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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Ventilaufbau und eine den Ventilaufbau
enthaltende Vorrichtung. Insbesondere bezieht sich die Erfindung
auf einen Ventilaufbau zum Steuern der Flüssigkeitsströmung zwischen
einem Behälter
und einem Flüssigkeitssystem,
etwa einem chemischen Nachfüllbehälter und
einer Entwicklungs- oder Fotoprintmaschine, in denen die Flüssigkeit
verwendet wird, ohne dass der Benutzer mit ihr in Kontakt gelangt.
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Durchflussregelungen,
etwa Ventile, sind zur Regelung des Durchflusses von Material, hauptsächlich Flüssigkeiten,
zwischen einem Behältersystem und
einem anderen weit verbreitet im Einsatz. Üblicherweise wird ein flüssiges Material
einem Behältersystem,
etwa einer Entwicklungsmaschine, in der Weise zugeführt, dass
das flüssige
Material aus einem Behälter,
zum Beispiel einem nachgiebigen Behälter, einem in der Entwicklungsmaschine
enthaltenen Flüssigkeitsvorrat
oder Verteilerkanal zugeführt wird.
Die Flüssigkeiten
bestehen bei derartigen Anwendungen normalerweise aus flüssigen Chemikalien.
Bei den derzeit zum Nachfüllen
von Chemikalien in diese Maschinen verwendeten flexiblen Behältern oder
Flaschen muss der Benutzer zunächst
den Behälter öffnen und
dann den Inhalt in die Entwicklungsmaschine gießen. Aufgrund dieses Vorgangs
kann Flüssigkeit
austreten, was ein Problem darstellt. Natürlich wird der Benutzer durch
derartige chemische Leckagen möglicherweise
schädlichen
Auswirkungen des Materials ausgesetzt. Damit verbundene Probleme
der derzeitigen Systeme sind außerdem Chemikalienverluste
und daraus resultierende Kosten. Angesichts dieser Defizite besteht
ein Bedarf, die entsprechenden Materialien, etwa fotografische Chemikalien,
in einem geschlossenen Behältersystem und
ohne Leckage in Entwicklungsmaschinen einbringen zu können. Systeme
dieser Art würden
sich dem Bediener dann als tropffreie oder trockene Zuführsysteme
darstellen.
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Nach
dem Stand der Technik besteht daher ein Bedarf an einem trockenen
System zur Einleitung einer Flüssigkeit
aus einem geschlossenen Behältersystem.
Vorzugsweise müsste
bei einem solchen System eine Strömungsregelung oder Ventilanordnung
mit beiden Flüssigkeitssystemen
(zum Beispiel einem flexiblen Behälter für die fotografischen Materialien
und der Entwicklungsmaschine) in Verbindung stehen und müsste derart
arbeiten, dass beim Abtrennen des geschlossenen Behältersystems
die Ventilanordnung schließen
würde und
der Benutzer keiner austretenden Flüssigkeit ausgesetzt wäre.
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US-A-5
694 991 und US-A-4 949 745 beschreiben eine Ventilbaugruppe, die
Leckagen während
der Überführung von
Flüssigkeit
zwischen einem Behälter
und einem zugehörigen
geschlossenen Behälter-Flüssigkeitssystem
verhindert und bei der der Benutzer keines der Flüssigkeitssysteme
vor der Einleitung der Flüssigkeit
zu öffnen
braucht. Die Ventilbaugruppe gemäß US-A-5
694 991 weist ein zum ersten Flüssigkeitssystem
gehörendes
erstes Element und ein zum zweiten Flüssigkeitssystem gehörendes zweites
Ventilelement auf. Durch diese Art Aufbau wird zwar ein System geschaffen,
bei dem zwischen den betreffenden Systemen nur geringe oder keine
Leckage auftritt, ein Leckproblem kann sich aber beim Zusammenfügen der
beiden Flüssigkeitssysteme
zum Überführen der
Flüssigkeit
ergeben. Wenn die beiden Elemente nicht korrekt axial ausgerichtet
sind, kann diese Fehlausrichtung möglicherweise zu kleineren Leckagen
zwischen den beiden Teilen führen.
Und wenn eines der beiden Elemente in seiner Form geringfügig vom
Sollzustand abweicht, könnte
dies zusätzlich
kleine Leckagen verursachen. Da eines der Elemente dauerhaft an
einer Vorrichtung installiert ist und dadurch vielfach wiederholten
Vorgängen
des Anschließens
und Lösens
ausgesetzt ist, ist es darüber
hinaus wichtig, dass das dauerhaft montierte Element die für diese wiederholte
Benutzung erforderliche Dauerhaftigkeit aufweist.
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Bei
einem typischen System umfasst eines der geschlossenen Behältersysteme
einen Behälter mit
einer Flüssigkeit,
etwa einer lichtempfindlichen Entwicklungslösung, und ist dazu bestimmt,
bei entsprechendem Flüssigkeitsbedarf
an ein in einem fotografischen Entwicklungsgerät, zum Beispiel einem Minilab,
vorgesehenes Flüssigkeitssystem
angeschlossen zu werden. Normalerweise enthält auch das Entwicklungsgerät ein geschlossenes
Behältersystem
zur Aufnahme der einzuleitenden Flüssigkeit. Dies bedeutet, dass
die im Minilab installierte Ventilbaugruppe sehr oft und wiederholt,
der Flüssigkeitsvorratsbehälter hingegen
nur einmal benutzt wird.
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Es
besteht daher ein Bedarf an einem Ventilaufbau, bei dem das mögliche Austreten
von Flüssigkeit
minimiert ist und der so dauerhaft ist, dass die Ventilbaugruppen
wiederholt miteinander verbunden und voneinander getrennt werden
können.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung soll ein Ventilaufbau zum Steuern der Flüssigkeitsströmung zwischen
einem ersten Flüssigkeitssystem
und einem zweiten Flüssigkeitssystem
bereitgestellt werden. Das zweite Flüssigkeitssystem enthält eine
in das erste Flüssigkeitssystem
einzuleitende Flüssigkeit.
Das erste Flüssigkeitssystem
weist eine erste Ventilbaugruppe auf, die dazu bestimmt ist, mit
einer zweiten Ventilbaugruppe an dem zweiten Flüssigkeitssystem in Eingriff
gebracht zu werden. Die erste Ventilbaugruppe weist einen Rüssel mit
einem Kanal, ein Einlassende zum Aufnehmen der Flüssigkeit
und ein Auslassende zum Transportieren der aufgenommenen Flüssigkeit
in das erste Flüssigkeitssystem auf.
Das Einlassende ist an einem ersten Endabschnitt des Rüssels angeordnet
und weist mindestens einen Zulauf auf. Außerdem umfasst die erste Ventilbaugruppe
ein Blockierelement, das bezüglich
des Rüssels
von einer ersten, den mindestens einen Zulauf verschließenden Position
in eine zweite, den mindestens einen Zulauf öffnende Position bewegbar ist,
und ein erstes Federelement, welches das Blockierelement im Allgemeinen
in die den mindestens einen Zulauf verschießende Stellung vorspannt. Über dem
mindestens einen Zulauf ist eine Verschlusskappe vorgesehen, die
einstückig
mit ihr ausgebildet ein erstes, stromaufwärts von dem mindestens einen
Zulauf angeordnetes ringförmiges
Verschlusselement und mindestens zwei, stromabwärts von dem mindestens einen
Zulauf angeordnete ringförmige
Verschlusselemente aufweist, wobei das erste ringförmige Verschlusselement
und die mindestens zwei ringförmigen
Verschlusselemente in einem vorgegebenen Abstand voneinander angeordnet sind
und wobei das erste ringförmige
Verschlusselement und die mindestens zwei ringförmigen Verschlusselement für einen
flüssigkeitsdichten
Verschluss zwischen dem Rüssel
und der zweiten Ventilbaugruppe sorgen. Die zweite Ventilbaugruppe
umfasst einen Körper,
einen im Körper
vorgesehenen Flüssigkeitszulauf
zum Aufnehmen von Flüssigkeit aus
dem zweiten Flüssigkeitssystem,
einen Körper, der
innerhalb eines Körperelements
von der den Einlass blockierenden ersten Position in eine den geschlossenen
Einlass freigebende zweite Position verschiebbar ist, sowie ein
zweites Federelement, das den Kolben im Allgemeinen in die erste
Position vorspannt. Wenn die erste und die zweite Ventilbaugruppe
gegeneinander gedrückt
werden, gelangt der Körper
der zweiten Ventilbaugruppe in Eingriff mit dem Blockierelement
und bewegt dieses, wodurch der Zulauf des Rüssels geöffnet wird, so dass der Rüssel den
Kolben in die den Einlass öffnende
Stellung bringt, wobei der geöffnete
Zulauf dann in Strömungsverbindung
mit dem geöffneten
Einlass steht, so dass zwischen dem ersten und dem zweiten Flüssigkeitssystem
ein offener Strömungskanal
besteht. Wenn die erste und die zweite Ventilbaugruppe voneinander
weg bewegt werden, wird der Körper
vom Rüssel
entfernt, das Blockierelement wird derart bewegt, dass es den Einlass
verschließt,
und der Rüssel
kommt mit dem Kolben außer
Eingriff, so dass der Kolben in die den Zulauf verschießende Stellung
gleiten und dadurch eine Flüssigkeitsströmung zwischen dem
ersten und dem zweiten System verhindern kann.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine Draufsicht einer
Ausführungsform
des Ventilaufbaus in getrenntem Zustand;
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2 eine Seitenansicht des
Ventilaufbaus gemäß 1 in getrenntem Zustand;
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3 einen Schnitt entlang
der Linie 3-3 in 1 des
in Eingriff befindlichen Ventilaufbaus in geschlossener Position;
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4 einen Schnitt ähnlich 3 des Ventilaufbaus in geöffneter
Position;
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5 eine vergrößerte Teilansicht
des in 4 dargestellten
Rüssels;
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6 eine perspektivische Ansicht
eines teilweise abgebrochenen Behälters, in dem ein Beutel und
ein zweites Ventilelement sichtbar sind;
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7 eine Seitenansicht einer
Vorrichtung mit einer Vielzahl erster Ventilelemente zur Verbindung
mit einer Vielzahl zweiter Ventilelemente; und
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8 eine Teil-Seitenansicht
eines abgewandelten erfindungsgemäßen Rüssels.
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In 1–5 ist
eine Ausführungsform
eines Ventilaufbaus 10 gemäß der Erfindung dargestellt. Der
Ventilaufbau 10 kann eine erste Ventilbaugruppe 12 und
eine zweite Ventilbaugruppe 14 umfassen. Wie in 2 und 3 zu erkennen ist, können die Ventilbaugruppen 12, 14 so
in Eingriff gebracht werden, dass sie benachbarte erste und zweite
Flüssigkeitssysteme
C1 und C2 verbinden.
Das System C1 weist eine erste Öffnung A
auf, in der die Ventilbaugruppe 12 montiert ist. Das System
C2 besitzt eine zweite Öffnung B, in der die Ventilbaugruppe 14 montiert
ist. Die zweite Ventilbaugruppe 14 weist einen ersten Körper bzw.
eine erste Buchse 16 auf, ferner eine Vielzahl sich radial
erstreckender Flüssigkeitseinlässe 18 für die Zuleitung
von Flüssigkeit
aus dem System C2, einen Hohlkolben 20,
der im Körper 16 dichtend
von einer ersten, in 3 dargestellten
Position, in der er die Einlässe 18 verschließt, in eine
zweite, in 4 und 5 dargestellte Position,
in der er die Einlässe 18 freigibt,
und ein zwischen dem Körper 16 und
dem Kolben 20 gefangenes Federelement 22, das
den Kolben 20 normalerweise so vorspannt, dass er die Einlässe 18 verschließt. Um die
Herstellung zu erleichtern, können
die Einlässe,
wie in 1 und 4 dargestellt, paarweise
auf gegenüberliegenden Seiten
des Körpers 16 angeordnet
sein.
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Die
erste Ventilbaugruppe 12 kann ein zweites Körperelement 24 aufweisen,
wobei das Element 24 jedoch nicht erfindungsgemäß ausgebildet
sein muss. Im Körper 24 ist
ein langgestreckter Rüssel 26 konzentrisch
angeordnet. Der Rüssel 26 weist
einen in Längsrichtung
verlaufenden Kanal 28 mit einer Vielzahl radialer Zuläufe 30 zur
Aufnahme von Flüssigkeit
aus dem System C2 und ein offenes Auslassende 32 zur
Weiterleitung der eingetretenen Flüssigkeit an das System C1 auf. Die Einlässe 30 sind an einem
geschlossenen Endbereich 34 des Kanals 28 vorgesehen.
Zum wahlweisen Öffnen
und Schließen der
Zuläufe 30 ist
um den Rüssel 26 herum
ein bewegliches Blockierelement 36, vorzugsweise eine Buchse,
teleskopisch gleitend angeordnet. Über dem oberen Ende des Rüssels 26 befindet
sich eine Verschlusskappe 27. Die Verschlusskappe 27 ist
mit ausgerichteten Öffnungen 31 versehen,
die sich derart mit den Zuläufen 30 ausrichten,
dass Flüssigkeit durch
sie hindurchfließen
kann. Mit der Verschlusskappe einstückig ausgebildet sind ein erstes
nachgiebiges, ringförmiges
Verschlusselement 37, das über den Zuläufen 30 angeordnet
ist, sowie ein Paar unter den Zuläufen 30 angeordneter
ringförmiger Verschlusselemente 37.
Die ringförmigen
Verschlusselemente 37a sind in einem Abstand D zueinander angeordnet,
so dass sich unter den Zuläufen 30 zwei voneinander
getrennte, beabstandete Verschlussbereiche ergeben, die den Austritt
von Flüssigkeit
zwischen der ersten und der zweiten Ventilbaugruppe 12, 14 minimieren.
Der Abstand D zwischen den Verschlusselementen 37a unterstützt die
axiale Ausrichtung zwischen dem Rüssel 26 und dem Körper 16. Form
und Größe der ringförmigen Verschlusselemente 37, 37a sind
so gewählt,
dass jedes ringförmige
Verschlusselement sich an die Innenwand 43 der Buchse 16 anlegt
(siehe 5). In der dargestellten Ausführungsform
besteht die Verschlusskappe 27 aus einem relativ weichen
Kunststoffmaterial, in dem dargestellten Beispiel aus einem Polyethylen
niedriger Dichte. Die beiden ringförmigen Verschlusselemente 37a vermitteln
der Verschlusskappe 27 auch zusätzliche Steifigkeit und verbessern
damit die Möglichkeit
einer zuverlässigen
wiederholten Benutzung. Ein zwischen dem Blockierelement 36 und
einem Absatz 44 des Rüssels 26 gefangenes
Blockierelement 36 spannt das Blockierelement 36 normalerweise
in die in 3 dargestellte
Position vor, in der die Zuläufe 30 geschlossen
oder blockiert sind. Zur Begrenzung der Bewegung des Blockierelements
greift ein radialer Flansch 35 des Blockierelements 36 am
Element 24 an.
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In
der Darstellung gemäß 6 besteht das System C2 aus der Kassette/dem starren Behälter 150,
bestehend aus einem Körper 151 und
einer den Körper 151 verschließenden Abdeckung 152.
Im Inneren 144 ist ein flexibler Beutel 50 mit
einem Ansatz 52 aufgenommen, der in einer Öffnung 54 im
Beutel 50 sitzt. Auf dem Ansatz 52 kann eine abnehmbare Kappe 56 vorgesehen
sein, die die Ventilbaugruppe 12 aufnehmen kann und eine
größere Öffnung für den Zugang
zur Ventilbaugruppe 12 aufweist. Die Kassette ist mit einer Öffnung 156 zur
Aufnahme des Ansatzes 52 des flexiblen Beutels 50 ausgestattet. Bei
der dargestellten Ausführungsform
sind drei Öffnungen 156 zur
Aufnahme von drei Beuteln 50 vorgesehen. Es versteht sich
jedoch, dass die Kassette 150 nach Bedarf jede beliebige
Anzahl flexibler Beutel 50 enthalten kann.
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7 zeigt eine fotografische
Vorrichtung 80 zum Entwickeln eines belichteten, unentwickelten lichtempfindlichen
Materials, zum Beispiel eines Films und/oder Papiers. Bei der dargestellten
besonderen Ausführungsform
besteht die fotografische Vorrichtung 80 aus einem Minilab,
wobei die Erfindung jedoch nicht auf ein solches beschränkt ist.
Die Vorrichtung 80 weist eine Vielzahl erster Ventilbaugruppen 12 auf,
die jeweils dazu bestimmt sind, mit einer zweiten Ventilbaugruppe 14 zusammenzuwirken.
Bei der dargestellten Ausführungsform
sind vier Ventilbaugruppen vorgesehen, wobei jedoch die Ventilbaugruppen 12 in
jeder beliebigen oder erforderlichen Anzahl vorgesehen sein können. Wie
in 7 dargestellt, ist
ein entsprechender Mechanismus 84 vorgesehen, der eine
Kassette 150 mit einer Vielzahl von Beuteln 50 in
umgekehrter Position aufnimmt, so dass beim Absenken der Kassette 150 die zweiten
Ventilbaugruppen 14 der Beutel 50 in der Kassette 150 jeweils
an einer zugehörigen
ersten Ventilbaugruppe 14 der Vorrichtung 80 angreifen.
Die Kassette 150 kann manuell oder mittels eines – nicht dargestellten – motorgetriebenen
mechanischen Systems abgesenkt werden. Wie bereits erwähnt wurde,
können
die ersten Ventilbaugruppen 12 wiederholt mit einer Vielzahl
verschiedener Ventilbaugruppen 12 an verschiedenen Beuteln 50 in
Eingriff gebracht werden. Während
die neuen Beutel 50 jeweils geleert werden, wird jeweils
ein weiterer, frische Nachfülllösung enthaltender
Beutel 50 bereitgestellt. Die beiden Ventilbaugruppen 12, 14 können zwar
in geeigneter Weise flexibel an ihren jeweiligen Flüssigkeitssystemen
angebracht sein, wenn die Ventilbaugruppen 12, 14 jedoch
nicht, wie ursprünglich
vorgesehen, präzise
axial zueinander ausgerichtet sind, kann Flüssigkeit austreten. Eine solche
fehlerhafte Ausrichtung kann sich aus unterschiedlichen Gründen ergeben,
zum Beispiel daraus, dass die den Beutel 50 enthaltende
Kassette nicht die vorgeschriebene Position einnimmt oder dass eine
der Ventilbaugruppen eine etwas fehlerhafte Form aufweist. Die beiden
beabstandeten Verschlusselemente 37a tragen dazu bei, diese
Leckagegefahr zu minimieren. Wenn zwischen den beiden Ventilbaugruppen 12, 14 eine
fehlerhafte axiale Ausrichtung besteht, tragen die Verschlusselemente
dazu bei, die fehlerhafte Ausrichtung zu korrigieren, und halten
gleichzeitig die dichte Verbindung zum Rüssel 26 aufrecht.
Die Erfindung löst
diese Probleme dadurch, dass zwei Dichtsysteme vorgesehen sind,
die die Abdichtung verbessern und die Ausrichtung des Rüssels des zweiten
Ventilelements mit der ersten Ventilbaugruppe verbessern.
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Wenn
die Ventilbaugruppen 12, 14 passend gegeneinander
gedrückt
werden, greift eine sich nach außen erweiternde Lippe 39 des
Körpers 16 an einer
freiliegenden Lippe 40 des Blockierelements 36 an.
Bei weiterer Bewegung zieht sich das Blockierelement 36 in
die in 4 dargestellte
Position zurück und öffnet damit
die Zuläufe 30.
Gleichzeitig greift der Rüssel 26 am
Kolben 20 an und verschiebt ihn, so dass sich die Einlässe 18 öffnen. Die
Einlässe 18 befinden
sich dann gegenüber
den offenen Zuläufen 30, so
dass ein offener Strömungsweg
vom System C2 durch den Kanal 28 zum
System C1 entsteht. Damit kann Flüssigkeit
vom System C2 in das System C1 fließen oder
umgekehrt. Wenn zum Beispiel das System C2 aus
einem Behälter
für Chemikalien
für ein
fotografisches Entwicklungsgerät
besteht, kann Flüssigkeit
vom System C2 in das System C1 fließen, bei dem
es sich um eben dieses Entwicklungsgerät handeln kann.
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Zum
Trennen der Ventilbaugruppen 12, 14 und Beendigen
des Flüssigkeitsflusses
zwischen den Flüssigkeitssystemen
C1, C2 werden die
Ventilbaugruppen 12, 14 durch Bewegung der einen
oder der anderen Ventilbaugruppe oder beider voneinander weg gedrückt. Der
Körper 16 der
Ventilbaugruppe 14 kommt dann mit dem Blockierelement 36 außer Eingriff,
und dieses bewegt sich unter der Wirkung von Federn 38 in
eine Position, in der es die Zuläufe 30 schließt. Während sich
der Rüssel 26 von
der Ventilbaugruppe 12 löst, kommt der Kolben 20 frei
und kann sich unter dem Einfluss der Feder 22 in eine Position
bewegen, in der er die Einlässe 18 schließt. In dieser
letztgenannten Position greift ein Paar radialer Anschläge 41 am
Kolben 20 an den unteren Flächen zweier Schlitze 42 in
einer Seitenwand des Körpers 16 an
und verhindert damit die weitere Bewegung des Kolbens 20.
Für den
Fachmann ist ersichtlich, dass hier auch andere Anschlagmittel möglich sind. Auf
diese Weise wird ein Flüssigkeitsstrom
zwischen den Systemen C1, C2 verhindert.
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Bei
der in 1–6 dargestellten Ausführungsform
sind die Verschlusselemente 37, 37a mit der Verschlusskappe 27 einstückig ausgebildet,
wobei die Erfindung jedoch darauf nicht beschränkt ist. 8 zeigt eine Teil-Ansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten
Rüssels 126.
Der Rüssel 126 ist
dem Rüssel 26 vergleichbar,
wobei gleiche Bezugsziffern gleiche Teile und eine gleiche Funktion
bezeichnen. Bei dieser Ausführungsform
wird statt einer Verschlusskappe als Abdichtung zwischen der Ventilbaugruppe 12 und
der Ventilbaugruppe 14 eine Vielzahl von O-Ringen eingesetzt.
Im einzelnen sind ein erster O-Ring 137 in einer ringförmigen Vertiefung
im Rüssel 26 über den
Zuläufen 30 und
ein Paar voneinander beabstandeter O-Ringe 137a unter den Öffnungen 30 vorgesehen,
wobei die O-Ringe jeweils auch in ringförmigen Vertiefungen im Rüssel 26 sitzen.