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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flanschmontagevorrichtung zum Montieren eines Messgeräts in einer Behälteröffnung, ein System umfassend einer solchen Flanschmontagevorrichtung, sowie eine Verwendung.
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Hintergrund
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Messgeräte wie z.B. Füllstandsensoren und Grenzstandsensoren sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt und werden beispielsweise in der Prozess- und Chemieindustrie zum Ermitteln und Überwachen eines Füllstands und/oder einen Grenzstands eingesetzt. Diese Messungen können beispielsweise kontinuierlich und berührungslos erfolgen, wobei die zu messenden Materialien Fluide, Feststoffe, Suspensionen oder Schlämme umfassen. Solche Messgeräte eignen sich dabei auch für den Einsatz bei extremen Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise bei hohen Temperaturen, hohen Drücken, toxischen und/oder korrosiven Materialien. Für den Betrieb der Messgeräte müssen die Messgeräte in einen Behälter zunächst implementiert werden.
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In diesem Zusammenhang hat sich herausgestellt, dass Bedarf für eine Vorrichtung zur Montage eines Messgeräts in einem Behälter besteht. Insbesondere besteht ein Bedarf für eine kostengünstige und flexible Vorrichtung zur Montage eines Messgeräts in einem Behälter.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Montage eines Messgeräts in einem Behälter bereitzustellen. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine möglichst kostengünstige und flexible Vorrichtung zur Montage eines Messgeräts in einem Behälter bereitzustellen.
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Diese und andere Aufgaben, die beim Lesen der folgenden Beschreibung noch genannt werden oder vom Fachmann erkannt werden können, werden durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der vorliegenden Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter.
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Zusammenfassung
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Ein erster Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Flanschmontagevorrichtung zum Montieren eines Messgeräts in einer Behälteröffnung, umfassend: zumindest ein erstes Montagemittel; zumindest ein zweites Montagemittel; wobei das erste Montagemittels eingerichtet ist, um mit dem Messgerät in Verbindung gebracht zu werden; und wobei das ersten Montagemittel und das zweite Montagemittel eingerichtet sind, um miteinander in Verbindung gebracht zu werden; und wobei das zweite Montagemittels eingerichtet ist, um mit der Behälteröffnung oder einem weiteren Montagemittel in Verbindung gebracht zu werden.
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Der Begriff Montieren ist im vorliegenden breit zu verstehen und umfasst alle Tätigkeiten zum Einbringen eines Messgeräts in eine Behälteröffnung. Beispielsweise umfasst der Begriff Schrauben, Pressen, Kleben, Schweißen, Stecken, Verdrehen, Eindrücken, Klemmen, etc. Der Begriff Messgerät ist vorliegend breit zu verstehen und umfasst Geräte die eingerichtet sind eine physikalische Größe in ein elektronisches Signal zu wandeln. Weiterhin umfasst der Begriff Messgerät Geräte die eingerichtet sind einen Messwert zu erfassen und auszuwerten. Beispielsweise umfasst der Begriff Messgerät Füllstandsensoren und Grenzstandsensoren. Der Begriff Behälteröffnung ist vorliegend breit zu verstehen und umfasst Öffnungen eines Behälters. Die Öffnung kann dabei beliebige geometrische Formen aufweisen, beispielsweise eine Kreisform, eine Reckteckform, eine ovale Form oder eine Polygonform. Vorzugsweise umfasst die Behälteröffnung eine Kreisform, die als Öffnungsflansch ausgeführt ist sowie eine Rechteckform. Der Begriff Behälter ist vorliegend breit zu verstehen und umfasst Hohlkörper, die eingerichtet sind ein Material zu speichern und/oder zu führen. Der Begriff Behälter umfasst beispielsweise ein Rohr oder einen Tank. Der Begriff Material ist vorliegend breit zu verstehen und umfasst beispielsweise eine Flüssigkeit (z.B. Öl, Wasser) und/oder einen Festkörper (z.B. Schüttgut wie Kunststoffgranulat, raffinierten Zucker, Holzpellets). Der Begriff Montagemittel ist vorliegend breit zu verstehen und umfasst mechanische Elemente die eingerichtet sind, um eine physisch ausgebildete Verbindung zwischen Messgerät und Behälteröffnung herzustellen. Die Montagemittel können beispielsweise weitere Befestigungseinrichtungen wie Klemmen und/ oder Spannpratzen angeordnet sein. Ferner kann das Montagemittel eingerichtet sein, eine Verbindung mit einem weiteren Montagemittel oder der einer Wand der Behälteröffnung oder einem Rand einer Behälteröffnung herzustellen. Ferner kann das Montagemittel eingerichtet sein, eine Verbindung mit dem Messgerät herzustellen. Das Montagemittel umfasst beispielsweise Ringscheiben, Platten, Streben. Die Montagemittel können dabei beliebige Wandstärken aufweisen. Der Begriff Verbindung ist vorliegend breit zu verstehen und umfasst eine mechanische Verbindung zwischen Montagemittel/Montagemittel, Montagemittel/Messgerät und Montagemittel/Behälteröffnung. Die Verbindung umfasst dabei beispielsweise Kleben, Schweißen, Klemmen, Einrasten, Einhängen, Schrauben oder Pressen. So kann beispielsweise das Montagemittel ein Flansch mit einem Lochkreis sein, wobei der Lochkreis mit einem Bohrmuster der Behälteröffnung korrespondiert.
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Der vorliegenden Offenbarung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Messgeräte im Regelfall zur Montage in einer Behälteröffnung von einem Flansch umfasst werden müssen, der mit einem korrespondierenden Flansch einer Behälteröffnung verbunden wird. Der Flansch kann dabei dauerhaft mit dem Messgerät verbunden sein oder durch einen speziellen Adapterflansch ausgeführt sein. Aufgrund der Vielzahl an möglichen unterschiedlichen Behälteröffnungen bedeutet dies, dass bei einer neuen Behälteröffnungsgeometrie jeweils ein neuer Adapterflansch und/oder ein Messgerät mit einem festen Flansch, der auf die Behälteröffnungsgeometrie abgestimmt ist, bereitgestellt werden muss. Die vorliegende Flanschmontagevorrichtung löst dieses Problem, indem sie einen modular aufbaubaren Adapterflansch bereitstellt. Durch den modularen Aufbau, der zumindest zwei oder mehr Montagemittel umfasst, können für beliebige Behälteröffnungen Flanschlösungen realisiert werden. Je nach Behältergröße wird ein weiteres Montagemittel hinzugefügt wodurch Adapterflansch vergrößert wird. Mit anderen Worten löst die vorliegende Flanschmontagevorrichtung das zugrundeliegende Problem mit einer Baukaustenlösung für die Adapterflansche zur Montage eines Messgeräts für beliebige Behälteröffnungsgeometrien. Durch beliebige Montagemittelgeometrien, die im Baukastensystem bevorratet sind, können beliebige Behälteröffnungen adressiert werden. Die Verbindung der Montagemittel untereinander und/oder mit Messgerät oder mit der Behälteröffnung erfolgt dabei vorzugsweise über die oben genannten Standardverbindungsmethoden. Dies kann insgesamt Vorteile in Bezug auf Kosten, geometrische Flexibilität und Instandhaltung aufgrund reduzierter Vorratshaltung für Spezialflansche und/oder Messgerät/Flansch Kombinationen haben. Mit anderen Worten kann ein Messgerät durch die vorliegende Flanschmontagevorrichtung an beliebigen Behälteröffnungsgeometrien angeordnet werden, da die Flanschmontagevorrichtung auf beliebige Geometrien adaptiert werden kann.
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Beispielsweise sind das erste und zweite Montagemittel annähernd in einer Ebene angeordnet sind. Die Ebene befindet sich dabei beispielsweise parallel zur Verbindungslinie zwischen Messgerät und einer Wand der Behälteröffnung.
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Beispielsweise ist die Behälteröffnung räumlich größer ausgeführt ist als das Messgerät und/oder dessen Prozessanschluss. Mit anderen Worten bedarf es der Flanschmontagevorrichtung, um das Messgerät in der räumlich größeren Behälteröffnung zu positionieren bzw. zu halten.
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Beispielsweise umfasst das erste und zweite Montagemittel eine Kreisringform, eine ovale Ringform oder eine rechteckige Form. Durch die unterschiedlichen geometrischen Grundformen der Montagemittel können Messgeräte mit einer Vielzahl an unterschiedlichen Behälteröffnungsgeometrien verbunden werden. Dies steigert die Flexibilität der Montage.
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Beispielsweise sind das erste und zweite Montagemittel zwei oder mehrteilig ausgeführt sind. Beispielsweise kann ein Kreisring aus zwei Hälften bestehen, die in einander gesteckt oder miteinander verschraubt werden können. Dies kann sich vorteilhaft auf die Montage auswirken.
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Beispielsweise wird eine Flanschmontagevorrichtung bereitgestellt, weiter umfassend ein erstes Abdichtungselement zur Abdichtung der Verbindung zwischen Messgerät und ersten Montagemittel und/oder ein zweites Abdichtungselement zur Abdichtung der Verbindung zwischen ersten und zweiten Montagemittel und/oder ein drittes Abdichtungselement zur Abdichtung der Verbindung zwischen zweitem Montagemittel und Behälteröffnung. Das Abdichtungselement kann beispielsweise ein O-Ring oder eine Flachdichtung sein. Durch die Verwendung von Abdichtungselementen wird das Einsatzspektrum der Flanschmontagevorrichtung erweitert, da die Abdichtung ein Ausdringen von Feststoffen, Flüssigkeiten und/oder Gasen auch bei extremen Umgebungsbedingungen (z.B. toxische Materialien, hohe Drücke, hohe Temperaturen) verhindert.
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Beispielsweise ist die Verbindung zwischen Messgerät und erstem Montagemittel und/oder die Verbindung zwischen ersten Montagemittel und zweitem Montagemittel und/oder die Verbindung zwischen zweitem Montagemittel und Behälteröffnung selbstdichtend ist. Die selbstdichtende Verbindung wird beispielsweise beim Schweißen oder Verkleben durch die Verbindungsmethode bewirkt. Alternativ kann sie bei Vorhandensein eines nachgiebigen Ausgangsmaterials des Montagemittels (z.B. Polymer) beim Steck- oder Einpressvorgang erzielt werden. Alternativ wird die Verbindung über ein selbstdichtendes Gewinde (z.B. NPT- oder R-Gewinde) realisiert.
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Beispielsweise weisen das erste und zweite Montagemittel eine druckbeständige Wandstärke auf. Durch eine entsprechend hohe Wandstärke der Montagemittel können extreme Umgebungsbedingungen abgedeckt werden. Die Wandstärken der Montagemittel können unterschiedliche Wandstärken aufweisen.
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Beispielsweise sind die Verbindungen zwischen Messgerät und erstem Montagemittel, zwischen erstem Montagemittel und zweitem Montagemittel und/oder zweiten Montagemittel und Behälteröffnung formschlüssige, kraftschlüssige oder stoffschlüssige Verbindungen oder Kombinationen davon. Formschlüssige Verbindungen sind beispielsweise Bajonett-Verbindungen, Verschraubungen, kraftschlüssige Verbindungen sind beispielsweise Einpressen, Klemmen und stoffschlüssige Verbindungen sind beispielsweise Verkleben, Schweißen oder Löten. Entsprechend den Anforderungen an Druck, Temperatur und Korrosionsbeständigkeit können unterschiedliche Verbindungen in vorteilhafterweise für die Flanschmontagevorrichtung gewählt werden. Dadurch kann sich die Einsatzflexibilität der Flanschmontagevorrichtung erhöhen.
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Beispielsweise ist das erste Montagemittel drehbar mit dem zweiten Montagemittel verbunden ist. Die Verbindung zwischen dem ersten Montagemittel und dem zweiten Montagemittel ist dabei vorzugsweise als Gleitlager ausgeführt. Durch die drehbare Lagerung des ersten Montagemittels, lässt sich das darin befindliche festverbundene Messgerät in eine vorteilhafte Orientierung bringen. Nach Ausrichtung des ersten Montagemittels samt Messgerät kann die Orientierung beispielsweise durch eine Klemme fixiert werden. Dies kann den Montageprozess bzw. die Inbetriebnahme des Messgeräts erleichtern.
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Beispielsweise ist zumindest das erste Montagemittel auf einer Führungsschiene derart geführt, dass das erste Montagemittel samt Messgerät in der Behälteröffnung frei positionierbar ist. Die Führungsschiene kann beispielsweise eine lineare Rundführungsschiene sein, über die das erste Montagemittel samt Messgerät geschoben bzw. geführt wird. Alternativ kann die Führungsschiene auch eine lineare Gleitschiene sein. Durch die bewegliche Lagerung des ersten Montagemittels samt Messgerät auf der Führungsschiene lässt sich das Messgerät über der Behälteröffnung frei positionieren. Dadurch können auch außermittige Positionen des Messgeräts realisiert werden. Die freibleibenden Bereiche der Behälteröffnung können dann durch das zweite und/oder weitere Montagemittel geschlossen werden. Das zweite und/oder weitere Montagemittel können ebenfalls auf der Führungsschiene hierzu positioniert werden oder mit der Führungsschiene als End bzw. Anfangsteil verbunden sein.
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Beispielsweise weisen das erste und zweite Montagemittel unterschiedliche Abmessungen auf. Dabei können alle geometrische Abmessungen der Montagemittel wie beispielsweise Radien, Wandstärken, Breiten, Längen etc. betroffen sein. Durch unterschiedliche Abmessungen in den Montagemitteln lassen sich bei vorliegender Modulbauweise beliebige Flanschmontagevorrichtungen zur Montage von Messgeräten in Behälteröffnungen flexibel erzeugen.
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Beispielsweise umfasst die Flanschmontagevorrichtung mehr als zwei Montagemittel. Durch die Vielzahl an Montagemitteln, die miteinander verbunden werden können, können beliebig große Behälteröffnungen bei der Montage betrachtet werden.
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Beispielsweise besteht das erste und zweite und jedes weitere Montagemittel aus Kunststoff, Edelstahl, Keramik oder einem Metall mit Plattierung. Die Montagemittel können entsprechend ihren Anforderungen aus beliebigen Materialien bestehen, beispielsweise aus hitzebeständigen Metallen oder gewichtsreduzierten Kunststoffen oder korrosionsbeständigen Metallen mit Plattierung.
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Beispielsweise besteht das erste, zweite oder jedes weitere Montagemittel aus unterschiedlichen Materialien. Beispielsweise besteht ein Montagemittel aus einer Keramik-Metall Verbundstruktur, die unterschiedliche Eigenschaften (z.B. hohe Zugsteifigkeit des Metalls und hohe Härte der Keramik) kombiniert. Dies kann sich vorteilhaft auf die Einsatzflexibilität der Flanschmontagevorrichtung auswirken.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein System, umfassend: Flanschmontagevorrichtung die näher oben beschrieben wurde; sowie ein Messgerät.
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Beispielsweise umfasst das Messgerät einen Füllstandsensor und/oder einen Drucksensor und/oder einen Grenzstandsensor ist.
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Ein letzter Aspekt betrifft die Verwendung einer oben näher beschriebenen Flanschmontagevorrichtung zum Montieren eines Messgeräts in einer Behälteröffnung.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Nachfolgend wird eine detaillierte Beschreibung der Figuren gegeben, darin zeigt
- 1 eine schematische Teilansicht einer ersten Ausführungsform einer Flanschmontagevorrichtung;
- 2 eine schematische Teilansicht einer zweiten Ausführungsform einer Flanschmontagevorrichtung;
- 3a eine schematische Teilansicht einer dritten Ausführungsform einer Flanschmontagevorrichtung;
- 3b eine schematische Seitenansicht der dritten Ausführungsform einer Flanschmontagevorrichtung; und
- 4 eine schematische Teilansicht einer ersten Ausführungsform eines Systems.
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1 zeigt eine schematische Teilansicht einer ersten Ausführungsform einer Flanschmontagevorrichtung 10. Die Flanschmontagevorrichtung umfasst drei Montagemittel 12, 13 und 14. Die Montagemittel 12, 13 und 14 sind ringförmig ausgeführt und bestehen vorliegend jeweils aus einem Teil. Die Montagemittel 12, 13, 14 weisen unterschiedliche Durchmesser auf und nehmen jeweils in ihren Durchmesser von innen nach außen zu. In das Montagemittel 12 ist ein Messgerät 11 mittig eingebracht. Die Messgerät 11 ist mit dem Montagemittel 11 über eine Schraubverbindung 18 verbunden. Mit anderen Worten ist das Messgerät 11 in das Montagemittel 12 eingeschraubt. Das Montagemittel 12 ist mit dem Montagemittel 13 über eine Schraubverbindung 17 verbunden. Das Montagemittel 14 ist mit dem Montagemittel 13 über eine Schraubverbindung 16 verbunden. Das Montagemittel 14 weist vorliegend an der Außenseite ebenfalls eine Schraubverbindung 15 über die es mit Behälteröffnung (nicht dargestellt) verbunden werden kann. Zwischen den Verbindungen 15, 16, 17, 18 ist jeweils Abdichtungselement zur Abdichtung der Verbindung angeordnet. Vorliegend handelt es sich dabei beispielsweise um einen O-Ring oder eine Dichtband. Alternativ könnte die Verbindung zwischen den Montagemitteln und dem Messgerät auch über Kleben, Schweißen, Klemmen, Einrasten, oder Pressen erfolgen. Beispielsweise könnte das Montagemittel 14 einen Flansch mit einem Lochkreis aufweisen, der zu einem korrespondierenden Lochkreis eines Flansches der Behälteröffnung passt.
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2 zeigt eine schematische Teilansicht einer zweiten Ausführungsform einer Flanschmontagevorrichtung 20. Im Gegensatz zu 1 sind das zweite und dritte Montagemittel jeweils zweiteilig ausgeführt. Das zweite Montagemittel umfasst die Ringhälften 21 und 22, die über je zwei Montagebolzen 27 mit je zwei Montagebuchsen 28 durch Stecken verbunden werden. Das dritte Montagemittel umfasst die Ringhälfte 23 und 24, die über je zwei Montagebolzen 25 mit je zwei Montagebuchsen 26 über Stecken verbunden werden. Durch die Steckverbindung wird sowohl der Ring jeweils geschlossen als auch eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Montagemittel 30 samt Messgerät 29 und dem zweiten Montagemittel sowie zwischen dem zweiten Montagemittel und dem dritten Montagemittel realisiert.
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3a und 3b zeigen eine Draufsicht und eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform einer Flanschmontagevorrichtung 40. Die Flanschmontagevorrichtung 40 umfasst drei quaderförmige Montagemittel 41, 42 und 43. Die Montagmittel 41, 42 und 43 können beispielsweise auch andere Formen aufweisen. Ein Messgerät 44 ist in das Montagemittel 42 eingefasst, vorliegend beispielsweise durch eine Schraubverbindung. Das Montagemittel 42 wird auf einer Führungsschiene 45 geführt, wodurch eine freie Positionierung über einer Behälteröffnung (nicht dargestellt) möglich ist. Die Führungsschiene ist fest mit dem Montagemittel 41 verbunden. Das Montagemittel 43 weist eine zur Führungsschiene 45 korrespondierende Führungsbuchse 46, in die die Führungsschiene 45 eingreift. Auf der Führungsschiene 45 können weitere Montagemittel (nicht dargestellt) geführt werden, wodurch sich die Behälteröffnung komplett schließen lässt. Je nachdem an welcher Position (vor oder nach den weiteren Montagemitteln) das Montagemittel 42 samt Messgeräte 44 angeordnet ergibt sich eine andere Position über der Behälteröffnung.
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4 zeigt eine schematische Teilansicht eines Systems 50 in der Draufsicht. Das System 50 umfasst einen Behälter 51 und eine Flanschmontagevorrichtung 52. Die Flanschmontagevorrichtung 52 ist zentrisch an einer Behälteröffnung des Behälters 51 angeordnet. Die Flanschmontagevorrichtung 52 umfasst ein Messgerät 53, das in ein Montagemittel 54 eingeschraubt ist. Das Montagemittel 54 ist drehbar, beispielsweise über ein Gleitlager, im Montagemittel 55 gelagert. Über zwei Arretierungsmittel 56 kann die gewünschte Orientierung nach der Ausrichtung fixiert werden. Das Montagemittel 57 weist vorliegend am Außenbereich einen Lochkranz auf, der mit einem Lochkranz der Behälteröffnung des Behälters 51 korrespondiert. Über Verschraubung wird das Montagemittel 57 mit dem Behälter 51 form- und kraftschlüssig verbunden.
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Bezugszeichenliste
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- 10, 20, 40, 52
- Flanschmontagevorrichtung
- 12, 13, 14, 30, 41, 42, 43, 54, 55, 57
- Montagemittel
- 11, 29, 44, 53
- Messgerät
- 15, 16, 17, 18
- Verbindung
- 21,22,23,24
- Ringhälfte
- 25, 27
- Montagebolzen
- 26, 28
- Montagebuchse
- 45
- Führungsschiene
- 46
- Führungsbuchse
- 50
- System
- 51
- Behälter
- 56
- Arretierungsmittel
