DE69824417T2 - Aerosol-ventil und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents
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Description
- Gebiet der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung betrifft Ventile zum Ausgeben von Produkten aus Druckbehältern, und insbesondere Aerosolkippventile, die durch winkeliges Neigen des Kippventilschafts durch Fingerdruck auf den Abschnitt des Schaftstiels, der sich über den Aerosolbefestigungsnapf erstreckt, betätigt werden.
- Stand der Technik
- Bei einer bekannten Konstruktion einer Aerosolkippventilanordnung ist ein hohler Schaftausgabestiel in einer elastisch verformbaren Verschlussdichtung am oberen Ende des Behälters befestigt, wobei sich der Schaftstiel durch die Dichtung sowohl aus dem Behälter heraus als auch in den Behälter hinein erstreckt. Der Abschnitt des Schaftausgabestiels, der sich aus dem Behälter heraus erstreckt, besitzt einen axialen oder lateralen Auslass, und der Abschnitt des Schaftstiels, der sich in den Behälter hinein erstreckt, besitzt wenigstens eine laterale Einlassdosieröffnung. Wenn das Ventil durch Neigen betätigt wird, strömt das Produkt aus dem Behälter in die laterale Einlassöffnung, den hohlen Schaftstiel hinauf und aus dem axialen oder lateralen Auslass heraus.
- Ferner weist bei dieser bekannten Konstruktion das Ventil ein im Wesentlichen konisches Schaftlager auf, das unter der Verschlussdichtung vorgesehen ist, mit einer Außenumfangskante, die normaler Weise vollständig mit der Unterseite der Verschlussdichtung innerhalb des Behälters in Eingriff steht. Das Lager und die Verschlussdichtung definieren einen den Schaftstiel umgebenden ringförmigen Raum, welcher Raum mit dem hohlen Innern des Schaftstiels durch die laterale Einlassdosieröffnung verbunden ist. Das Schaftlager verhindert aufgrund dessen, dass seine Außenumfangskante normaler Weise mit der Unterseite der Verschlussdichtung in Eingriff steht, üblicher Weise einen Produktstrom aus dem Aerosolbehälter in den vorgenannten ringförmigen Raum und in die Schaftstieleinlassöffnung. Wenn jedoch ein Fingerdruck auf den Schaftstiel ausgeübt wird, welcher sich über den Befestigungsnapf erstreckt, wird die Außenumfangskante des Schaftlagers teilweise von der Fläche der Verschlussdichtung gelöst. Das Produkt aus dem Behälter (unter der Wirkung eines Treibmittels) strömt dann zwischen der gelösten Außenumfangskante des Lagers und der Dichtung in den vorgenannten ringförmigen Raum, dann durch die Einlassdosieröffnung, den Schaftstiel hinauf, und wird aus dem Schaftstielauslass ausgegeben. Wenn der Fingerdruck von dem Schaftstiel entfernt wird, greift die Außenumfangskante des Schaftlagers wieder vollständig in die Verschlussdichtung ein. Der vorgenannte ringförmige Raum und die vorgenannte Einlassöffnung werden dann von dem Produkt in dem Behälter abgetrennt. Bei dieser bekannten Konstruktion, welche z.B. in der
US 3,375,957 und derUS 5,553,755 offenbart ist, wird auch eine Feder benutzt, um das Schaftlager, insbesondere seine Außenumfangskante, gegen die Verschlussdichtung vorzuspannen. - Eine der Schwierigkeiten der oben beschriebenen bekannten Konstruktion besteht darin, dass die laterale Einlassdosieröffnung sehr schwierig zu bilden ist, falls der Schaftstiel und das Schaftlager aus einer einteiligen Konstruktion bestehen. Um wirksam zu sein, muss diese Öffnung vollständig innerhalb des ringförmigen Raums sein, welcher den Schaftstiel umgibt und durch die Verschlussdichtung und das Schaftlager definiert ist. Mit anderen Worten muss die Dosieröffnung unter der Verschlussdichtung und über dem Schaftlager liegen. Um herkömmlicher Weise die Einlassöffnung zu bilden, wurde ein spezielles Werkzeug vom oberen Ende des hohlen Schaftstiels nach unten eingeschoben, um die Dosieröffnung von innerhalb des Stiels auszustanzen; oder ein spezielles Werkzeug wurde durch den Boden des Schafts während des Formens eingesetzt, um die Dosieröffnung zu bilden, wobei der Boden des Schafts anschließend verschlossen wird. Alternativ wurde wegen des begrenzten Raums zwischen der Lagerwand und dem Schaftstiel ein Bohrer in einem Winkel über die Umfangskante des Schaftlagers ausgefahren, um eine nach unten im Winkel verlaufende Einlassöffnung in den Schaftstiel zu bohren. Alle diese Vorgänge zum Bilden der Dosieröffnung sind aus Gründen der Komplexität und/oder der Kontrollierbarkeit der Dosieröffnung weniger als zufriedenstellend.
- Es ist in Kippventilanordnungen der obigen allgemeinen Konstruktion gleichfalls wünschenswert, den Schaftstiel und das Schaftlager zur lateralen und vertikalen Stabilität und Kontrollierbarkeit der Kippventilfunktion zueinander in festen Positionen zu haben. Der Stiel und das Lager können aus einem Stück gemacht sein, in welchem Fall es die vorgenannten Schwierigkeiten in Zusammenhang mit dem Bilden der Einlassdosieröffnung gibt. Falls jedoch der Stiel und das Schaftlager in zwei getrennten Stücken gebildet sind, die anschließend miteinander verbunden werden, ist ein Dauermontagevorgang zum Verhindern des Trennens bei einer Betätigung erforderlich, bei welchem die zwei Teile sorgfältig zueinander positioniert und miteinander verriegelt werden müssen, um eine wesentliche Bewegung relativ zueinander zu verhindern, wenn das Kippventil betätigt wird. Dies ist in der Praxis jedoch schwierig zu erzielen. Wenn der Schaftstiel und das Schaftlager aus einem erwünschten Material wie beispielsweise Nylon, welches hygroskopisch ist, getrennt geformt und anschließend zusammen gebaut werden, kann das Quellen der zusammen gebauten Teile in ihrer Umgebung in einer Trennung des Stiels und des Schaftlagers resultieren. Ferner kann, falls die zwei getrennten Stücke nicht sorgfältig konstruiert sind, eine Betätigung des zusammen gebauten Kippventils den Schaftstiel von dem Schaftlager lösen.
- Auch die
GB-A-1,521,423 - Zusammenfassung der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung sieht ein Verfahren zur Bildung eines integrierten Aerosolkippventilsystems vor, wie es in Anspruch 1 definiert ist.
- Die vorliegende Erfindung ist auch auf ein Aerosolkippventil gerichtet, wie es in Anspruch 4 definiert ist.
- Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind aus den abhängigen Ansprüche offensichtlich.
- Kurzbeschreibung der Zeichnungen
-
1 ist eine Querschnittsansicht des Kippventils der vorliegenden Erfindung, das in einem Befestigungsnapf zur Befestigung an einem Aerosolbehälter montiert ist; -
2 ist eine Querschnittsansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels des Kippventils der vorliegenden Erfindung, welches gleichfalls in einem Befestigungsnapf montiert ist; -
3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des Kippschaftes des Kippventils der vorliegenden Erfindung, welche sowohl den Schaftstiel als auch das Schaftlager in ihrer integrierten Position relativ zueinander veranschaulicht; -
4 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche die Art und Weise veranschaulicht, in welcher der Kippschaftstiel, das Schaftlager und die Dosiereinlassöffnung von3 in der vorliegenden Erfindung gebildet werden. - Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
- Es wird Bezug genommen auf
1 und2 , welche im Allgemeinen diametrale Querschnittsansichten durch das sind, was in Draufsicht eine im Allgemeinen kreisförmige Konstruktion hat, sofern nicht anders angegeben. Ähnliche Teile in1 und2 haben identische Ziffern. Die Kippventilanordnung10 ist in einem herkömmlichen Metallbefestigungsnapf11 montiert veranschaulicht. Der Befestigungsnapf11 besitzt einen Umfangskanal12 , der über die obere Öffnung eines Aerosolbehälters (nicht gezeigt) in bekannter Weise umgefalzt ist. Ein herkömmliches Dichtmittel, zum Beispiel eine Hülsendichtung, ein Schichtstoff, eine Kerbdichtung oder eine eingegossene Dichtung, sieht eine Dichtung zwischen dem Kanal12 und dem Wulst der Behälteröffnung beim Umfalzen vor. Die Kippventilanordnung wird auf den Sockel13 des Befestigungsnapfes11 gepresst, wie gezeigt. Der Aerosolbehälter wird mit einem Produkt und einem Treibmittel durch bekannte Techniken gefüllt, wobei die Konstruktion der vorliegenden Erfindung sich selbst insbesondere bei einer Druckfüllung behilflich ist. - Die Kippventilanordnung
10 enthält ein Ventilgehäuse14 , das zum Beispiel aus Nylon gebildet ist. Das Gehäuse14 besitzt einen unteren Schaftabschnitt15 , an dessen Boden16 ein herkömmliches Tauchrohr (nicht dargestellt) angebracht wird, welches sich in die Nähe des Bodens des Aerosolbehälters mit dem Produkt und dem Treibmittel erstreckt. Das Gehäuse14 enthält auch einen Körperabschnitt17 . Der Sockel13 des Befestigungsnapfes ist um das Gehäuse14 gepresst, wie dargestellt. - Das Kippventil der vorliegenden Erfindung enthält einen Kunststoff-Schaftstiel
18 und ein Kunststoff-Schaftlager19 , deren Einzelheiten und Ausbildung nachfolgend in Zusammenhang mit3 und4 weiter beschrieben werden. Der Schaftstiel18 und das Schaftlager19 können zum Beispiel aus Nylon oder eventuell Acetal gebildet sein. Das Schaftlager19 hat eine Außenumfangskante20 , die normaler Weise um ihren Umfang in die Unterseite einer flexiblen Dichtung21 eingreift, welche zum Beispiel aus Butylkautschuk gebildet ist. Die zylindrische Dichtung21 besitzt eine zentrale kreisförmige Öffnung22 , welche den Schaftstiel18 umgibt und eng umgreift, und eine Oberseite23 , welche mit der Unterseite24 des Sockels13 des Befestigungsnapfes in Eingriff steht. Der dargestellte Schaftstiel18 besitzt einen oberen Abschnitt18a , welcher sich über die Dichtung und den Befestigungsnapf erstreckt, und einen unteren Abschnitt18b , der sich unter die Dichtung in dem Schaftlager19 erstreckt. - Das Gehäuse
14 besitzt mehrere Zinnen25 , welche sich um ihren oberen Außenumfang erstrecken, wobei Räume26 zwischen den Zinnen25 vorhanden sind, um für eine bekannte Form einer Druckfüllung des Behälters vorzubereiten. Die Zinnen25 positionieren und halten die Dichtung21 mittig. Ebenfalls um den oberen Innenumfang des Gehäuses14 sind Vorsprünge27 vorhanden, welche die Dichtung21 in einen engen Dichtkontakt mit der Unterseite24 des Sockels des Befestigungsnapfes vorspannen. Das Gehäuse14 enthält in seinem Körperabschnitt17 auch mehrere innere Vorsprünge28 , welche das untere Ende einer Feder29 stützen, wobei das obere Ende der Feder29 das Schaftlager19 wie dargestellt nach oben zu der Dichtung21 vorspannt, sodass die Außenumfangskante20 des Schaftlagers19 normaler Weise in vollem Eingriff mit der Dichtung21 steht. - Bei einer Betätigung des Kippventils wird das obere Ende
18a des Schaftstiels18 durch einen Fingerdruck zum Beispiel in die Richtung des in1 dargestellten Pfeils X gekippt. Die Außenumfangskante20 des Schaftlagers19 wird dann teilweise von der Dichtung21 , für die dargestellte Kipprichtung insbesondere auf der linken Seite von1 , gelöst. Das Produkt aus dem Aerosolbehälter wird dann durch die Wirkung des Treibmittels das Tauchrohr (nicht dargestellt) nach oben gedrückt, den hohlen unteren Schaftabschnitt15 des Gehäuses14 nach oben gedrückt, durch den Körperabschnitt17 des Gehäuses14 und entlang der Außenseitenwand des Schaftlagers19 nach oben gedrückt, über den Abschnitt der Außenumfangskante20 des Schaftlagers19 , welcher von der Dichtung21 durch die Kippwirkung gelöst worden ist, gedrückt und in den ringförmigen Raum30 zwischen dem unteren Teil18b des Schaftstiels und der Innenseitenwand des Schaftlagers19 gedrückt. In dem ringförmigen Raum30 wird der Druck des Produkts ausgeglichen und das Produkt strömt zu wenigstens einer Einlassdosieröffnung21 herum, die auf einer Seite des unteren Endes18b des Schaftstiels angeordnet ist. Das Produkt strömt durch die Einlassdosieröffnung und den hohlen Kanal32 in dem Schaftstiel18 nach oben, um an dessen oberem Ende auszutreten. Wenn der Druck auf das Kippventil freigegeben wird, wirken die elastische Dichtung21 und die Feder29 , um das Ventil durch Vorspannen der gesamten Außenumfangskante20 des Schaftlagers19 zurück in vollen Kontakt mit der Dichtung21 zu schließen, um dadurch einen weiteren Produktstrom in dem ringförmigen Raum30 zu sperren. -
2 ist größtenteils identisch und funktioniert in der gleichen Weise wie1 . Ferner verläuft die flexible Dichtung21 in eine gekrümmte Ringausnehmung33 in dem Schaftstiel18 für eine verbesserte Dichtung zwischen der Dichtung21 und dem Schaftstiel18 , falls erwünscht. - Nun zu
3 und4 , zeigt3 den integrierten Schaftstiel18 und das Schaftlager19 , die miteinander als ein Stück verriegelt sind, wobei die Einlassdosieröffnung31 in dem ringförmigen Raum30 zwischen dem unteren Abschnitt18b des Schaftstiels18 und dem Schaftlager19 angeordnet ist. Es können natürlich mehr als eine Dosieröffnung31 , zum Beispiel zwei oder vier, vorhanden sein, die in ähnlicher Weise in dem ringförmigen Raum30 um den Umfang des unteren Abschnitts18b des Schaftstiels18 angeordnet sind.3 ist eine Vergrößerung des Schaftstiels und des Schaftlagers, die in1 und2 dargestellt sind, und die entsprechenden Teile sind identisch beziffert.4 zeigt schematisch die Art und Weise des Formens der Konstruktion von3 . - Bezug nehmend auf
4 wird der Schaftstiel18 mit dem oberen und dem unteren Teil18a und18b zunächst als Einzelstück in einem ersten herkömmlichen Spritzgussvorgang geformt. Die Konstruktion des Schaftstiels18 enthält eine darin geformte und sich um den Umfang des Schaftstiels streckende ringförmige Ausnehmung34 . Während dieses anfänglichen Formvorgangs wird wenigstens eine laterale Einlassdosieröffnung31 einer vorgegebenen und kontrollierten Abmessung einfach durch die Seitenwand des Schaftstiels, geformt, welche sich von der Außenwand durch die Innenwand in die hohle Ausgabeöffnung32 des Schaftstiels18 erstreckt. - Nach dem obigen Vorgang wird der nun geformte Schaftstiel
18 zusammen mit wenigstens einer Dosieröffnung31 in eine separate Formstation bewegt und in einer Form37 in der gezeigten Position zentriert und gehalten. Eine ringförmige Abschirmung38 wird dann nach unten in die gezeigte Position bewegt und ein unterer, radial innerer Ringabschnitt39 der Abschirmung38 wird dann in direkten Dichtkontakt mit der Außenseitenwand des unteren Abschnitts18b des Schaftstiels18 gebracht, um so die laterale Einlassdosieröffnung31 wie dargestellt sowie den oberen Abschnitt18a des Schaftstiels18 abzusperren. Die ringförmige Abschirmung38 mit dem unteren Ringabschnitt39 , die Form37 und der Basisabschnitt18d des Schaftstiels18 mit der ringförmigen Ausnehmung34 definieren nun einen ringförmigen geschlossenen Formraum36 der gezeigten Querschnittsform. Es ist zu beachten, dass diese Form des Formraums vollständig der Form des in3 dargestellten Schaftlagers19 entspricht. Kunststoffmaterial wird dann in den ringförmigen Formraum36 gespritzt, um das Schaftlager19 mit einem ringförmigen, nach innen gerichteten Vorsprung35 zu formen, wie in3 dargestellt. Der ringförmige Vorsprung35 füllt die ringförmige Ausnehmung34 in dem Schaftstiel18 vollständig. Der Ringabschnitt39 der Abschirmung38 wirkt nicht nur zur Isolierung der Dosieröffnung31 von dem darin strömenden Formmaterial, sondern wirkt auch zum Formen des ringförmigen Raums30 zwischen dem Schaftstiel18 und dem Schaftlager19 . Nachdem das Schaftlager19 geformt worden ist, werden die Form37 und die Abschirmung38 mit dem Ringabschnitt39 ganz zurück gezogen, wo durch der integrierte Schaftstiel18 und das Schaftlager19 von3 im Wesentlichen als ein Stück zurück bleiben. - Wie man aus
1 –3 sehen kann, sind die nun vollständig geformten Teile Schaftstiel18 und Schaftlager19 im Wesentlichen eine einteilige Konstruktion, ohne die Möglichkeit einer Trennung oder relativen Bewegung zwischen sich bei einer Betätigung. Die Schaftwelle und das Schaftlager sind in eine einzelne feste Konstruktion integriert, und irgendein Quellen des Nylonstiels und des Lagers erzeugt keine Trennung. Analog ist die laterale Einlassdosieröffnung31 der genauen Abmessung in dem ringförmigen Raum30 positioniert, der zwischen dem Schaftstiel und Schaftlager gebildet ist. Zusammengebaut, wie in1 dargestellt, resultiert ein sparsames und verbessertes Kippventil. - Es ist für den Fachmann selbstverständlich, dass Variationen und/oder Modifikationen an der vorliegenden Erfindung, wie sie in den anhängigen Ansprüche definiert ist, ohne Verlassen des Schutzumfangs der Erfindung vorgenommen werden können. Die vorliegenden Ausführungsbeispiele sollen deshalb veranschaulichend und nicht beschränkend betrachtet werden.
Claims (6)
- Verfahren zum Formen eines integrierten Aerosolkippventilschaftes (
10 ) mit einem Schaftstiel (18 ) und einem Schaftlager (19 ), mit dem Spritzgießen eines Schaftstiels (18 ) einschließlich des Formens einer ringförmigen Ausnehmung (34 ) in der Außenwand des Schaftstiels (18 ) angrenzend an ein Ende des Schaftstiels (18 ), des Formens eines hohlen Ausgabekanals (32 ) in dem Schaftstiel (18 ) und des Formens wenigstens einer lateralen Einlassdosieröffnung (31 ) durch die Seitenwand des Schaftstiels (18 ) an einer Position angrenzend an eine ringförmige Ausnehmung (34 ); dem Einsetzen des geformten Schaftstiels (18 ) in eine Form (37 ), wodurch ein offener Raum mit von dem Schaftstiel (18 ) im Allgemeinen beabstandeten Hohlraumwänden definiert wird; dem Positionieren einer ringförmigen Abschirmung (38 ) um den Schaftstiel (18 ) derart, dass ein unterer Abschnitt der Innenwand der Abschirmung (18 ) die wenigstens eine Einlassdosieröffnung (31 ) blockiert und ein unterer Abschnitt der Außenwand der Abschirmung (38 ) zusammen mit den Hohlraumwänden einen geschlossenen Formraum (36 ) mit der Form des zu formenden Schaftlagers (19 ) definiert; dem Einspritzen von Formmaterial in den geschlossenen Hohlraum (36 ), um das Schaftlager (19 ) zu bilden, einschließlich des Formens eines ringförmigen Vorsprungs (35 ) an dem Schaftlager (19 ), der sich in die ringförmige Ausnehmung (34 ) an dem Schaftstiel (18 ) erstreckt; und dem Entfernen der Abschirmung (38 ) und der Form (37 ), wodurch ein integriertes Schaftlager (19 ) und Schaftstiel (18 ) resultiert. - Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der untere Abschnitt (
39 ) der ringförmigen Abschirmung (38 ), wenn er nach dem Formen des Schaftlagers (19 ) entfernt ist, einen ringförmigen Raum (30 ) zwischen der Innenseite des Schaftlagers (19 ) und der Außenseite des Schaftstiels (18 ) definiert, wobei die wenigstens eine laterale Einlassdosieröffnung (31 ) in dem integrierten Schaftlager (19 ) und Schaftstiel (18 ) so positioniert ist, dass sie zwischen dem ringförmigen Raum (30 ) und dem hohlen Ausgabekanal (32 ) des Schaftstiels (18 ) verbindet. - Verfahren nach Anspruch 2, ferner mit dem Einsetzen des integrierten Schaftstiels (
18 ) und Schaftlagers (19 ) in ein Ventilgehäuse (14 ) mit einer Einrichtung (29 ) zum Vorspannen des Schaftlagers (19 ) und des Schaftstiels (18 ) in eine Richtung nach oben; dem Anordnen einer Verschlussdichtung (21 ) um den Schaftstiel (18 ) und am oberen Ende des Schaftlagers (19 ); und dem Befestigen des Gehäuses (14 ) an einem Aerosolventil-Befestigungsnapf (11 ). - Aerosolkippventil (
10 ) und Befestigungsnapf (11 ), mit einem an dem Befestigungsnapf (11 ) befestigten Gehäuse (14 ); einem Schaft mit einem hohlen Schaftstiel (18 ) und einem Schaftlager (19 ); einer Verschlussdichtung (21 ), die den Schaftstiel (18 ) umgibt und gegen eine Unterseite des Sockels (13 ) des Befestigungsnapfes (11 ) in Position gehalten wird; wobei das Schaftlager (19 ) eine Außenumfangskante (20 ) aufweist, die normaler Weise gegen die Verschlussdichtung (21 ) vorgespannt ist und mit dieser vollständig in Eingriff steht, wenn das Ventil (10 ) geschlossen ist, und teilweise von der Verschlussdichtung (31 ) gelöst wird, wenn das Ventil (10 ) gekippt wird, um einen Produktstrom dazwischen zuzulassen; wobei die Innenwand des Schaftlagers (19 ) und die Außenseitenwand des Schaftstiels (18 ) einen ringförmigen Raum (30 ) zwischen sich definieren, dadurch gekennzeichnet, dass das Kippventil (10 ) einen separat geformten Schaftstiel (18 ) und ein Schaftlager (19 ) aufweist, wobei der Schaftstiel (18 ) einen erweiterten Abschnitt an seiner Basis und wenigstens eine sich durch den erweiterten Abschnitt des Schaftstiels (18 ) von dem ringförmigen Raum (30 ) zu der hohlen Öffnung (32 ) in dem Schaftstiel (18 ) erstreckende laterale Einlassdosieröffnung (31 ) besitzt, wobei die wenigstens eine laterale Einlassdosieröffnung (31 ) unter einer oberen Schulter des erweiterten Abschnitts des Schaftstiels (18 ) und unter einer oberen Umfangskante des Schaftlagers (19 ) angeordnet ist; wobei die Basis (18d ) des Schaftstiels (18 ) eine ringförmig geformte Ausnehmung (34 ) in der Außenwand des Schaftstiels (18 ) besitzt, welche unter der lateralen Einlassdosieröffnung (31 ) angeordnet ist und in welcher ein ringförmiger Vorsprung (35 ) geformt ist, der sich von der Innenseite des Schaftlagers (19 ) nach innen erstreckt, um dadurch einen integrierten Schaftstiel (18 ) und Schaftlager (19 ) zu bilden. - Aerosolkippventil und Befestigungsnapf nach Anspruch 4, bei welchem der Schaftstiel (
18 ) zunächst eine ringförmig geformte Ausnehmung (34 ) in der Außenwand des Schaftstiels (18 ) angrenzend an sein unteres Ende besitzt, in welcher ein ringförmiger, sich nach innen erstreckender Vorsprung (35 ) des Schaftlagers (19 ) geformt ist, um dadurch den integrierten Schaftstiel (18 ) und das Schaftlager (19 ) zu bilden. - Aerosolkippventil und Befestigungsnapf nach Anspruch 4 oder 5, bei welchem der Schaftstiel (
18 ) und das Schaftlager (19 ) aus Nylon geformt sind.
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