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Gebiet der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung eines stabförmigen Sensors, insbesondere Durchflusssensor an einem Bauteil, die einen Befestigungsabschnitt, der in eine Befestigungsöffnung des Bauteiles einsteckbar ist, eine sich durch den Befestigungsabschnitt und einen Fesselungsabschnitt erstreckende Bohrung zum Einstecken des Sensors, wobei die Bohrung zu einer Stirnseite des Befestigungsabschnitt es und einer Stirnseite des Fesselungsabschnittes offen ist.
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Die Erfindung betrifft darüber hinaus einen Sensor für eine derartige Vorrichtung und einen Befestigungsadapter für eine derartige Vorrichtung.
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Stand der Technik
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Sensoren der zuvor beschriebenen Art werden mit Befestigungsadaptern an einem Bauteil, beispielsweise an einer Rohrleitung befestigt. Die Rohrleitung besitzt eine Befestigungsöffnung, in die ein Befestigungsadapter des Befestigungsadapters eingreifen kann. Der Befestigungsadapter ist mit dem Bauteil verschweißt. Durch eine Bohrung des Befestigungsadapters kann ein stabförmiger Sensor derart in die vom Bauteil umgebende Höhlung eines Rohres eingesteckt werden, so dass ein Kopf des Sensors in die Höhlung hineinragt. Fließt durch die Höhlung ein Fluidstrom, so kann mit einem im Kopf des Sensors angeordneten Messelement ein Durchfluss des Mediums gemessen werden. Wenn ein derartiger Sensor ausgetauscht werden muss, wird er nach Lösen eines Befestigungselementes aus der Bohrung herausgezogen und ein neuer Sensor wird in die Bohrung hineingesetzt. Die Drehorientierung des Sensors muss dieselbe sein, die der vorherige Sensor hatte, um reproduzierbare Durchflusswerte zu liefern.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung, einen gattungsgemäßen Sensor und einen gattungsgemäße Befestigungsadapter derart weiterzubilden, dass damit ein Sensor reproduzierbar in Position gebracht werden kann.
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Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung, wobei bei die Unteransprüche nicht nur vorteilhafte Weiterbildungen der nebengeordneten Ansprüche sind, sondern auch jeweils eigenständige Lösungen der Aufgabe darstellen.
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Die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann zu einem Ausführungsbeispiel führen, bei dem der Befestigungsabschnitt des Befestigungsadapters eine Abflachung aufweist. Diese Abflachung kann sich durch die Bohrung erstrecken, sodass die Abflachung von zwei Teilflächen gebildet ist, die durch ein Langloch voneinander getrennt sind. Der in die Bohrung eingesteckte Sensor besitzt eine Abflachung, die im vollständig eingesteckten Zustand des Sensors mit der Abflachung des Befestigungsabschnittes fluchtet. Die Abflachung des Sensors liegt somit in dem zwischen den beiden Teilflächen sich erstreckenden Langloch. Die Befestigungsöffnung kann einen geradlinig verlaufenden Abschnitt besitzen, an dem die miteinander fluchtenden Abflachungen anliegen. Als Folge dieser Ausgestaltung wird die Drehlage des Sensors durch den Verlauf des geradlinigen Randabschnitts der Befestigungsöffnung definiert. Der Grundriss der Befestigungsöffnung kann die Form eines D besitzen.
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Die Öffnung in der Umfangswandung des Befestigungsabschnittes reicht bis in die Bohrung hinein, sodass ein grundsätzlich beliebig gestalteter Abschnitt des Randes der Befestigungsöffnung dort hineingreifen kann, um den freien Querschnitt der Bohrung dort zu vermindern.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung können einen Befestigungsadapter besitzen, der einen im Wesentlichen rotationssymmetrischen Körper besitzt. Ein Befestigungsabschnitt des Befestigungsadapters hat einen Grundriss, der dem Grundriss der Befestigungsöffnung entsprechen kann. Der Befestigungsabschnitt kann einen Befestigungsflansch ausbilden, mit dem der Befestigungsadapter am ersten Bauteil, welches einen Hohlraum begrenzen kann, befestigt werden kann. Ausführungsbeispiele der Erfindung können einen Befestigungsadapter aufweisen, der eine radiale Öffnung zur Bohrung aufweist, und bei dem die Öffnung so gestaltet ist, dass ein Randabschnitt des Randes der Befestigungsöffnung in die Bohrung hineinragt, um den freien Querschnitt der Bohrung zu vermindern. Eine Umfangslinie eines von einer Kreisform abweichenden Grundrisses des Befestigungsabschnittes, der nicht notwendigerweise eine D-Form aufweisen kann, erstreckt sich durch die freie Querschnittsfläche der Bohrung, die einen kreisrunden Grundriss aufweisen kann. In die dadurch geschaffene radiale Öffnung der Bohrung kann ein Abschnitt des Randes der Befestigungsöffnung hineinragen. Ein Abschnitt des bevorzugt stabförmigen Sensors besitzt einen von einer Kreisform derart abweichenden Grundriss, dass der in die Bohrung hineinragende Abschnitt des Randes der Befestigungsöffnung in einer radialen Vertiefung, beispielsweise eine Abflachung des Sensors liegt. Ausführungsbeispiele der Erfindung können so ausgebildet sein, dass der Grundriss des Befestigungsabschnittes ein Kreis ist, der von einer Geraden geschnitten ist, dass der Grundriss der Befestigungsöffnung ein Kreis ist, der von einer Geraden geschnitten ist und / oder dass der Grundriss des Sensors einem Kreis entspricht, der von einer Geraden geschnitten ist. Es kann ferner vorgesehen sein, dass im montierten Zustand ein Kopf des Sensors aus der Stirnseite des Befestigungsabschnittes herausragt. Dieser Kopf des Sensors kann eine Messzelle beinhalten, die die Strömung eines Fluides messen kann. Der Durchmesser des Kopfes kann geringer sein, als der Durchmesser des Abschnittes des Sensors, der im Befestigungsadapter steckt. Der Durchmesser eines Hüllkreises des Befestigungsabschnittes und / oder Durchmesser eines Hüllkreises des Gewindeabschnittes kann geringer sein, als der Durchmesser eines Hüllkreises eines Abschnittes, der sich zwischen Befestigungsabschnitt und Gewindeabschnitt erstreckt. In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Sensor mit einer auf dem Gewindeabschnitt aufgeschraubten Überwurfmutter am Befestigungsadapter befestigt ist. Eine Schulter des Sensors kann sich dabei an der Stirnseite des Befestigungsadapters abstützen. Die Überwurfmutter kann sich an einer gegenüberliegenden Schulter des Sensors abstützen. Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann der Sensor nach dem Lösen des Befestigungselementes in axialer Richtung aus der Bohrung des Befestigungsadapters herausgezogen werden. Ein beispielsweise baugleicher Sensor kann in die Bohrung eingesteckt werden und in einer definierten Axiallage und Drehlage gegen über dem Befestigungsadapter mit dem Befestigungselement befestigt werden. Es ist von Vorteil, wenn der Radius des Kopfes des Sensors dem Abstand der Abflachung von der Figurenachse des Sensors entspricht.
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Figurenliste
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 eine erste perspektivische Darstellung einer Anordnung bestehend aus einem Bauteil 1, einen Befestigungsadapter 5 und einem am Befestigungsadapter 5 befestigten Sensor 17,
- 2 die Anordnung gemäß 2 in einer Seitenansicht,
- 3 die Anordnung gemäß 1 in einer zweiten Seitenansicht,
- 4 perspektivisch einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV in 2 und
- 5 eine Explosionsdarstellung der Elemente der erfindungsgemäßen Anordnung.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Mit der Bezugsziffer 1 ist ein Bauteil bezeichnet, welches eine Befestigungsplatte sein kann, mit der ein Sensor 17 an einem Behälter, einer Rohrleitung oder dergleichen befestigt werden kann. Das Bauteil 1 kann aber auch die Wand eines Behälters, beispielsweise einer Rohrleitung sein.
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Das Bauteil 1 besitzt eine Befestigungsöffnung 2, die einen ersten Randabschnitt 3 aufweist, der auf einer Kreisbogenlinie verläuft und die einen zweiten Randabschnitt 4 aufweist, der entlang einer Geraden verläuft, sodass der Grundriss der Befestigungsöffnung 2 in etwa D-förmig ist.
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Ein aus Metall, beispielsweise Stahl bestehender Befestigungsadapter 5 besitzt einen Befestigungsabschnitt 6, dessen Grundriss im Wesentlichen dem Grundriss der Befestigungsöffnung 2 entspricht, sodass der Befestigungsabschnitt 6 in die Befestigungsöffnung 2 hineingesteckt werden kann. Hierzu besitzt der Befestigungsabschnitt 6 einen kreiszylinderförmigen Umfangsabschnitt 8 und einen geradlinigen Umfangsabschnitt 9, der zwei miteinander fluchtende Ebenen ausbildet. Die beiden Ebenen 9 sind durch eine längliche Öffnung 13 voneinander getrennt.
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Der Befestigungsadapter 5 besitzt eine zentrale Bohrung 12, die einen kreisförmigen Grundriss aufweist. Die gedachte Ebene, in der die geradlinigen Umfangsabschnitte 9 liegen, schneidet die Bohrung 12, sodass die in der 5 ersichtliche längliche Lücke in Form eines Langloches 13 entsteht.
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An den Befestigungsabschnitt 6 schließt sich ein Mittelabschnitt 10 an, der eine kreiszylindrische Form besitzt. An den Mittelabschnitt 10 schließt sich ein ein Außengewinde aufweisender Gewindeabschnitt 11 an. Der Gewindeabschnitt 11 besitzt eine Stirnseite 14, in die die Bohrung 12 mündet, der einer Stirnseite 7 des Befestigungsabschnittes 6 gegenüberliegt.
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Ein stabförmiger Sensor 17 besitzt einen langgestreckten Schaft, der einen Zylinderabschnitt 23 aufweist, an dem sich ein im Wesentlichen ebenfalls zylindrisch verlaufender Abschnitt 20 anschließt. Der Abschnitt 20 besitzt einen kreiszylinderförmigen Umfangsabschnitt 21 und eine Abflachung 22 An den Abschnitt 20 schließt sich ein Kopf 18 des Sensors 17 an, in dem ein Messelement angeordnet ist. Der Durchmesser des Kopfes 18 ist geringer, als der Durchmesser des kreiszylinderförmigen Umfangsabschnitts 21. Der Abstand der Abflachung 22 von der Mittelachse des Sensors 17 entspricht etwa dem Radius des Kopfes 18.
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Auf der dem Kopf 18 gegenüberliegenden Seite schließt sich an den Zylinderabschnitt 23 ein Fesselungsabschnitt an, der eine Stützschulter 24 aufweist.
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Der Befestigungsadapter 5 wird mit seinem Befestigungsabschnitt 6 in die Befestigungsöffnung 2 eingesteckt und kann mit dem Bauteil 1 verschweißt werden. Der geradlinige Randabschnitte 4 liegt dabei an den ebenen Umfangsabschnitten 9 an und ragt in die Bohrung 12, sodass an der dortigen Stelle der freie Querschnitt der Bohrung 12 einseitig vermindert ist. Der Befestigungsadapter 5 kann nur in einer definierten Drehstellung in die Befestigungsöffnung 2 eingesteckt werden. Er steckt dann undrehbar in der Befestigungsöffnung 2.
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Der in die Bohrung 12 hineinragende Abschnitt des Randes 4 bildet somit einen Findungsvorsprung, an dem nach dem Einschieben des Sensors 17 in die Bohrung 12 die Abflachung 22 anliegen kann. Der zylinderförmige Kopf 18 kann aufgrund seines geringeren Durchmessers den so ausgebildeten Vorsprung passieren.
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Die 4 zeigt die in der 5 in ihren Einzelteilen dargestellte Anordnung aus Bauteil 1, Befestigungsadapter 5 und Sensor 17 im zusammengebauten Zustand. Der Sensor 17 ist durch die Öffnung der Bohrung 12, die sich in der Stirnseite 14 erstreckt, in axialer Richtung in die Bohrung 12 eingeschoben, bis die Stützschulter 24 an der Stirnseite 14 anliegt. Der Kopf 18 ragt aus der Stirnseite 7 heraus. Durch Aufschrauben der Überwurfmutter 15 auf das Außengewinde des Gewindeabschnittes 11 kann der Sensor 17 axial an den Befestigungsadapter 5 gefesselt werden. Eine Stützflanke 16 der Überwurfmutter 15 stützt sich dabei an der Stützschulter 24, die von einem Kragen gebildet ist, ab. Ein Anschlusskabel 25 kann sich durch ein Abschlussstück 26 erstrecken, welches auf das dem Kopf 18 gegenüberliegenden Ende des Sensors 17 aufgesteckt sein kann.
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Der Sensor kann nur in einer definierten Drehstellung in die Bohrung 12 eingesteckt werden. Der in der Bohrung 12 einsteckende Sensor kann nicht gedreht werden.
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Die Erfindung betrifft insbesondere eine Anordnung aus einem Bauteil 1 und eine mit einem Befestigungsadapter 5 am Bauteil 1 befestigten Sensor 17, insbesondere Durchflusssensor, wobei der Befestigungsadapter 5 einen im wesentlichen rotationssymmetrischen Körper aufweist, mit einem Befestigungsflansch 6, der einen ersten Grundriss aufweist und in einer Befestigungsöffnung 2 des Bauteils 1 steckt, die einen zweiten Grundriss aufweist, der dem ersten Grundriss entspricht, wobei der Befestigungsadapter 5 einen dem Befestigungsabschnitt 6 gegenüberliegenden Außengewindeabschnitt aufweist, auf dem ein Gewindeelement 15 aufgeschraubt ist, mit dem der Sensor 17 am Befestigungsadapter 5 befestigt ist, der in einer sich zwischen der Stirnseite 7 des Befestigungsflansches 6 und einer Stirnseite 14 des Gewindeabschnittes 11 erstreckenden Bohrung 12 steckt. Wesentlich ist, dass der Befestigungsflansch 6 einen unrunden ersten Grundriss aufweist, wobei die Querschnittsfläche der Bohrung 12 von der Umfangslinie des ersten Grundrisses geschnitten wird. Der Sensor 17 weist einen im Bereich des Befestigungsflansches 6 liegenden Abschnitt 20 auf, der einen dritten Grundriss besitzt, dessen Umfangslinie im Bereich, in dem die Querschnittsfläche der Bohrung 12 von der Umfangslinie des ersten Grundrisses geschnitten wird, der Umfangslinie des ersten Grundrisses folgt und am Rande 4 der Befestigungsöffnung 2 anliegt.
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Die vorstehenden Ausführungen dienen der Erläuterung der von der Anmeldung insgesamt erfassten Erfindungen, die den Stand der Technik zumindest durch die folgenden Merkmalskombinationen jeweils auch eigenständig weiterbilden, wobei zwei, mehrere oder alle dieser Merkmalskombinationen auch kombiniert sein können, nämlich:
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Eine Vorrichtung zur Befestigung eines stabförmigen Sensors 17, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Wandung der Bohrung im Befestigungsabschnitt 6 eine Öffnung 13 aufweist, in die ein Abschnitt 4 des Randes der Befestigungsöffnung 2 in den freien Querschnitt der Bohrung 12 hineinragt zur Drehfixierung des Sensors 17 in der Bohrung.
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Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Befestigungsabschnitt 6 unter Ausbildung einer Stufe 27 in einen zwischen Befestigungsabschnitt 6 und Fesselungsabschnitt 11 angeordneten Mittelabschnitt 10 übergeht, wobei sich die längliche Öffnung 13 von der Stirnseite 7 bis zur Stufe 27 erstreckt.
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Eine Vorrichtung, die dadurch kennzeichnet ist, dass die längliche Öffnung 13 von zwei in einer gemeinsamen Ebene liegenden Flächen 9 flankiert ist, die im eingebauten Zustand an dem geradlinig verlaufenden Randabschnitt 4 der Befestigungsöffnung 2 anliegen, wobei die gemeinsame Ebene durch das Volumen der Bohrung 12 verläuft.
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Eine Vorrichtung, die gekennzeichnet ist durch ein am Fesselungsabschnitt 11 befestigbares Befestigungselement 15 zur axialen Fesselung des Sensors 17 in der Bohrung 12, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass der Fesselungsabschnitt 11 ein Außengewinde aufweist, auf welches eine vom Befestigungselement 15 gebildete Überwurfmutter 15 aufgeschraubt ist.
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Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Sensor 17 nach Lösen des Befestigungselementes 15 in axialer Richtung aus einem die Bohrung 12 ausbildenden und mit dem Bauteil 1 fest verbundenen, insbesondere verschweißten Befestigungsadapter 5 herausziehbar ist und / oder in axialer Richtung in die Bohrung 12 einsteckbar und in einer definierten Axiallage und Drehlage gegenüber dem Befestigungsadapter 5 mit dem Befestigungselement 15 befestigbar ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass sich ein Stützkragen oder eine Stützschulter 24 an einer Stirnseite 14 des Befestigungsadapters 5 abstützt.
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Ein Sensor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass sich an einem im eingebauten Zustand über die Stirnseite 7 ragenden querschnittsverminderten Kopf 18 ein Abschnitt 20 anschließt, der einen dem durch den in die Bohrung 12 hineinragenden Abschnitt 4 des Randes der Befestigungsöffnung 2 querschnittsflächenverminderten Grundriss der Bohrung 12 angepassten Grundriss aufweist mit einer Anlagezone 22 zur Anlage des Abschnittes 4 des Randes der Befestigungsöffnung 2.
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Ein Sensor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Anlagezone von einer Abflachung 22 eines ansonsten einen kreiszylinderförmigen Umfangsabschnitt 21 ausbildenden Abschnitts 20 gebildet ist und /oder dass das vom Kopf 18 weggewandte Ende des Sensors 17 einen von Befestigungselement 15 übergreifbaren Stützkragen aufweist.
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Ein Befestigungsadapter, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Befestigungsabschnitt 6 zwei in einer gemeinsamen, durch das Volumen der Bohrung 12 verlaufenden Ebene liegenden Flächen 9 aufweist, die eine längliche Öffnung 13 der Bohrung 12 derart flankieren, dass ein mittlerer Bereich eines geradlinigen Randabschnitts 4 der Befestigungsöffnung 2 in den freien Querschnitt der Bohrung 12 eingreifen kann.
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Ein Befestigungsadapter, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Fesselungsabschnitt 11 ein Außengewinde aufweist
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Eine Vorrichtung, ein Sensor oder ein Befestigungsadapter, die gekennzeichnet sind durch eines oder mehrere Merkmale der vorhergehenden Ansprüche oder Beschreibung.
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Alle offenbarten Merkmale sind (für sich, aber auch in Kombination untereinander) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren, auch ohne die Merkmale eines in Bezug genommenen Anspruchs, mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen. Die in jedem Anspruch angegebene Erfindung kann zusätzlich ein oder mehrere der in der vorstehenden Beschreibung, insbesondere mit Bezugsziffern versehene und/oder in der Bezugsziffernliste angegebene Merkmale aufweisen. Die Erfindung betrifft auch Gestaltungsformen, bei denen einzelne der in der vorstehenden Beschreibung genannten Merkmale nicht verwirklicht sind, insbesondere soweit sie erkennbar für den jeweiligen Verwendungszweck entbehrlich sind oder durch andere technisch gleichwirkende Mittel ersetzt werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bauteil
- 2
- Befestigungsöffnung
- 3
- erster Randabschnitt
- 4
- zweiter Randabschnitt
- 5
- Befestigungsadapter
- 6
- Befestigungsabschnitt
- 7
- Stirnseite
- 8
- kreiszylinderförmiger Umfangsabschnitt
- 9
- geradliniger Umfangsabschnitt
- 10
- Mittelabschnitt
- 11
- Gewindeabschnitt
- 12
- Bohrung
- 13
- Langloch
- 14
- Stirnseite
- 15
- Überwurfmutter
- 16
- Stützflanke
- 17
- Sensor
- 18
- Kopf
- 20
- Abschnitt
- 21
- kreiszylinderförmiger Umfangsabschnitt
- 22
- Abflachung
- 23
- Zylinderabschnitt
- 24
- Stützschulter
- 25
- Anschlusskabel
- 26
- Abschlussstück
- 27
- Stufe
