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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbringen von vorzugsweise flüssigen Aromastoffen, insbesondere Menthol, auf ein Medium, insbesondere auf einen Zuschnitt für einen Innerliner einer Zigarettenpackung, wobei der Aromastoff aus einem (Vorrats- oder Prozess-)Behälter über wenigstens eine Leitung einer Auftragseinrichtung zuführbar ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der Praxis ist die Zuführung von Menthol als Aromastoff in unterschiedlichen Varianten bekannt. So kann das Menthol beispielsweise in flüssiger Form beim Bilden eines Tabakstrangs zugeführt werden. Dabei wird das Menthol mittels einer Düse gegen den Tabakstang gesprüht. Entsprechend handelt es sich bei dem Medium in diesem Fall um den Tabakstrang. Bekannt ist aber aus der Praxis auch die Aufbringung des Menthols auf Filter(enden) von Zigaretten oder auf Zigarettenpapier zur Einhüllung des Tabakstrangs.
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Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde Vorrichtungen der eingangs genannten Art weiterzuentwickeln.
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Eine Vorrichtung zur Lösung dieser Aufgabe weist die Merkmale des Anspruchs 1 auf. Es ist demnach vorgesehen, dass die Auftragseinrichtung ein steuerbares Ventil zum Auftrag des Aromastoffs auf das Medium aufweist, wobei der Aromastoff der Auftragseinrichtung druckgesteuert zuführbar ist.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass Organe der Vorrichtung zur Handhabung des Aromastoffs wenigstens teilweise beheizbar sind, wobei eine Heizungsregelungseinheit zur Steuerung und/oder Regelung der Beheizung wenigstens einiger Organe vorgesehen ist, wobei die Organe vorzugsweise Behälter, Leitungen, Ventile und die Auftragseinrichtung umfassen.
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Vorzugsweise ist dem oder jedem Behälter eine Wägeeinrichtung zur Bestimmung der Menge des im Behälter befindlichen Aromastoffs zugeordnet, insbesondere eine Wägezelle, wobei vorzugsweise eine Füllstandsanzeige für die Menge des im Behälter befindlichen Aromastoffs vorgesehen ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Organe der Vorrichtung über Leitungen mit einer Maschinensteuerung verbunden sind.
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Eine erste Besonderheit kann darin bestehen, dass der Aromastoff im Behälter unter einem vorzugsweise geringen Druck, insbesondere einem Druck von unter 0,5 bar, gespeichert ist und durch den Druck im Behälter direkt und/oder indirekt der Auftragseinrichtung zuführbar ist, wobei der Druck im Behälter vorzugsweise mittels eines Ventils, insbesondere eines Proportionalventils, steuerbar ist.
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Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Behälter nicht unter Druck steht und der Aromastoff mittels einer Pumpeinrichtung der Auftragseinrichtung zuführbar ist.
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Eine alternative Variante kann vorsehen, dass der Behälter nicht unter Druck steht und der Aromastoff mittels einer Fördereinrichtung der Auftragseinrichtung zuführbar ist, vorzugsweise derart, dass der Aromastoff mittels der Fördereinrichtung von einem drucklosen Vorratsbehälter einem auf einem höheren Niveau gelegenen Prozessbehälter zugeführt wird und von dort über eine Leitung der auf einem tieferen Niveau gelegenen Auftragseinrichtung zuführbar ist. Insbesondere kann in diesem Fall vorgesehen sein, dass eine Förderstrecke im Bereich der Fördereinrichtung gekapselt ist, um einer Verflüchtigung des Aromastoffs entgegenzuwirken.
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Eine weitere Besonderheit kann darin bestehen, dass mehrere, insbesondere zwei, Behälter mit Aromastoffen vorgesehen sind, die jeweils über eine Leitung mit einem Umschaltventil zur wechselweisen Steuerung der Zufuhr des Aromastoffs aus einem der beiden Behälter zur Auftragseinrichtung verbunden sind. Der Vorteil dieser Lösung kann insbesondere darin bestehen, dass jeweils ein Behälter aufgefüllt werden kann, während Aromastoffe aus dem anderen Behälter entnommen werden. Damit ist ein kontinuierlicher Betrieb der Vorrichtung gewährleistet.
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Eine alternative Lösung, die ebenfalls eine Besonderheit darstellt, kann vorsehen, dass mehrere, insbesondere zwei, Behälter vorgesehen sind, wobei ein erster Vorratsbehälter über eine Leitung mit einem zweiten Prozessbehälter verbunden ist und wobei der Aromastoff aus dem Prozessbehälter über eine Leitung der Auftragseinrichtung zuführbar ist. In diesem Fall kann der Vorteil darin bestehen, dass durch wiederholte Auffüllung des Prozessbehälters über den Vorratsbehälter ein kontinuierlicher Betrieb der Vorrichtung möglich ist.
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In einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung ist des Weiteren vorgesehen, dass die Organe der Vorrichtung über Leitungen fest miteinander verbunden sind. Auf diese Weise kann auf Kupplungsorgane oder dergleichen verzichtet werden, die sich als störanfällig herausgestellt haben.
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Eine weitere Besonderheit kann darin bestehen, dass in wenigstens einer Aromastoff führenden Leitung ein Durchflusssensor angeordnet ist, zur Ermittlung der Auftragsmenge mittels der Auftragseinrichtung.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich in besonderer Weise zum taktweisen aber auch kontinuierlichen Auftragen von Menthol auf Zuschnitte für Zigarettenpackungen, beispielsweise Innerliner. Der Auftrag kann dabei auf vereinzelte Zuschnitte erfolgen oder aber auch auf eine (fortlaufende) Materialbahn für die Zuschnitte.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. In dieser zeigen:
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1 eine erste Variante einer Vorrichtung zum Aufbringen von Aromastoffen in schematischer Darstellung,
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2 eine zweite Variante einer Vorrichtung zum Aufbringen von Aromastoffen in schematischer Darstellung,
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3 eine dritte Variante einer Vorrichtung zum Aufbringen von Aromastoffen in schematischer Darstellung, und
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4 eine vierte Variante einer Vorrichtung zum Aufbringen von Aromastoffen in schematischer Darstellung.
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Eine erste Variante einer Vorrichtung zum Aufbringen von Aromastoffen ist in der schematischen Darstellung gemäß 1 gezeigt.
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Die Aromastoffe werden dabei in zwei Behältern 10 bereitgehalten. Von jedem der Behälter 10 führt eine Leitung 11 zu einem Ventil 12. Vom Ventil 12 führt eine weitere Leitung 13 zu einer Auftragseinrichtung 14. Die Auftragseinrichtung 14 dient zum Auftragen des Aromastoffs 15 auf ein Medium 16.
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Zum gleichmäßigen Verteilen des Aromastoffs 15 auf dem Medium 16 ist benachbart der Auftragseinrichtung 14 ein Verteilorgan 17 vorgesehen.
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Die soweit beschriebenen Organe der Vorrichtung sind beheizbar. Zur Steuerung und/oder Regelung der Beheizung dient eine Heizungsregelungseinheit 18, die über Leitungen 19 mit den genannten Organen in Verbindung steht.
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Den beiden Behältern 10 sind jeweils Wägeeinrichtungen 20 zugeordnet, insbesondere in Form von Wägezellen. Mit diesen wird der Füllstand der Behälter 10 gemessen. Eine Füllstandsanzeige 21 ist über Leitungen 22 mit den Wägeeinrichtungen 20 verbunden, um die Füllstände der Behälter 10 anzuzeigen.
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Die Behälter 10 stehen unter einem geringen Druck von < 0,5 bar. Die Steuerung des Drucks erfolgt durch ein Umschaltventil 23 sowie ein Proportionalventil 24.
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Zur Steuerung der Vorrichtung ist eine Maschinensteuerung 25 vorgesehen, die über Leitungen 26 mit der Auftragseinrichtung 14, der Heizungsregelungseinheit 18, dem Ventil 12, dem Ventil 23, dem Proportionalventil 24 und der Füllstandsanzeige 21 verbunden ist.
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Die soweit beschriebene Vorrichtung funktioniert im Wesentlichen wie folgt: Der Aromastoff 15 wird mittels Überdruck aus den Behältern 10 befördert, wobei mittels des Ventils 12 gesteuert wird, aus welchem der beiden Behälter 10 der Aromastoff 15 zur Auftragseinrichtung 14 gelangt.
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Die Auftragseinrichtung 14 enthält ein steuerbares Ventil zum Auftragen des Aromastoffs 15 auf das Medium 16. Bei dem Medium 16 handelt es sich im gezeigten Ausführungsbeispiel um einen Zuschnitt für einen Innerliner einer Zigarettenpackung.
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Das Medium 16 wird während des Auftrags des Aromastoffs 15 an der Auftragseinrichtung 14 vorbeibewegt, wobei das Ventil im kurzen Abstand zum Medium 16 angeordnet ist. Der aufgetragene Aromastoff 15 wird durch das Verteilorgan 17, welches beispielsweise als Glättungsleiste ausgebildet sein kann, gleichmäßig verteilt. Alternativ kann das Ventil der Auftragseinrichtung 14 auch am Medium 16 im Wesentlichen anliegen.
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Der Druck in den Behältern 10 wird über das Proportionalventil 24 und das Umschaltventil 23 geregelt. Das Proportionalventil 24 dient zur Regelung des Drucks. Mit Hilfe des Umschaltventils 23 wird der Druck dem im Betrieb befindlichen Behälter 10 zugeleitet.
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Sobald mit Hilfe der Wägeeinrichtungen 20 ein niedriger Füllstand in vorzugsweise einem der Behälter 10 detektiert wird, wird dieser entsprechend gegen einen gefüllten Behälter 10 ausgetauscht oder der Behälter 10 wird vor Ort befüllt. Vorzugsweise wird jeweils nur aus einem Behälter 10 zur Zeit gefördert. Es ist aber auch denkbar, dass aus beiden Behältern 10 gleichzeitig Aromastoff 15 gefördert wird.
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Bei dem Aromastoff 15 handelt es sich im vorliegenden Fall um Menthol, das vorzugsweise in flüssiger Form verarbeitet wird. Denkbar ist aber auch die Verwendung anderer Geschmacks- oder Aromastoffe in anderen Aggregatzuständen.
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2 zeigt eine zweite Variante der Vorrichtung. Aus einem drucklosen Behälter 10 zur Aufnahme des Aromastoffs 15 wird über eine beheizbare Leitung 11 mittels einer in der Leitung 11 angeordneten Pumpeinrichtung 27 der Aromastoff 15 zur Auftragseinrichtung 14 gefördert und wie vorstehend beschrieben auf das Medium 16 aufgetragen. Bei der Pumpeinrichtung 27 kann es sich beispielsweise um eine Zahnradpumpe handeln.
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Eine Heizungsregelungseinheit 18 ist wiederum mit den Organen der Vorrichtung über Leitungen 19 verbunden. Eine Maschinensteuerung 25 steuert bzw. regelt über Leitungen 26 die Auftragseinrichtung 14, die Heizeinrichtung 18 und die Pumpeinrichtung 27.
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Der Aromastoff 15 wird über einen Einführtrichter 28 in den Behälter 10 gefüllt, durch die Beheizung des Behälters 10 verflüssigt und aus dem Behälter 10 mittels der Pumpeinrichtung 27 zur Auftragseinrichtung 14 gepumpt und auf das Medium 16 aufgetragen.
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Eine weitere Variante der Vorrichtung ist in 3 gezeigt. Aus einem drucklosen Behälter 10 wird der Aromastoff 15 über eine Fördereinrichtung 29 einem Behälter 10 zugeführt, der auf einem höheren Niveau angeordnet und beheizbar ist. Aus dem Behälter 10 wird der Aromastoff 15 über eine Leitung 11 der Auftragseinrichtung 14 zugeführt.
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Wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen ist eine Heizungsregelungseinheit 18 mit entsprechenden Leitungen 19 sowie eine Maschinensteuerung 25 mit entsprechenden Leitungen 26 vorgesehen.
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Die Fördereinrichtung 29 ist im vorliegenden Fall als Becherförderer ausgebildet, die ausgehend vom unteren Behälter 10 in einer gekapselten bzw. geschlossenen Verkleidung 30 angeordnet ist.
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Bei der Verarbeitung von Menthol als Aromastoff 15 werden Mentholkristalle mittels des Becherförderers in den höher gelegenen beheizbaren Behälter 10 transportiert. Der Behälter 10 kann sich beispielsweise 3 bis 4 m über der Maschine bzw. der Auftragseinrichtung 14 befinden, um den entsprechenden Druck zum Transport des dort geschmolzenen bzw. verflüssigten Menthols aufzubauen.
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Eine vierte Variante einer Vorrichtung zum Aufbringen von Aromastoffen ist in der schematischen Darstellung gemäß 4 gezeigt.
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Die Aromastoffe werden dabei in zwei Behältern 10, 31 bereitgehalten. Von einem ersten Behälter 31, der als Vorratsbehälter dient, führt eine Leitung 11 über ein Ventil 23 zu einem zweiten Behälter 10, der als Prozessbehälter dient. Vom zweiten Behälter 10 führt eine Leitung 13 zur Auftragseinrichtung 14.
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Die soweit beschriebenen Organe der Vorrichtung sind beheizbar. Zur Steuerung und/oder Regelung der Beheizung dient eine Heizungsregelungseinheit 18, die über Leitungen 19 mit den genannten Organen in Verbindung steht.
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Den beiden Behältern 10 sind jeweils Wägeeinrichtungen 20 zugeordnet, insbesondere in Form von Wägezellen. Mit diesen wird der Füllstand der Behälter 10 gemessen. Eine Füllstandsanzeige 21 ist über Leitungen 22 mit den Wägeeinrichtungen 20 verbunden, um die Füllstände der Behälter 10 anzuzeigen.
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Die Behälter 10, 31 stehen beide unter einem Überdruck. Der in 4 linke (Vorrats-)Behälter 31 versorgt bei Bedarf den in 4 rechten (Prozess-)Behälter 10 mit flüssigem Aromastoff 15 bzw. Menthol. Der rechte Behälter 10 steht unter einem geringen Druck von < 0,5 bar. Die Steuerung des Drucks der beiden Behälter 10, 31 erfolgt durch jeweils ein Proportionalventil 24.
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Zur Steuerung der Vorrichtung ist eine Maschinensteuerung 25 vorgesehen, die über Leitungen 26 mit der Auftragseinrichtung 14, der Heizungsregelungseinheit 18, dem Ventil 23, den Proportionalventilen 24 und der Füllstandsanzeige 21 verbunden ist.
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Vorzugsweise ist in allen Ausführungsbeispielen vorgesehen, dass die Menthol bzw. Aromastoff 15 führenden Leitungen 11, 13 fest mit den Organen der Vorrichtung verbunden sind. Alternativ denkbar ist der Einsatz von Kupplungsstücken beispielsweise zwischend den Leitungen 11, 13 und den Behältern 10, 31, den Ventilen 23 und der Auftragseinrichtung. In diesem Fall kann z. B. der Behälter 31 in 4 zum Befüllen mehrerer Behälter 10 verwendet werden, beispielsweise in verschiedenen Produktionslinien.
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Eine weitere Besonderheit in allen gezeigten Ausführungsbeispielen besteht darin, dass jeweils zwischen dem oder den Behältern 10 und der Auftragseinrichtung 14 ein Durchflusssensor 32 in den Menthol- bzw. Aromastoff 15 führenden Leitungen 11, 13 angeordnet ist.
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Mit Hilfe des Durchflusssensors 32 wird die mit der Auftragseinrichtung 14 abgegebene Menge des Aromastoffs 15 gemessen. Dieser Messwert wird über eine Leitung 26 an die Maschinensteuerung 25 übermittelt. In der Maschinensteuerung 25 wird die Menge des aufgetragenen Aromastoffs 15 ausgewertet, beispielsweise als Mittelwert über eine bestimmte Anzahl von behandelten Zuschnitten bzw. Medien 16. Weicht die gemessene Menge des aufgetragenen Aromastoffs 15 von einem vorbestimmten Wert ab, kann der Druck, insbesondere in dem oder den Behältern 19, den Leitungen 11, 13 oder in der Auftragseinrichtung 14, etc., so verändert werden, dass die gemessene Menge des aufgetragenen Aromastoffs 15 einem vorbestimmten Wert entspricht. Beispielsweise kann zu diesem Zweck der Druck im Behälter 10 mit Hilfe des Proportionalventils 24 erhöht werden. Weicht die gemessene Menge des aufgetragenen Aromastoffs 15 zu stark vom vorbestimmten Wert ab, so kann eine Fehlermeldung ausgegeben werden.
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Weiterhin kann zur Kontrolle des Auftrags des Aromastoffs 15 im Anschluss an die Auftragseinrichtung 14 ein optischer Sensor angeordnet sein, der vorzugsweise für jedes Ventil der Auftragseinrichtung 14 den Auftrag des Aromastoffs 15 prüft. Sofern von einem oder mehreren Sensoren kein Signal ausgegeben wird, kann davon ausgegangen werden, dass aus dem entsprechenden Ventil bzw. der Auftragseinrichtung 14 kein Aromastoff 15 abgegeben wurde. Entsprechende Zuschnitte bzw. Medien 16 werden dann als fehlerhaft ausgeworfen. In einem solchen Fall würde auch der Durchflusssensor 32 eine verringerte Menge des aufgetragenen Aromastoffs 15 anzeigen. Weisen mehrere Zuschnitte bzw. Medien 16 den Fehler auf, so kann eine Fehlermeldung ausgegeben werden.
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Grundsätzlich stehen zur Änderung der Menge des aufgetragenen Aromastoffs 15 die Parameter Behälterdruck, Temperatur, Auftragsmuster, Öffnungszeit der Ventile sowie der Hub der Ventile der Auftragseinrichtung 14 zur Verfügung. Bei unveränderten Parametern bleibt die Auftragsmenge konstant. Ändert sich einer der Parameter, ändert sich auch die Auftragsmenge. In der Praxis sollte die Temperatur des Aromastoffs 15 aufgrund der sich dadurch ergebenden Beeinflussung der Viskosität nicht verändert werden. Bevorzugt wird daher zur Regelung der Auftragsmenge im laufenden Betrieb der Druck im Behälter 10 angepasst. Weiterhin kann zur Änderung der Auftragsmenge das Auftragsmuster und/oder die Öffnungszeit der Ventile der Auftragseinrichtung 14 verändert werden.
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Die beschriebenen Vorrichtungen eignen sich natürlich auch zum Auftrag von anderen Aromastoffen 15 als Menthol. Denkbar ist auch der Auftrag des Aromastoffs 15 auf andere Medien als Zuschnitte oder Materialbahnen aus Verpackungsmaterial, wie z. B. Tabak, Filterstücke, etc.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Behälter
- 11
- Leitung
- 12
- Ventil
- 13
- Leitung
- 14
- Auftragseinrichtung
- 15
- Aromastoff
- 16
- Medium
- 17
- Verteilorgan
- 18
- Heizungsregelungseinheit
- 19
- Leitung
- 20
- Wägeeinrichtung
- 21
- Füllstandsanzeige
- 22
- Leitung
- 23
- Umschaltventil
- 24
- Proportionalventil
- 25
- Maschinensteuerung
- 26
- Leitung
- 27
- Pumpeinrichtung
- 28
- Einführtrichter
- 29
- Fördereinrichtung
- 30
- Verkleidung
- 31
- Behälter
- 32
- Durchflusssensor
