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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, mit einer oberen und einer unteren Lagerkammer und einem in einer Trennwand zwischen den Lagerkammern untergebrachten, beide Lagerkammern kühlenden Verdampfer.
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Bei einem aus
DE 1 501 260 A bekannten Kältegerät dieser Art sind Einlassöffnungen einer in der Trennwand untergebrachten Verdampferkammer an deren vorderem Rand und Auslassöffnungen an einem rückwärtigen Rand gebildet. Ein solches Kältegerät neigt zur Ausbildung einer starken Temperaturschichtung insbesondere in der oberen Lagerkammer, da die aus der Verdampferkammer in die obere Lagerkammer ausgeblasene Kaltluft dazu neigt, im unteren Bereich der Lagerkammer zu bleiben, sodass sie alsbald wieder angesaugt wird.
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Aus
US 5 787 725 A ist ein Kältegerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Die Luftzirkulation durch den Verdampfer ist hier durch einen in einer oberen hinteren Ecke des Gefrierfachs montierten Ventilator angetrieben, der Luft aus dem Gefrierfach ansaugt und durch den in der Trennwand unterhalb des Gefrierfachs angeordneten Verdampfer drückt. Über eine Austrittsöffnung am vorderen Rand der Trennwand gelangt die abgekühlte Luft ins Gefrierfach zurück. Um das unterhalb der Trennwand angeordnete Kühlfach zu kühlen, ist an der Rückwand des Gefrierfachs zusätzlich ein zum Kühlfach führender und durch eine Klappe verschließbarer Kanal vorgesehen. Wenn die Klappe offen ist, strömt ein Teil der vom Ventilator aus dem Gefrierfach angesaugten Luft durch den Kanal in das Kühlfach, und im Gegenzug tritt Luft aus dem Kühlfach in einen Durchgang der Trennwand ein und vermischt sich darin mit der aus dem Gefrierfach angesaugten Luft vor dem Durchgang durch den Verdampfer. Um die Luft im Kühlfach komplett auszutauschen, muss aufgrund dieser Vermischung der Ventilator eine wesentlich größere Luftmenge umwälzen, als dem Volumen des Kühlfachs entspricht, so dass ein leistungsstarker Ventilator erforderlich ist. Infolge der Durchmischung von Luft aus Kühlfach und Gefrierfach an der Einlassseite des Verdampfers ist die Temperatur am Verdampfereinlass auch dann niedrig, wenn Luft durch das Kühlfach zirkuliert, und dementsprechend niedrig ist die Temperatur des Kältemittels, wenn es den Verdampfer verlässt. Sowohl die benötigte hohe Leistung des Ventilators als auch die niedrige Austrittstemperatur des Kältemittels am Verdampfer beeinträchtigen den Wirkungsgrad des Gerätes.
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Aufgabe der Erfindung ist, den Wirkungsgrad des oberbegriffsgemäßen Kältegerätes zu verbessern.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem die Einlassseite von der kälteren Lagerkammer getrennt ist, und am Rand der Trennwand einen die beiden Lagerkammern verbindenden Spalt begrenzt. Indem somit der Verdampferkammer Luft nur aus der wärmeren Kammer aufnehmen und an die kältere abgeben kann, ist ein starker Temperaturgradient über dem Verdampfer gewährleistet, so dass das Kältemittel im Verdampfer eine relativ hohe Temperatur erreichen kann. Da die zirkulierende Luft die wärme Kammer nicht umgehen kann, genügt ein geringer Luftdurchsatz durch den Verdampfer, um eine ausreichende Kühlung auch der wärmeren Lagerkammer zu gewährleisten.
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Um eine Temperaturschichtung in der wärmeren Kammer zu vermeiden, wenn diese über der kälteren angeordnet ist, sollte die Einlassseite des Verdampfers mit einem Ansaugkanal verbunden sein, der einer Einlassöffnung in einem oberen Bereich der wärmeren Lagerkammer aufweist.
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Um den Verdampfer auf seiner gesamten Querschnittsfläche möglichst gleichmäßig zu nutzen, sollte der Ansaugkanal wenigstens in einem unteren Bereich dieselbe Breite wie der Verdampfer haben.
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Ein Radialventilator kann platzsparend in Höhe der Trennwand zwischen einer Auslassseite des Verdampfers und einer der Auslassseite gegenüber liegenden Außenwand des Kältegerätes angeordnet sein. Durch die Anbringung des Ventilators in Höhe der Trennwand geht nicht oder allenfalls in geringem Umfang nutzbare Tiefe der Lagerkammern verloren.
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Die Achse des Radialventilators steht vorzugsweise auf der Außenwand senkrecht, um in axialer Richtung aus der Zwischenwand Luft anzusaugen und sie parallel zur Außenwand, etwa in einen sich entlang einer Wand der kälteren Kammer erstreckenden Verteilerkanal, auszublasen.
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Vorzugsweise sind der Verteilerkanal und der Ansaugkanal an derselben Außenwand des Kältegerätes angeordnet. Bevorzugt verläuft in der Trennwand ein Luftweg haarnadelförmig, wobei ein an den Ansaugkanal anschließender stromaufwärtiger Zweig des Luftwegs von einem der Außenwand zugewandten Rand der Trennwand zur gegenüberliegenden Rand und ein stromabwärtiger Zweig in entgegengesetzter Richtung zum Verteilerkanal verläuft. Bevorzugt erstreckt sich der Luftweg zumindest im Wesentlichen über die Breite der Trennwand.
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Der besagter Außenwand gegenüber liegende Rand der Trennwand kann in platzsparender Weise auch der den Spalt begrenzende Rand sein.
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Vorzugsweise ist zwischen dem stromabwärtigen Zweig und dem stromaufwärtigen Zweig eine wärmeisolierende Zwischenwand mit einem dem Spalt zugewandten Seite der Trennwand vorgesehenen Luftdurchlass zum Verbinden der beiden Zweige vorgesehen.
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Um die Tragfähigkeit der Zwischenwand zu verbessern, kann einer der beiden Zweige, der den Verdampfer nicht enthält, durch Rippen versteift sein. Diese verlaufen vorzugsweise in Längsrichtung, um die Luftzirkulation in dem Zweig nicht zu beeinträchtigen.
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Der Verdampfer ist vorzugsweise in dem unteren Zweig untergebracht. Ein Grund hierfür kann sein, dass dann, wenn bei stillstehendem Ventilator keine Luft in der Trennwand zirkuliert, der stromaufwärtige Zweig des Luftwegs den Verdampfer gegenüber der darüberliegenden wärmeren Lagerkammer isoliert.
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Bevorzugt ist zwischen dem stromabwärtigen Zweig und der kälteren Kammer eine wärmeisolierende Trennwand vorgesehen.
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Ferner ist es insbesondere wenn der Verdampfer im unteren Zweig untergebracht ist, platzsparend möglich, den den Verdampfer enthaltenden Zweig zu der Außenwand hin abschüssig zu machen, so dass vom Verdampfer abfließendes Tauwasser zu der Außenwand hingeführt und über diese abgeleitet werden kann.
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Wenn der den Verdampfer enthaltende Zweig wie beschrieben abschüssig ist, kann unter einem von der Außenwand abgewandten Bereich des Verdampfers platzsparend eine Beleuchtung für die untere der beiden Lagerkammern angeordnet sein.
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Wenn der Ventilator in Höhe der Trennwand angeordnet ist, ist es ferner zweckmäßig, wenn einer der Zweige zu der Außenwand hin in der Vertikalen divergiert, um einen strömungsgünstigen Übergang zum Ventilator zu schaffen.
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Der Verdampfer kann sich im Wesentlichen über die gesamte Tiefe der Trennwand erstrecken, sollte aber, um das Volumen der Lagerkammer nicht unnötig einzuschränken, eine geringe Bauhöhe haben. Daher ist eine Kältemittelleitung des Verdampfers vorzugsweise einlagig geführt.
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Bevorzugt ist unter einem von der Außenwand (7) abgewandten Bereich des Verdampfers (16) eine Beleuchtung (42) für die untere (5) der beiden Lagerkammern angeordnet.
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Vorzugsweise haben die beiden Lagerkammern einen gemeinsamen Innenbehälter, in den die Trennwand eingefügt ist. Dies erleichtert den Zusammenbau des Geräts, da der Verdampfer, anstatt in einen engen Spalt zwischen den Lagerkammern eingefügt werden zu müssen, frei zwischen den Lagerkammern montiert und anschließend mit der Trennwand verkleidet werden kann oder vorab mit der Trennwand zu einer Baugruppe zusammengefügt werden kann, die anschließend zwischen den Lagerkammern montiert wird.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Aus dieser Beschreibung und den Figuren gehen auch Merkmale der Ausführungsbeispiele hervor, die nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Solche Merkmale können auch in anderen als den hier spezifisch offenbarten Kombinationen auftreten. Die Tatsache, dass mehrere solche Merkmale in einem gleichen Satz oder in einer anderen Art von Textzusammenhang miteinander erwähnt sind, rechtfertigt daher nicht den Schluss, dass sie nur in der spezifisch offenbarten Kombination auftreten können; stattdessen ist grundsätzlich davon auszugehen, dass von mehreren solchen Merkmalen auch einzelne weggelassen oder abgewandelt werden können, sofern dies die Funktionsfähigkeit der Erfindung nicht in Frage stellt. Es zeigen:
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1 einen schematischen vertikalen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Kombinationskältegerät;
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2 einen horizontalen Schnitt durch das Kältegerät entlang der Ebene II-II aus 1;
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3 einen Radialventilator in einer teilweise geschnittenen perspektivischen Ansicht;
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4 eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht eines Teils eines Korpus des erfindungsgemäßen Kältegerätes gemäß einer ersten Ausgestaltung; und
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5 eine zu 4 analoge Ansicht gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung.
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1 zeigt einen vertikalen Schnitt in Tiefenrichtung durch das Gehäuse eines erfindungsgemäßen Kombinationskältegerätes. Das Gehäuse umfasst einen im Wesentlichen quaderförmigen Korpus 1 und eine an die Vorderseite des Korpus 1 angeschlagene Tür 2, die einen Innenraum begrenzen, der von einer horizontalen Trennwand 3 in zwei Lagerkammern unterteilt ist, ein Normalkühlfach 4 oberhalb der Trennwand 3 und ein Kaltlagerfach 5 unterhalb der Trennwand 3. Der Korpus 1 umfasst in an sich bekannter Weise einen aus Kunststoff tiefgezogenen Innenbehälter, eine feste Außenhaut, die aus Platten verschiedener Materialien zusammengefügt sein kann, sowie eine den Zwischenraum zwischen Innenbehälter und Außenhaut ausfüllende Isolationsmaterialschicht. Die Trennwand 3 ist an Stufen 6 der Seitenwände des Innenbehälters abgestützt.
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Eine sich parallel zu einer Rückwand 7 des Korpus 1 erstreckende Wandplatte 8 teilt von dem Normalkühlfach 4 einen Ansaugkanal 9 ab, der sich von einer Einlassöffnung 10 in der Nähe der Decke 11 des Korpus 1 bis in Höhe der Trennwand 3 erstreckt und die Rückwand 7 auf ihrer gesamte Breite überdeckt. An das untere Ende des Ansaugkanals 9 schließt ein erster Zweig 12 eines haarnadelförmig durch die Trennwand 3 verlaufenden Luftweges an. Dieser erste Zweig 12 ist nach durch eine mit Kühlgut belastbare Bodenplatte 13 vom Normalkühlfach 4 abgegrenzt. Die Bodenplatte 13 kann z. B. aus Glas bestehen, das den Blick in den Zweig 12 freigibt, aus einem festen opaken Kunststoff oder aus Metall. Der erste Zweig 12 erstreckt sich horizontal nach vorn bis in unmittelbare Nähe eines vorderen Randes 14 der Trennwand 3 und geht dort in einen zur Rückwand 7 hin leicht abschüssigen zweiten Zweig 15 über. Ein vorderer Bereich konstanter Höhe des Zweiges 15 ist vollständig durch einen Lamellenverdampfer 16 ausgefüllt.
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In einem an dem Lamellenverdampfer 16 anschließenden Abschnitt 17 des Zweiges 15 nimmt dessen Höhe mit zunehmender Annäherung an eine Saugöffnung eines an der Rückwand 7 montierten Radialventilators 18 kontinuierlich zu, um eine laminaren, verlustarmen Fluss der Luft vom Verdampfer 16 zum Ventilator 18 zu ermöglichen.
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In der perspektivischen Ansicht der 3 ist ein Rotor 19 des Radialventilators 18 halbiert dargestellt, um den hinter einer hutförmigen Bodenplatte 20 des Rotors 19 verborgenen, an der Rückwand 7 befestigten Motor 21 zeigen zu können. In einem Randbereich der Bodenplatte 20 sind radial und axial ausgerichtete Luftschaufeln 22 befestigt. Die von der Bodenplatte 20 abgewandten Ränder der Luftschaufeln 22 können untereinander durch ein zu der Bodenplatte 20 parallelen Ring 23 verbunden sein. Radial innere Ränder der Luftschaufeln 22 bzw., im hier gezeigten Fall, eine Öffnung 24 des Rings 23 bildet die Saugöffnung, über die der Ventilator, wenn der Rotor 19 in Bewegung ist, Luft aus dem Abschnitt 17 ansaugt und in radialer Richtung, parallel zur Rückwand 7, wieder ausstößt. Der Durchmesser der Saugöffnung entspricht der maximalen Höhe des Abschnitts 17, die dieser an seinem rückwärtigen Ende erreicht. Der Außendurchmesser 19 des Rotors ist geringfügig kleiner als die Stärke der Trennwand 3 an ihrem hinteren Rand, so dass er zwischen der Trennwand 3 und der Rückwand 7 Platz findet, ohne nennenswert in den oberen Zweig 12 bzw. den Ansaugkanal 9 einzugreifen bzw. ohne weit über die Unterseite der Trennwand 3 nach unten überzustehen.
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2 zeigt einen Schnitt durch den Korpus 1 und die Trennwand 3 entlang einer durch den unteren Zweig 15 verlaufenden, in 1 mit II-II bezeichneten Schnittebene. Eine Wandplatte 29 schließt in seitlicher Richtung beiderseits an die Saugöffnung 24 des Radialventilators 18 an, um zu verhindern, das von dem Radialventilator 18 ausgestoßene Luft erneut angesaugt wird. Deutlich zu erkennen ist eine einlagig in Mäandern verlaufende Kältemittelleitung 25 des Verdampfers 16. Der Verdampfer 16 ist zwischen zwei mit isolierendem Schaumstoff ausgefüllten Flanken 26 der Trennwand 3 fixiert, wobei Rohrbögen der Kältemittelleitung 25 jeweils in eine Nut der beiden Flanken 26 eingreifen. Das Kältemittel zirkuliert in der Leitung 25 gegenläufig zum Luftstrom, d. h. eine Einspritzstelle 27 befindet sich an der Rückwand 7 zugewandten Ende der Kältemittelleitung 25, und ein Sauganschluss 28 am vorderen Rand 14. Die Breite des Abschnitts 17 ist hier in Tiefenrichtung konstant bis zur Wandplatte 29 hinter der sich der Radialventilator 18 befindet. Die Flanken 26 könnten jedoch auch, wie durch gestrichelte Linien angedeutet, in Höhe des Abschnitts 17 zur Öffnung 24 des Radialventilators 18 hin konvergieren.
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Die Wandplatte 29 und die Rückwand 7 begrenzen eine Ventilatorkammer 30, die nach unten hin in einen an der Rückwand 7 entlanglaufenden Verteilerkanal 31 (s. 1) übergeht. Mehrere Durchgangsöffnungen 32 münden vom Verteilerkanal 31 in das Kaltlagerfach 5. Diese Durchgangsöffnungen 32 sind zweckmäßigerweise jeweils zwischen zwei Auszugkästen 33 des Kaltlagerfachs 5 angeordnet, um einen zwischen den Auszugkästen 33 zur Tür 2 hin gerichteten Luftstrom zu erzeugen. An der Innenseite der Tür 2 steigt die Luft auf und erreicht durch einen Spalt 34 zwischen dem vorderen Rand 14 der Trennwand 3 und der Tür 2 das Normalkühlfach 4. So wird, wenn Kühlungsbedarf im Kaltlagerfach 5 erfasst worden ist und deswegen der Verdampfer 16 und der Ventilator 18 in Betrieb sind, sowohl das Kaltlagerfach 5 gekühlt als auch das Normalkühlfach 4 allmählich von unten her mit Kaltluft aus dem Kaltlagerfach 5 geflutet. Eine Kühlung des Kaltlagerfachs 5 allein ist nicht möglich, doch kann durch eine entsprechende Dimensionierung der Isolation von Normalkühlfach 4 und Kaltlagerfach 5 sicher gestellt werden, dass Kühlungsbedarf im Kaltlagerfach 5 seltener als im Normalkühlfach 4 eintritt und es in Folge dessen nicht zu einer Unterkühlung des Normalkühlfachs 4 kommt. Wenn das Normalkühlfach 4 Kühlungsbedarf hat, das Kaltlagerfach 5 aber nicht, genügt es, den Ventilator 18 einzuschalten, um Kaltluft aus dem Kaltlagerfach 5 ins Normalkühlfach 4 zu verlagern.
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4 zeigt eine perspektivische teilaufgeschnittene Ansicht eines Stücks des Korpus 1 und der Trennwand 3. Die Bodenplatte 13 der Trennwand 3 ist in dieser Ansicht weggelassen, um in Tiefenrichtung des Korpus 1 orientierte, die Bodenplatte 13 unterstützende Rippen 35 im ersten Zweig 12 des Luftwegs der Trennwand 3 zeigen zu können. Der Boden des zweiten Zweigs 15 ist abschüssig bis zu einer Kondenswasserrinne 36 unmittelbar vor der Wandplatte 29. In dieser Rinne 36 sammelt sich Kondenswasser beim Abtauen des Verdampfers 16 und gelangt über einen nicht dargestellten Kanal in der Rückwand 7 zu einem Verdunster, der in einer Maschinenraumnische 37 am Fuß der Rückwand 7 in thermischem Kontakt mit einem Verdichter untergebracht ist.
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Der abschüssige Verlauf auch der Unterseite der Trennwand 3 kann genutzt werden, um daran benachbart zum vorderen Rand 14 eine Leuchte 42 zum Beleuchten des Kaltlagerfachs 5 anzubringen, ohne dadurch das nutzbare Volumen der Auszugkästen 33 merklich einzuschränken.
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Sowohl der Ansaugkanal 9 als auch der Luftweg 12, 15 in der Trennwand 3 und der Verteilerkanal 31 erstrecken sich in dieser Ausgestaltung über die gesamte Breite der Fächer 4, 5, um sowohl eine gleichmäßige Durchströmung des Verdampfers 16 auf seiner gesamten Breite als auch eine über die Breite hinweg gleichmäßige Verteilung der Kaltluft im Fach 5 zu gewährleisten.
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5 zeigten eine alternative Ausgestaltung des Kältegeräts, wobei Teile dieser Ausgestaltung, die bereits mit Bezug auf die 1 bis 4 erläuterten Teilen entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und nicht erneut erläutert werden. Dieser Ausgestaltung zufolge ist der Ansaugkanal 9 auf einen Teil der Rückwand 7 beschränkt, und ein Verteilerkanal 38 mit mehreren in unterschiedlichen Höhen angeordneten Durchgangsöffnungen 39 füllt den nicht von dem Ansaugkanal 9 belegten Teil der Rückwand 7 aus. In der Ventilatorkammer 30 ist benachbart zu dem (in der Fig. nicht sichtbaren) Ventilator 18 unterhalb des Verteilerkanals 38 eine ähnlich einer Wippe um eine horizontale Achse 40 schwenkbare Klappe 41 untergebracht. 5 zeigt die Klappe 41 in einer Stellung, in der sie den Durchgang zum Verteilerkanal 31 des Kaltlagerfachs 5 blockiert und so wenigstens einen Teil der vom Ventilator 18 ausgeblasenen Luft dem Verteilerkanal 38 zuführt, um eine direkte Kühlung des Normalkühlfachs 4 zu ermöglichen. In einer um die Achse 40 im Uhrzeigersinn geschwenkten Stellung der Klappe 41 liegt deren oberer Rand an der Wandplatte 29 an und versperrt so den Zugang zum Verteilerkanal 38. In dieser Stellung der Klappe 41 gelangt die gesamte vom Ventilator 18 ausgestoßene Luft in den Verteilerkanal 31 des Kaltlagerfachs 5.
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Um auch bei dieser Ausgestaltung eine gleichmäßige Verteilung der zuströmenden Luft über die Breite des Verdampfers 16 zu gewährleisten, sind die Rippen 25 im oberen Zweig 12 des Luftwegs der Trennwand 3 fächerförmig angeordnet, und der Zweig 12 verbreitert sich von hinten nach vom.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 1501260 A [0002]
- US 5787725 A [0003]
