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Die
Erfindung betrifft einen Kondensationstrockner mit einer Trocknungskammer
für zu trocknende Gegenstände, einem Prozessluftkreis,
dem eine Heizung zur Erwärmung der Prozessluft zugeordnet
ist, mit einem Gebläse, mit welchem die erwärmte
Prozessluft über die zu trocknenden Gegenstände
führbar ist, und einem Wärmepumpenkreis mit einem
Verdampfer, einem Kompressor und einem Verflüssiger.
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Ein
solcher Wäschetrockner geht hervor aus der
EP 0 467 188 B1 . Die gesamte
Offenbarung dieser Schrift ist vorliegender Offenbarung zuzurechnen.
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Aus
der
EP 1 209 277 B1 ist
ein Wäschetrockner mit einer Wärmepumpe bekannt,
bei dem zum Antrieb einer Trommel des Wäschetrockners ein Motor
verwendet wird, mit welchem Motor auch ein erster Ventilator verbunden
ist, der eine Trockenluft zirkuliert, und ein zweiter Ventilator
verbunden ist, der einen Kompressor der Wärmepumpe kühlen
soll. Der Wirkungsgrad bei dieser konvektiven Kühlung ist
jedoch relativ gering.
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Ein
Wäschetrockner, dessen Funktionsweise auf der Kondensation
der mittels warmer Prozessluft verdampften Feuchtigkeit der Wäsche
aus der von der Wäsche abgeführten Prozessluft
beruht – ein so genannter Kondensationstrockner – benötigt
keinen Schlauch oder dergleichen zur Abführung der mit Feuchtigkeit
beladenen Prozessluft und ist sehr beliebt, weil er in einem innenliegenden
Bad oder einer Waschküche eines größeren
Wohnkomplexes verwendet werden kann. Dies gilt sowohl für
einen speziell zum Trocknen von Wäsche bestimmten Wäschetrockner
als auch für einen so genannten Waschtrockner, nämlich
ein Gerät, das Wäsche sowohl waschen als auch
trocknen kann. Jedwede nachfolgende Bezugnahme auf einen „Wäschetrockner"
oder „Kondensationstrockner" gilt daher sowohl einem nur
zum Trocknen als auch einem gleichermaßen zum Waschen und
Trocknen bestimmten Gerät.
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In
einem Kondensationstrockner wird Luft (so genannte Prozessluft)
durch ein Gebläse über eine Heizung in eine feuchte
Wäschestücke enthaltende Trommel als Trocknungskammer
geleitet. Die heiße Luft nimmt Feuchtigkeit aus den zu
trocknenden Wäschestü cken auf. Nach Durchgang
durch die Trommel wird die nun feuchte Prozessluft in einen Wärmetauscher
geleitet, dem in der Regel ein Flusenfilter vorgeschaltet ist.
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Im
Wärmetauscher wird die feuchte Prozessluft abgekühlt,
beispielsweise durch einen separat geführten Kühlluftstrom,
so dass die in der Prozessluft enthaltene Feuchtigkeit als Wasser
kondensiert. Das kondensierte Wasser wird anschließend
im Allgemeinen in einem geeigneten Behälter zur späteren Entsorgung
gesammelt, und die abgekühlte und getrocknete Luft erneut
der Heizung und anschließend der Trommel zugeführt.
Bei einem mit einer Wärmepumpe ausgestatteten Kondensationstrockner
erfolgt die Kühlung der warmen, mit Feuchtigkeit beladenen Prozessluft
im Wesentlichen in einem ersten Wärmetauscher der Wärmepumpe,
insbesondere einem Verdampfer, wo die übertragene Wärme
zur Verdampfung eines in der Wärmepumpe eingesetzten Kältemittels
verwendet wird. Solches aufgrund der Erwärmung verdampftes
Kältemittel wird über einen Kompressor einem zweiten
Wärmetauscher, im gegebenen Fall und nachfolgend auch „Verflüssiger" genannt,
der Wärmepumpe zugeführt, wo aufgrund der Kondensation
des gasförmigen Kältemittels Wärme freigesetzt
wird, die wiederum zum Aufheizen der Prozessluft vor Eintritt in
die Trommel verwendet wird; der zweite Wärmetauscher erfüllt
insoweit die Funktion einer Heizung. Das verflüssigte Kältemittel gelangt
durch eine Drossel, welche seinen Druck herabsetzt, zurück
zum Verdampfer, um dort unter erneutem Aufnehmen von Wärme
aus der Prozessluft zu verdampfen. Als gängige Wärmepumpe
kommt insbesondere eine Kompressor-Wärmepumpe wie vorstehend
beschrieben zur Anwendung. Dieses arbeitet in der Regel optimal
nur in einem bestimmten Temperaturbereich. Bei der Anwendung einer
Kompressor-Wärmepumpe im Kondensationstrockner können
relativ hohe Temperaturen im Verflüssiger auftreten, die
prozessbedingt dazu führen, dass der Kompressor abgeschaltet
werden muss und/oder sich der Wirkungsgrad der Wärmepumpe
verschlechtert. Dies wird noch verstärkt, wenn die Heizwirkung
des Kompressors durch eine Zusatzheizung im Prozessluftkreis unterstützt
wird, um eine schnellere und/oder höhere Aufheizung der
Prozessluft und damit eine kürzere Trocknungszeit zu erreichen.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kondensationstrockner
zu schaffen, bei welchem der Wirkungsgrad einer konvektiven Kühlung des
Kompressors verbessert werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Kondensationstrockner, welcher die Merkmale
nach Patentanspruch 1 aufweist, gelöst.
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Ein
erfindungsgemäßer Kondensationstrockner umfasst
eine Trocknungskammer für zu trocknende Gegenstände
sowie einen Prozessluftkreis, dem eine Heizung zur Erwärmung
der Prozessluft zugeordnet ist. Des Weiteren umfasst der Kondensationstrockner
ein Gebläse, mit welchem die erwärmte Prozessluft über
die zu trocknenden Gegenstände führbar ist. Darüber
hinaus umfasst der Kondensationstrockner einen Wärmepumpenkreis
mit einem Verdampfer, einem Kompressor und einem Verflüssiger.
An dem Kompressor ist zumindest eine Kühlrippe angeordnet.
Durch diese insbesondere unmittelbare Anordnung zumindest einer
Kühlrippe, insbesondere einer Mehrzahl von Kühlrippen,
kann der Wirkungsgrad der konvektiven Kühlung des Kompressors
wesentlich verbessert werden.
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Vorzugsweise
ist die zumindest eine Kühlrippe lösbar an der
Außenseite des Kompressors angeordnet. Unter einer lösbaren
Anbringung wird eine zerstörungsfreie und reversible Anbringung
einer derartigen Kühlrippe an dem Kompressor verstanden.
Durch diese Ausgestaltung kann eine variable Positionierung einer
oder mehrerer Kühlrippen an dem Kompressor erfolgen. Indem
die Kühlrippe als separates Teil ausgebildet ist, können
bzw. kann bedarfs- und situationsabhängig der Ort und/oder
die Anzahl von Kühlrippen, welche an dem Kompressor angebracht
werden sollen, ausgewählt werden. Dies ermöglicht
es, im erheblichen Maße den Wirkungsgrad der konvektiven
Kühlung des Kompressors individuell einstellen zu können.
Abhängig von dem erforderlichen Bedarf der konvektiven
Kühlung aufgrund der Ausgestaltung des Kondensationstrockners,
insbesondere der Dimensionierung des Wärmepumpenkreises,
ermöglicht diese Ausführung dann eine aufwandsarme
Montage und, falls nötig, Demontage der Kühlrippen.
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Vorzugsweise
ist eine Kühlrippe in ihrem Durchmesser variabel einstellbar
ausgebildet. Durch diese Ausgestaltung kann eine Kühlrippe
an unterschiedlich dimensionierten Kompressoren angeordnet werden.
Es müssen daher nicht eine Vielzahl unterschiedlicher Kühlrippen
hergestellt und bereitgestellt werden, um ein Anbringen an unterschiedlichen Kompressoren
zu ermöglichen. Mit quasi einer einzigen Ausgestaltung
einer Kühlrippe kann diese an verschiedensten Kompressoren
angebracht werden und dennoch eine effektive, konvektive Kühlung
ermöglichen.
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Vorzugsweise
ist die Kühlrippe als offener Ring ausgebildet. Durch diese
Ausgestaltung kann einerseits die Kühlrippe über
eine große Bogenlänge an der Außenseite
des Kompressors anliegen und damit eine thermische Kopplung ermöglichen,
andererseits kann durch die offene Ausgestaltung ein einfaches Montieren
und Demontieren der Kühlrippe an dem Kompressor ermöglicht
werden.
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Vorzugsweise
sind die freien Enden des offenen Rings mit einem längenveränderlichen
Element verbunden. Durch diese Ausgestaltung kann die mechanisch
stabile Anbringung und somit auch positionsstabile Anbringung einer
Kühlrippe an dem Kompressor gewährleistet werden
und dennoch die variable Anpassbarkeit an die Dimension des Kompressors
durch das längenveränderliche Element gewährleistet
werden.
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Vorzugsweise
ist das längenveränderliche Element als Feder
ausgebildet. Dies ist ein relativ einfaches und kostengünstiges
Teil, welches im Hinblick auf die Funktionalität einer
kontinuierlich anpassbaren Dimensionierung des Durchmessers der Kühlrippe
und somit auch einer variabel an die Dimension des Kompressors anpassbare
Kühlrippe ausreichend ausgebildet ist.
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Vorzugsweise
weist eine Kühlrippe zwei Flächenteile auf, welche
zum Wärmeabtransport ausgebildet sind und mit einer Verbindungseinheit
verbunden sind. Die beiden Flächenteile sind relativ zueinander
bewegbar, insbesondere durch die Verbindungseinheit relativ zueinander
bewegbar. Durch diese Ausführung kann die Montage und Demontage nochmals
erleichtert werden und darüber hinaus die genaue und sichere
mechanische Anlage und Kontaktierung der Kühlrippe an der
Außenseite des Kompressors erreicht werden.
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Vorzugsweise
ist die Verbindungseinheit scharnierartig ausgebildet. Dies gewährleistet
eine mechanisch stabile Konstruktion und darüber hinaus eine
verschleißarme Ausgestaltung. Die Verbindungseinheit kann
beispielsweise als Klappscharnier oder als Drehscharnier ausgebildet
sein. Bei einer scharnierartigen Ausbildung der Verbindungseinheit können
die Flächenteile gegeneinander verschwenkt bzw. verdreht
werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Verbindungseinheit
so ausgebildet ist, dass die Flächenteile in einer geradlinigen
Bewegung relativ zueinander verschoben werden können. Beispielsweise
kann eine Schraubverbindung vorgesehen sein, wobei bei einem Anziehen
der Schrauben die Flächenteile geradlinig aufeinander zu
bewegt werden und der Abstand verkleinert wird. Diese Ausbildung
kann mit der scharnierartigen Ausgestaltung kombiniert werden.
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Ein
Vorteil einer flexibel einsetzbaren Kühlrippe, unabhängig
davon, ob und wie sie an einen gegebenen Kompressor anpassbar ist,
liegt darin, dass die Kühlrippe auch nachträglich
an dem Kompressor angebracht werden kann. So erhöht sie
die Zahl der mit einem Kompressor mit vorgegebener Auslegung herstellbaren
Varianten, was ein wesentlicher Kostenvorteil für den Kompressor
ist, da es die Möglichkeiten zu seinem Einsatz wesentlich
erweitert, ohne dass dazu der Kompressor selbst modifiziert werden muss.
Damit kann auch dieser Kompressor als universelle, in Großserie
zu fertigende Komponente für eine Vielzahl verschiedener
Anwendungen ausgelegt werden.
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Insbesondere
ist die Kühlrippe zumindest bereichsweise, insbesondere
vollständig aus Blech ausgebildet. Dies ermöglicht
eine relativ hohe Wärmeabfuhr bei dennoch geringem Gewicht
und günstigen Kosten der Kühlrippe.
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Es
kann auch vorgesehen sein, dass die Kühlrippe unlösbar
an der Außenseite des Kompressors angeordnet ist. Beispielsweise
kann hier ein Anlöten oder ein Anpressen oder ein Verschweißen oder
dergleichen vorgesehen sein.
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Insbesondere
ist der Kompressor zylinderförmig ausgebildet. Vorzugsweise
ist der Kompressor als rotationssymmetrischer Kolbenkompressor ausgebildet.
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In
bevorzugter Weise ist vorgesehen, dass der Kondensationstrockner
auch einen Luft-Luft-Wärmetauscher aufweist, welcher dem
Prozessluftkreis zugeordnet ist. Ein Kondensationstrockner mit einem
Wärmepumpenkreis und einem Luft-Luft-Wärmetauscher
wird als „Hybridtrockner" bezeichnet. Bei einem derartigen
Hybridtrockner wird ein relativ kleiner Kompressor bzw. ein relativ
kleiner Kältekreislauf eingesetzt und die gegebenenfalls
fehlende Heiz- bzw. Kondensationswärme durch eine Widerstandsheizung
bzw. durch einen Luft-Luft-Wärmetauscher ergänzt.
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand
schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
vertikale Schnittdarstellung durch einen Kondensationstrockner;
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2 eine
schematische Darstellung des Prozessluftkreises und des Wärmepumpenkreises gemäß der
Ausführung des Kondensationstrockners in 1;
und
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3 eine
schematische Schnittdarstellung durch einen Kompressor des Kondensationstrockners
gemäß 1 bzw. 2.
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In
den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den
gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist
ein senkrecht geschnittener Kondensationstrockner 1 gezeigt,
welcher nachfolgend als Trockner 1 bezeichnet wird. Der
dargestellte Trockner 1 weist eine um eine horizontale
Achse drehbare Trommel 3 auf, welche als Trocknungskammer
ausgebildet ist. Innerhalb der Trommel 3 sind Mitnehmer 4 zur
Bewegung von Wäsche während einer Trommeldrehung
befestigt. Prozessluft wird mittels eines ersten Gebläses 19 über
eine Heizung 18 durch die Trommel 3, einen Luft-Luft-Wärmetauscher 11, 12 sowie
eine Wärmepumpe 13, 14, 15 in
einem Luftkanal 2 im geschlossenen Kreis geführt
(Prozessluftkreis 2). Nach Durchgang durch die Trommel 3 wird
die feuchte, warme Prozessluft abgekühlt und nach Kondensation
der in der Prozessluft enthaltenen Feuchtigkeit wieder erwärmt.
Dabei wird von der Heizung 18, welche einstufig oder mehrstufig
sein kann, erwärmte Luft von hinten, d. h. von der einer Trocknertür 5 gegenüberliegenden
Seite der Trommel 3, durch deren gelochten Boden in die
Trommel 3 geleitet. Von dort kommt diese Prozessluft mit
der zu trocknenden Wäsche in Berührung und strömt durch
die Befüllöffnung der Trommel 3 zu einem
Flusensieb 6 innerhalb der die Befüllöffnung
verschließenden Trocknertür 5. Anschließend
wird der Luftstrom in der Trocknertür 5 nach unten
umgelenkt und von dem Luftkanal 2 zum Luft-Luft-Wärmetauscher 11, 12 geleitet.
Dort kondensiert infolge der Abkühlung die von der Prozessluft
aus den Wäschestücken aufgenommene Feuchtigkeit
und wird in einem in 1 gestrichelt gezeichneten Kondensat-Behälter 21 aufgefangen,
von dem aus sie entsorgt werden kann.
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Anschließend
wird die etwas abgekühlte Prozessluft zu einem Verdampfer 13 der
Wärmepumpe 13, 14, 15 geführt,
wo sie weiter abgekühlt wird. Das dabei im Verdampfer 13 verdampfte
Kältemittel dieser Wärmepumpe 13, 14, 15 wird über
einen Kompressor 14 zu einem Verflüssiger 15 geleitet.
Im Verflüssiger 15 verflüssigt sich das
Kältemittel unter Wärmeabgabe an die Prozessluft.
Das nun in flüssiger Form vorliegende Kältemittel
wird anschließend zu einem Drosselventil 17 geführt
und über dieses Drosselventil 17 wieder zum Verdampfer 13 geleitet, wodurch
der Kältemittelkreis geschlossen ist. Die Kühlluft
wird der Raumluft entnommen und nach Durchgang durch den Luft-Luft-Wärmetauscher 11, 12 wieder
der Raumluft zugeführt. Die Luftzirkulation durch den Luft-Luft-Wärmetauscher 11, 12 wird durch
ein zweites Gebläse 20 erzeugt.
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Die
Trommel 3 ist in der in 1 gezeigten Ausführungsform
am hinteren Boden mittels eines Drehlagers und vorne mittels eines
Lageschilds 7 gelagert, wobei die Trommel 3 mit
einer Krempe auf einem Gleitstreifen 8 am Lagerschild 7 aufliegt
und so am vorderen Ende gehalten wird. Die Steuerung des Trockners 1 erfolgt über
eine Steuereinrichtung 10, die vom Benutzer über
eine Bedieneinheit 9 geregelt werden kann.
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Darüber
hinaus ist in 1 dargestellt, dass die Trommel 3 zumindest
im unteren Bereich auf Rollen 16 gelagert ist, welche einem
Rollenlager zugeordnet sind.
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Das
zweite Gebläse 20 ist zur Erzeugung eines Kühlluftstroms
für den Luft-Luft-Wärmetauscher 11, 12 ausgebildet.
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Der
Kompressor 14 umfasst im Ausführungsbeispiel eine
Mehrzahl von Kühlrippen 141, 142, 143 und 144.
Sowohl die in 1 gezeigte Position der Kühlrippen 141 bis 144 sowie
deren Anzahl ist lediglich beispielhaft.
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Durch
diese Kühlrippen 141 bis 144 kann der Wirkungsgrad
der konvektiven Kühlung des Kompressors 14 deutlich
verbessert werden.
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In 2 ist
eine schematische Darstellung des Prozessluftkreises und des Wärmepumpenkreises
gemäß dem Trockner 1 gezeigt. Die Kühlrippen 141 bis 144 sind
im Ausführungsbeispiel aus Blech ausgebildet. Insbesondere
sind diese Kühlrippen 141 bis 144 als
zum Kompressor 14 separat ausgebildete Teile konzipiert,
welche somit lösbar an der Außenseite 14a (3)
des Kompressors 14 angebracht und abgenommen werden können.
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In 3 ist
eine schematische Schnittdarstellung durch den Kompressor 14 entlang
der Schnittlinie AA gemäß 2 gezeigt.
Der Kompressor 14 ist als rotationssymmetrischer Kolbenkompressor
ausgebildet. Die Kühlrippen 141 bis 144,
von denen in 3 lediglich die Kühlrippe 142 gezeigt und
stellvertretend für die anderen Kühlrippen 141, 143 und 144 näher
erläutert wird, umgreift die Form des Kompressors 14 an
dessen Außenseite 14a bereichsweise.
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Die
Kühlrippe 142 ist als offener Ring ausgebildet
und liegt unmittelbar an der Außenseite 14a des
Kompressors 14 an. Lediglich zur Verdeutlichung der Außenseite 14a ist
in 3 die Kühlrippe 142 durch einen
kleinen Spalt beabstandet zu dieser Außenseite 14a dargestellt.
Dies soll jedoch so verstanden werden, dass die Kühlrippe 142 in
unmittelbarem Kontakt mit der Außenseite 14a ist
und somit mechanisch mit dieser verbunden und dadurch auch eine thermische
Kopplung gegeben ist.
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Die
Kühlrippe 142 weist ein erstes Flächenteil 142a und
ein zweites Flächenteil 142b auf, welche relativ
zueinander bewegbar sind. Dazu ist eine Verbindungseinheit 142c vorgesehen,
welche im Ausführungsbeispiel scharnierartig ausgebildet
ist und eine Drehachse senkrecht zur Figurenebene aufweist. Die
Verbindungseinheit 142c kann ein einfacher Bolzen sein,
um den die beiden Flächenteile 142a und 142b gedreht
werden können. Die beiden Flächenteile 142a und 142b können
dadurch in der Figurenebene gegeneinander verschwenkt.
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Die
Kühlrippe 142 ist so ausgestaltet, dass sie in
ihrem Durchmesser d variabel einstellbar ist. Dies bedeutet, abhängig
davon welche Dimensionierung der Kompressor 14 aufweist,
kann auch die Kühlrippe 142 variabel daran angepasst
werden und an die Außenseite 14a angeordnet werden.
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Die
freien Enden 142d und 142e der Kühlrippe 142 sind
durch ein als Feder ausgebildetes längenveränderliches
Element 142f miteinander verbunden. Dieses Element 142f ist
in Löchern der Flächenteile 142a und 142b eingehängt
und kann aus diesen Öffnungen auch ausgehängt
werden. Dadurch kann ein Öffnen der Kühlrippe 142 zum
unterstützenden Montieren und Demontieren erreicht werden.
Darüber hinaus kann durch dieses Element 142f eine
ausreichende Anpressung der Kühlrippe 142 an die
Außenseite 14a und damit eine positionsstabile Anordnung
der Kühlrippe 142 gewährleistet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0467188
B1 [0002]
- - EP 1209277 B1 [0003]