EP0399316B1 - Handrad für ein Gasflaschenventil - Google Patents

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EP0399316B1
EP0399316B1 EP19900108960 EP90108960A EP0399316B1 EP 0399316 B1 EP0399316 B1 EP 0399316B1 EP 19900108960 EP19900108960 EP 19900108960 EP 90108960 A EP90108960 A EP 90108960A EP 0399316 B1 EP0399316 B1 EP 0399316B1
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EP
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cap
handwheel
induction coil
cap layer
chip
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EP19900108960
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Ulrich Dirksmeier
Andreas Fischer
Siegbert Dipl.-Ing. Rössler
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KM Schmoele GmbH
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KM Schmoele GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/002—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels for vessels under pressure
    • F17C13/003—Means for coding or identifying them and/or their contents
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03—Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0302—Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
    • F17C2205/0323—Valves
    • F17C2205/0329—Valves manually actuated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/05—Vessel or content identifications, e.g. labels
    • F17C2205/057—Vessel or content identifications, e.g. labels by chips

Definitions

  • the invention relates to a handwheel for a gas cylinder valve according to the features in the preamble of claim 1.
  • the caps of the known handwheels for gas cylinder valves perform the function of identifying the respective gas supplier by means of appropriate coloring and printing. They are clamped on the handwheels in such a way that they can only be removed from the clamping position with a special tool. The caps thus form quasi fixed components of the handwheels.
  • the material of the caps is a copolymer.
  • the invention has for its object to improve the handwheel described in the preamble of claim 1 in such a way that the management, storage and storage of gas cylinders of different contents and sizes can be carried out not only rationally but also more securely with the extensive exclusion of human inadequacy.
  • each generic handwheel can now be equipped with a plastic cap, so to speak, and can also be retrofitted.
  • a particularly portable transmitter / reader unit control unit
  • each bottling company can quickly and quickly get a complete overview of the situation of the gas cylinders it has detected. The temporal and personnel effort for data acquisition and data processing is considerably reduced.
  • a first advantageous embodiment of a cap designed according to the invention consists in the features of claim 2.
  • the manufacture of such a cap can be carried out, for example, in such a way that the induction coil is initially fixed together with the chip to the cap layer having the pin and then induction coil and chip by watertight connection of the two cap layers are properly encapsulated in the cap.
  • the two cap layers are preferably connected by welding.
  • the inner cap position such a cap can be provided with a socket which engages over the fastening nut and is thus used for the clamping fixing on the handwheel. Otherwise, the peripheral edge areas of the outer, in particular spherical segment-shaped, cap position are used for clamping in corresponding top-side recesses of the handwheel.
  • a second advantageous embodiment of the invention which requires a connector protruding from the cap and overlapping the fastening nut, is characterized in the features of claim 3.
  • the induction coil is embedded together with the chip in the ring channel between the two connectors and therein by encapsulated waterproof closure of the ring channel.
  • the closure is preferably made with an annular cover, for example by welding.
  • a third equally advantageous embodiment of the invention consists in the features of claim 5.
  • the induction coil is protected in the area between the two connecting pieces. It is preferably based on the socket of the inner cap layer. Consequently, the induction coil and chip can first be assembled on the inner cap layer and then the inner cap layer can be connected, in particular welded, to the outer cap layer.
  • the outer cap layer is curved in the form of a spherical segment. Their peripheral edge areas are clamped in corresponding recesses on the top of the handwheel.
  • the inner cap layer can have a nozzle, which then engages over the fastening nut and is used to fix the cap on the handwheel.
  • 1 is the valve stem of an otherwise not illustrated valve fitting for a gas bottle, e.g. a CO2 bottle called.
  • a handwheel 3 is arranged on the valve spindle 1 with the aid of a nut 2 in a rotationally fixed manner.
  • a length section 4 of the valve spindle 1 is designed as a square, over which the handwheel 3 with a correspondingly adapted recess 5 is pushed in a form-fitting manner until it contacts a collar 6 of the valve spindle 1.
  • the square recess 5 forms part of a nozzle 7, which in a Central top recess 8 of the handwheel 3 protrudes.
  • the length of the nozzle 7 is dimensioned such that the nut 2 for fixing the handwheel 3 on the valve spindle 1 is completely in the recess 8 of the handwheel 3.
  • a colored plastic cap 9, 9 ', 9' ' is put over the nut 2 and is clamped with its peripheral edge areas 10 into recesses 11 in the top 12 of the handwheel 3. A release of the plastic cap 9, 9 ', 9' 'from the clamping position is only possible with appropriately trained tools.
  • induction coils 13, 13 ', 13' 'and chips 14 connected to them are inserted into the plastic caps 9, 9', 9 '' of FIGS. 14 ', 14' 'watertightly integrated for data storage.
  • the respectively required data can be stored in the chips 14, 14 ', 14' 'and this data can also be called up again.
  • the plastic cap 9 is formed in two layers.
  • the outer cap layer 15 is curved in the form of a spherical segment and is provided with an inwardly directed central pin 16.
  • the induction coil 13 is arranged on the circumference of the pin 16.
  • the chip 14 is embedded in the space 17 between the inner cap layer 18 and the outer cap layer 15 to the side of the induction coil 13.
  • the inner cap layer 18 consists of a closed disc 19 which is welded to the outer cap layer 15 in a watertight manner and a connecting piece 20 which projects from the disc 19 in the direction of the valve spindle 1 and which overlaps the nut 2 in a protective manner.
  • the connector 20 extends approximately to the end face 21 of the connector 7.
  • the plastic cap 9 ' is designed in one layer. From the spherical segment-shaped cap layer 22, an inner socket 23 points in the direction of the nut 2. The length of the socket 23 is dimensioned such that it extends approximately to the end face 21 of the socket 7 and thus overlaps the nut 2.
  • a further nozzle 24 is provided with a radial spacing.
  • An annular channel 25 is formed by the two connecting pieces 23, 24, in which the induction coil 13 'and the chip 14' connected to the induction coil 13 'are embedded.
  • the watertight encapsulation of the induction coil 13 'and the chip 14' is secured by an annular cover 26 which is placed on the mouth of the ring channel 25 and is tightly welded to the two connecting pieces 23 and 24.
  • FIG. 3 again shows a two-layer plastic cap 9 ′′.
  • the outer cap layer 27 has a connecting piece 29 spacing the two cap layers 27 and 28.
  • the length of the connecting piece 29 corresponds approximately to the thickness of the outer cap layer 27.
  • a socket 30 extends from the inner cap layer 28 in the direction of the outer cap layer 27. This socket 30 is smaller in diameter than the socket 29. It can be seen that the induction coil 13 ′′ embedded in the annular gap 31 between the nozzles 29 and 30 is position-oriented on the nozzle 30 and the chip 14 ′′ is located in the interior of the nozzle 30. The nozzle 30 is at a distance from the outer cap layer 27.
  • the induction coil 13 ′′ and the chip 14 ′′ are first positioned on the inner cap layer 28.
  • the outer cap layer 27 and the inner cap layer 28 are then welded to one another via the connecting piece 29 and the surface 32 of the inner cap layer 28 lying opposite this.
  • the plastic cap 9 ′′ can then be fixed on the handwheel 3 in that the edge areas 10 are snapped into the recesses 11.
  • the plastic cap 9 ′′ is fixed across the nut 2 with a socket 33.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Handrad für ein Gasflaschenventil gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Die Kappen der bekannten Handräder für Gasflaschenventile nehmen neben ihrer Abdeckfunktion für die Befestigungsmutter durch entsprechende Farbgebung und Aufdruck als weitere Funktion die Kennzeichnung des jeweiligen Gaselieferanten wahr. Sie sind so an den Handrädern festgeklemmt, daß sie nur mit einem besonderen Werkzeug aus der Klemmposition entfernt werden können. Die Kappen bilden dadurch quasi feste Bestandteile der Handrader. Das Material der Kappen ist ein Mischpolymerisat.
  • Die Verwaltung, Lagerung und Bevorratung der sowohl hinsichtlich ihres Inhalts als auch ihrer Größe voneinander abweichenden Gasflaschen ist bei den Abfüllbetrieben bislang mit einem vergleichsweise großen zeitlichen und personellen Aufwand verbunden. Dieser wird durch die Identifizierung der Gasflaschen, durch die Kennzeichnung der Gasflaschen nach Inhalt und Größe, durch die verschiedenen Füllmengen, durch die Kunden sowie durch das Wartungsintervall hervorgerufen, dem aus Sicherheitsgründen jede Gasflasche unterworfen ist. Hierfür sind in der Regel Karteikarten und entsprechende Auflistungen benutzt worden. Ferner ist im bekannten Fall die menschliche Unzulänglichkeit durch Falscherkennung und Falscheintragung bzw. durch Übertragungsfehler zu berücksichtigen. Die Folgen können, insbesondere bei höchst gefährlichen (toxischen) Gasen, Situationen sein, die unter Umständen zu Unfällen mit Verletzungen bzw. sogar mit Todesfolge führen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebene Handrad dahingehend zu verbessern, daß die Verwaltung, Lagerung und Bevorratung von Gasflaschen unterschiedlichen Inhalts und Größe nicht nur rationeller sondern auch sicherer unter weitgehendem Ausschluß der menschlichen Unzulänglichkeit durchgeführt werden kann.
  • Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen.
  • Unabhängig vom Material, sei es nun z.B. Stahl, Aluminium, Grauguß, Kunststoff oder Zinkspritzguß, kann jetzt jedes gattungsgemäße Handrad mit einer gewissermaßen denkenden Kappe aus Kunststoff ausgerüstet, und zwar auch nachgerüstet werden. Mit Hilfe einer insbesondere tragbaren Geber/Lese-Einheit (Control-Unit) ist es über die Induktionsspule nun möglich, den Chip mit den zu einer wirtschaftlichen Verwaltung, Lagerung und Bevorratung von Gasflaschen notwendigen Daten zu versehen und diese Daten ebenso leicht und einfach wieder abzurufen sowie der elektronischen Verarbeitung zuzuführen. Auf diese Weise kann sich jeder Abfüllbetrieb jederzeit und schnell einen kompletten Überblick über die Situation der von ihm erfaßten Gasflaschen verschaffen. Der zeitliche und personelle Aufwand für die Datenerfassung und Datenverarbeitung wird beträchtlich verringert. Insbesondere werden aber die Mangel ausgeschaltet, die sich durch die menschliche Unzulänglichkeit im Hinblick auf Falscherkennung, Falscherfassung und fehlerhafte Weitergabe von Daten beliebiger Art bislang nicht vermeiden ließen. Dem Sicherheitsgedanken auf dem doch sehr sensiblen Gebiet der Gasabfüllung wird mit der Erfindung besonders vorteilhaft Rechnung getragen.
  • Eine erste vorteilhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Kappe besteht in den Merkmalen des Anspruchs 2. Die Fertigung einer solchen Kappe kann beispielsweise derart erfolgen, daß die Induktionsspule gemeinsam mit dem Chip zunächst an der den Zapfen aufweisenden Kappenlage festgelegt und danach Induktionsspule und Chip durch wasserdichte Verbindung der beiden Kappenlagen einwandfrei in der Kappe gekapselt werden. Die Verbindung der beiden Kappenlagen erfolgt bevorzugt durch Schweißen. Eine solche Kappe kann hinsichtlich der inneren Kappenlage mit einem Stutzen versehen sein, der die Befestigungsmutter übergreift und dadurch mit zur klemmenden Festlegung am Handrad herangezogen wird. Ansonsten dienen bevorzugt die umfangsseitigen Randbereiche der äußeren, insbesondere kugelabschnittsförmigen, Kappenlage zur klemmenden Festlegung in entsprechenden oberseitigen Ausnehmungen des Handrads.
  • Eine zweite vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung, die einen von der Kappe abstehenden und die Befestigungsmutter übergreifenden Stutzen voraussetzt, kennzeichnet sich in den Merkmalen des Anspruchs 3. In diesem Fall wird die Induktionsspule gemeinsam mit dem Chip in den Ringkanal zwischen den beiden Stutzen eingebettet und hierin durch wasserdichten Verschluß des Ringkanals eingekapselt.
  • Durch die Konfiguration der beiden Stutzen erfolgt der Verschluß gemäß Anspruch 4 vorzugsweise mit einem kreisringförmigen Deckel, beispielsweise durch Verschweißen.
  • Eine dritte ebenso vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht in den Merkmalen des Anspruchs 5. Bei dieser Bauart liegt die Induktionsspule geschützt in dem Bereich zwischen den beiden Stutzen. Sie orientiert sich bevorzugt am Stutzen der inneren Kappenlage. Folglich können Induktionsspule und Chip zunächst an der inneren Kappenlage fertig montiert und danach die innere Kappenlage mit der äußeren Kappenlage verbunden, insbesondere verschweißt, werden.
  • Wie im Fall der voraufgehend beschriebenen Ausführungsformen ist auch hierbei die äußere Kappenlage kugelabschnittsförmig gekrummt. Ihre umfangsseitigen Randbereiche sind in entsprechenden oberseitigen Ausnehmungen des Handrads festgeklemmt. Die innere Kappenlage kann einen Stutzen aufweisen, welcher dann die Befestigungsmutter übergreift und mit zur Festlegung der Kappe am Handrad herangezogen wird.
  • Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • In den Figuren 1 bis 3 ist mit 1 die Ventilspindel einer ansonsten nicht näher veranschaulichten Ventil-Armatur für eine Gasflasche, z.B. eine CO₂-Flasche, bezeichnet.
  • An der Ventilspindel 1 ist mit Hilfe einer Mutter 2 ein Handrad 3 drehfest angeordnet. Zu diesem Zweck ist ein Längenabschnitt 4 der Ventilspindel 1 als Vierkant ausgebildet, über den das Handrad 3 mit einer entsprechend angepaßten Ausnehmung 5 formschlüssig bis zur Anlage an einem Bund 6 der Ventilspindel 1 geschoben wird. Die vierkantige Ausnehmung 5 bildet Bestandteil eines Stutzens 7, der in eine zentrale oberseitige Vertiefung 8 des Handrads 3 ragt. Die Länge des Stutzens 7 ist so bemessen, daß auch die Mutter 2 zur Festlegung des Handrades 3 an der Ventilspindel 1 vollständig in der Vertiefung 8 des Handrads 3 liegt.
  • Zum Schutz der Mutter 2 und auch zur Kennzeichnung des jeweiligen Gaselieferanten ist über die Mutter 2 eine farbige Kunststoffkappe 9, 9', 9'' gestülpt, die mit ihren umfangsseitigen Randbereichen 10 in Ausnehmungen 11 in der Oberseite 12 des Handrads 3 festgeklemmt ist. Ein Lösen der Kunststoffkappe 9, 9', 9'' aus der Klemmlage ist nur mit entsprechend ausgebildeten Werkzeugen möglich.
  • Um die Verwaltung, Lagerung und Bevorratung von Gasflaschen auf EDV-Basis abwickeln zu können, sind in die Kunststoffkappen 9, 9', 9'' der Figuren 1 bis 3 Induktionsspulen 13, 13', 13'' und mit diesen verbundene Chips 14, 14', 14'' zur Datenspeicherung wasserdicht integriert. Mit Hilfe einer entsprechend ausgebildeten, insbesondere tragbaren, Geber/Lese-Einheit (nicht näher dargestellt), können in den Chips 14, 14', 14'' die jeweils erforderlichen Daten gespeichert und diese Daten ebenso wieder abgerufen werden.
  • Bei der Ausführungsform der Figur 1 ist die Kunststoffkappe 9 zweilagig ausgebildet. Die äußere Kappenlage 15 ist kugelabschnittsförmig gekrummt und mit einem nach innen gerichteten zentralen Zapfen 16 versehen. Umfangsseitig des Zapfens 16 ist die Induktionsspule 13 angeordnet. Seitlich neben der Induktionsspule 13 ist der Chip 14 in den Raum 17 zwischen der inneren Kappenlage 18 und der äußeren Kappenlage 15 eingebettet. Die innere Kappenlage 18 besteht aus einer geschlossenen, mit der äußeren Kappenlage 15 wasserdicht verschweißten Scheibe 19 sowie einem von der Scheibe 19 in Richtung auf die Ventilspindel 1 vorstehenden Stutzen 20, welcher die Mutter 2 schützend übergreift. Der Stutzen 20 erstreckt sich etwa bis zur Stirnseite 21 des Stutzens 7.
  • Bei der Ausführungsform der Figur 2 ist die Kunststoffkappe 9' einlagig gestaltet. Von der kugelabschnittsförmig gekrümmten Kappenlage 22 aus weist ein innerer Stutzen 23 in Richtung auf die Mutter 2. Die Länge des Stutzens 23 ist so bemessen, daß er sich etwa bis zur Stirnseite 21 des Stutzens 7 erstreckt und somit die Mutter 2 übergreift.
  • Umfangsseitig dieses Stutzens 23 ist ein weiterer Stutzen 24 mit radialem Abstand vorgesehen. Durch die beiden Stutzen 23, 24 wird ein Ringkanal 25 gebildet, in den die Induktionsspule 13' sowie der mit der Induktionsspule 13' verbundene Chip 14' eingebettet sind. Die wasserdichte Kapselung der Induktionsspule 13' und des Chips 14' wird durch einen kreisringförmigen Deckel 26 gesichert, der auf die Mündung des Ringkanals 25 gesetzt und mit den beiden Stutzen 23 und 24 dicht verschweißt ist.
  • Die Ausführungsform der Figur 3 zeigt wiederum eine zweilagige Kunststoffkappe 9''. Die äußere Kappenlage 27 besitzt einen die beiden Kappenlagen 27 und 28 distanzierenden Stutzen 29. Die Länge des Stutzens 29 entspricht etwa der Dicke der äußeren Kappenlage 27.
  • Von der inneren Kappenlage 28 aus erstreckt sich ein Stutzen 30 in Richtung auf die äußere Kappenlage 27. Dieser Stutzen 30 ist im Durchmesser kleiner als der Stutzen 29 bemessen. Es ist zu erkennen, daß die in den Ringspalt 31 zwischen den Stutzen 29 und 30 eingebettete Induktionsspule 13'' an dem Stutzen 30 lageorientiert ist und sich der Chip 14'' im Innern des Stutzens 30 befindet. Der Stutzen 30 liegt im Abstand zur äußeren Kappenlage 27.
  • Bei der Montage der Kunststoffkappe 9'' werden zunächst die Induktionsspule 13'' sowie der Chip 14'' an der inneren Kappenlage 28 positioniert. Anschließend werden die äußere Kappenlage 27 und die innere Kappenlage 28 über den Stutzen 29 und die diesem gegenüberliegende Fläche 32 der inneren Kappenlage 28 miteinander verschweißt. Die Kunststoffkappe 9'' kann dann anschließend am Handrad 3 dadurch festgelegt werden, daß die Randbereiche 10 in die Ausnehmungen 11 eingerastet werden. Zusätzlich wird die Kunststoffkappe 9'' mit einem Stutzen 33 an der Mutter 2 übergreifend fixiert.

Claims (5)

  1. Handrad für ein Gasflaschenventil, das mit einer in eine zentrale oberseitige Vertiefung (8) des Handrades versenkten Mutter (2) an der Ventilspindel (1) festlegbar und mit einer die Vertiefung (8) abdeckenden festklemmbaren Kappe (9, 9', 9'') aus Kunststoff versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kappe (9, 9', 9'') eine Induktionsspule (13, 13', 33'') sowie ein mit der Induktionsspule (13, 13', 13'') verbundener Chip (14, 14', 14'') zur Datenspeicherung wasserdicht integriert sind.
  2. Handrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (9) zweilagig mit einem die beiden Kappenlagen (15, 18) distanzierenden Zapfen (16) ausgebildet ist, wobei der Zapfen (16) die Induktionsspule (13) durchsetzt und der Chip (14) seitlich neben der Induktionsspule (13) in den Raum (17) zwischen den Kappenlagen (15, 18) eingebettet ist.
  3. Handrad nach Anspruch 1 mit einer einen die Mutter (2) übergreifenden Stutzen (23) aufweisenden Kappe (9'), dadurch gekennzeichnet, daß umfangsseitig des Stutzens (23) ein weiterer Stutzen (24) mit radialem Abstand vorgesehen ist und daß in den durch die beiden Stutzen (23, 24) gebildeten Ringkanal (25) die Induktionsspule (13') mit Chip (14') eingebettet ist.
  4. Handrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung des Ringkanals (25) mit einem kreisringformigen Deckel (26) verschlossen ist.
  5. Handrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (9'') zweilagig mit einem die beiden Kappenlagen (27, 28) distanzierenden, der äußeren Kappenlage (27) zugeordneten Stutzen (29) sowie einem von der inneren Kappenlage (28) aus zur äußeren Kappenlage (27) gerichteten, im Durchmesser kleineren Stutzen (30), wobei die Induktionsspule (13'') im Bereich zwischen den beiden Stutzen (29, 30) und der Chip (14'') innerhalb des der inneren Kappenlage (28) zugeordneten Stutzens (30) gelagert sind.
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