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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sanitärbrause, die insbesondere in Duschen verwendbar ist. Sanitärbrausen bzw. Duschen dienen insbesondere der Körperhygiene in Sanitäreinrichtungen, wie beispielsweise Badezimmern.
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Duschen können Sanitärbrausen zum Beispiel nach Art einer Kopfbrause aufweisen, die beim Duschen eine Flüssigkeit in Form eines Sprühstrahls von oben auf einen Benutzer der Dusche richten. Dabei sind die Sanitärbrausen regelmäßig an starren Trägern, wie zum Beispiel einer Wand, einer Decke oder einer Duscharmatur befestigt. Um eine Richtung des abgegebenen Sprühstrahls dennoch einstellen zu können, ist es bekannt, Sanitärbrausen über ein Kugelgelenk an dem Träger zu befestigen. Durch das Kugelgelenk sind die Sanitärbrausen gegenüber dem Träger um drei Achsen drehbar. Bei bestimmten Sanitärbrausen ist jedoch zumindest eine Drehbarkeit um eine der Achsen, insbesondere einer Längsachse der Sanitärarmaturen, nicht gewünscht. Bei solchen Sanitärbrausen wird die Drehbarkeit des Kugelgelenks um zumindest eine der Achsen durch zusätzliche Bauteile, beispielsweise Stifte, verhindert. Dies erhöht jedoch den Montageaufwand.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere eine Sanitärbrause mit einem Kugelgelenk anzugeben, dessen Drehbarkeit um eine Achse blockiert ist und das einen geringen Montageaufwand aufweist.
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Diese Aufgaben werden gelöst mit einer Sanitärbrause gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Sanitärbrause sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren.
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Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
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Hierzu trägt eine Sanitärbrause bei, die ein Kugelgelenk aufweist, mit dem die Sanitärbrause drehbar an einem Träger befestigbar ist, wobei das Kugelgelenk einen Gelenkkopf aufweist, der zumindest teilweise durch ein Kugelsegment und zumindest teilweise durch ein Ellipsoidsegment gebildet ist.
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Bei der Sanitärbrause kann es sich insbesondere um eine Kopfbrause handeln. Weiterhin ist die Sanitärbrause insbesondere in einer Dusche und/oder durch einen Benutzer insbesondere zum Zwecke der Körperhygiene verwendbar. Hierzu kann die Sanitärbrause insbesondere an eine Duscharmatur anschließbar sein. Die Dusche befindet sich regelmäßig in einer Sanitäreinrichtung, wie zum Beispiel einem Badezimmer. Mittels der Sanitärbrause ist eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, abgebbar. Die Flüssigkeit ist durch die Sanitärbrause insbesondere in Form eines Sprühstrahls abgebbar. Hierzu kann die Sanitärbrause einen Strahlbildner aufweisen, mittels dem die Flüssigkeit als Sprühstrahl in eine Sprührichtung abgebbar ist. Der Strahlbildner ist insbesondere in oder an einem Gehäuse der Sanitärbrause angeordnet. Bei der Sprührichtung handelt es sich insbesondere um eine Richtung einer Zentrumsachse des Sprühstrahls. Die Sprührichtung ist durch den Benutzer einstellbar. Hierzu weist die Sanitärbrause ein Kugelgelenk auf, mit dem die Sanitärbrause drehbar an einem Träger befestigbar ist. Bei dem Träger kann es sich beispielsweise um eine Duscharmatur bzw. eine Duschstange einer Duscharmatur handeln. Die Flüssigkeit ist der Sanitärbrause insbesondere durch das Kugelgelenk zuführbar. Hierzu kann sich beispielsweise eine Flüssigkeitsleitung, beispielsweise in Form einer (Durchgangs-)Bohrung durch das Kugelgelenk erstrecken, sodass die Flüssigkeit durch das Kugelgelenk zur Sanitärbrause bzw. einem Strahlbildner der Sanitärbrause fließen kann. An dem Kugelgelenk kann insbesondere eine Flüssigkeitszuführleitung, beispielsweise nach Art einer Rohrleitung oder eines Schlauchs, anschließbar sein, über die der Sanitärbrause die Flüssigkeit von einer Flüssigkeitsquelle, beispielsweise einem öffentlichen Wasserversorgungsnetz, zuführbar ist.
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Das Kugelgelenk umfasst einen Gelenkkopf, der zumindest teilweise einen kugelähnlichen Abschnitt aufweist. Der Gelenkkopf kann zumindest teilweise aus Metall und/oder Kunststoff bestehen. Weiterhin kann der Gelenkkopf einen Verbindungsabschnitt aufweisen, über den das Kugelgelenk mit dem Träger und/oder mit der Flüssigkeitszuführleitung verbindbar ist. Hierzu kann der Verbindungsabschnitt beispielsweise ein Gewinde, wie zum Beispiel ein Innengewinde oder Außengewinde, aufweisen. Der kugelähnliche Abschnitt ist zumindest teilweise durch ein Kugelsegment und zumindest teilweise durch ein Ellipsoidsegment gebildet. Bei dem Kugelsegment handelt es sich insbesondere um einen Teil einer Kugel, der durch einen Schnitt mit einer Ebene gebildet wird. Bei dem Ellipsoidsegment handelt es sich insbesondere um einen Teil eines Ellipsoids, der durch einen Schnitt mit einer Ebene gebildet wird. Bei dem Ellipsoid handelt es sich insbesondere um ein dreidimensionales Analogon einer Ellipse. Ein Ellipsoid erhält man beispielsweise durch Rotation einer Ellipse um eine ihrer (Zentrums-)Achsen. Bei dem Ellipsoidsegment erfolgt der Schnitt mit der Ebene insbesondere parallel zu einer der (Zentrums-)Achsen oder parallel zu der längsten (Zentrums-)Achse des Ellipsoid. Der Begriff „Schnitt“ wird in diesem Zusammenhang lediglich zur Beschreibung der Form des Kugelsegments und des Ellipsoidsegments verwendet. Bei dem Kugelsegment und dem Ellipsoidsegment muss es sich jedoch nicht um zwei einzelne Teile des Gelenkkopfs handeln. Der Gelenkkopf ist vielmehr insbesondere einstückig ausgebildet. Das kann insbesondere bedeuten, dass das Kugelsegment und/oder das Ellipsoidsegment jeweils einen Abschnitt einer Oberfläche des Gelenkkopfs bilden. Bei dem Kugelsegment kann es sich insbesondere um einen unteren Abschnitt des Gelenkkopfs und/oder bei dem Ellipsoidsegment insbesondere um einen oberen Abschnitt des Gelenkkopfs handeln. Weist der Gelenkkopf einen Verbindungsabschnitt auf, kann das Ellipsoidsegment auch einen mittleren Abschnitt des Gelenkkopfs und/oder der Verbindungsabschnitt einen oberen Abschnitt des Gelenkkopfs bilden. Das Ellipsoidsegment ermöglicht eine Drehung des Kugelgelenks um zwei Achsen (insbesondere x-Achse und y-Achse) und verhindert eine Drehung des Kugelgelenks um eine dritte Achse (insbesondere z-Achse oder Längsachse des Kugelgelenks). Das Kugelsegment ermöglicht gleichzeitig eine Abdichtung des Kugelgelenks, sodass keine Flüssigkeit aus dem Kugelgelenk in eine Umgebung austreten kann. Weiterhin kann das Kugelsegment gewährleisten, dass sich der Gelenkkopf in einer Kugelhalterung des Kugelgelenks (insbesondere in Richtung der x-Achse und/oder y-Achse) verschiebt. Durch das Ellipsoidsegment können somit zusätzliche Komponenten zur Blockierung einer Drehung des Kugelgelenks um eine von drei Achsen vermieden werden.
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Das Ellipsoidsegment kann nach Art eines Rotationsellipsoidsegments ausgebildet sein. Bei dem Rotationsellipsoidsegment handelt es sich um einen Teil eines Ellipsoids, der durch einen Schnitt mit einer Ebene gebildet wird, wobei zwei von drei (Zentrums-)Achsen (insbesondere in Richtung der x-Achse und z-Achse) des Ellipsoids die gleiche Länge aufweisen.
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Zwischen dem Kugelsegment und dem Ellipsoidsegment kann eine umlaufende Kante gebildet sein. Die umlaufende Kante kann insbesondere dadurch gebildet sein, dass das Kugelsegment und das Ellipsoidsegment unterschiedliche Durchmesser aufweisen.
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Der Gelenkkopf kann in einer Aussparung einer Kugelhalterung drehbar gelagert sein. Die Kugelhalterung dient insbesondere als Lagerung des Gelenkkopfs und/oder kann nach Art einer Gelenkpfanne ausgebildet sein. Weiterhin kann die Kugelhalterung zumindest teilweise aus Metall und/oder Kunststoff bestehen und/oder zumindest teilweise rohrförmig ausgebildet sein. Die Aussparung ist insbesondere innerhalb der Kugelhalterung ausgebildet und dient der drehbaren Lagerung bzw. der zumindest teilweisen Aufnahme des Gelenkkopfs. Die Kugelhalterung kann Bestandteil des Gehäuses der Sanitärbrause oder in bzw. an dem Gehäuse der Sanitärbrause angeordnet sein.
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Die Aussparung kann einen ellipsenförmigen Querschnitt aufweisen. Der Querschnitt weist insbesondere orthogonal zu einer Längsachse der Kugelhalterung einen ellipsenförmigen Querschnitt auf. Der ellipsenförmige Querschnitt kann insbesondere an einen Durchmesser des Ellipsoidsegments angepasst sein. Insbesondere kann der ellipsenförmige Querschnitt derart ausgebildet sein, dass das Ellipsoidsegment in der Aussparung (insbesondere in Richtung der x-Achse und y-Achse) mit einem Spiel gelagert ist, das maximal 0,2 mm (Millimeter), bevorzugt maximal 0,1 mm beträgt. Das Spiel zwischen der Aussparung und dem Ellipsoidsegment kann beispielsweise in Richtung der x-Achse 0,08 mm bis 0,12 und/oder in Richtung der y-Achse 0,01 mm bis 0,03 mm betragen.
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Der Gelenkkopf kann in einer Längsrichtung der Aussparung begrenzt beweglich in der Aussparung gelagert sein. Die Längsrichtung erstreckt sich insbesondere in Richtung einer Längsachse des Gelenkkopfs bzw. des Kugelgelenks oder in Richtung der z-Achse. Hierdurch kann der Gelenkkopf insbesondere bei einer Drehung um die y-Achse nach unten in die Aussparung eintauchen, um ein Blockieren bei der Drehung zu verhindern.
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Der Gelenkkopf kann in der Aussparung der Kugelhalterung federnd gelagert sein. Hierzu kann in der Aussparung eine Feder, beispielsweise nach Art einer Schraubenfeder, angeordnet sein.
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In der Aussparung kann eine Dichtung angeordnet sein, durch die ein Austreten einer Flüssigkeit verhinderbar ist. Die Dichtung kann beispielsweise nach Art eines O-Rings ausgebildet sein.
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Die Dichtung kann an dem Kugelsegment anliegen und das Kugelsegment relativ zu der Dichtung bewegbar sein. Insbesondere sind der Gelenkkopf bzw. das Kugelsegment des Gelenkkopfs relativ zu der Dichtung drehbar.
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Die Dichtung kann durch eine Feder gegen das Kugelsegment gedrückt werden.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Dabei sind gleiche Bauteile in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen beispielhaft und schematisch:
- 1: eine Sanitärbrause;
- 2: ein Ellipsoid;
- 3: ein Kugelgelenk der Sanitärbrause;
- 4: ein Gelenkkopf des Kugelgelenks in einem ersten Längsschnitt;
- 5: der Gelenkkopf des Kugelgelenks in einem zweiten Längsschnitt;
- 6: eine Kugelhalterung des Kugelgelenks in einer perspektivischen Darstellung;
- 7: die Kugelhalterung in einer Draufsicht; und
- 8: der Gelenkkopf mit einer Dichtung.
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Die 1 zeigt eine Sanitärbrause 1, die hier nach Art einer Kopfbrause ausgebildet und an einer Duscharmatur 15 befestigt ist. Die Sanitärbrause 1 weist ein Kugelgelenk 2 auf, mit dem die Sanitärbrause 1 drehbar an einem Träger 3 befestigt ist. Bei dem Träger 3 handelt es sich hier um eine Duschstange der Duscharmatur 15, über die der Sanitärarmatur 1 eine Flüssigkeit zuführbar ist. Durch das Kugelgelenk 2 ist die Sanitärbrause 1 um eine x-Achse 16 und eine (hier senkrecht zur Zeichnungsebene verlaufende) y-Achse 17 drehbar, aber nicht um eine z-Achse 18.
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Die 2 zeigt die grundsätzliche Ausgestaltung eines Ellipsoids 19 und dient der Veranschaulichung der prinzipiellen Ausgestaltung eines Ellipsoidsegments 6 eines in den 4 und 5 gezeigten Gelenkkopfs 4 des in der 1 gezeigten Kugelgelenks 2. Das Ellipsoid 19 ist punktsymmetrisch um einen Mittelpunkt 20 und weist in Richtung der x-Achse 16 eine erste Halbachse a, in Richtung der y-Achse 17 eine zweite Halbachse b und in Richtung der z-Achse 18 eine dritte Halbachse c auf. Die x-Achse 16, y-Achse 17 und z-Achse 18 verlaufen orthogonal zueinander. Die Halbachsen a, b und c verbinden den Mittelpunkt 20 mit einer Außenfläche 21 des Ellipsoids 19. Da die Halbachsen a und c gleich lang und kürzer als die dritte Halbachse c sind, ist das Ellipsoid 19 hier als Rotationsellipsoid ausgebildet.
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Die 3 zeigt das Kugelgelenk 2 der in der 1 gezeigten Sanitärbrause 1. Das Kugelgelenk 2 umfasst einen Gelenkkopf 4 und eine Kugelhalterung 10. Die Kugelhalterung 10 kann Teil der in der 1 gezeigten Sanitärbrause 1 oder mit dieser verbunden sein. Die Kugelhalterung 10 ist im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet und weist in ihrem Inneren eine in den 6 und 7 zu erkennende Aussparung 9 auf. Bei der Aussparung 9 handelt sich hier um einen Innenraum der (rohrförmigen) Kugelhalterung 10. Weiterhin erstreckt sich die Kugelhalterung 10 entlang einer ersten Längsachse 22. Der Gelenkkopf 4 ist in einer (parallel zu der ersten Längsachse 22 verlaufenden) Längsrichtung 12 in die Aussparung 9 der Kugelhalterung 10 eingepresst und in der Aussparung 9 arretiert, sodass sich der Gelenkkopf 4 nicht von der Kugelhalterung 10 lösen kann. In der 3 ist der Gelenkkopf 4 um die senkrecht zur Zeichnungsebene verlaufende y-Achse 17 in der Kugelhalterung 10 verschwenkt. Aufgrund der Fertigungstoleranzen kann der Gelenkkopf 4 in der Aussparung 9 in der Längsrichtung 12 ein Stück hochrutschen, bis die Kugelhalterung 10 den Gelenkkopf 4 greift. Dies führt bei der Drehung um die y-Achse 17 zu einer Blockade. Eine Kollisionsfläche 23 zwischen dem Gelenkkopf 4 und der Kugelhalterung 10 ist in der 3 hell hervorgehoben. Um dennoch eine Drehung um die y-Achse 17 zu ermöglichen, ist der Gelenkkopf 4 in der Längsrichtung 12 begrenzt beweglich in der Aussparung 9 gelagert. Zudem ist der Gelenkkopf 4 um die x-Achse 16 drehbar, nicht jedoch um die z-Achse 18.
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Die 4 zeigt den Gelenkkopf 4 im Längsschnitt parallel zu der y-Achse 17 und die 5 den Gelenkkopf 4 im Längsschnitt parallel zu der x-Achse 16. Der Gelenkkopf 4 umfasst ein (unteres) Kugelsegment 5 und ein (oberes) Ellipsoidsegment 6, das hier nach Art eines Rotationsellipsoidsegments 7 ausgebildet ist. Das Ellipsoidsegment 6 dient der Verhinderung einer Drehung des Gelenkkopf 4 um die in der 3 gezeigte z-Achse 18. Hierzu weist das Ellipsoidsegment 6 in Richtung der y-Achse 17 (in der 4 gezeigt) einen größeren ersten Durchmesser 25 auf als in Richtung der x-Achse 16 (in der 5 gezeigt). Das Kugelsegment 5 ist um eine zweite Längsachse 28 des Gelenkkopf 4 rotationssymmetrisch ausgebildet und weist daher einen zweiten Durchmesser 26 auf, der sowohl in Richtung der x-Achse 16 als auch in Richtung der y-Achse 17 gleichgroß ist. Da der zweite Durchmesser 26 des Kugelsegments 5 kleiner ist als der erste Durchmesser 25 des Ellipsoidsegments 6, ist zwischen dem Kugelsegment 5 und dem Ellipsoidsegment 6 eine umlaufende Kante 8 gebildet. An das Ellipsoidsegment 6 schließt sich ein Verbindungsabschnitt 24 an, über den der Gelenkkopf 4 an dem in der 1 gezeigten Träger 3 befestigbar ist. Hierzu ist in dem Verbindungsabschnitt 24 ein Gewinde 27 ausgebildet. Zudem erstreckt sich durch Gelenkkopf 4 eine Flüssigkeitsleitung 34, sodass über den Verbindungsabschnitt 24 zugeführte Flüssigkeit durch den Gelenkkopf 4 in die Aussparung 9 der Kugelhalterung 10 und von dort in die in der 1 gezeigte Sanitärbrause 1 strömen kann.
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Die 6 zeigt die Kugelhalterung 10 in einer perspektivischen Darstellung und die 7 die Kugelhalterung 10 in einer Draufsicht. Die Kugelhalterung 10 ist rohrförmig ausgebildet und weist in ihrem Inneren die Aussparung 9 für den Gelenkkopf 4 auf. Weiterhin weist die Kugelhalterung 10 eine Vielzahl von Laschen 29 auf, die sich parallel zu der ersten Längsachse 22 erstrecken. Die Laschen 29 erstrecken sich in Richtung eines längsseitigen Endes 30 der Kugelhalterung 10 nach innen, um den Gelenkkopf 4 in der Aussparung 9 zu halten. An dem längsseitigen Ende 30 der Kugelhalterung 10 ist zudem ein Absatz 31 gebildet, auf den ein hier nicht gezeigter Sicherungsring aufsteckbar ist, sodass ein Biegen der Laschen 29 nach außen und damit ein Lösen des Gelenkkopfs 4 aus der Aussparung 9 verhinderbar ist. Ein (zur ersten Längsachse 22 orthogonaler) Querschnitt 11 der Aussparung 9 ist ellipsenförmige ausgebildet. Hierzu weist die Aussparung 9 in Richtung der y-Achse 17 einen dritten Durchmesser 32 auf, der größer ist als ein vierter Durchmesser 33 der Aussparung 9 in Richtung der x-Achse 16.
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Die 8 zeigt den Gelenkkopf 4 im in der 3 gezeigten montierten Zustand ohne die Kugelhalterung 10. Das Kugelsegment 5 des Gelenkkopfs 4 gewährleistet eine Abdichtung des in der 1 gezeigten Kugelgelenks 2, sodass aus dem Kugelgelenk 2 keine Flüssigkeit austreten kann. Hierzu liegt eine Dichtung 13 an dem Kugelsegment 5 an. Die Dichtung 13 ist nach Art eines O-Rings ausgebildet und befindet sich mit dem Gelenkkopf 4 in der in den 6 und 7 gezeigten Aussparung 9 der Kugelhalterung 10. Die Dichtung 13 wird durch eine Feder 14 gegen das Kugelsegment 5 gedrückt. Die Feder 14 ist hier nach Art einer Schraubenfeder ausgebildet. Ist ein fünfter Durchmesser 35 der Dichtung 13 kleiner als der in der 4 gezeigte erste Durchmesser 25 des Ellipsoidsegments 6, sollte eine Drehung des Gelenkkopf 4 in der Kugelhalterung 10 nur soweit möglich sein, bis dass die Kante 8 auf die Dichtung 13 trifft. Zudem gewährleistet das Kugelsegment 5, dass sich der Gelenkkopf 4 (orthogonal zu der ersten Längsachse 22) in der Aussparung 9 nicht verschiebt.
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Durch die vorliegende Erfindung ist die Drehbarkeit eines Kugelgelenks um eine von drei Achsen blockierbar und gleichzeitig der Montageaufwand eines entsprechenden Kugelgelenks reduzierbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sanitärbrause
- 2
- Kugelgelenk
- 3
- Träger
- 4
- Gelenkkopf
- 5
- Kugelsegment
- 6
- Ellipsoidsegment
- 7
- Rotationsellipsoidsegment
- 8
- Kante
- 9
- Aussparung
- 10
- Kugelhalterung
- 11
- Querschnitt
- 12
- Längsrichtung
- 13
- Dichtung
- 14
- Feder
- 15
- Duscharmatur
- 16
- x-Achse
- 17
- y-Achse
- 18
- z-Achse
- 19
- Ellipsoid
- 20
- Mittelpunkt
- 21
- Außenfläche
- 22
- erste Längsachse
- 23
- Kollisionsfläche
- 24
- Verbindungabschnitt
- 25
- erster Durchmesser
- 26
- zweiter Durchmesser
- 27
- Gewinde
- 28
- zweite Längsachse
- 29
- Laschen
- 30
- längsseitiges Ende
- 31
- Absatz
- 32
- dritter Durchmesser
- 33
- vierter Durchmesser
- 34
- Flüssigkeitsleitung
- 35
- fünfter Durchmesser
- a
- erste Halbachse
- b
- zweite Halbachse
- c
- dritte Halbachse
