßigerweise einen Doppelventilkegel.

Die Brause läßt sich geometrisch besonders günstig aufbauen, wenn einer der beiden Wasserverteilräume direkt an die Lochplatte angrenzt, wenn der andere Wasserverteilraum durch einen Raumteiler vom ersten Wasserverteilraum getrennt ist und einen Abstand von der Lochplatte aufweist, und wenn eine Vielzahl von Durchströmungshülsen vorgesehen ist, welche den ersten Wasserverteilraum durchsetzen und eine Verbindung zwischen dem zweiten Wasserverteilraum und der Außenseite der Lochplatte herstellen.

Die Durchströmungshülsen können dabei einstückig an den Raumteiler angeformt sein.

Nach einem besonders wichtigen Merkmal der Erfindung ragen die Durchströmungshülsen mit einem freien Ende jeweils in ein Loch der Lochplatte hinein, wobei der Durchmesser des freien -55 Endes kLeiner ist als der Durchmesser des Loches der Loch-

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platte, derart, daß sich ein Ringspalt innerhalb des Loches der Lochplatte ergibt, über welchen Wasser aus dem ersten Wasserverteilraum austreten kann. Auf diese Weise umgeben die zum ersten "Satz" im oben erwähnten Sinne gehörenden Wasseraustrittsöffnungen konzentrisch die dem zweiten "Satz" zuzuordnenden Wasseraustrittsöffnungen. Beide "Sätze" enthalten also dieselbe Zahl von Wasseraustrittsöffnungen in sehr ähnlichen geometrischen Mustern, so daß für das Auge die Lage der einzelnen Wasserstrahlen im wesentlichen unverändert bleibt, wenn eine Umstellung von Hart- auf Weichstrahlbetrieb erfolgt. Gleichwohl kann den Austrittsöffnungen in den beiden "Sätzen" unterschiedlicher Querschnitt gegeben werden, so daß also im Weichstrahl- und im Hartstrahlbetrieb nicht dieselbe Wassermenge austritt.

Der Raumteiler kann sich im mittleren Bereich über eine mit mehreren Durchtrittsöffnungen versehene Ringwand an der Lochplatte abstützen.

Die das Wasser mit Luft anreichernde Einrichtung ist zweckmäßigerweise in einer Bohrung eines Einsatzes angeordnet und kommuniziert über einen radialen Luftansaugkanal mit einem Ringspalt zwischen dem Einsatz und dem Gehäuse, der seinerseits mit der Außenatmosphäre in Verbindung steht.

Die das Wasser mit Luft anreichernde Einrichtung kann ein handelsüblicher Luftsprudler sein. Derartige Luftsprudler werden in außerordentlich großen Stückzahlen hergestellt und sind verhältnismäßig preiswert. Ein Austausch ist zudem jederzeit leicht möglich.

Der Luftsprudler kann durch einen zylindrischen Kragen des Raumteilers abgestützt sein, der in die Bohrung des Einsatzes hineinragt.
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Die das Wasser mit Luft anreichernde Einrichtung kann aber auch eine Lochplatte sein, welche die Bohrung des Einsatzes durchsetzt. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß eine derartige Lochplatte, die mit dem Einsatz auch einstückig sein kann, zur Erzielung des gewünschten Weichstrahleffektes durchaus ausreicht. Es versteht sich, daß diese Ausgestaltung der das Wasser mit Luft anreichernden Einrichtung besonders kostengünstig ist.

Wenn ein zylindrischer Kragen des Raumteilers in die Bohrung des Einsatzes hineinragt und in kurzem Abstand von der Lochplatte endet, ergibt sich eine Injektorwirkung, welche die Anreicherung des durchströmenden Wassers mit Luft verstärkt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen

Figur 1: die Wasseraustrittsseite einer Handbrause (Griffbereich abgebrochen);
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Figur 2: einen Schnitt gemäß Linie II-II von Figur 1;

Figur 3: ein vergrößertes Detail von Figur 2;

Figur 4: einen Schnitt, ähnlich der Figur 2, durch ein zweites Ausführungsbeispiel· der Erfindung.

Die in der Zeichnung dargestellte Handbrause umfaßt in bekannter Weise ein Kunststoffgehäuse 1, welches von einem Handgriff 2, der nur teilweise dargestellt ist, in einen glockenförmigen Endteil 3 ausläuft. Der Handgriff 2 umschließt dabei einen Wasserzulaufraum 4.

In den Innenraum des glockenförmigen Endteils 3 ist ein Einsatz 5 eingeschoben, der gegen die Wände des Gehäuses 1 durch zwei

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O-Ringe 6, 7 abgedichtet ist. Der weiter unten näher beschriebene Einsatz 5 wird durch eine Lochplatte 8 im Gehäuse 1 gehalten, die mit einer Vielzahl von Löchern 9 versehen ist. Zwischen Lochplatte 8 und Einsatz 5 ist außerdem ein Raumteiler 10 eingeklemmt. Auch der Raumteiler 10 wird weiter unten näher beschrieben. Lochplatte 8, Raumteiler 10 und Einsatz 5 sind durch drei Schrauben 11 am Gehäuse 1 befestigt, die mit O-Ringen abgedichtet durch den Raumteiler 10 und den Einsatz 5 hindurchgeführt sind.

Im mittleren Bereich des Einsatzes 5 (Figur 2) befindet sich eine sich nach unten erweiternde Stufenbohrung 12, in die von unten her ein handelsüblicher Luftsprudler 13 eingeführt ist. Der Luftsprudler 13 liegt oben an der Ringschulter der Stufenbohrung 12 und unten an einem zylindrischen Kragen 14 des Raumteilers 10 an, der in den weiteren Bereich der Stufenbohrung 12 eingreift und gegen deren Wand mit einem O-Ring abgedichtet ist.

Ein radialer Luftansaugkanal 21 verbindet die Stufenbohrung im Bereich des Luftsprudlers 13 radial mit dem Umfang des Einsatzes 5 und von dort über den zwischen dem Umfang von Einsatz 5 und Lochplatte 8 einerseits und dem Gehäuse 1 andererseits liegenden Ringspalt 22 mit der Umgebungsatmosphäre.

Achsparallel zur Stufenbohrung 12 ist, in Richtung auf den Handgriff 2 zu versetzt, eine zweite Stufenbohrung 15 im Einsatz 5 vorgesehen, deren weiterer Bereich über einen Radialkanal 16 mit dem Wasserzulaufraum 4 kommuniziert. Die Ringschulter der Stufenbohrung 15 bildet einen ersten Ventilsitz für einen Doppelventilkegel 17. Der zweite Ventilsitz, mit dem der Doppelventilkegel 17 zusammenarbeitet, wird durch ein Ventilsitzteil 18 gebildet, das von oben her in den weiteren Bereich der Stufenbohrung 15 eingeschoben, gegen diesen radial durch einen O-Ring abgedichtet ist und durch den Einsatz 5

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gegen eine Schulter des Gehäuses 1 gedrückt wird. Eine das Ventilsitzteil 18 durchsetzende Bohrung 19 verläuft koaxial zur Stufenbohrung 15 und besitzt denselben Durchmesser wie der engere Bereich der Stufenbohrung 15. 5

Der Innenraum des glockenförmigen Gehäuse-Endteiles 3 ist so ausgespart, daß sich ein das obere Ende der Bohrung 19 des Ventilsitzteils 18 mit dem oberen Ende der Stufenbohrung des Einsatzes 5 verbindender Überströmraum 20 ergibt. 10

An der unteren Stirnseite ist der Einsatz 5 so ausgespart, daß sich zwischen ihm und dem Raumteiler 10 ein erster Wasserverteilraum 2 3 ergibt.

Der Doppelventilkegel 17 wird über einen Ventilschaft 24 betätigt, der abgedichtet durch eine Bohrung 25 des Gehäuses hindurchgeführt ist und in einem runden Kopf 26 endet. Der Kopf 26 des Ventilschafts 24 ist in eine entsprechende Aufnahmeöffnung an der Unterseite eines Betatxgungsorganes 27 elastisch eingedrückt. Das Betätigungsorgan 27 ist über einen einstückig angespritzten Kragen 28 des Gehäuses 1 gestülpt und kann um nach oben herausragende Bereiche 29 des Kragens 28 eine wippenartige Bewegung ausführen.

Der Raumteiler 10 weist außer dem oben bereits erwähnten Kragen 14 eine Vielzahl von einstückig angespritzten Durchströmungshülsen 30 auf, die sich mit einem schmalen, zylindrischen Hals 31a in die Löcher 9 der Lochplatte 8 hineinerstrecken. Der Durchmesser des Halses 31a der Durchströmungshülsen 30 ist etwas kleiner als der Durchmesser der Löcher 9 der Lochplatte 8, so daß sich zwischen jedem Loch und dem darin angeordneten Hals 31a der entsprechenden Durchströmungshülse 30 ein Ringspalt 32 ergibt.

Der Raumteiler 10 stützt: sich nicht nur am Rand sondern auch

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im mittleren Bereich an der Lochplatte 8 durch eine Ringwand 33 ab, in der eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen 34 eine Verbindung zwischen dem unterhalb des Luftsprudlers 13 liegenden Bereich der Stufenbohrung 12 und einem zwischen dem Raumteiler 10 und der Lochplatte 8 liegenden, von den Durchströmungshülsen 30 durchstoßenen Wasserverteilraum 35 herstellt.

Die möglichen Wasserwege innerhalb der beschriebenen Handbrause und deren Funktionsweise sind wie folgt:

In der in Figur 2 dargestellten Position des Doppelventilkegels 17 ist die Handbrause zum Weichstrahlbetrieb eingestellt. Dabei strömt das Wasser aus dem Zulaufraum 4 über den Radialkanal 16 in den weiteren Bereich der Stufenbohrung 15 und von dort über die Bohrung 19 des Ventilsitzteils 18, den Überströmraum 20 und den engeren Bereich der Stufenbohrung 12 zum Luftsprudler 13. Dort wird es mit Luft angereichert, die über den Ansaugkanal 21 und den Spalt 22 dem Luftsprudler 13 von der Umgebungsatmosphäre zugeführt wird.

Das perlende, mit Luft angereicherte Wasser fließt in den Kragen 14 des Raumteilers 10 ein und von dort über die Durchtrittsöffnungen 34 der Ringwand 33 in den Wasserverteilraum 35. Aus diesem tritt es, ohne daß es zu einer Entmischung von Wasser und Luft käme, über die vielen Ringspalte 32 in den Löchern 9 der Lochplatte 8 in Form weicher Strahlen aus.

Wird ein Hartstrahlbetrieb der Handbrause gewünscht, wird unter Verkippung des Betätigungsorgans 27 der Doppelventilkegel 17 nach oben bewegt und gegen den am Ventilsitzteil 18 ausgebildeten Ventilsitz gelegt. Das Wasser strömt nun aus dem Zulaufraum 4 durch den Radialkanal 16 in den weiteren Bereich der Stufenbohrung 15 und von dort über den engeren Bereich der Stufenbohrung 15 in den oberen Was server te ilraum 2.'

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Von dort tritt es über die Innenbohrungen 31 der Durchströmungshülsen 30 in Form harter, nicht mit Luft versetzter Strahlen aus der Lochplatte 9 aus.

Das in Figur 4 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Handbrause stimmt weitgehend mit dem oben anhand der Figuren 1 bis 3 beschriebenen überein. Es werden daher nachfolgend nur diejenigen Merkmal näher beschrieben, in denen sich die beiden Ausführungsbeispiele voneinander unterscheiden. Soweit Elemente des Ausführungsbeispieles nach Figur 4 solchen des Ausführungsbeispieles nach den Figuren 1 bis 3 entsprechen, sind sie mit denselben Bezugszeichen zuzüglich 100 gekennzeichnet.

Während in Figur 2 die das Wasser mit Luft anreichernde Einrichtung der zentrale, in die Stufenbohrung 12 eingeführte handelsübliche Luftsprudler 13 war, ist in Figur 4 die zentrale Bohrung 112 des Einsatzes 105 als nach unten offene Blindbohrung ausgestaltet. Die Blindbohrung 112 wird nach oben von einem als Lochplatte 140 gestalteten, einstückigen Bereich des Einsatzes 105 überdeckt. Der Kragen 114 des Raumteilers 110 ist als zylindrischer Hals weit nach oben in die Blindbohrung 112 gezogen; er endet in kurzem Abstand vor der Lochplatte 140.

Strömt nun das Wasser im Weichstrahlbetrieb der Brause über den Zulaufraum 120 durch die Lochplatte 140 hindurch, so wird es, ähnlich wie in einem Sieb, in eine Vielzahl von Teilströmungen aufgespalten. Diesen Teilströmungen wird durch die Injektorwirkung des Kragens 114 Luft beigemischt, die über den Luftansaugkanal 121 und den Ringspalt 122 herbeigeführt wird. Das "perlende" Wasser wird, wie beim ersten Ausführungsbeispiel, dem unterhalb des Raumteilers 110 liegenden Wasserverteilraum 135 zugeführt und tritt über die Ringspalte 132 in der Lochplatte 108 aus.

Claims

Patentansprüche

(V-) Brause mit einem Gehäuse, das in einem von einer Lochplatte abgeschlossenen glockenförmigen Endteil ausläuft, mit einer Umstelleinrichtung für wahlweisen Hart- und Weichstrahlbetrieb, mit einer Einrichtung, welche im Weichstrahlbetrieb das durchströmende Wasser mit Luft anreichert, dadurch gekennzeichnet, daß

a·) die Umstelleinrichtung (17; 117) das zuströmende Wasser wahlweise auf einen von zwei vollständig getrennten Wasserwegen lenkt;

b) jeder Wasserweg einen Wasserverteilraum (23, 35; 123,

135) enthält, der sich im wesentlichen parallel zur Loch platte (8; 108) erstreckt;

c) jeder Wasserverteilraum (23, 35; 123, 135) mit einem gesonderten Satz von Austrittsöffnungen (31, 32; 131, 132) in der Lochplatte (8; 108) in Verbindung steht;

d) die das Wasser mit Luft anreichernde Einrichtung (13; 140) im wesentlichen zentral in dem dem Weichstrahlbetrieb zuzuordnenden Wasserweg vor dem entsprechenden Wasserverteilraum (35; 135) angeordnet und im Vergleich mit der Wasseraustrittsfläche an der Lochplatte (8; 108) kleinflächig ist.
2. Brause nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die

Umstelleinrichtung (17; 117) einen Doppelventilkegel umfaßt
3. Brause nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Wasserverteilräume (35? 135) direkt an die Lochplatte (8; 108) angrenzt, daß der andere Wasserverteilraum (23; 123) durch einen Raumteiler (TO; 110) vom ersten

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Wasserverteilraum (35; 135) getrennt ist und einen Abstand von der Lochplatte (8; 108) aufweist, und daß eine Vielzahl von Durchströmungshülsen (30; 130) vorgesehen ist, welche den ersten Wasserverteilraum durchsetzen und eine Verbindung zwischen dem zweiten Wasserverteilraum (23; 123) und der Außenseite der Lochplatte (8; 108) herstellen.
4. Brause nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchströmungshülsen (30; 130) einstückig an den Raumteiler (10; 110) angeformt sind.
5. Brause nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchströmungshülsen (30; 130) mit einem freien Ende jeweils in ein Loch (9; 109) der Lochplatte (8; 108) hineinragen, wobei der Durchmesser des freien Endes (31a) kleiner ist als der Durchmesser des Loches (9; 109) der Lochplatte (8; 108), derart, daß sich ein Ringspalt (32; 132) innerhalb des Loches (9; 109) der Lochplatte (8; 108') ergibt, über welchen Wasser aus dem ersten Wasserverteilraum (35;

135) austreten kann.
6. Brause nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Raumteiler (10) im mittleren Bereich über eine mit mehreren Durchtrittsöffnungen (34) versehene Ringwand (33) an der Lochplatte (8) abstützt.
7. Brause nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die das Wasser mit Luft anreichernde Einrichtung (13; 140) in einer Bohrung (12; 112) eines Einsatzes (5; 10 5) angeordnet ist und über einen radialen Luftansaugkanal (21; 121) mit einem Ringspalt (22; 122) zwischen dem Einsatz (5; 105) und dem Gehäuse (1; 101) kommuniziert, der seinerseits mit der Außenatmosphäre in Verbindung steht.
8. Brause nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die das Wasser mit Luft anreichernde Einrichtung ein handelsüblicher Luftsprudler (13) ist.
9. Brause nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftsprudler (13) durch einen zylindrischen Kragen (14) des Raumteilers (10) abgestützt ist, der in die Bohrung (12) des Einsatzes (5) hineinragt.
1°· Brause nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die das Wasser mit Luft anreichernde Einrichtung eine Lochplatte (140) ist, welche die Bohrung (112) des Einsatzes (105) durchsetzt.
11. Brause nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochplatte (140) mit dem Einsatz (105) einstückig ist.
12. Brause nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein zylindrischer Kragen (114) des Raumteilers (110) i-ⁿ di-^e Bohrung (112) des Einsatzes (105) hineinragt und in kurzem Abstand von der Lochplatte· (140) endet.