DE8716699U1

DE8716699U1 - Batterie mit Verschluß

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Publication number: DE8716699U1
Application number: DE8716699U
Authority: DE
Original assignee: Adolf Nissen Elektrobau & Co Kg 2253 Toenning De GmbH
Current assignee: Adolf Nissen Elektrobau & Co Kg 2253 Toenning De GmbH
Priority date: 1987-12-18
Filing date: 1987-12-18
Publication date: 1988-04-28

Description

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JESSENSTRASSE 4 ■ D-2000 HAMBURG 50 - TEL (040) 3893501 - FAX 3893502 · TELEX 2166426 pahn d I

DIPL-PHYS. OLE NIEDMERS DIPL-INC. HANS W- SCHÖNING EUROPEAN PATENT ATTORNEY

Fa. Adolf Nissen Elektrobau GmbH + Co. KG, Friedrichstädter Chaussee 4, 2253 Tönning

Batterie nnt Verschluß I

Beschreibung <

Die Erfindung betrifft eine Batterie, insbesondere Luft- J sauerstoff-Batterie, mit einem Verschluß, der in einer t geöffneten Stellung die Zufuhr von Außenluft zu den Bat- i

teriezellen gestattet und in einer geschlossenen Stellung | die Zufuhr zu den Batteriezellien unterbricht. S

I Aufgrund bestimmter elektrochemischer Gesetzmäßigkeiten |

der in den Batteriezellen ablaufenden chemischen Reaktio- I

i nen, in deren Folge zwischen den Elektroden der Batterie | ein nutzbares Spannungspotential aufgebaut wird, benöti- $

gen gewisse Batteriesorten, insbesondere Batterien des ^s Typs der sogenannten Luftsauerstoff-Batterien, für die chemische Reaktion Luftsauerstoff. Wenn allerdings derartige Batterien nicht belastet werden, d. h. keine elektrischen Verbraucher angeschlossen oder angeschaltet sind und demzufolge keine nennenswerte chemische Reaktion nötig ist, ist auch eine Zufuhr von Luftsauerstoff zu den Zellen nicht erforderlich.

COMMERZBANK AG, BLZ 20048£&Ggr;&thgr;&thgr;&Ggr;$&idigr;- S^/jKoCtü OßJfSÖiE BANK AQ, BLZ 20070000, NRl 6565675

ÄSSLipgfi, NR. 13048-205

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Würde auch im Falle der Nichtbelastung der Batterie mit einem Verbraucher ungehindert Luftsauerstoff zu der Batterien gelangen können, würde infolge des endlichen Eigenwiderstandes (Innenwiderstand) der Batterie dennoch eine chemische Reaktion stattfinden, da Sauerstoff» wie vorausgesetzt vorhanden ist und die Batterie würde sich, obwohl externe Verbraucher nicht angeschlossen sind, allmählich entladen.

Um dieses zu verhindern, weisen Batterien der bekannten Art einen Verschluß auf, der bei Anschluß eines externen Verbrauchers geöffnet wird und in geöffneter Stellung die Zufuhr von Luft zu den Baiteriezellen gestattet und bei j Unterbrechung des Stromkreises zum externen Verbraucher in eine geschlossene Stellung überführt wird, so daß die Zufuhr von Luft zu den Batteriezellen unterbrochen wird. Bei Batterien der bekannten Art kann die Zufuhr von Luft beispielsweise dadurch erreicht werden, daß vor Inbetriebnahme der Batterie ein Klebestreifen von einer oder mehreren ffffnungen gezogen wird, die im Batteriegehäuse bzw. im die Batterie abdeckenden Deckel vorhanden sind, so daß Luft bestimmungsgemäß zu den Batteriezellen gelangen kann. Nach Entfernung des externen Verbrauchers bzw. Unterbrechung des Verbraucherstroiakreises kann der Klebestreifen wieder auf die öffnungen geklebt werden. Es hat sich im Betrieb gezeigt, daß diese einfache Methode der Zufuhr von Luft zu den Batteriezellen bzw. die der Unterbrechung der Zufuhr der Luft in der Praxis versagt, da oftmals vom Benutzer bei der Inbetriebnahme vergessen wird, den Klebestreifen von den Luftzufuhrlöchem abzureißen und bei Unterbrechung des Betriebes die Luftzufuhrlöcher wieder abzukleben. In der Regel ist dann auch dazu der Klebestreifen nicht jnehr vorhanden, da dieser in der Regel wegen fehlender Achtsamkeit verlorengeht und im Bedarfsfall somit nicht mehr zur Verfugung steht.

um diesem Hangel abzuhelfen, wurde ein manuell betätigbarer Schieber, der fest mit dem Batteriegehäuse bzw. mit dess Deckel der Batterie verbunden ist, vorgesehen, mit dem im Bedarfsfall die Luftzufuhroffnungen verschlossen bzw. geöffnet werden können. Grundsätzlich haftet dem bekannten Schieber der Nachteil an, daß es sehr oft versessen wird, den Schieber für die Zufuhr von Luft bei Betriebsaufnahme zu öffnen und, was noch schwerer wiegt, nach Unterbrechung des Betriebs den Schieber nicht wieder zu schließen, so daß sich die Batterie, wie oben dargestellt, selbst entlädt und somit die eigentlich nutzbare Kapazität der Batterie aus Unachtsamkeit vergeudet wird lind im akuten Bedarfsfall, der auch ein Kotfall sein kann, beispielsweise beim Betrieb von Warnlampen, mit «Ilen sich daraus ergebenden nachteiligen Folgen nicht mehr zur Verfugung steht.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Batterie zu schaffen, bei der automatisch bei Anschluß eines externen Verbrauchers die Zufuhr von Außenluft zu dan Batteriezellen ermöglicht wird und die Luftzufuhr unterbrochen wird, wenn der externe Verbraucher von der Batterie entfernt wird, wobei ein manuelles öffnen und schließen unabhängig von der Art des verwendeten Verschlusses vollständig entbehrlich wird, und die Batterie gegenüber bekannten Batterien nicht merklich verkompliziert und damit nicht verteuert wird.

Gelöst wird die Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß der Verschluß durch Einführen einer elektrischen Kupplungseinrichtung in ein an der Batterie angeordnetes Gegenstück der Kupplungseinrichtung zu öffnen und durch Herausziehen aus dem Gegenstück schließbar ist.

Der Vorteil dieses vollständig automatischen Verschlusses besteht im wesentlichen darin, daß eine wie auch immer geartete Überwachung des üffnens oder des Schließens des

«· · * * Il Mil

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VerschluBmechanismusses nicht erforderlich ist. ti; weiterer Vorteil ist, daß der Verschluß verhältnis- mäßig einfach ausgebildet sein kann, ohne daß seine Wirksamkeit davon betroffen wird, so daß eine Verteuerung einer mit dem erfindungsgemäßen Verschluß versehene Batterie gegenüber herkömmlichen Batterien mit manuell betätigbarem Verschluß nicht zu verzeichnen ist.

&bgr;&bgr;&udigr;?<5 einer vorteil huf ten Aiisⁿest3sltiin° der Erfindus" ist der Verschluß an einem die Batterie im wesentlichen oben abschließenden Deckel angeordnet* wobei hervorzuheben ist, daß ein Deckel im vorbezeichneten Sinne ein integral mit der Batterie bzw. mit dem isatteriegehäuse ausgebildeter Deckel sein kann oder auch ein Deckel, der gesondert *uf die Betterie oder auf das Batteriegehäuse luftdicht aufgebracht wird.

Vorteilhafterweise wird der Verschluß der Batterie im wesentlichen durch einen druckmittelbeaufschlagten Steg gebildet, der wenigstens einen Verschlußvorsprung, der in Ruhestellung in eine Luftzufuhröffnung dichtend eingreift, aufweist, sowie einen mit dem Steg verbundenen Stößel, der beim Einführen der Kupplungseinrichtung in das Kupplungsgegenstück derart beaufschlagt wird, daß die Luftzufuhröffnung für die Zufuhr von Luft zu den Batteriezellen geöffnet wird. Der Steg, der Stößel und der bzw. die Verschlußvorsprünge können integral aus einem Teil hergestellt werden, so daß grundsätzlich das entstehende Gesamtteil ein kostengünstig herstellbarer Massenartikel sein kann.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Stößel der Batterie an seinem einen Ende im wesentlichen rechtwinklig ausgerichtet mit dem Steg verbunden, wobei das andere Ende mit einer ^tegartigen Betätigungsebene verbunden ist, die unter einem von einem rechten Winkel in bezug auf die Verschiebeebene des StSs-

seis geringfügig abweichenden Kinkel zur Bildung einer schiefen Ebene in den Raum hineinragt, in dem die Kupplungseinrichtung bei Anschluß eines externen Verbrauchers hineinragt» Wie bei der vorangehend beschriebenen Ausführungsfors kann auch bei der hier geschilderten vorteilhaften Ausgestaltung neben dem Stößel, dem Steg und dem Verschlußvorsprung bzw. den Verschlußvorsprüngen auch die Setätigungsebene aus einem Formstück integral und damit ! kostengünstig hergestellt »erden.

Grundsätzlich ist es täglich, die Betätigungsebene« den f danit verbundenen Stößel sowie die über den Steg mit den | Stößel verbundenen Verschlußvorsprünge um eine Achse bei j Einnahme einer Schließ- und Offenstellung kippen zu las- ] sen. Es hat sich jedoch als vorteilhaft herausgestellt, daß der Stößel in einer im Deckel ausgebildeten Führung hin und her verschiebbar aufgenommen wird» ura die Führung bei der Ausbildung des Deckels, der in der Regel ein Spritz- oder Gußteil ist, automatisch mit ausbilden zu lassen, so daß eine gesonderte Achse und deren Einbringung nicht erforderlich ist und gesonderte verteuernde Montagezeit entfällt.

Vorteilhafterweise ist das den Steg beaufschlagende Druckmittel eine konventionell ausgebildete Spiraldruckfeder, die, wte vorgegeben, die Verschlußvorsprünge in die Luftzufuhröffnungen dichtend hineindrückt. Diese Stellung entspricht der Ruhestellung.

Um insbesondere auch die Verschlußeinrichtung aus allen ihren voranbeschriebenen Einzelteilen kostengünstig herstellen zu können, besteht der Verschluß bzw. besteher, die den Verschluß bildenden Einzelteile aus Kunststoff. Die Verwendung von Kunststoff an dieser Stelle hat auch noch den weiteren Vorteil, daß er nämlich bei geeigneter AuEWafel ds& Kunststoffes Isssiäßdig $e§e& die Säspfe des Elektrolyten ist» So «ag seine gesonderten MaSnänmen bei

der Verwendung von Kunststoff vorgesehen werden müssen, um den Verschluß korrosions- oder gegen sonstige chemische Einflüsse beständig zu machen.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die nachfolgenden schematischen Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispieles eingehend beschrieben- Darin zeigen: j

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung eine Luftsauer- , stöff-Satterie» die an ihrer Gehäuseoberseite j mit einem Deckel versehen ist* in dem sich ! sichtbar vier geöffnete Luftzufuhröffnungsn befinden»

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Deckel der erfindungs-

gemäßen Batterie» |

Fig. 3 in der Seitenansicht einen Schnitt entlang der f Linie A-B von Fig. 2 in vergrößertem Maßstab |

und noch entfernter externer Kupplungseinrich- | tung und

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie A-B von Fig. 2 mit gegenüber der Darstellung von Fig. 3 in das batterieeigene Kupplungsgegenstück eingeführter | externer Kupplungseinrichtung.

Die Batterie 10 besteht im wesentlichen aus einem Batteriegehäuse 11 und einem das Batteriegehäuse 11 oben abschließenden Deckel 12, der dichtend mit dem Batteriegehäuse 11 auf bekannte Weise verbunden ist, so daß sich im Inneren zwischen dem Batteriegehäuse 11 und dem Deckel 12 I ein Luftzufuhrraum oberhalb der Batteriezellen 27, vgl. Ii Fig. 3, bilden kann, wobei die Batteriezellen bei der ij hier beschriebenen Luftsauerstoff-Batterie von bekanntem || Äyffcsö sfrid und deshalb nicht gesonaert dargestellt wer- [

den. j

Im Deckel 12 ist ein Kupplungsgegenstück 15 ausgebildet, das im vorliegenden Fall zwei Kontaktstifte 150, 151 aufweist, die auf hier nicht gesondert dargestellte Weise batterieintern mit den Elektroden der Batteriezellen 27 verbunden sind. In das im vorliegenden Fall integral mit dem Deckel 12 ausgebildete Kupplungsgegenstück 15 kann eine externe elektrische Kupplungseinrichtung 14, die in den Figuren 3 und 4 gestrichelt dargestellt ist, eingesteckt «erden« so daß Über die beiden Kontaktstifte 150* 151 eine elektrische Spannung einem hier nicht dargestellten externen elektrischen Verbraucher zugeführt wer· den kann.

An das Kupplungsgegenstück 15 angrenzend 1st ein Verschluß 13 ausgebildet» UBr im wesentlichen aus einem Steg 17, zwei Verschlußvorsprüngen 18, 180 sowie einem Stößel 21 und einer Betätigungsebene 22 besteht. Der Steg 17* die Verschlußv^rsprünge 18, 180, der Stößel 21 sowie eine Betätigungsebene 22 können im wesentlichen einstückig ausgebildet sein. Der Steg 17 ist im wesentlichen rechtwinklig zum Stößel 21 mit seinem einen Ende 210 angeschlossen, während das andere Ende 211 des Stößels mit der Betätigungsebene 22 verbunden ist bzw. in diese übergeht.

Der Stößel 21 selbst ist in einer im Deckel 12 ausgebildeten Führung 24 hin und her verschiebbar aufgenommen, was anhand der Figuren 3 und 4 ersichtlich ist, die die beiden Endstellungen der Bewegungsmöglichkeit des Verschlusses 13 in seinen jeweiligen Endstellungen zeigen. Durch ein Druckmittel 16, das im vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel eine Druckfeder ist, wird der Steg 17 über den Stößel 21 in einer Stellung gehalten, die dem Zustand entspricht, bei dem Zufuhröffnungen 19, 190 durch die Verschlußvorsprünge 18, 180, die auf dem Steg 17 ausgebildet siird, geschlossen sfnd, d. h. fn eier Runes teilung

greifen die Verschlußvorsprünge 18, 180 dichtend in die Zufuhröffnungen 19, 190 ein, vgl. Fig. 3.

Es sei angemerkt, daß bei dem hier im einzelnen beschriebenen Ausführungsbeispiel zwei Zufuhröffnungen 19, 190 vorhanden sein können, es sind aber auch Ausführungsfor-

. men denkbar., bei denen wenigstens eine Zufuhröffnung oder auch eine beliebige Vielzahl Zufuhröffnungen vorhanden

&diams; sind.

Die oben schon beschriebene Betätigungsebene 22, die an anderen Ende 211 des Stößels 21 angeordnet 1st* bildet eine schiefe Ebene» d. h. der Winkel Alpha zwischen der

jj Ebene des Stößels 21, die im wesentlichen parallel zur

Ebene der oberen Oberfläche des Deckels 12 ausgebildet

1st» 1st geringfügig größer als 90°, vgl. die Darstellungen von Figuren 3 und 4.

Die Zufuhröffnungen 19, 190 bilden die Mündung von Luft-

\ leitungen 20, 200, die im geöffneten Zustand die Zufuhr

von Umgebungsluft 26 zu den Batteriezellen 27 gemäß der

&igr; Richtung des Pfeiles 28 ermöglicht, vgl. die Darstellung

'' von Fig. 4. Die Ausbildung der Luftleitungen 20, 200 kann

. auf verschiedenste geeignete Weise geschehen, so daß ein

gesondertes weiteres Eingehen darauf an dieser Stelle

t entbehrlich ist.

Wird bei Anschluß eines externen Verbrauchers an die Batterie 10 eine mit dem ex*,erft€rn Verbraucher verbundene eleKtrische Kupplungseinrichtung 14 in das KuppluAgsgegenstück 15 in Richtung des Pfeiles 25 eingeführt, stößt

die eine Kante *isr Kupplungseinrichtung 14, vgl. die Dar

stellung von Fig. 3, gegen die als schiefe Ebene ausgebildete Betätigungsebene 22. Entgegen dem Druck der Feder⁴ 16 wird der mit der Betätigungsebene 22 verbundene Stößel 21 S?aeh rechts verschoben, so daß die ^ersshiii&TersprUrise 18, lc§ aus den LüftzufunfÖffnungen IS, 190, in denen sie

in Ruhestellung die Luftzufuhröffnungen 19* 190 abdichtend saßen» herausverschoben werden. Ist die externe Kupplungseinrichtung 14 vollständig in das Kupplungsgegenstück 15 eingeführt worden, nimmt der Stössel 21 bzw. nehmen die Verschlußvorsprünge 18, 180 eine geöffnete Endstellung entgegen dem Druck der Feder 16 ein. wie sie in Fig. 4 dargestellt worden ist. Die Zufuhr von Umgebungsluft 26 entsprechend dem Pfeil 28 über die Luftzufunröffnungsn IS, &idiagr;9&udiagr; und ober die Luftleitungen 20, 205 zu den Batteriezellen 27 ist möglich. |

Wird der externe Verbraucher durch Herausziehen der ex- |

ternen Kupplungseinrichtung 15 aus dem Kupplungsgegen- <

stüek getrennt, so werden aufgrund der Federkraft der f

Druckfeder IC die Betätigungsebene 22, der damit verbun- f

dene Stößel und somit die Verschlußvorsprünge 18, 180 |

wiederum in ihre Ruhestellung überführt, bei der die f

Luftzufuhröffnungen 19, 190 durch die Verschlußvorsprünge I

18, 18Q verschlossen werden. I

Es sei angemerkt, daß die Verschlußvorsprünge» falls er- | forderlich, noch mit gesonderten Silikon-, Gummi- oder | anderen Dichtungen versehen werden können, um einen noch hermetischeren Verschluß zu gewährleisten.

Die erfindungsgemäße Batterie ermöglicht ein korrektes öffnen der Luftzufuhröffnungen 19* 190 immer dann, wenn der externe Verbraucher mit der Batterie 10 verbunden wird. Wird der externe Verbraucher von der Batterie durch herausziehen der externen Kupplungseinrichtung 14 aus dem Kupplungsgegenstück 15 getrennt, wird automatisch die Luftzufuhr zu den Batteriezellen 27 enterbrochen, ohne daß der Benutzer der Batterie irgendwelche gesonderten Haßnahmen vorsehen muß. Durch die erfindungsgemäße Batterie wird verhindert, daß beispielsweise ein Kapazitätsverlust von mehr als 15 % pro Jahr verhindert wird, wenn die Luftzufuhr bei Abtrennung eines externen Verbrauchers

von der Batterie 10 unterbrochen wird. Bei ordnungsgemässem Abschluß der Luftzufuhr bei entferntem externen Verbraucher durch Herausziehen der Kupplungseinrichtung 14 aus dem Kupplungs^egenstück von der Batterie 10 wird nur ein systembedingter Kapazitätsverlust von weniger als 2 % pro Jahr beobachtet.

,; ."PATENTANWALT?·:

JESSENSTRASSE 4 - D-2000 HAMBURG 50 ■ TEL (040) 3893501 - FAX 3893502 · TELEX 2166426 pahn d

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Batterie mit Verschluß

ZUSAMMENFASSUNG
(in Verbindung mit Fig. 2)

Es wird eine Batterie» insbesondere eine Luftsauerstoff-Batterie, vorgeschlagen, die einen Verschluß (13) aufweist, der in geöffneter Stellung die Zufuhr von Außenluft zu den Batteriezellen gestattet und in geschlossener Stellung die Zufuhr zu den Batteriezellen unterbricht. Der Verschluß (13) wird durch Einführen einer elektrischen Kupplungseinrichtung in ein an der Batterie (10) angeordnetes Gegenstück (15) der Kupplungseinrichtung geöffnet und durch Herausziehen aus dem Gegenstück (15) verschlossen.

(X)MMERZBANK AG, BLZ 20040£&Mgr;»,&Tgr;<&Kgr; 2SZIgOOV DB3T.SQ3E BANK AG, BLZ 200700 00, NR- 6565675 POSTOfib. HjiMBl^£/sliZ 200*190*28; NR. 13048-205

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	Bezugszeichen11Ste	Batterie
13	10	Batteriegehäuse
11	Deckel
12	Verschluß
13	elektrische Kupp!ungseinrichtung
14	Kupplungsgegenstück
15	Kontaktstift
ISO	Kontaktstift
151	Druckmittel
16	Steg
17	Verschlußvorsprung
18	Verschlußvorsprung
180	Luftzuf türöffnung
19	Luftleitung
20	Luftleitung
200	Stößel
21	Ende
210	Ende
211	Betätigungsebene
22	Raum
23	Führung
24	Pfeil
25	Umgebungsluft
26	Batteriezellen
27	Pfeil
28

Claims

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Batterie mit Verschluß
nSprüche

1. Batterie, insbesondere Luftsauerstoff-Batterie, mit einem Verschluß, der in geöffneter Stellung die Zufuhr von Außenluft zu den Batteriezellen gestattet uni in geschlossener Stellung die Zufuhr des Luftsauerstoffs zu den Batteriezeilen untertriebt,, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß (13) durch Einführen einer elektrischen Kupplungseinrichtung (14) in ein an der Batterie (10) angeordnetes Gegenstück (15) der Kupplungseinrichtung zu öffnen und durch Herausziehen aus dem Gegenstück (15) schließbar ist.
2. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß (13) an einem die Batterie (10) im wesentlichen oben abschließenden Deckel (12) angeordnet ist.
3. Batterie nach einem oder beiden der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß (13) im wesentlichen durch wenigstens einen druckmittelbeaufschlagten (16) Steg (17) gebildet wird, der wenigstens einen

COMMERZBANK AG, BLZ 2004QOOP/NJ. 26/16001 '-¹DECTtSCHE BANK AG, BLZ 20070000, NR. 6565675

J R^;&bgr;&xgr;&zgr;'206&idiagr;{&KHgr;)20· NR. 13048-205

Verschlußvorsprung (18, 180), der in Ruhestellung in eine

Luftzufuhröffnung (19) dichtend eingreift, aufweist, so-

wie einen mit dem Steg (17) verbundenen Stößel (21), der beim Einführen der Kupplungseinrichtung (14) in das Kupplungsgegenstück (15) derart beaufschlagt wird, daß die

f Luftzufuhröffnung (19) für die Zufuhr von Luft (26) zu

' den Batteriezellen (27) geöffnet wird.

*
4. Batterie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (21) an seinem einen Ende (210) Ua wesentlichen rechtwinklig .ausgebildet mit dem Steg (17) verbunden ist» wobei das andere Ende (211) mit einer stegartigen Betätigungsebene (22) verbünde:; ist» die unter einem von einem rechten Kinkel in be2ug auf die Verschiebeebene des Stößel (21) geringfügig abweichenden Winkel (Alpha) 2Lr Bildung einer schiefen Ebene in den Raum (23) zum Einführen der Kupplungseinrichtung (14) hineinragt.
5. Deckel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (21) in einer im Deckel (12) ausgebildeten Führung (24) hin und her verschiebbar aufgenommen wir*!.
6. Deckel nach einem oder mehreren der Ansnrüche Z bis

< 5, dadurch gekennzeichnet, daß das den Steg (17) beauf-

■ schlagende Druckmittel (16) eine Druckfeder ist.
7. Deckel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß (13) aus Kunststoff besteht.