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DE10349463B3 - Filler cap for cooling fluid circuit for engine of road vehicle has threaded ring screwing onto male thread on filler neck and with flange engaging outer portion of cap - Google Patents

Filler cap for cooling fluid circuit for engine of road vehicle has threaded ring screwing onto male thread on filler neck and with flange engaging outer portion of cap Download PDF

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DE10349463B3
DE10349463B3 DE10349463A DE10349463A DE10349463B3 DE 10349463 B3 DE10349463 B3 DE 10349463B3 DE 10349463 A DE10349463 A DE 10349463A DE 10349463 A DE10349463 A DE 10349463A DE 10349463 B3 DE10349463 B3 DE 10349463B3
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Peter Altenhofen
Albert Geiger
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Geiger Automotive GmbH
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Geiger Technik GmbH
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Abstract

The road vehicle engine cooling fluid circuit filler cap has a threaded (4) ring (5) screwing onto a male thread (3) on a fixed filler neck (2). It has a flange (13) at the bottom engaging an inwardly directed flange (15) on the outer portion of the cap (6). There are O-rings (21) between the ring and the outer portion of the cap and there is a coupling member (16) with teeth between the two O-rings. The central portion of the cap consists of a downwardly-extending plug (8) with three grooves (10) each accommodating an O-ring (9) of different diameter sealing against the inside diameter of the filler neck.

Description

Die Erfindung betrifft einen Deckel für einen Behälter eines Fluidsystems, insbesondere eines Kühlwasserkreislaufs eines Kraftfahrzeugs, wobei der Deckel aus einem Deckelinnenteil, das mit dem Hals des Behälters verschraubbar ist, und einem das Deckelinnenteil glocken- oder pilzartig überdeckenden Deckelaußenteil zusammengesetzt ist, und eine Kupplungseinrichtung zwischen dem Deckelinnenteil und dem Deckelaußenteil aufweist. Die Erfindung ist auch für Deckel von Behältern anderer Fluidsysteme wie z.B. Kühlwasserkreisläufe einer Kraft-Wärme-Maschine oder einer anderen technischen Apparatur anwendbar, bei der das Fluid auf eine hohe Temperatur erwärmt wird, so daß ein Öffnen eines Service- oder Prüfdeckels des Behälters gefährlich sein kann.The The invention relates to a lid for a container of a fluid system, in particular a cooling water circuit of a motor vehicle, the cover being made of a cover inner part, that with the neck of the container screwed, and a the inside of the lid bell or mushroom-like covering Cover outer part is composed, and a coupling device between the Cover inner part and the lid outer part has. The invention is also for Lid of containers other fluid systems such as e.g. Cooling water circuits one Combined heat and power engine or any other technical apparatus in which the Fluid is heated to a high temperature, so that opening a service or test lid of the container be dangerous can.

Wenn der Deckel eines Kühlwasserausgleichsbehälters eines Kraftfahrzeugs geöffnet wird, nachdem der Motor des Kraftfahrzeugs eine Zeitlang gelaufen und das Kühlwasser dadurch erwärmt worden ist, können Personen durch herausspritzende, heiße Kühlflüssigkeit oder Kühlflüssigkeitsdampf erheblich verletzt werden. Um diese Gefahr zu verringern, ist es bekannt, den Deckel mittels einer Rastnase zu verriegeln, so daß in einer ersten Öffnungsstellung des Deckels Kühlflüssigkeitsdampf entweichen kann, bevor der Deckel vollständig geöffnet wird. Dabei kann der Deckel jedoch bei Unkenntnis der Gefahr schnell soweit aufgedreht werden, daß trotzdem Verbrühungen auftreten können.If the cover of a cooling water expansion tank one Motor vehicle opened after the motor of the motor vehicle has been running for a while and the cooling water heated by it has been able to Persons due to spouting, hot coolant or coolant vapor be seriously injured. To reduce this risk, it is known to lock the lid by means of a latch, so that in one first open position the cover of cooling liquid vapor can escape before the lid is fully opened. It can the Lid but in ignorance of the danger quickly turned up as far be scalded can.

Die DE 199 46 845 A1 offenbart einen Verschlußdeckel der eingangs genannten Art, der eine Sicherungseinrichtung aufweist, die einen Einsatz und eine Verriegelungseinrichtung enthält, wobei der Einsatz unter Federvorspannung in einer ersten Stellung gehalten ist und durch Einwirken eines den vorgegebenen Druckwert übersteigenden Behälterinnendrucks in eine zweite Stellung bewegbar ist und dabei so auf die Verriegelungseinrichtung einwirkt, daß die Abnahme des Verschlußdeckels vom Behälterstutzen verhindert ist.The DE 199 46 845 A1 discloses a closure cap of the type mentioned, having a securing device which includes an insert and a locking device, wherein the insert is held under spring bias in a first position and is movable by the action of a predetermined pressure value exceeding container internal pressure in a second position, and so acting on the locking device, that the removal of the closure cap is prevented from the container neck.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen neuen Deckel für einen Behälter eines Fluidsystems der betrachteten Art anzugeben, bei dem eine Gefährdung von Personen durch herausspritzende heiße Kühlflüssigkeit oder Kühlflüssigkeitsdampf mit Sicherheit vermieden ist.Of the present invention is based on the object, a new cover for one container specify a fluid system of the type considered, in which a endangering of persons by spouting hot coolant or coolant vapor is certainly avoided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.These The object is achieved by the Characteristics of claim 1 solved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.advantageous Embodiments of the invention are characterized in the subclaims.

Die Erfindung sieht vor, daß der Deckel aus zwei Deckelteilen zusammengesetzt ist, die unverlierbar aneinander befestigt sind. Der erfindungsgemäße Deckel besteht aus einem Deckelinnenteil, das mit dem Hals des Behälters verschraubbar ist und hierzu bevorzugt an einer im wesentlichen zylindrischen Innenwand mit einem Gewinde versehen ist, das mit einem entsprechenden Außengewinde des Halses des Behälters zusammenwirkt, und einem Deckelaußenteil, das etwa glockenartig oder pilzartig das Deckelinnenteil überdeckt und eine obere Deckelwand und eine einstückig damit verbundene Umfangswand enthält, die zum Drehen des Deckels ergriffen wird. Zwischen den beiden Deckelteilen ist eine Kupplungseinrichtung ausgebildet, die ein Medium enthält, das unterhalb einer vorgegebenen Temperatur oder eines vorgegebenen Temperaturbereichs eine solche Konsistenz hat, daß das Medium eine drehfeste Verbindung zwischen dem Deckelaußenteil und dem Deckelinnenteil hervorruft, während das Medium oberhalb der vorbestimmten Temperatur bzw. des vorbestimmten Temperaturbereichs eine Konsistenz annimmt, bei der das Deckelaußenteil gegenüber dem Deckelinnenteil drehbar ist. Das Medium ist damit bei den Temperaturen, bei denen der Deckel ohne Gefahr des Herausspritzens von Fluid aus dem Behälter geöffnet werden kann, so hart bzw. fest oder steif, daß die Kupplungseinrichtung die beiden Deckelteile zur gemeinsamen Drehung miteinander koppelt, während das Medium von einer vorbestimmten Temperatur an so weich, nachgiebig oder gar flüssig wird, daß das auf den Hals des Behälters aufgeschraubte Deckelinnenteil nicht mitgedreht wird, wenn das Deckelaußenteil gedreht wird. Als Medium kommen eine Reihe von Substanzen in Betracht, wie ein niedrig schmelzendes Metall wie eine Wismutlegierung, Wachs oder Kunststoffmaterialien, die die oben genannten Eigenschaften haben.The Invention provides that the Lid is composed of two lid parts, the captive attached to each other. The lid according to the invention consists of a Lid inside, which is screwed to the neck of the container and this preferably on a substantially cylindrical inner wall with a Threaded is that with a corresponding external thread of the neck of the container cooperates, and a lid outer part, which is approximately bell-like or fungus-like covering the inner lid part and an upper lid wall and one in one piece associated peripheral wall, which is used to rotate the lid is taken. Between the two cover parts is a coupling device formed, which contains a medium, that is below a predetermined temperature or a predetermined Temperature range has such a consistency that the medium a rotationally fixed connection between the lid outer part and the inner lid part causes, while the Medium above the predetermined temperature or the predetermined Temperature range assumes a consistency in which the lid outer part against the Lid inner part is rotatable. The medium is thus at the temperatures, in which the lid without risk of spewing out of fluid the container open can be so hard or firm or stiff that the coupling device coupling the two cover parts together for common rotation, while the medium from a predetermined temperature to so soft, yielding or even liquid that will screwed onto the neck of the container Lid inside part is not rotated when the lid outer part is turned. As a medium, a number of substances come into consideration, like a low-melting metal such as a bismuth alloy, wax or plastic materials that have the above properties to have.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Deckels ist sichergestellt, daß der Behälter des Fluidsystems nicht geöffnet werden kann, wenn das in ihm befindliche Fluid eine vorgegebene Temperatur erreicht oder überschritten hat. Wenn sich das Fluid abgekühlt hat, verfestigt sich das Kupplungsmedium so, daß das Deckelaußenteil das Deckelinnenteil zur gemeinsamen Drehung mitnehmen kann.By the inventive design of Cover is ensured that the container of the fluid system is not opened can be, if the fluid in it a predetermined Temperature reached or exceeded Has. When the fluid cools has, the coupling medium solidifies so that the lid outer part the lid inner part can take with them for common rotation.

In weiteren Einzelheiten sieht die Erfindung vor, daß das Deckelaußenteil und das Deckelinnenteil zwischen sich eine ringförmige Kupplungskammer begrenzen, die mit dem Medium gefüllt ist. Dabei ist durch geeignete Dichtungsmittel sicher zu stellen, daß aus der Kupplungskammer, die aus drehbar zueinander angeordneten Wandabschnitten zusammengesetzt ist, kein Medium austreten kann. Hierzu können beispielsweise innengeschmierte O-Ringe angeordnet werden, die einen reduzierten Reibungskoeffizienten haben und den Austritt des Mediums und den Eintritt von Luft in die Kupplungskammer verhindern, wodurch im Falle eines metallischen Mediums dessen Oxidation verhindert ist.In more detail, the invention provides that the lid outer part and the inner lid part define therebetween an annular coupling chamber which is filled with the medium. It must be ensured by suitable sealing means that no medium can escape from the coupling chamber, which is composed of rotatably arranged wall sections. For this For example, internally lubricated O-rings can be arranged, which have a reduced coefficient of friction and prevent the escape of the medium and the entry of air into the clutch chamber, whereby its oxidation is prevented in the case of a metallic medium.

Weiter ist vorgesehen, daß an dem Deckelinnenteil und dem Deckelaußenteil im Bereich der Kupplungskammer Vorsprünge und/oder Vertiefungen ausgebildet sind. Bevorzugt ist dabei, daß die Wandabschnitte des Deckelinnenteils und des Deckelaußenteils, die die Kupplungskammer begrenzen, mit Ansätzen oder Zähnen versehen sind, die in die Kupplungskammer ragen. Diese Zähne sind bevorzugt gleichmäßig über den Umfang verteilt und erstrecken sich im wesentlichen über die gesamte Höhe der Kupplungskammer, wobei sich die beiden Zahnreihen so gegenüberliegen sollten, daß zwischen den freien Enden der Zähne nur ein kleiner Zwischenraum verbleibt. Die Größe der Vorsprünge bzw. Zähne, die Größe der Zwischenräume etc. sind dabei auf die Festigkeitseigenschaften des verwendeten Mediums abzustimmen.Further is provided that at the lid inner part and the lid outer part in the region of the coupling chamber projections and / or depressions are formed. It is preferred that the wall sections the lid inner part and the lid outer part, which the clutch chamber limit, with approaches or teeth are provided, which protrude into the clutch chamber. These teeth are preferably evenly over the Scope distributed and extend substantially over the entire height the coupling chamber, wherein the two rows of teeth are so opposite should that between the free ends of the teeth only a small gap remains. The size of the projections or Teeth, the size of the gaps etc. are on the strength properties of the medium used vote.

Wenn es erforderlich sein sollte, den erfindungsgemäßen Deckel trotz zu hoher Temperaturen in dem Behälter beispielsweise in einer Werkstatt zu öffnen, kann der Deckel beispielsweise durch kaltes Wasser schlagartig abgekühlt werden, so daß sich das Medium in der Ringkupplung so erhärtet, daß die beiden Deckelteile zur gemeinsamen Drehung gekoppelt sind.If it should be necessary, the lid according to the invention despite high temperatures in the container For example, in a workshop to open, the lid, for example be cooled suddenly by cold water, so that the Medium in the ring clutch hardens so that the two cover parts for coupled joint rotation.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und aus der Zeichnung. Dabei zeigt:Further Details of the invention will become apparent from the following description a preferred embodiment and from the drawing. Showing:

1 einen Vertikalschnitt durch einen Randbereich des erfindungsgemäßen Deckels, der mit dem Hals eines Kühlwasserausgleichsbehälters verschraubt ist und 1 a vertical section through an edge region of the lid according to the invention, which is bolted to the neck of a Kühlwasserausgleichsbehälters and

2 einen Horizontalschnitt durch einen Bereich des Behälterhalses und des Deckels. 2 a horizontal section through a portion of the container neck and the lid.

Der nur in einem kleinen Teil dargestellte Kühlflüssigkeitsausgleichsbehälter 1 enthält einen Behälterhals 2 mit einem Außengewinde 3, das in Eingriff mit einem Innengewinde 4 eines Deckelinnenteils 5 steht. Dieses Deckelinnenteil 5 ist mit einem getrennten Deckelaußenteil 6 unverlierbar zusammengesetzt, das das Deckelinnenteil 5 überdeckt und an der Außenseite glockenförmig oder pilzförmig umfaßt. An der oberen Wand 7 des Deckelaußenteils 6 ist mittig ein sich stufenförmig nach unten verjüngender Verschlußabschnitt 8 angeformt, der in dem Behälterhalts 2 sitzt und gegenüber diesem mit drei O-Ringen 9 abgedichtet ist. Wenn der aus dem Deckelinnenteil 5 und dem Deckelaußenteil 6 zusammengesetzte Deckel in die Öffnungsstellung gedreht wird – was weiter unten noch beschrieben wird – werden die O-Ringe 9, die in Ringnuten 10 des Verschlußabschnitts 8 sitzen, nach oben mitgenommen, wo sie an den größeren Durchmesserbereichen des Behälterhalses 2 ihre Dichtwirkung verlieren.The coolant reservoir shown only in a small part 1 contains a container neck 2 with an external thread 3 which engages with an internal thread 4 a lid inner part 5 stands. This inner cover part 5 is with a separate lid outer part 6 captively assembled, the interior of the lid 5 covered and on the outside bell-shaped or mushroom-shaped covers. On the upper wall 7 the lid outer part 6 is centrally a step-down tapered closure portion 8th molded in the container contents 2 sits and opposite this with three O-rings 9 is sealed. If the from the inside of the lid 5 and the lid outer part 6 assembled lid is turned into the open position - which will be described below - are the O-rings 9 that are in ring grooves 10 the closure portion 8th sit, taken up, where they are at the larger diameter areas of the container neck 2 lose their sealing effect.

Das Deckelinnenteil 5 hat an seinem in der Einbaulage oberen Rand einen ringförmigen Wandbereich 11, der in eine Ringnut 12 des Deckelaußenteils 6 eingreift. An seinem unteren Endbereich hat das Deckelinnenteil 5 einen horizontalen Wandabschnitt 13, der in eine Ringnut 14 des Deckelaußenteils 6 eingreift und von einer die Ringnut 14 unten begrenzenden Nase 15 des Deckelaußenteils 6 ntergriffen wird, wodurch das Deckelaußenteil 6 und das Deckelinnenteil 5 unverlierbar zusammengehalten sind.The inner cover part 5 has an annular wall area at its upper edge in the installation position 11 which is in an annular groove 12 the lid outer part 6 intervenes. At its lower end portion has the inner lid part 5 a horizontal wall section 13 which is in an annular groove 14 the lid outer part 6 engages and one of the annular groove 14 bottom limiting nose 15 the lid outer part 6 ntergriffen, whereby the lid outer part 6 and the inner lid part 5 are held together captive.

Zwischen dem Deckelinnenteil 5 und dem Deckelaußenteil 6 befindet sich eine ringförmige Kupplungskammer 16, die an der radialen Innenseite von einer Umfangswand des Deckelinnenteils 5. und an der Außenseite von einer Innenwand des Deckelaußenteils 6 begrenzt ist. An beiden Wänden sind über die gesamte Höhe der ringförmigen Kupplungskammer 16 sich erstreckende Zähne 17, 18 angeformt, die gleichmäßig über den Umfang der Wände verteilt sind und einander gegenüberliegen, so daß zwischen den Zähnen 17, 18 ein verhältnismäßig kleiner Abstand verbleibt, der im Bereich der zwischen den Zähnen 17, 18 liegenden Einbuchtungen entsprechend größer ist. Die ringförmige Kupplungskammer 16 zwischen den Zähnen 17, 18 und den dazwischenliegenden Einbuchtungen ist mit einem Medium 19 efüllt, das unterhalb einer vorgegebenen Temperatur oder eines vorgegebenen Temperaturbereichs von beispielsweise 80°C bis 85°C so hart ist, daß das Medium 19 eine drehfeste Verbindung zwischen dem Deckelaußenteil 6 und dem Deckelinnenteil 5 hervorruft, während es oberhalb dieser Temperatur so weich oder flüssig ist, daß das Deckelaußenteil 6 gegenüber dem Deckelinnenteil 5 drehbar ist.Between the inside of the lid 5 and the lid outer part 6 there is an annular clutch chamber 16 located on the radial inside of a peripheral wall of the lid inner part 5 , and on the outside of an inner wall of the lid outer part 6 is limited. On both walls are over the entire height of the annular clutch chamber 16 extending teeth 17 . 18 formed, which are evenly distributed over the circumference of the walls and opposite each other, so that between the teeth 17 . 18 a relatively small distance remains in the area between the teeth 17 . 18 lying recesses is correspondingly larger. The annular clutch chamber 16 between the teeth 17 . 18 and the intermediate indentations is with a medium 19 that is below a predetermined temperature or a predetermined temperature range, for example, 80 ° C to 85 ° C so hard that the medium 19 a non-rotatable connection between the lid outer part 6 and the inside of the lid 5 while it is so soft or fluid above this temperature that the lid is exterior 6 opposite the inner cover part 5 is rotatable.

Dies hat zur Folge, daß unterhalb der vorgegebenen kritischen Temperatur die beiden Deckelteile eine drehfeste Einheit bilden, so daß der Deckel dann, wenn das Deckelaußenteil 6 an seiner Umfangsfläche 20 ergriffen und gedreht wird, das Deckelinnenteil 5 von dem Behälterhals 2 abgeschraubt wird. In einem höheren Temperaturbereich dreht sich das Deckelinnenteil 5 bei Drehung des Deckelaußenteils 6 nicht mit, so daß eine Gefährdung durch austretende Flüssigkeit oder Dampf absolut sicher vermieden ist.This has the consequence that below the predetermined critical temperature, the two lid parts form a rotationally fixed unit, so that the lid when the lid outer part 6 on its peripheral surface 20 is grasped and turned, the inside of the lid 5 from the container neck 2 is unscrewed. In a higher temperature range, the inner lid part rotates 5 upon rotation of the lid outer part 6 not with, so that a risk of escaping liquid or vapor is absolutely sure avoided.

Die ringförmige Kupplungskammer 16 ist oben und unten durch jeweils einen O-Ring 21 abgedichtet, der innengeschmiert ist, so daß er einen niedrigen Reibungskoeffizienten hat.The annular clutch chamber 16 is above and below each with an O-ring 21 sealed, which is internally lubricated so that it has a low coefficient of friction.

Wenn der Deckel trotz hoher Temperaturen des Behälterinhalts beispielsweise von einem Kraftfahrzeugmechaniker in einer Werkstatt geöffnet werden soll, kann dies durch schnelles Abkühlen des Deckels mit kaltem Wasser geschehen, das über den Deckel gegossen wird, wodurch sich das Medium 19 der Kupplungskammer 16 sofort verfestigt.If the lid is to be opened, for example, by a motor vehicle mechanic in a workshop despite high temperatures of the container contents, this can be done by quickly cooling the lid with cold water, which is poured over the lid, which causes the medium 19 the clutch chamber 16 solidified immediately.

Claims (5)

Deckel für einen Behälter eines Fluidsystems, insbesondere eines Kühlwasserkreislaufs einen Kraftfahrzeugs, wobei der Deckel aus einem Deckelinnenteil, das mit dem Hals des Behälters verschraubbar ist, und einem das Deckelinnenteil glocken- oder pilzartig überdeckenden Deckelaußenteil zusammengesetzt ist und eine Kupplungseinrichtung zwischen dem Deckelinnenteil und dem Deckelaußenteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungseinrichtung ein Medium (19) enthält, das unterhalb einer vorgegebenen Temperatur oder eines vorgegebenen Temperaturbereichs eine solche Konsistenz hat, daß das Medium (19) eine drehfeste Verbindung zwischen dem Deckelaußenteil (6) und dem Deckelinnenteil (5) hervorruft, während das Medium (19) erhalb der vorbestimmten Temperatur oder des vorbestimmten Temperaturbereichs eine Konsistenz annimmt, bei der das Deckelaußenteil (6) gegenüber dem Deckelinnenteil (5) drehbar ist.Lid for a container of a fluid system, in particular a cooling water circuit of a motor vehicle, wherein the lid of an inner lid, which is screwed to the neck of the container, and the inside of the lid bell-like or mushroom-covering lid outer part is composed and a coupling device between the inner lid and the lid outer part characterized in that the coupling device is a medium ( 19 ) having a consistency below a predetermined temperature or a predetermined temperature range such that the medium ( 19 ) a non-rotatable connection between the lid outer part ( 6 ) and the inner lid part ( 5 ) while the medium ( 19 ) assumes a consistency beyond the predetermined temperature or the predetermined temperature range at which the lid outer part ( 6 ) opposite the inner lid part ( 5 ) is rotatable. Deckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckelinnenteil (5) mit einem Innengewinde (4) versehen ist, das mit einem Außengewinde (3) des Halses (2) des Behälters (1) verschraubbar ist.Lid according to claim 1, characterized in that the cover inner part ( 5 ) with an internal thread ( 4 ) provided with an external thread ( 3 ) of the neck ( 2 ) of the container ( 1 ) is screwed. Deckel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckelaußenteil (6) und das Deckelinnenteil (5) zwischen sich eine ringförmige Kupplungskammer (16) begrenzen, die mit dem Medium gefüllt ist.Lid according to claim 1 or 2, characterized in that the lid outer part ( 6 ) and the inner lid part ( 5 ) between them an annular coupling chamber ( 16 ), which is filled with the medium. Deckel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Deckelinnenteil (5) und dem Deckelaußenteil (6) im Bereich der Kupplungskammer (16) Vorsprünge (17, 18) und/oder Vertiefungen ausgebildet sind.Lid according to one of claims 1 to 3, characterized in that on the inside of the cover ( 5 ) and the lid outer part ( 6 ) in the region of the coupling chamber ( 16 ) Projections ( 17 . 18 ) and / or depressions are formed. Deckel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckelinnenteil (5) und das Deckelaußenteil (6) mit Zähnen (17, 18) versehen sind, die in die Kupplungskammer (16) ragen.Lid according to one of claims 1 to 4, characterized in that the cover inner part ( 5 ) and the lid outer part ( 6 ) with teeth ( 17 . 18 ) provided in the coupling chamber ( 16 ) protrude.
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