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Die
Erfindung betrifft einen Schmierstoffverteiler zur Abgabe von Schmierstoff
an Schmierstellen, mit Anschlüssen
für Schmierstoffzuführungsleitungen
und Auslässen
zu den Schmierstellen, wobei für
die Schmierstoffabgabe und -dosierung mindestens ein im Schmierstoffverteiler
beweglich angeordneter Dosierkolben vorgesehen ist.
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Derartige
Schmierstoffverteiler sind bekannt und erfüllen die Aufgabe, den Schmierstoff
dosiert an die Schmierstellen abzugeben. Sie werden in Blockbauweise
mit verschiedenen Dosiervolumina hergestellt, wobei jeder Schmierstoffverteiler
an seinen beiden Stirnseiten je zwei Gewindebohrungen für den wahlweisen
Anschluß der
beiden Hauptleitungen der Zentralschmieranlage aufweisen kann. Zum
Anschluß der
Schmierstellenleitungen besitzt der Schmierstoffverteiler beispielsweise
zwei bis acht Gewindebohrungen.
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Die
Schmierstoffdosierung erfolgt durch den jeweiligen Dosierkolben,
der in dem Schmierstoffverteiler beweglich angeordnet ist und bei
jedem Hub eine bestimmte Menge von Schmierstoff abgibt. Die Steuerung
des Dosierkolbens geschieht in aller Regel durch einen Steuerkolben,
der die beiden Hauptleitungen öffnen
und verschließen
kann. Je nach Druckbeaufschlagung der ersten oder der zweiten Hauptleitung
bewegt sich der Steuerkolben in die eine oder die andere Richtung
und gibt somit eine der beiden Hauptleitungen frei, wodurch sich
auch der Dosierkolben bewegt und eine entsprechende Menge an Schmierstoff
abgibt. Der Betriebsdruck kann bis zu 400 bar betragen.
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Die
Funktion der bekannten Verteiler kann durch Einstelleinrichtungen
mit Bewegungszeiger optisch überwacht
werden. Dabei ist der Bewegungszeiger mit dem Dosierkolben verbunden,
so daß die Hubbewegungen
von außen
sichtbar werden. Die Sichtkontrolle ist aufwendig, ungenau und nicht
zentral durchzuführen.
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Um
diese Nachteile zu beheben, ist eine elektrische Fernkontrolle bekannt,
bei der die Verteiler mit Endtastern ausgestattet werden. In den
beiden Endstellungen des Dosierkolbens kann ein elektrischer Impuls
erzeugt werden, der zur Fernüberwachung
der Verteilerfunktion verwendet wird.
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Es
hat sich in der Praxis gezeigt, daß die bekannte Fernüberwachung
unzureichend ist. Insbesondere haben sich zwischen dem angezeigten
Dosiervolumen und der tatsächlich
abgegebenen Schmierstoffmenge Differenzen ergeben. Eine derartige
Differenz kann dann besonders nachteilig sein, wenn die erfolgte
Schmierstoffabgabe nicht der erforderlichen Mindestmenge zur ausreichenden
Schmierung der Reibstellen entspricht. Dies kann zur Zerstörung der
beiden Reibpartner führen.
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Untersuchungen
haben ergeben, daß im
Betrieb Verkrustungen auftreten und darüber hinaus Toleranzabweichungen
dafür sorgen,
daß die
geförderte
Schmierstoffmenge nicht dem über
die Endstellung des Dosierkolbens errechneten Wert entspricht. Es
besteht also ein Bedürfnis,
nicht nur die Endstellung des Dosierkolbens zu erfassen, sondern
den Bewegungsweg des Dosierkolbens kontinuierlich zu überwachen
und vorzugsweise eine zentrale kontinuierliche Abfrage zu erzielen.
Hier greift die Erfindung ein.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Bewegungsweg eines Dosierkolbens
eines Schmierstoffverteilers der eingangs genannten Art vollständig und
nicht nur das Erreichen seiner Endstellungen zu überwachen, um jeder Zeit die
genaue Position des Dosierkolbens feststellen zu können.
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Die
Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Bewegungsweg
des Dosierkolbens mittels einer Eintauchkörper-Spulen-Anordnung kontinuierlich
erfaßbar
ist, wobei sich der Eintauchkörper mit
der Bewegung des Dosierkolbens relativ zu der Spule bewegt. Vorzugsweise
ist die jeweilige Position des Dosierkol bens in einer Auswerteeinheit
verarbeitbar. Es können
ferner Mittel zur Anzeige der jeweiligen Position des Dosierkolbens
vorgesehen sein.
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Mit
der Erfindung ist erstmals die ständige Überwachung der Arbeit eines
Schmierstoffverteilers der eingangs genannten Art und damit das
Erkennen von Betriebsstörungen
kontinuierlich und zentral auswertbar möglich. Die genau an jede Schmier-
bzw. Reibstelle abgegebene Fördermenge
bei jedem Arbeitshub ist ermittelbar, so daß sich insbesondere Mangelschmierungen
und Fehlschmierungen vermeiden lassen.
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An
die Spule kann beispielsweise eine zeitlich veränderliche Spannung, insbesondere
eine harmonische, beispielsweise sinusförmige, Wechselspannung angelegt
werden. Als zeitlich veränderliche
Spannungen ist gleichermaßen
denkbar eine Impulsspannung. Bei angelegter Spannung wird der Strom
gemessen und über
das Ohm'sche Gesetz
die Induktion errechnet. Alternativ wird vorgeschlagen, einen zeitlich
veränderlichen
Strom anzulegen und die Spannung zu messen.
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Bei
dem Eintauchkörper
kann es sich um einen Metallkern mit magnetischen und/oder elektrisch leitfähigen Eigenschaften
handeln. Taucht der magnetische Eintauchkörper in das von der Spule erzeugte
Magnetfeld ein, steigt die Induktivität, die Rückschlüsse auf die tatsächliche
Kolbenstellung zuläßt. Alternativ
ist es möglich,
einen magnetisch permeablen Werkstoff für den Eintauchkörper zu
verwenden, der nicht elektrisch leitfähig ist. Hier sei nur beispielsweise „Ferrit" genannt.
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Die
Beziehung zwischen der gemessenen Induktivität und dem Bewegungsweg bzw.
der tatsächlichen
Stellung des Kolbens kann über
eine Kennlinie ermittelt werden. Diese Kennlinie ist abhängig von
dem eingesetzten Werkstoff sowie der Geometrie von Spule und Eintauchkörper. Alternativ ist
die Berechnung des Wegs auch formelmäßig denkbar, wobei eine derartige
Formel deutlich aufwendiger ist als die Kennlinienlösung.
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Die
Anordnung der Spule erfolgt möglichst nah
an dem (größten) Außendurchmesser
des Eintauchkörpers.
Dies gewährleistet
eine größtmögliche Wechselwirkung
zwischen der Spule und dem Eintauchkörper.
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Vorteilhafterweise
ist der Eintauchkörper
lösbar
mit dem Dosierkolben verbunden. Dies gestattet nicht nur ein einfaches
Zusammenbauen des erfindungsgemäßen Schmierstoffverteilers,
sondern unter Umständen
darüber
hinaus auch eine Nachrüstung
von herkömmlichen
Schmierstoffverteilern. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Eintauchkörper in axialer
Verlängerung
des Dosierkolbens angeordnet und durch einen Stift mit dem Dosierkolben
verbunden ist. Der Stift verlängert
den Dosierkolben zweckmäßigerweise
bis aus dem eigentlichen Schmierstoffverteilergehäuse hinaus
und ermöglicht
eine einfache und präzise
erfindungsgemäße Positionserfassung
des Dosierkolbens. Jede Bewegung des Dosierkolbens wird also ohne Übersetzung
an den Eintauchkörper
weitergegeben.
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Zum
Schutz der Spule und des Eintauchkörpers und zum Schutz von Personen
gegen Strömschläge kann
ein Spulengehäuse
vorgesehen sein, in dem die Spule angeordnet ist. Ein derartiges
Spulengehäuse
schirmt nicht nur das Innenleben gegen mechanische Einflüsse ab,
sondern auch gegen andere Umwelteinflüsse, wie beispielsweise den Schmierstoff
selbst.
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In
wesentlicher Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Windungen
der Spule in das Spulengehäuse
eingegossen sind. Wie bereits zuvor erwähnt, wird man die Spulenanordnung
möglichst
nah am Eintrittskanal für
den Eintauchkörper anordnen.
Das Spulengehäuse
kann aus Kunststoff bestehen und weitere Bauelemente wie beispielsweise
eine Funktionsanzeige (LED) aufnehmen. Insgesamt ergibt sich durch
den Einsatz eines Spulengehäuses
mit integrierter Spule und gegebenenfalls weiteren Bauelementen
eine kompakte, integrale und vor allen Dingen unempfindliche Konstruktion. Das
Material des Spulengehäuses
wird man im übrigen
so wählen,
daß es
einen möglichst
geringen Einfluß auf
das erzeugte Magnetfeld hat.
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Zweckmäßigerweise
ist das Spulengehäuse lösbar mit
dem Schmierstoffverteiler verbunden. In vorteilhafter Ausgestaltung
ist dabei das Spulengehäuse
lösbar
mit einem Adapterstück
verbunden, wobei das Adapterstück
ebenfalls lösbar
mit dem Schmierstoffverteiler bzw. dem Gehäuse des Schmierstoffverteilers
verbunden ist. Das Adapterstück
kann beispielsweise als Schraubkörper
ausgebildet sein und weist eine zentrale Öffnung zum Durchtritt des den
Eintauchkörper
mit dem Dosierkolben verbindenden Stifts auf. Das Spulengehäuse wird
vorzugsweise über
das andere Ende des Schraubkörpers
gestülpt
und mittels einer Madenschraube befestigt. Die vorgenannte Konstruktion
ist nicht nur besonders vorteilhaft unter dem Gesichtspunkt eines
einfachen Aufbaus und einfachen Auseinandernehmens und Zusammensetzens,
sondern insbesondere auch im Hinblick auf eine einfache Nachrüstung bereits
vorhandener herkömmlicher Schmierstoffverteiler.
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Vorzugsweise
ist der Eintauchkörper
in mindestens einem Abschnitt kegelförmig ausgebildet. Dies hat
positive Auswirkungen auf die Kennlinie und führt insbesondere dazu, daß die Kennlinie
beim Auftrag der Induktivität über den
Hub im wesentlichen linear verläuft.
Auch bedingt die Konizität
des Eintauchkörpers
einen langsameren Anstieg der Induktivität über den ersten Abschnitt des
Bewegungswegs des Dosierkolbens.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Verteiler
ist die genaue Feststellung der zur Reibstelle jeweils geförderten
Schmierstoffmenge erstmals möglich,
und zwar auch dann, wenn der Dosierkolben zum Beispiel aufgrund
bestimmter Druckbedingungen im zentralen Schmiersystem nur einen
Weg von 3/4 oder dergleichen seines Gesamtweges bis zur Umsteuerung
zurückgelegt
hat. Mit der Folge, daß dann zwar
eine Förderung
von Schmierstoff stattgefunden hat, nicht aber die gesamte vorgesehene
Menge an die Reibstelle abgegeben wurde. Mit dem erfindungsgemäßen Verteiler
läßt sich
demgemäß der Umfang
jedes Schmiervorgangs feststellen, und es lassen sich in einfacher
Weise Betriebsstörungen
ermitteln.
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Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstands der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung.
Die Zeichnung zeigt in:
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1:
in schematischer Darstellung eine Zweileitungs-Zentralschmieranlage
für Fett
oder Öl;
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2:
in einer Schnittansicht einen erfindungsgemäßen Schmierstoffverteiler für eine Anlage nach 1;
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3:
das Spulengehäuse
des erfindungsgemäßen Schmierstoffverteilers
nach 2 in Alleinstellung;
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4:
das Adapterstück
des Schmierstoffverteilers nach 2 in Alleinstellung
und
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5:
den Eintauchkörper
des Schmierstoffverteilers nach 2 in Alleinstellung.
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Zentralschmieranlagen
gemäß 1 der Zeichnung
mit Hauptleitungen I und II dienen der Schmierung von Maschinen
und Maschinenanlagen mit großer
Reibstellenzahl. Sie bestehen im wesentlichen aus einer Pumpe 1,
einem 4/2-Wege-
oder 2, 3/2, Wege-Umsteuerventilen 4, den zwei Hauptleitungen 5,
den in Reibstellennähe
angebrachten Verteilern 3, den zu den Reibstellen führenden
Reibstellenleitungen 2, einem Schaltgerät 6 am Leitungsende,
einer Manometerkonsole 7 und einer Steuerung. Die Pumpe
ist durch ein Druckbegrenzungsventil 8 vor Überdruck
geschützt.
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Durch
Auswahl einer geeigneten Verteilergröße sowie durch Verändern der
Dosiermengeneinstellung und/oder Verändern der Pausenzeit kann die Dosiermenge
dem unterschiedlichen Schmierstoffbedarf der Reibstellen angepaßt werden.
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Die
Verteiler 3 haben bei derartigen zwei Leitungssystemen
die Aufgabe, den Schmierstoff genau dosiert, unabhängig vom
Gegendruck, in die zu den Reibstellen führenden Schmierleitungen abzugeben. Sie
besitzen Anschlüsse
für die
Hauptleitungen, also die Schmiestoffzuführungsleitungen 5,
und bis zu acht Auslässe,
an die die zu den Reibstellen führenden
Reibstellenleitungen 2 angeschlossen sind. In jedem Verteiler 3 ist
mindestens ein Dosierkolben mit einem vorgeschalteten Steuerkolben
vorgesehen, wie er im Zusammenhang mit der 2 nachfolgend noch
näher beschrieben
wird.
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Ein
derartiger erfindungsgemäß ausgestalteter
Verteiler 3 ist in 2 als ein
mögliches
Ausführungsbeispiel
dargestellt. Der Schmierstoffverteiler 3 weist ein Schmierstoffverteilergehäuse 9 auf,
das in Blockbauweise ausgeführt
ist. Stirnseitig sind je zwei Gewindebohrungen 10 zum Anschluß der beiden Hauptleitungen 5 sowie
zwei (bis acht) Gewindebohrungen 11 zum Anschluß der Reibstellenleitungen 2 ausgebildet,
die folglich die Auslässe
I und II des dargestellten Verteilers sind.
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Im
Inneren des Gehäuses 9 sind
für die
dargestellten zwei angeschlossenen Reibstellen ein Dosierkolben 12 und
ein Steuerkolben 13 angeordnet, deren Zylinderräume durch
Steuerleitungen 14 miteinander in Verbindung stehen. Die
Funktionsweise ist wie folgt:
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Während der
Schmierpause stehen beide Kolben 12, 13 in ihrer
unteren Endstellung. Sobald die Hauptleitung I unter Druck gesetzt
und gleichzeitig die Hauptleitung II entlastet wird, bewegt sich
zunächst
der Steuerkolben 13 und anschließend der Dosierkolben 12 nach
oben, wobei die vom Dosierkolben 12 verdrängte Schmierstoffmenge über eine Ringnut 15 im
Steuerkolben 13 zum oberen Auslaß II gedrückt wird. Die vom Steuerkolben 13 verdrängte Schmierstoffmenge
geht in die entlastete Hauptleitung II.
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Beim
zweiten Schmiertakt wird die Hauptleitung II unter Druck gesetzt
und die Hauptleitung I entlastet. Dadurch wird zunächst der
Steuerkolben 13 und dann der Dosierkolben 12 bewegt,
wobei die vom Dosierkolben 12 verdrängte Schmierstoffmenge in den
unteren Auslaß I
gedrückt
wird.
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Zur
Kontrolle der Arbeitsweise des Verteilers 3 ist an den
Zylinderraum des Dosierkolbens 12 eine Eintauchkörper-Spulen-Anordnung 16 angeschlossen,
mit der der Bewegungsweg des Dosierkolbens 12 kontinuierlich
erfaßbar
ist. Die Metallkörper-Spulen-Anordnung 16 umfaßt eine – schematisch
angedeutete – Spule 17,
die in einem Spulengehäuse 18 eingelassen
ist, sowie ferner einen Eintauchkörper 19, der über einen
Stift 20 mit dem Dosierkolben 12 verbunden ist
und mit der Bewegung des Dosierkolbens 12 in dem Gehäuse 18 auf
und abgeht und insbesondere bei einer Bewegung des Dosierkolbens 12 nach
oben in das bei an die Spule angelegter Spannung entstehende Magnetfeld
der Spule eintaucht. Bei der Spule 17 handelt es sich bei
dem gezeigten Ausführungsbeispiel
um einen Drahtwinkel. Sie kann auch als geschlitzte Hülse ausgebildet
sein. Der Eintauchkörper
ist vorliegend aus einem magnetischen Stahl gebildet. Er kann auch
beispielsweise aus einem anderen magnetisch permeablen Werkstoff
oder aus einem magnetisch nicht permeablen Werkstoff, z. B. Kupfer,
gebildet sein. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist er kegelstumpfförmig ausgebildet,
wobei eine derartige Form des Eintauchkörpers Auswirkungen auf die
Kennlinie hat. Das kegelförmige
Target verändert
den Schwingkreis, dessen Verstimmung der Auswertung zugrunde gelegt
wird. Gleichermaßen
kann selbstverständlich
ein zylindrischer Eintauchkörper
Einsatz finden.
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Der
Stift 20 ist durch ein Adapterstück 21 aus dem Schmierstoffverteilergehäuse 9 herausgeführt. Hierzu
weist das Adapterstück 21 eine
zentrale Bohrung 22 (vgl. auch 4) auf,
die zum Zylinderraum des Dosierkolbens 12 hin abgedichtet
ist, und zwar über
eine Dichtung 23. Das Adapterstück 21 weist in seinem
unteren Abschnitt ein Außengewinde 24 auf, mit
dem es in ein entsprechendes Innengewinde des Schmierstoffverteilergehäuses einschraubbar
ist. Der obere Abschnitt ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet
und dient der Aufnahme des Gehäuses 18,
das an dem Adapterstück
durch eine Madenschraube 25 (vgl. auch 3)
befestigbar ist. Das Adapterstück 21 und
das aufsetzbare Gehäuse 18 sowie
die Verbindung des Eintauchkörpers 19 mit dem
Dosierkolben 12 über
den Stift 20 gestatten nicht nur ein einfaches Auseinandernehmen
und Zusammensetzen der Gesamtanordnung beispielsweise für Prüfungszwecke.
Vielmehr ist eine einfache Nachrüstung
bereits bestehender herkömmlicher Schmierstoffverteiler
möglich.
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Der
Eintauchkörper 9 ist
ebenfalls lösbar
mit dem Verbindungsstift 20 verbunden. Hierzu ist er auf den
Stift 20 aufsetzbar und über eine Madenschraube 26 fixierbar
(vgl. auch 5).
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Im
Rahmen des Erfindungsgedankens sind durchaus Abwandlungen des Erfindungsgedankens möglich. So
ist die Erfindung nicht zwangsläufigerweise
auf einen Schmierstoffverteiler mit Dosierkolben und Steuerkolben
beschränkt.
Vielmehr ist es wichtig, daß der
Bewegungsweg des Dosierkolbens 12 über eine Eintauchkörper-Spulen-Anordnung nachvollziehbar
gemacht wird. Der Metallkörper
ist bei dem konkreten Ausführungsbeispiel
kegelstumpfförmig
ausgebildet. Über die
bereits erwähnte
zylindrische Kontur hinaus sind auch andere Formen denkbar. Insbesondere
ist es auch denkbar, den Eintauchkörper seinerseits als Spulenkörper auszubilden.
Der Eintauchkörper
kann ferner mit dem Stift verklebt oder verschraubt sein. Gleiches
gilt für
die Verbindung des Stifts 20 mit dem Dosierkolben 12.
Auch das Adapterstück 21 muß nicht
zwangsläufig
zwei Funktionen erfüllen,
nämlich
einerseits die Führung des
Stifts 20 nach außen
und andererseits die Aufnahme des Gehäuses 18. Das Gehäuse 18 kann auch
unmittelbar an dem Schmierstoffverteilergehäuse 9 befestigt sein,
wenn auch die gezeigte Form und Funktion des Adapterstücks als
besonders vorteilhaft angesehen wird. Dies gilt vor allem dann,
wenn – wie es
aus der Zeichnung nicht zu ersehen ist – mehrere Gehäuse nebeneinander
angeordnet werden. Die Madenschraube 25 gestattet dann
ein einfaches seitliches Befestigen des Gehäuses 18 an dem Adapterstück 21.
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- 1
- Pumpe
- 2
- Reibstellenleitung
- 3
- Verteiler
- 4
- Umsteuerventil
- 5
- Hauptleitung
- 6
- Schaltgerät
- 7
- Manometerkonsole
- 8
- Druckbegrenzungsventil
- 9
- Schmierstoffverteilergehäuse
- 10
- Gewindebohrung
- 11
- Gewindebohrung
- 12
- Dosierkolben
- 13
- Steuerkolben
- 14
- Steuerleitung
- 15
- Ringnut
- 16
- Metallkörper-Spulen-Anordnung
- 17
- Spule
- 18
- Spulengehäuse
- 19
- Eintauchkörper
- 20
- Stift
- 21
- Adapterstück
- 22
- Bohrung
- 23
- Dichtung
- 24
- Außengewinde
- 25
- Madenschraube
- 26
- Madenschraube