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Die Erfindung betrifft eine Tür für ein Haushalts-Wärmebehandlungsgerät, insbesondere Garraumtür, mindestens aufweisend einen seitlich umlaufenden Rahmen, welcher frontseitig mittels einer zumindest bereichsweise blickdurchlässigen Frontabdeckung abgedeckt ist und innenseitig mittels einer zumindest bereichsweise blickdurchlässigen Innenabdeckung abgedeckt ist, wobei der Rahmen, die Frontabdeckung und die Innenabdeckung einen unbelüfteten Hohlraum umschließen.
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Der unbelüftete Hohlraum kann hermetisch dicht sein, wobei dann aufgrund einer thermischen Ausdehnung und Kontraktion eines in dem Hohlraum befindlichen Fluids, insbesondere Gases, bei einem Betrieb des Wärmebehandlungsgeräts hohe mechanische Wechselbeanspruchungen an der Tür auftreten können, die zu deren Beschädigung führen können. Alternativ mag der Hohlraum evakuiert sein, wobei jedoch eine langzeitstabile Aufrechterhaltung des Vakuums sehr aufwändig und teuer ist. Der unbelüftete Hohlraum mag eine einfache Belüftungsöffnung zum Druckausgleich aufweisen, durch welche jedoch Staub, Wrasen usw. in den Hohlraum eindringen können.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine verbesserte Tür für ein Haushalts-Wärmebehandlungsgerät mit mindestens einem unbelüfteten Hohlraum bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Tür für ein Haushalts-Wärmebehandlungsgerät, mindestens aufweisend einen seitlich umlaufenden Rahmen, welcher frontseitig mittels einer zumindest bereichsweise blickdurchlässigen Frontabdeckung abgedeckt ist und innenseitig mittels einer zumindest bereichsweise blickdurchlässigen Innenabdeckung abgedeckt ist, wobei der Rahmen, die Frontabdeckung und die Innenabdeckung einen unbelüfteten Hohlraum umschließen. Unter einem unbelüfteten Hohlraum wird insbesondere ein Hohlraum verstanden, welcher nicht dazu vorgesehen ist, von einem Luftstrom zu seiner Kühlung durchströmt zu werden. Der Rahmen kann ein einteiliger Rahmen oder ein mehrteiliger Rahmen sein. Der Rahmen mag als ein Türprofil dienen.
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Ferner ist der Hohlraum zumindest teilweise mit lichtdurchlässigem Aerogel gefüllt, und die Tür weist mindestens ein semipermeables Druckausgleichselement zum Druckausgleich zwischen dem Hohlraum und einer Umgebung auf.
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Durch das lichtdurchlässige Aerogel wird ein ausreichender Durchblick durch die Tür und damit Einblick in einen von der Tür zu verschließenden Wärmebehandlungsraum gewährleistet. Aerogel ist ferner hochgradig wärmedämmend (Wärmeleitfähigkeit von nur zwischen 0,014 und 0,05 W/(m·K)), so dass ein Wärmestrom von dem Wärmebehandlungsraum in den Außenbereich erheblich reduziert werden kann und die Tür folglich sehr gut wärmeisolierend ausgestaltbar ist. Ein weiterer Vorteil des Aerogels ist, dass sein Schmelzpunkt so hoch liegt (bei Silica-Aerogel z.B. bei etwa 1200°C), dass es bei Temperaturen, wie sie bei Haushaltsgeräten auftreten (von bis zu 500°C in einem Garraum eines Backofens während eines Pyrolysebetriebs), weder schmilzt noch sich nennenswert elastisch oder plastisch verformt. Zudem ist Aerogel unbrennbar und ungiftig.
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Darüber hinaus ist Aerogel transparent oder praktisch transparent (quasi-transparent). So wird insbesondere eine aerogel dickenabhängige Einsicht in einen Wärmebehandlungsraum ermöglicht, beispielsweise zur Überwachung von Gargut. Eine in Einzelfällen auftretende Materialeintrübung durch Feuchtigkeit ist typischerweise bis zu einem materialabhängigen Grenzwert reversibel durch Aufheizen (Energiezufuhr von außen) des Aerogels auf seine Desorptionsenthalpie. Jedoch ist dies nicht zwingend, und das Aerogel mag lediglich transluzent sein. Dies mag beispielsweise bei Haushalts-Wärmebehandlungsgeräten ausreichend sein, welche keine Überwachung oder Bewertung des in dem Wärmebehandlungsraum wärmebehandelten Objekts benötigen, z.B. bei sog. Sterilisatoren.
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Neben einer Aufnahme von Feuchtigkeit kann Aerogel auch feine Staubteilchen oder Öltröpfchen usw. auffangen. Um zu verhindern, dass Staub, Wrasen (einschließlich Ölen) oder in größerem Maß Wasser in den Hohlraum gelangen und eine Funktion des Aerogels beeinträchtigen können, hält das (funktional) semipermeable Druckausgleichselement zumindest Feststoffe (Staub) und Flüssigkeit (Öltröpfchen, Wassertröpfchen usw.) zurück, lässt aber Luft durch. Dadurch kann ein Druckausgleich stattfinden, aber ein Eindringen signifikant nachteiliger Flüssigkeiten verhindert werden. Insgesamt wird dadurch eine mechanisch geringer belastete, preiswerte und mit geringem Aufwand reinigbare Tür bereitgestellt. Durch das Aerogel wird insbesondere eine schmale und leichte Tür bereitgestellt. Die "Semipermeabilität" des Druckausgleichselement ist also allgemein funktional in diesem Sinne zu verstehen und nicht auf eine Verwendung einer semipermeablen Membran oder eines semipermeablen Filters beschränkt.
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Der unbelüftete Hohlraum kann insbesondere bis auf das mindestens eine semipermeable Druckausgleichselement dicht sein, was ein unerwünschtes Eindringen von Staub, Flüssigkeit usw. durch Spalte o.ä. verhindert.
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Die Tür mag insbesondere eine Garraumtür sein, da in Garräumen typischerweise besonders hohe Temperaturen auftreten können und deren Gargerätetüren folglich bisher besonders aufwändig gestaltet sind, z.B. mit einer Belüftung ausgerüstet sind. Die Gargerätetür kann insbesondere eine Backofentür sein, insbesondere eine Backofentür eines pyrolysefähigen Backofens.
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Die Art der Tür ist nicht beschränkt und kann z.B. eine Tür eines Backwagens, eine Klapptür oder eine Drehtür umfassen.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass das mindestens eine semipermeable Druckausgleichselement mindestens eine Membran aufweist oder ist. Diese ist besonders einfach, preiswert und mit einer geringen Anforderung an Bauraum einsetzbar. Die Membran ist bevorzugt austauschbar.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass das mindestens eine semipermeable Druckausgleichselement mindestens eine Kombination aus einem Ventil und einer Filtereinheit aufweist. Durch das Ventil ist ein Volumen eines Ausgleichsluftstroms auf ein Mindestmaß begrenzbar, was eine lang andauernde Filterfähigkeit der Filtereinheit ermöglicht. Die Filtereinheit ist bevorzugt austauschbar.
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Es wird besonders bevorzugt, dass das (funktional) semipermeable Druckausgleichselement mehrere Filter und mindestens einen Filter in Form eines Trockenmittels aufweist.
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Insbesondere mag das semipermeable Druckausgleichselement zwei entgegengesetzt wirkende Ventile aufweisen, von denen z.B. ein erstes Ventil bezüglich des Hohlraums nach außen öffnet, so dass Überdruck aus dem Hohlraum durch das erste Ventil ablassbar ist, und zweites Ventil bezüglich des Hohlraums nach innen öffnet, so dass Unterdruck in dem Hohlraum durch Öffnung des zweiten Ventils ausgleichbar ist.
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Die Ventile können räumlich nah angeordnet sein, insbesondere in einer baulichen Einheit, oder können räumlich getrennt angeordnet sein.
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Die Ventile können insbesondere Rückschlagventile sein. Die Ventile können so ausgestaltet sein, dass ein oder mehrere Ventile bei Normaldruck (ohne Druckunterschied) offen oder geschlossen, sind.
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Insbesondere das zweite Ventil kann mit einem mit Trocknungsmittel als Filtermaterial ausgerüsteten Filter zusammenwirken, z.B. diesem strömungstechnisch vorgeschaltet oder nachgeschaltet sein. Dieser Filter ist also ein allgemeiner Filter in dem Sinne, dass er bestimmte Stoffe bei Durchgang eines Fluids zurückhalten kann, hier insbesondere Wasser.
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Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass das mindestens eine semipermeable Druckausgleichselement luftdurchlässig und flüssigkeitsundurchlässig ist. Mittels der Luftdurchlässigkeit wird ein Druckausgleich ermöglicht, mittels der Undurchlässigkeit für Flüssigkeit (für Stoffe im flüssigen Zustand, einschließlich Tröpfchen) ein Eindringen von Öl, Wasser usw. verhindert.
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Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass das mindestens eine semipermeable Druckausgleichselement dampfdurchlässig ist. Dies ermöglicht einen Einsatz eines vergleichsweise einfachen und preiswerten Druckausgleichselements. Zwar kann dabei Feuchtigkeit aus der Umgebung in den Hohlraum gelangen (z.B. bei einer Abkühlung der Tür), jedoch ist diese Menge aufgrund der Zurückhaltung von Tröpfchen vergleichsweise gering und kann bei einer Erwärmung des Hohlraums auch einfach wieder ausgedampft werden.
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Es ist auch eine Ausgestaltung, dass das mindestens eine semipermeable Druckausgleichselement in einem Kaltbereich der Garraumtür angeordnet ist. Dies ergibt den Vorteil, dass das Druckausgleichselement thermisch vergleichsweise gering belastet wird. Unter einem Kaltbereich der Tür kann insbesondere ein Bereich verstanden werden, welcher nicht direkt eine Beschickungsöffnung des Wärmebehandlungsraums überdeckt und folglich keiner direkten Wärmeeinstrahlung aus dem Wärmebehandlungsraum ausgesetzt ist.
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Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass das mindestens eine semipermeable Druckausgleichselement in dem Rahmen angeordnet ist. Dadurch ist das Druckausgleichselement in einem Bereich positioniert, in dem es in einer geschlossenen Stellung der Tür einem Flansch gegenüberliegt und so vor einer äußeren Beanspruchung geschützt ist. Zudem ist der Rahmen vergleichsweise kalt. Das mindestens eine semipermeable Druckausgleichselement mag sich insbesondere in einem linksseitigen und/oder rechtsseitigen Abschnitt des Rahmens befinden.
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Es ist noch eine Weiterbildung, dass sich das mindestens eine semipermeable Druckausgleichselement unterseitigen Abschnitt des Rahmens befindet. Dadurch kann eventuell in dem Hohlraum anfallendes Kondenswasser besonders effektiv abgeführt werden. Zudem kann sich so schwerer ein Wasserfilm auf dem Druckausgleichselement bilden. Insbesondere bevorzugt ist eine leicht geneigte Montage.
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Es ist eine zum Schutz vor einer äußeren mechanischen Beanspruchung bevorzugte Ausgestaltung, dass das mindestens eine semipermeable Druckausgleichselement von einer durchlässigen Schutzabdeckung abgedeckt ist, z.B. einem Gitter oder Lochsieb.
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Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass die Frontabdeckung eine Frontglasscheibe und die Innenabdeckung eine Innenglasscheibe ist. Dies ermöglicht eine besonders große Sichtfläche. Alternativ mögen die Frontabdeckung und/oder die Innenabdeckung einen Rahmen aufweisen, in welchen ein Sichtfenster eingesetzt ist.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass das Aerogel in Form mindestens einer Aerogel-Scheibe vorliegt. Hierbei kann unter "Scheibe" ein allgemeiner Durchsicht-Formkörper oder Monolith verstanden werden, welcher insbesondere auch in einem mechanischen Sinne plattenförmig oder scheibenförmig ausgestaltet sein kann. Die Aerogel-Scheibe kann also insbesondere auch als eine Platte ausgebildet sein. Die Tür weist dann also mindestens eine Zwischenscheibe (zwischen der Frontscheibe und der Innenscheibe) in Form einer Aerogel-Scheibe auf. Dadurch wird auf einfache Weise eine großflächige Wärmedämmung ermöglicht. An der Aerogel-Scheibe kann sich im Betrieb eines Haushalts-Wärmebehandlungsgeräts ein sehr steiler Temperaturgradient einstellen, so dass eine Oberflächentemperatur auf der (dem Wärmebehandlungsraum zugewandten) Innenseite der Aerogel-Scheibe hoch ist, was einen Wärmeabfluss aus dem Wärmebehandlungsraum (z.B. durch Luftkühlung und/oder Wärmestrahlung) gering hält, jedoch eine Oberflächentemperatur auf der (dem Wärmebehandlungsraum abgewandten) Außenseite oder Frontseite sehr gering ist, so dass hier eine hohe Berührsicherheit ermöglicht wird. So wird beispielsweise ein Verzicht auf eine Türbelüftung auch für sehr hohe Temperaturen ermöglicht, was wiederum neue Bauräume entstehen lässt und damit mehr Gestaltungsfreiheit ermöglicht. Ferner lässt sich durch die mindestens eine Aerogel-Scheibe mindestens eine herkömmliche Glasscheibe ersetzen, was eine erhebliche Gewichtsersparnis bringt.
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Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass in dem Hohlraum mindestens zwei aufeinander aufgelegte, einzeln hergestellte Aerogel-Scheiben untergebracht sind, insbesondere plattenförmige Scheiben. Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, dass sie vergleichsweise einfach und preiswert herstellbar ist, weil dünne Aerogel-Scheiben erheblich schneller herstellbar sind als dicke Aerogel-Scheiben. Es wird bevorzugt, dass eine einzeln hergestellte Aerogel-Scheibe (oder Aerogel-Platte) eine Dicke zwischen ca. 5 mm bis 40 mm, bevorzugt zwischen ca. 10 mm und 20 mm, besonders bevorzugt zwischen ca. 12 mm und 16 mm, aufweist.
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Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass die mindestens eine Aerogel-Scheibe zumindest gegenüber der Innenscheibe durch einen Spalt getrennt ist. Dieser Spalt verbessert eine Wärmedämmung weiter, da so eine direkte Wärmeleitung durch einen Kontakt zwischen der Innenscheibe und der benachbarten Aerogel-Scheibe verhindert wird und ein Wärmeübertrag nur durch Strahlungswärme und durch eine Gasbewegung oder Konvektion in dem Spalt erzeugt werden kann.
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Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass der Spalt nicht mehr als 4 mm, insbesondere nicht mehr als 2 mm, insbesondere nicht mehr als ca. 1 mm, misst. Es ist eine für eine Vermeidung einer ungewollten Kontaktierung vorteilhafte Weiterbildung, dass der Spalt mindestens 0,1 mm breit ist.
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Es ist noch eine Weiterbildung, dass die mindestens eine Aerogel-Scheibe auch gegenüber der Frontscheibe durch einen Spalt getrennt ist, insbesondere um eine Kontaktierung mit der Frontscheibe zu vermeiden.
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Auch mögen mehrere zueinander beabstandete Aerogel-Scheiben in dem Hohlraum untergebracht sein.
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Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine Aerogel-Scheibe aus Silica-Aerogel besteht.
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Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Haushalts-Wärmebehandlungsgerät mit mindestens einem durch eine Tür verschließbaren Wärmebehandlungsraum, wobei die Tür eine Tür wie oben beschrieben ist. Dies ergibt die gleichen Vorteile für die Tür, und das Haushalts-Wärmebehandlungsgerät kann analog ausgestaltet sein.
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So mag das Haushalts-Wärmebehandlungsgerät bevorzugt ein Gargerät sein, insbesondere aufweisend einen Backofen, insbesondere mit einer Pyrolysefähigkeit.
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In den folgenden Figuren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels schematisch genauer beschrieben. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
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Die Fig. zeigt eine Tür für ein Haushalts-Wärmebehandlungsgerät in Form einer Backofentür 11 für einen Backofen 12. Dabei ist die Backofentür 11 in einer Ansicht von schräg vorne mit einem versetzt gezeigten linksseitigen Abschnitt 14 eines Rahmens 13 gezeigt. Die Backofentür 11 verschließt in der gezeigten aufrechten Stellung einen gestrichelt angedeuteten Wärmebehandlungsraum in Form eines Ofenraums O. Die Backofentür 11 ist in eine horizontale Öffnungsstellung verschwenkbar (und zurück) und weist dazu ein Scharnier 21 auf. Der Ofenraum O und die Backofentür 11 stellen Teile des Backofens 12 dar.
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Der Rahmen 13 ist seitlich umlaufend ausgestaltet und frontseitig (dem Ofenraum O abgewandt) mittels einer Frontabdeckung in Form einer Frontglasscheibe 15 abgedeckt. Innenseitig (dem Ofenraum O zugewandt) ist der Rahmen mittels einer Innenabdeckung in Form einer Innenglasscheibe 16 abgedeckt. Der Rahmen 13, die Frontglasscheibe 15 und die Innenglasscheibe 16 umschließen einen unbelüfteten Hohlraum 17 dicht. Innerhalb des Hohlraums 17 befinden sich zwei aufeinander liegende, plattenförmige Aerogel-Scheiben 18, 19 einer jeweiligen Dicke zwischen ca. 12 mm und 16 mm. Die innenliegende Aerogel-Scheibe 18 ist von der Innenglasscheibe 16 durch einen Spalt d von mehr als 0,1 mm, aber nicht mehr 1 mm getrennt. Die außenliegende Aerogel-Scheibe 19 ist gegenüber der Frontglasscheibe 15 durch einen Spalt getrennt ist. Da die Aerogel-Scheiben 18, 19 lichtdurchlässig und blickdurchlässig sind, wird ein großes Blickfeld durch die Backofentür 11 in den Ofenraum O ermöglicht.
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Um einen Druckausgleich des Hohlraums 17 mit einer Umgebung U der Backofentür 11 zu ermöglichen, weist die Backofentür 11 ein entsprechendes semipermeables Druckausgleichselement 20 auf. Das Druckausgleichselement 20 ist hier in einem unteren Bereich des linksseitigen Abschnitts 14 des Rahmens 13 angeordnet und damit in einem Kaltbereich der Backofentür 11. Das Druckausgleichselement 20 umfasst mindestens eine Membran. Das Druckausgleichselement 20 ist luftdurchlässig und dampfdurchlässig, aber flüssigkeitsundurchlässig. Zum Schutz vor einer mechanischen Beschädigung ist das Druckausgleichselement 20 von einer durchlässigen Schutzabdeckung 22, z.B. einem Gitter, abgedeckt.
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Bei einem Betrieb des Backofens 12 erwärmt sich der Ofenraum O, wodurch wiederum der Hohlraum 17 erwärmt wird. Das sich in dem Hohlraum 17 bei einer Erwärmung expandierende Gas und ggf. dampfförmig vorliegende Feuchtigkeit kann aus dem Druckausgleichselement 20 austreten, so dass eine druckbedingte mechanische Belastung der Backofentür 11 verhindert werden kann.
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Mittels der Aerogel-Scheiben 18, 19 kann eine stärkere Erwärmung der Frontglasscheibe 15 auch der nicht belüfteten Backofentür 11 verhindert werden, da die Aerogel-Scheiben 18, 19 hochgradig wärmedämmend sind. Aufgrund einer Erwärmung der Aerogel-Scheiben 18, 19 kann ggf. in ihnen gehaltene Feuchtigkeit entfernt werden.
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Bei einem folgenden Abkühlen des Ofenraums O und damit auch des Hohlraums 17 strömt Luft aus der Umgebung U durch das Druckausgleichselement 20 in den Hohlraum 17. Jedoch werden dabei Staub und Flüssigkeiten (Öltröpfchen, Wassertröpfchen usw.) abgehalten.
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Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.
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Ganz allgemein kann z.B. die Frontabdeckung und/oder die Innenabdeckung zumindest mit teilweise mit dem Rahmen integriert sein.
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Bezugszeichenliste
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- 11
- Backofentür
- 12
- Backofen
- 13
- Rahmen
- 14
- linksseitiger Abschnitt
- 15
- Frontglasscheibe
- 16
- Innenglasscheibe
- 17
- unbelüfteter Hohlraum
- 18
- plattenförmige Aerogel-Scheibe
- 19
- plattenförmige Aerogel-Scheibe
- 20
- Druckausgleichselement
- 21
- Scharnier
- 22
- Schutzabdeckung
- O
- Ofenraum
- U
- Umgebung
