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Die Erfindung betrifft ein Befestigungssystem nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Es ist bekannt, Lichtgitter in Kunststoffröhren einzubauen, wobei die Enden der Kunststoffröhre mit Edelstahlendkappen verklebt sind und eine Kabeldurchführung in einer Edelstahlendkappe vorgesehen ist. Nachteilig an der bekannten Lösung ist, dass das bekannte Lichtgitter in der Kunststoffröhre nicht für den Einsatz in hygienekritischen Bereichen einsetzbar ist, da eine Montage der Kunststoffröhre nicht den Hygieneanforderungen genügt. Weiter ist eine Belüftung der bisherigen Kunststoffröhren über eine atmungsaktive Membran nicht immer für den Einsatz in hygienekritischen Bereichen geeignet.
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Aus einer Firmenschrift ,Das Sicherheitshandbuch, Kungsbacka, SE, 2009, Seite 5.20 und 5.21' ist ein Befestigungssystem für ein Lichtgitter nach dem Oberbegriff bekannt.
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Die
DE 20 2007 003 918 U1 offenbart eine optoelektronische Sensoranordnung mit einem Gehäuse, in welchem wenigstens ein Lichtsender und/oder wenigstens ein Lichtempfänger angeordnet ist, wobei das Gehäuse als lichtdurchlässiges antibakterielles Kunststoffgehäuse ausgebildet ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Lichtgitter bereitzustellen, welches in hygienekritischen Bereichen eingesetzt werden kann.
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Die Aufgabe wird gelöst mit einem Befestigungssystem für ein Lichtgitter mit einem Gehäuse aus einer transparenten Kunststoffröhre, wobei die Kunststoffröhre an wenigstens einem Ende eine erste elastische Formdichtung aufweist, wobei an der ersten elastischen Formdichtung eine erste Öffnung eines Verbindungsrohrs dicht angeordnet ist und eine zweite Öffnung des Verbindungsrohrs mit einer zweiten elastischen Formdichtung dicht an einem Montagekörper angeordnet ist.
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Die Kunststoffröhre besteht aus Polymethylmethacrylat (PMMA). Das Verbindungsrohr kann aus einem beliebigen Kunststoff oder aus Edelstahl, also korrosionsfreiem Stahl, hergestellt sein. Die erste und zweite elastische Formdichtung sind aus einem elastischen Dichtwerkstoff, beispielsweise „Gummi”, hergestellt.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung kann das Lichtgitter in hygienekritischen Bereichen, beispielsweise in der Lebensmittel verarbeitenden Industrie eingesetzt werden. Dabei weisen die Komponenten, deren Oberfläche nach außen sichtbar sind, also die Oberflächen der transparenten Kunststoffröhre, der ersten und zweiten elastischen Formdichtung und das Verbindungsrohr durch die verwendeten Materialen eine hohe chemische Beständigkeit auf.
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Durch das erfindungsgemäße Befestigungssystem ist das Lichtgitter staubdicht und dicht gegen Wasser bei dauerndem Untertauchen in demselben. Das entspricht einer Dichtklasse IP68 gemäß der Norm EN 60529.
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Das Befestigungssystem ist fugenfrei oder spaltfrei ausgebildet, weshalb sich keine Verschmutzungen ablagern können und das Befestigungssystem sehr gut gereinigt werden kann. Insbesondere ist der Übergang von der ersten bzw. zweiten elastischen Formdichtung zu der Kunststoffröhre bzw. dem Verbindungsrohr glatt und fugenfrei ausgebildet, so dass eine homogene Oberfläche gebildet ist. Weiter weist das Befestigungssystem eine hohe Oberflächengüte auf, welche gewährleistet, dass Reinigungsflüssigkeiten gut abfließen können und keine Rückstände auf der Oberfläche haften bleiben.
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Das Befestigungssystem ist prozesssicher herstellbar, was bedeutet, dass durch den Herstellungsprozess und die Montage die Dichtigkeit gewährleistet ist. Weiter ist das Befestigungssystem wirtschaftlich herstellbar, da nur wenige einfache Einzelteile notwendig sind. Aufgrund der wenigen Einzelteile ist auch eine einfache Endmontage möglich, die entweder vor einer Auslieferung stattfindet oder auch direkt vor Ort von einem Monteur durchgeführt werden kann.
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Weiter ist das Befestigungssystem nach einem Baukastenprinzip aufgebaut und stellt eine modulare Plattform bereit. Die transparente Kunststoffröhre kann für verschiedene Lichtgitterlängen in verschiedenen Längen, beispielsweise in einer Länge von 100 mm bis zu 2500 mm Länge, hergestellt werden. Weiter kann das Verbindungsrohr in seiner Form unterschiedlich ausgebildet sein, je nach den Anforderungen an die Befestigungsgegebenheiten. Somit können unterschiedliche Kunststoffrohre und unterschiedliche Verbindungsrohre zu dem Befestigungssystem kombiniert werden. Durch die Verwendung von elastischen Formdichtungen sind die Toleranzanforderungen bei der Herstellung von Kunststoffröhre und Verbindungsrohr eher gering. Die Befestigungsschnittstelle zum Montagekörper durch die zweite elastische Formdichtung ist robust und einfach ausgebildet.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist jeweils ein Verbindungsrohr an je einem Ende der transparenten Kunststoffröhre angeordnet. Dadurch wird die transparente Kunststoffröhre stabil an den jeweils entgegengesetzten Enden gehalten. Das Befestigungssystem weist durch den Aufbau eine mechanische Robustheit, insbesondere eine hohe Resistenz gegen Schock- und/oder Schwingbelastungen auf.
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In Weiterbildung der Erfindung ist in dem Verbindungsrohr und dem Montagekörper eine Öffnung vorhanden zur Durchführung einer elektrischen Verbindungsleitung für das Lichtgitter und zur Belüftung der transparenten Kunststoffröhre. Durch die Belüftung ist gewährleistet, dass ein Luftaustausch stattfinden kann, wodurch eine Beschlagbildung in der Kunststoffröhre verhindert wird. Die Beschlagbildung wird dabei bereits durch die Eigenerwärmung des Lichtgitters verhindert und kann ggf. durch eine zusätzliche Heizung noch besser verhindert werden. Gerade bei großen Temperaturwechseln, beispielsweise bei einem Reinigungsvorgang mit einem Hochdruckdampfreiniger, können die durch einhergehenden Temperaturwechsel erzeugten Druckänderungen durch die Öffnungen ausgeglichen werden. Durch die Führung im Verbindungsrohr ist die Verbindungsleitung vor Umwelteinflüssen geschützt und innerhalb des Befestigungssystems geführt, so dass keine dichte Schnittstelle vorgesehen werden muss.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste elastische Formdichtung dazu ausgebildet, eine Drehbewegung zwischen transparenter Kunststoffröhre und Verbindungsrohr zu ermöglichen. Dadurch ist es möglich die transparente Kunststoffröhre zusammen mit dem darin befestigten Lichtgitter entlang einer Längsachse zu verdrehen, um das Lichtgitter zu justieren oder auszurichten. So können ein Lichtgittersender und ein Lichtgitterempfänger, die sich gegenüberstehen und zwischen sich ein Schutzfeld oder Messfeld bilden, zueinander justiert werden.
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In Weiterbildung der Erfindung ist das Verbindungsrohr ein Viertelkreis-Verbindungsrohr. Dadurch ist die transparente Kunststoffröhre einfach parallel zu einer Montagefläche des Montagekörpers montierbar, wobei die Oberfläche des Verbindungsrohres vorteilhaft keine Kanten aufweist. Das Verbindungsrohr ist einfach herstellbar und montierbar. Das Viertelkreis-Verbindungsrohr kann je nach Einbauanforderung auch einen verlängerten Schaft aufweisen, um beispielsweise eine Distanz zwischen Montagekörper und Kunststoffröhre zu erhöhen. Wenn das Lichtgitter aber mit einem Ende z. B. senkrecht unter einer Decke befestigt werden soll, dann wäre ein gerades Verbindungsrohr sinnvoll.
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In einer weiteren Ausführungsform sind zwischen transparenter Kunststoffröhre und Verbindungsrohr Rastmittel angeordnet. Durch die Rastmittel ist gewährleistet, dass sich Verbindungsrohr und Kunststoffröhre nicht voneinander lösen. Die Rastmittel verhindern ein axiales Lösen zwischen Kunststoffröhre und Verbindungsrohr. Die Rastmittel bestehen beispielsweise aus einer Verbindungshülse, welche Rastnasen aufweist, welche beispielsweise aus Federstahl hergestellt sind. Die Verbindungshülse ist umfänglich in der Kunststoffröhre festgeklebt und greift beim Einstecken mit den Rastnasen in eine umfänglich ausgebildete Innennut des Verbindungsrohres. Durch die umfänglich ausgebildete Innennut können die Rastnasen um die Längsachse der Kunststoffröhre herum in der Innennut bewegt werden, wodurch ein Verdrehen der Kunststoffröhre weiterhin ermöglicht bleibt, jedoch die Kunststoffröhre und das Verbindungsrohr dauerhaft miteinander entlang der Längsachse der Kunststoffröhre verrastet sind.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zur Montage des Verbindungsrohrs an dem Montagekörper nur eine einzige Befestigungsschraube vorgesehen. Die Verbindungsschraube ist dabei bevorzugt in der Mitte einer kreisförmigen Anschraubfläche oder Verbindungsplatte des Verbindungsrohres angeordnet, wodurch gleichmäßige Anpresskräfte auf die zweite elastische Formdichtung ausgeübt werden. Die kreisförmige Anschraubfläche oder Verbindungsplatte weist zur Aufnahme der Befestigungsschraube ein Gewinde auf. Die Verbindungsschraube wird durch ein Loch in dem Montagekörper geführt und in das Gewinde der Anschraubfläche bzw. Verbindungsplatte eingedreht.
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Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Vorteile und Merkmale unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen in:
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1 ein erfindungsgemäßes Befestigungssystem;
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2 bis 3 ein Befestigungssystem in einer Seitenansicht und einer Frontansicht;
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4 eine Schnittdarstellung des Befestigungssystems gemäß 3;
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5 eine Schnittdarstellung der Verbindungshülse gemäß eines Ausschnitts aus 4;
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6 ein Ausschnitt aus der Schnittdarstellung gemäß 5;
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7 eine Schnittdarstellung der zweiten elastischen Formdichtung gemäß eines Ausschnitts aus 4;
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8 eine Schnittdarstellung des Verbindungsrohres;
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9 eine Schnittdarstellung des Verbindungsrohres mit einer Öffnung zur Belüftung und einer elektrischen Verbindungsleitung;
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10 ein Lichtgitter;
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11 ein Lichtgitter mit transparenter Kunststoffröhre;
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12 bis 14 Montageschritte zur Montage der Verbindungshülse und der ersten elastischen Formdichtung;
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15 bis 17 ein Verbindungsrohr mit einer zweiten elastischen Formdichtung; In den nachfolgenden Figuren sind identische Teile mit identischen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt das erfindungsgemäße Befestigungssystem 1 für ein Lichtgitter 2 mit einem Gehäuse 4 aus einer transparenten Kunststoffröhre 8, wobei die Kunststoffröhre 8 an wenigstens einem Ende eine erste elastische Formdichtung 10 aufweist, wobei an der ersten elastischen Formdichtung 10 eine erste Öffnung 12 eines Verbindungsrohrs 16 dicht angeordnet ist und eine zweite Öffnung 14 des Verbindungsrohrs 16 mit einer zweiten elastischen Formdichtung 18 dicht an einem Montagekörper 20 angeordnet ist.
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Bei dem Lichtgitter 2 kann es sich um ein Sicherheitslichtgitter für den Unfallschutz oder ein Lichtgitter 2 für die Automatisierungstechnik handeln. Für gewöhnlich bestehen die Lichtgitter 2 aus einem Lichtgittersender und einem Lichtgitterempfänger, die sich gegenüberstehen, wobei zwischen dem Sender und dem Empfänger ein Schutzfeld gebildet wird, welches durch eine Vielzahl von aneinandergereihten Lichtschranken gebildet wird. 1 zeigt beispielsweise einen Lichtgittersender oder Lichtgitterempfänger mit einem Befestigungssystem 1. Wird das Schutzfeld des Lichtgitters 2 unterbrochen, wird ein Objektfeststellungssignal abgegeben, um eine Maschine zu stoppen, um so beispielsweise eine Person, die die Unterbrechung des Schutzfeldes herbeigeführt hat, zu schützen.
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Bei Lichtgittern 2 für die Automatisierungstechnik wird ein Messfeld aus einzelnen Lichtschranken des Lichtgitters gebildet, um beispielsweise eine Anzahl oder eine Abmessung von Werkstücken, die das Messfeld durchdringen, zu erfassen und zu kontrollieren. Sowohl Sicherheitslichtgitter als auch Lichtgitter für die Automatisierungstechnik werden von der Anmelderin in breiter Vielfalt angeboten.
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2 zeigt das Befestigungssystem 1 aus 1 mit zwei Verbindungsrohren 16 und 17 in einer Seitenansicht. Durch das untere Verbindungsrohr 17 ist die elektrische Verbindungsleitung 30 durch den Montagekörper 20 geführt. In der Seitenansicht ist erkennbar, dass die Oberfläche des Befestigungssystems 1 fugenfrei ausgebildet ist. Des Weiteren haben die Kunststoffröhre 8 und die Verbindungsrohre 16 und 17 gleiche Durchmesser, damit auch keine Stufen auftreten. Die Verbindungsrohre 16 und 17 verbinden die transparente Kunststoffröhre 8 über jeweils eine zweite elastische Formdichtung 18 mit dem Montagekörper 20. Die Verbindungsrohre 16 und 17 sind mit je einer Befestigungsschraube 26 an dem Montagekörper 20 befestigt.
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3 zeigt das Befestigungssystem 1 aus 2 in einer Frontansicht. 4 zeigt das Befestigungssystem 1 aus 3 in einer Schnittdarstellung entlang der Linie A. Zwei kreisförmige Ausschnitte von 4 sind näher in 6 und 8 dargestellt.
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Gemäß 4 ist durch das untere Verbindungsrohr 17 die elektrische Verbindungsleitung 30 geführt zur Versorgung des Lichtgitters 2 mit Energie und zur Übertragung von Ein- und Ausgangssignalen, wie beispielsweise einem Objektfeststellungssignal. Das Befestigungssystem 1 mit dem Lichtgitter 2 ist in einem hygienekritischen Bereich angeordnet, welcher durch den Montagekörper 20 abgegrenzt wird. Die Befestigungsschrauben 26 sind von einer Seite, in der keine hohen Hygieneanforderungen vorgesehen sind, in die Verbindungsrohre 16 und 17 von der anderen Seite des Montagekörpers 20 eingeschraubt. Die Verbindungsrohre 16 und 17 weisen hierzu eine Stirnfläche mit einem Gewinde auf, in das die Befestigungsschraube 26 eingreift.
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5 zeigt eine Schnittdarstellung durch das Rastmittel 24, welches als Verbindungshülse 32 ausgebildet ist, gemäß einem Ausschnitt aus 4. Die Verbindungshülse 32 ist mit der transparenten Kunststoffröhre 8 mit Klebstoff 38 verklebt. Die Verbindungshülse 32 weist weiter einen Deckel 40 mit einem Loch auf, wobei das Lichtgitter 2 in dem Loch zentriert in der transparenten Kunststoffröhre 8 gehalten wird. Zwischen der transparenten Kunststoffröhre 8 und dem aufgesteckten Verbindungsrohr 16 ist die erste elastische Formdichtung 10 angeordnet. Das Verbindungsrohr 16 weist eine ringförmige innenliegende Innennut 36 auf. Beim Aufschieben des Verbindungsrohres 16 schnappen Rastnasen 34 der Verbindungshülse 32 in die Innennut 36 des Verbindungsrohres 16 ein, so dass das Verbindungsrohr 16 in axialer Richtung fixiert ist. Die transparente Kunststoffröhre 8 mit dem Lichtgitter 2 und der Verbindungshülse 32 sind jedoch noch um die Längsachse drehbar, um das Lichtgitter 2 justieren zu können. Die Drehbewegung findet zwischen Verbindungshülse 32 und dem Verbindungsrohr 16 statt, wobei durch die erste elastische Formdichtung 10 die Dichtigkeit auch während der Drehbewegung gewährleistet ist.
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6 zeigt die Rastnasen 34 aus 5 in einer vergrößerten Darstellung.
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7 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Schnittdarstellung gemäß 4 mit der zweiten elastischen Formdichtung 18. Die zweite elastische Formdichtung 18 ist zwischen Montagekörper 20 und Verbindungsrohr 16 angeordnet. Das Verbindungsrohr 16 weist an der Seite, die zum Montagekörper 20 hin zeigt, eine Verbindungsplatte 44 auf, in der zentriert ein Gewinde 42 für eine Befestigungsschraube 26 vorgesehen ist. Die zweite elastische Formdichtung 18 ist ringförmig ausgebildet und wird beim Anziehen der Befestigungsschraube 26 zwischen Montagekörper 20 und Verbindungsrohr 16 zusammengedrückt, um eine dichte Verbindung zu erhalten.
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8 zeigt eine Schnittdarstellung des Befestigungssystems 1 mit dem Verbindungsrohr 16 und der ersten und zweiten elastischen Formdichtung 10 und 18. Die Öffnung 28 dient zur Entlüftung der transparenten Kunststoffröhre 8.
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9 zeigt eine Schnittdarstellung des Befestigungssystems 1 mit dem Verbindungsrohr 17, wobei durch eine Öffnung 28 das Verbindungsrohr 17 und die elektrische Verbindungsleitung 30 des Lichtgitters 2 geführt ist, wobei die Öffnung 28 gleichzeitig zur Entlüftung der transparenten Kunststoffröhre dient.
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Die 10 bis 17 zeigen Montageschritte zur Herstellung und Montage des Befestigungssystems 1.
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10 zeigt ein herkömmliches Lichtgitter 2 mit einem Lichtgittergehäuse und der elektrischen Verbindungsleitung 30. Die elektrische Verbindungsleitung 30 weist Leitungen zur Spannungsversorgung sowie Signalleitungen auf.
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11 zeigt das Lichtgitter 2 aus 11 mit der transparenten Kunststoffröhre 8, welche über das Lichtgitter 2 gestülpt wurde.
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Wie in 12 dargestellt, ist am Innenrand der transparenten Kunststoffröhre 8 ein Rand aus Klebstoff 38 aufgebracht. Gemäß 13 wird in den Innenrand der transparenten Kunststoffröhre 8 eine Verbindungshülse 32 eingefügt, welche durch den Klebstoff 38 kraftschlüssig gehalten wird. Die Verbindungshülse 32 weist Rastnasen 34 auf. Auf die Verbindungshülse 32 wird gemäß 14 eine ringförmige erste elastische Formdichtung 10 bis zum Rand der transparenten Kunststoffröhre 8 aufgeschoben. Gemäß 15 wird auf die Verbindungshülse das Verbindungsrohr 16 aufgeschoben. Das Verbindungsrohr 16 rastet mit einer umlaufenden Innennut in die Rastnasen der Verbindungshülse ein. Gemäß 16 ist an der zweiten Öffnung 14 des Verbindungsrohrs 16 eine zweite ringförmige elastische Formdichtung 18 angeordnet. Final wird das Verbindungsrohr 16 gemäß 17 an einem nicht dargestellten Montagekörper mit der Befestigungsschraube 26 befestigt. Weiter ist eine Öffnung 28 zur Entlüftung der transparenten Kunststoffröhre 8 dargestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Befestigungssystem
- 2
- Lichtgitter
- 4
- Gehäuse
- 8
- transparente Kunststoffröhre
- 10
- erste elastische Formdichtung
- 12
- erste Öffnung
- 14
- zweite Öffnung
- 16
- Verbindungsrohr
- 17
- Verbindungsrohr
- 18
- zweite elastische Formdichtung
- 20
- Montagekörper
- 24
- Rastmittel
- 26
- Befestigungsschraube
- 28
- Öffnung
- 30
- elektrische Verbindungsleitung
- 32
- Verbindungshülse
- 34
- Rastnasen
- 36
- Innennut
- 38
- Klebstoff
- 40
- Deckel
- 42
- Gewinde
- 44
- Verbindungsplatte
