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Die Erfindung betrifft eine Steuerventilanordnung mit einem Gehäuse (2), einem Gehäusedeckel und einem in einer Führung im Gehäusedeckel angeordneten verstellbaren Stößelkolben, der über eine im Gehäuse angeordnete bewegliche Druckplatte und eine zugeordnete Vorspannfeder auf einen im Gehäuse angeordneten Steuerkolben wirkt.
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Derartige Steuerventilanordnungen werden beispielsweise als Bremswertgeber bei schweren Nutzfahrzeugen genutzt, wobei der Stößelkolben direkt durch das vom Fahrer betätigte Bremspedal verstellt wird und eine dem Bremswunsch des Fahrers entsprechende Bremskraft steuert. Neben der über die Ventilanordnung bewirkten Steuerung sind gelegentlich bei der Betätigung der Steuerventilanordnung weitere Funktionen erwünscht, bei dem oben genannten Bremswertgeber beispielsweise eine Betätigung der Bremsleuchten. Diese Funktionen werden im Allgemeinen durch direkt dem Bremspedal zugeordnete, also im Fußraum eines Fahrzeuges angeordnete und damit einer Verschmutzung oder Beschädigung ausgesetzte Schalter wahrgenommen.
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In der
DE 33 43 172 A1 ist eine Steuerventilanordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art in Verbindung mit einem bremspedalbetätigten, pneumatischen Bremswertgeber offenbart. Die Steuerventilanordnung umfasst einen in einer Führung in einem Gehäusedeckel angeordneten Stößelkolben, der mittels einer Druckfeder auf einen in einem Gehäuse geführten Ventilkolben wirkt. Die Führung im Gehäusedeckel besteht aus einem über einen Flansch des Gehäusedeckels axial nach außen ragenden hohlzylindrischen Fortsatz. Der Stößelkolben weist radial außen einen Flansch auf, dessen Außenfläche in dem hohlzylindrischen Fortsatz des Gehäusedeckels geführt ist, und dessen Weg durch einen Pedalanschlag im Gehäusedeckel begrenzt ist. Die weiteren Einzelheiten dieses bekannten pneumatischen Bremswertgebers entsprechen der üblichen Bauweise für ein Zweikreis-Druckluftbremssystem eines Fahrzeugs zum Ausregeln eines einer gewünschten Bremswirkung entsprechenden Bremsdrucks. Dessen Aufbau und Funktion lassen sich aus der erwähnten
DE 33 43 172 C2 entnehmen, sind aber nicht Teil der vorliegenden Erfindung. Zusätzliche, neben der Bremswertsteuerung erwünschte Funktionen sind bei der genannten Steuerventilanordnung nicht vorgesehen beziehungsweise nicht beschrieben oder gezeigt.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Steuerventilanordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, die es mit einem möglichst geringen konstruktiven und herstellungstechnischen Aufwand ermöglicht, neben der über die Ventilanordnung bewirkten Steuerung auch zusätzliche Funktionen zu schalten.
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Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruches, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich die beim Betätigen der Steuerventilanordnung ergebende Relativbewegung zwischen dem Gehäusedeckel und einer beweglichen Druckplatte für eine Betätigung von Zusatzfunktionen schaltenden Schaltern oder dergleichen nutzen lassen sollte.
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Demnach geht die Erfindung aus von einer Steuerventilanordnung mit einem Gehäuse, einem Gehäusedeckel und einem in einer Führung im Gehäusedeckel angeordneten verstellbaren Stößelkolben, der über eine im Gehäuse angeordnete bewegliche Druckplatte und eine zugeordnete Vorspannfeder auf einen im Gehäuse angeordneten Steuerkolben wirkt.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist dabei vorgesehen, dass am Gehäusedeckel ein oder mehrere von der beweglichen Druckplatte betätigbare elektrische Schalter zum Schalten einer bei der Betätigung der Steuerventilanordnung erwünschten zusätzlichen Funktion angeordnet sind. Unter dem Begriff ”Schalter” werden hier im weitesten Sinne beispielsweise auch Potentiometer oder dergleichen verstanden.
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Im Allgemeinen sind bei Steuerventilanordnungen der gattungsgemäßen Art die Gehäusedeckel so beschaffen, dass sie eine Anbringung oder Unterbringung von Schaltern, insbesondere Mikroschaltern ohne beziehungsweise mit einer nur geringfügigen konstruktiven Umgestaltung erlauben. Diese Möglichkeit nutzt die vorliegende Erfindung. Zwar ist es grundsätzlich schon bekannt, Schalter oder dergleichen für Zusatzfunktionen in Steuerventilanordnungen zu integrieren. So zeigt die
DE 26 19 775 ein Motorwagen-Bremsventil, bei welchem drei einen Stufenschalter bildende Schaltelemente für die stufenweise Ansteuerung eines Retarders in einem gesonderten Gehäusesegment der Steuerventilanordnung angeordnet sind, und über einen mit einem Bremspedal gekoppelten Schwingrahmen sowie einen von diesem betätigten Stößel nacheinander betätigt werden. Diese Anordnung ist konstruktiv sowie herstellungstechnisch sehr aufwendig und teuer. Außerdem ergeben sich wegen des gesonderten Gehäusesegmentes verhältnismäßig große Abmessungen der gesamten Steuerventilanordnung.
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Die
DE 29 37 657 A1 zeigt ein Motorwagen-Bremsventil, bei welchem ein Potentiometer zur Erzeugung von optischen oder akustischen Signalen in einem gesonderten Gehäuse angeordnet ist und über einen mit einem Bremspedal gekoppelten Stößel sowie eine mit diesem antriebsverbundene Platte bei der Betätigung des Bremsventils verstellt wird. Auch diese Anordnung ist konstruktiv sowie baulich äußerst aufwendig und weist ein großes Bauvolumen auf.
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Die
EP 0 267 881 B1 schließlich zeigt ein Zweikreis-Steuerventil für das Bremssystem eines Kraftfahrzeugs, bei welchem zum Zwecke der Ansteuerung einer Hilfsverzögerungsvorrichtung ein bei der Betätigung des Zweikreis-Steuerventils betätigtes lineares Potentiometer vorgesehen ist. Dieses Potentiometer ist in einem gesonderten, oberhalb des Stößelkolbens angeordneten Gehäusesegment untergebracht, und sein Betätigungselement liegt unmittelbar am Stößelkolben an und wird bei dessen Verstellung betätigt. Auch diese Anordnung ist wegen des gesonderten Gehäusesegmentes konstruktiv und baulich sehr aufwendig sowie voluminös.
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Gemäß der Erfindung werden die zur Steuerung zusätzlicher Funktionen vorgesehenen elektrischen Schalter direkt am Gehäusedeckel so angeordnet, dass ihre Betätigungselemente an der axial beweglichen Druckplatte anliegen und bei deren Bewegung betätigt werden. Der Gehäusedeckel kann im Allgemeinen mit geringem konstruktivem Aufwand so gestaltet werden, dass er Platz für die Unterbringung der Schalter bietet, wie an Ausführungsbeispielen noch dargestellt wird. Gesonderte Gehäuse oder Gehäusesegmente sind demnach nicht erforderlich, so dass sich durch den Einbau der Schalter auch das Bauvolumen der Steuerventilanordnung im Wesentlichen nicht verändert.
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Wie bereits erwähnt wurde, werden unter dem Begriff ”Schalter” im weitesten Sinne alle für die Ansteuerung von Zusatzfunktionen geeigneten Schaltelemente verstanden, das heißt beispielsweise Ein-Aus-Schalter, Potentiometer oder dergleichen.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung sind als Schalter Tastschalter vorgesehen, welche nur die Schaltzustände ”offen” oder ”geschlossen” kennen und nach Wegnahme der Betätigung wieder in ihre Ruhestellung zurückkehren, und die beispielsweise zum Betätigen von Bremsleuchten eines Fahrzeuges dienen können.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Tastschalter als sogenannte ”Öffner” ausgebildet sind, die bei einer Verstellung des Stößelkolbens und damit der Druckplatte aus ihrer Offenstellung in ihre Schließstellung geschaltet werden. Bei unbetätigter Steuerventilanordnung nehmen die Tastschalter demnach ihre betätigte Offenstellung ein.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung, bei der der Gehäusedeckel konstruktiv für die Aufnahme von Schaltern gestaltet ist, ist vorgesehen, dass die Schalter jeweils in einer am Gehäusedeckel ausgebildeten Ausnehmung angeordnet sind und ihre Betätigungselemente unmittelbar an der Druckplatte anliegen.
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Die Ausnehmung am Gehäusedeckel kann beispielsweise als ein axial zur Deckelaußenseite hin offener Ringraum ausgebildet sein, in dessen Bodenwand Durchgangsöffnungen für den Durchtritt der Betätigungselemente der Schalter ausgebildet sind.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Führung für den Stößelkolben dann als eine in eine Durchgangsöffnung im Gehäusedeckel einsetzbare Führungsbuchse ausgebildet, an welcher ein die Ausnehmung nach außen abdeckender Radialflansch angeordnet ist, welcher die Schalter gegen Einflüsse von außen schützt.
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An dem die Ausnehmung abdeckenden Radialflansch der Führung sind Öffnungen zur Durchführung von mit den Schaltern zu verbindenden elektrischen Leitungen vorgesehen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele weiter erläutert. Dazu ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt. In dieser zeigt
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1 eine Steuerventilanordnung in einem Längsschnitt, bei der die Erfindung zur Anwendung kommen kann,
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2 eine vergrößerte Teilansicht der 1 mit einem am Gehäusedeckel angeordneten elektrischen Schalter gemäß der Erfindung,
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3 eine andere Ausgestaltung des Gehäusedeckels mit elektrischen Schaltern gemäß der Erfindung in einem Längsschnitt, und
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4 den Gehäusedeckel gemäß 3 in einer perspektivischen Ansicht schräg von unten.
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1 zeigt eine Schnittdarstellung einer Steuerventilanordnung am Beispiel eines bremspedalbetätigten, pneumatischen Bremswertgebers
1 für ein Druckluftbremssystem eines Fahrzeugs zum Ausregeln eines einer gewünschten Bremswirkung entsprechenden Bremsdrucks. Die zum Ausregeln eines einer gewünschten Bremswirkung entsprechenden Bremsdrucks vorgesehenen Bauelemente in dem pneumatischen Bremswertgeber
1 sind allgemein bekannt und beispielsweise in der
DE 33 43 172 A1 im Einzelnen dargestellt sowie beschrieben. Sie sind aber nicht Teil der vorliegenden Erfindung und daher hier nicht im Einzelnen erläutert.
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Der Bremswertgeber 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in dem ein Steuerkolben 3 abgedichtet geführt ist. Dieser Steuerkolben 3 dient als Ventilträger, und seine Funktion wird hier nur bezüglich der erfindungsgemäßen Anordnung beschrieben. Auf den Steuerkolben 3 wirkt eine Vorspannfederfeder 4, die sich mit ihrem steuerkolbenfernen Ende über eine Druckplatte 5 an einem Gehäusedeckel 6 abstützt.
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Der Gehäusedeckel 6 umfasst einen eine axiale Endfläche 9 des Gehäuses 2 radial übergreifenden Flansch 7, der, wie aus den 2 bis 4 ersichtlich, Bohrungen 8 zur Aufnahme von Befestigungsschrauben 13 aufweist, mittels denen der Gehäusedeckel 6 mit dem Gehäuse 2 verschraubbar ist.
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Der Gehäusedeckel 6 weist einen ersten, radial äußeren hohlzylindrischen Fortsatz 10 auf, der in das abgedichtete Gehäuse 2 eingesetzt ist, sowie einen zweiten, dazu koaxialen, hohlzylindrischen, radial inneren Fortsatz 11 mit kleinerem Durchmesser als der erste radial äußere hohlzylindrische Fortsatz 10. Der radial innere Fortsatz 11 ragt frei in das Gehäuse 2 hinein und dient auch als axialer Anschlag für den Steuerkolben 3. Der zweite, radial innere Fortsatz 11 des Gehäusedeckels 6 ist im Bereich des Flansches 7 des Gehäusedeckels 6 zu einem Bereich größeren Durchmesser 12 hin abgesetzt ausgebildet.
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Zur Versteifung des Gehäusedeckels 6 sind zwischen dem ersten, radial äußeren hohlzylindrischen Fortsatz 10 und dem zweiten radial inneren hohlzylindrischen Fortsatz 11 Radialrippen 11a angeordnet, welche den zwischen Fortsätzen 10 und 11 gebildeten Ringraum in einzelne Ausnehmungen 26 unterteilen.
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Der Gehäusedeckel 6 ist einteilig als Druckgussteil aus einer Leichtmetalllegierung hergestellt und erfordert nach dem Druckgussvorgang keinerlei mechanische Bearbeitung. Die konstruktive Gestaltung des Gehäusedeckels 6 mit dem radial äußeren Fortsatz 10 und dem radial inneren Fortsatz 11 sowie den diese Fortsätze 10, 11 verbindenden Radialrippen 11a bewirkt, dass der Gehäusedeckel 6 die durch die vergleichsweise starke Vorspannfeder 4 über die Druckplatte 5 eingeleiteten Kräfte problemlos aufnehmen und an das Gehäuse 2 übertragen kann.
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Eine Führung 14, die als Spritzgussteil aus einem Kunststoff mit guten Gleiteigenschaften hergestellt ist, weist einen ringförmig umlaufenden Radialflansch 15 sowie einen ersten hohlzylindrischen, radial inneren Fortsatz 16 auf, der in den radial inneren hohlzylindrischen Fortsatz 11 des Gehäusedeckels 6 eingepasst ist und zur Aufnahme sowie zur Führung eines Bereichs 21 eines Stößelkolbens 20 dient, welcher, weil radial innen angeordnet, einen vergleichsweise kleineren Durchmesser aufweist. Ein zweiter hohlzylindrischer, radial äußerer Fortsatz 17 ragt axial nach außen über den Radialflansch 15 der Führung 14 hinaus.
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Wie 1 auch zeigt, ist der radial äußere Fortsatz 17 der Führung 14 durch Radial-Axial-Rippen 17a verstärkt und versteift, die außen am radial äußeren Fortsatz 17 sowie an der druckfederfernen Oberseite des Radialflansches 15 ausgebildet sind.
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Der radial äußere hohlzylindrische Fortsatz 17 weist erkennbar einen größeren Durchmesser auf als der radial innere hohlzylindrische Fortsatz 16 der Führung 14, und der radial äußere hohlzylindrische Fortsatz 17 ist in den Bereich 12 mit größerem Durchmesser des Flansches 7 des Gehäusedeckels 6 eingepasst. Hierdurch ist ein Absatz 19 zwischen dem ersten Fortsatz 16 und dem zweiten Fortsatz 17 der Führung 14 gebildet, an den ein Absatz 23 am Stößelkolben 20 am Ende von dessen Betätigungsbewegung anlegbar ist.
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Der Stößelkolben 20 ist demnach als Stufenkolben mit einem federnahen Bereich 21 kleineren Durchmessers und einem federfernen Bereich 22 größeren Durchmessers ausgebildet. Der Stößelkolben 20 ist mit seinem Bereich 21 kleineren Durchmessers im ersten, radial inneren Fortsatz 16 der Führung 14 und mit seinem Bereich 22 größeren Durchmessers im zweiten, radial äußeren Fortsatz 17 der Führung 14 abgedichtet geführt. Die Abdichtung erfolgt mittels eines Dichtrings 24, der in eine Ringnut im Stößelkolben 20 eingesetzt ist. Somit liegt eine doppelte Führung des Stößelkolbens 20 im ersten, radial inneren Fortsatzes 16 mit dem Bereich 21 kleineren Durchmessers und im zweiten, radial äußeren Fortsatzes 17 mit dem Bereich 22 größeren Durchmessers vor, die ein Verkippen des Stößelkolbens 20 sicher verhindert.
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Wie 2 zeigt, werden die durch die Radialrippen 11a gebildeten Ausnehmungen 26 gemäß der Erfindung genutzt, um darin elektrische Schalter 28 oder dergleichen zum Schalten von bei der Betätigung der Steuerventilanordnung erwünschten zusätzlichen Funktionen, bei einem Fahrzeug beispielsweise zum Betätigen der Bremsleuchten, anzuordnen. Die elektrischen Schalter sind mit dem Gehäusedeckel 6 fest verbunden, und ihr Betätigungselement 30 liegt an der beweglichen Druckplatte 5 an und wird bei deren Bewegung von dieser betätigt.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel, bei welchem der Schalter 28 in Verbindung mit dem Bremswertgeber 1 zum Schalten von Bremsleuchten dient, ist der Schalter als Tastschalter in einer Öffner-Version ausgebildet, welcher bei einer axialen Verstellung des Stößelkolbens 3 und damit der axialen Verschiebung der Druckplatte 5 aus einer ”betätigten” Offenstellung, bei der die Bremsleuchten nicht leuchten, in eine ”unbetätigte” Schließstellung, bei der die Bremsleuchten aktiviert sind, geschaltet wird. In dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel dient ein einziger Schalter 28 zum Schalten aller Bremsleuchten am Fahrzeug.
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3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei welchem die Ausnehmung 32 am Gehäusedeckel 34 als ein axial zur Deckelaußenseite hin offener Ringraum ausgebildet ist, welcher über den Umfang verteilt mehrere elektrische Schalter 36, 38 aufnimmt, und in dessen Bodenwand 40 zugeordnete Durchgangsöffnungen 42, 44 für den Durchtritt der Betätigungselemente 46, 48 der Schalter 36, 38 vorgesehen sind. Die für die Führung des nicht dargestellten Stößelkolbens vorgesehene Führung 50 ist als in eine Durchgangsöffnung 51 im Gehäusedeckel 34 einsetzbare Führungsbuchse ausgebildet, an welcher ein die Ausnehmung 32 nach außen abdeckender Radialflansch 52 angeordnet ist, welcher die Schalter 36, 38 gegen Umwelteinflüsse schützt. Oberhalb der Schalter 36, 38 sind in dem Radialflansch 52 der Führung 50 Öffnungen 66, 68 ausgebildet, die zum Hindurchführen von elektrischen Leitungen 70, 72 dienen, welche die Schalter 36, 38 mit einem nicht gezeigten Steuergerät oder direkt mit zugeordneten Bremsleuchten verbinden.
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4 zeigt einen Gehäusedeckel 54 ausgebildet etwa wie der in 3, wobei jedoch der dem Ringraum 32 der 3 entsprechende Raum durch Radialrippen 56 in einzelne Sektoren unterteilt ist, die nach axial innen zu offen sind. Nur die Sektoren, in denen Schalter angeordnet sind, sind nach axial innen durch eine Bodenwand 58, 60 verschlossen, in der jeweils eine Durchgangsöffnung für den Durchtritt der Betätigungselemente 62, 64 der zugeordneten Schalter vorgesehen sind.
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Wie bereits weiter vorne ausgeführt wurde, können als Schalter im weitesten Sinne beispielsweise auch Potentiometer vorgesehen sein, welche jeweils ein dem Betätigungsweg der Steuerventilanordnung proportionales Signal abgeben. Bei dieser Ausführungsform wird von einem zugeordneten Steuergerät die Schaltung der Bremsleuchten dann veranlasst, wenn das Absolvieren eines vorbestimmten Betätigungsweges der Druckplatte 5 durch das Potentiometer festgestellt wurde.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bremswertgeber
- 2
- Gehäuse
- 3
- Steuerkolben
- 4
- Druckfeder
- 5
- Druckplatte
- 6
- Gehäusedeckel
- 7
- Flansch des Gehäusedeckels
- 8
- Bohrungen im Gehäusedeckel
- 9
- Endfläche des Gehäuses
- 10
- Radial äußerer zylindrischer Fortsatz des Gehäusedeckels
- 11
- Radial innerer zylindrischer Fortsatz des Gehäusedeckels
- 11a
- Radialrippen an Gehäusedeckel
- 12
- Bereich größeren Durchmessers
- 13
- Befestigungsschraube
- 14
- Führung
- 15
- Radialflansch der Führung 14
- 16
- Erster Fortsatz kleineren Durchmessers an der Führung 14
- 17
- Zweiter Fortsatz größeren Durchmessers an der Führung 14
- 17a
- Radial-Axial-Rippen an Führung 14
- 18
- Bohrungen in Führung 14
- 19
- Absatz an der Führung 14
- 20
- Stößelkolben
- 21
- Radial innerer Bereich des Stößelkolbens
- 22
- Radial äußerer Bereich des Stößelkolbens
- 23
- Absatz am Stößelkolben
- 24
- Dichtring
- 25
- Führung
- 26
- Ausnehmungen
- 28
- Schalter, Tastschalter
- 30
- Betätigungselement
- 32
- Ausnehmung, Ringraum
- 34
- Gehäusedeckel
- 36
- Schalter
- 38
- Schalter
- 40
- Bodenwand
- 42
- Durchgangsöffnung
- 44
- Durchgangsöffnung
- 46
- Betätigungselement
- 48
- Betätigungselement
- 50
- Führung, Führungsbuchse
- 51
- Durchgangsöffnung
- 52
- Radialflansch
- 54
- Gehäusedeckel
- 56
- Radialrippen
- 58
- Bodenwand
- 60
- Bodenwand
- 62
- Betätigungselement
- 64
- Betätigungselement
- 66
- Öffnung zur Leitungsdurchführung
- 68
- Öffnung zur Leitungsdurchführung
- 70
- Elektrische Leitung
- 72
- Elektrische Leitung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3343172 A1 [0003, 0025]
- DE 3343172 C2 [0003]
- DE 2619775 [0009]
- DE 2937657 A1 [0010]
- EP 0267881 B1 [0011]
