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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit wenigstens einem Kältemittelkreislauf, der wenigstens einen Kompressor und wenigstens einen Verdampfer umfasst, wobei sich zwischen dem Kompressor und dem Verdampfer wenigstens ein Sammler und wenigstens ein Wärmeübertrager befindet der die zu dem Verdampfer führende Kapillare umfasst.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, in dem Kältemittelkreislauf in dem Leitungsabschnitt zwischen dem Verdampfer und dem Kompressor einen Sammler vorzusehen, der üblicherweise aus einem Rohrabschnitt bzw. Bauteil mit gegenüber den angrenzenden Rohrleitungen vergrößerten Innendruchmesser besteht. Der Sammler ist stromabwärts des Verdampfers angeordnet. In diesen gelangt somit das aus dem Verdampfer austretende Kältemittel. Handelt es sich dabei um ein Gemisch aus Gas und Flüssigkeit, wird der flüssige Bestandteil in dem Sammler zurückgehalten, so dass der Kompressor nicht mit flüssigem, sondern nur mit gasförmigen Kältemittel beaufschlagt wird.
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Des Weiteren ist es bekannt, die Saugleitung des Kompressors mit der zum Verdampfer führenden Kapillare in wärmeleitenden Kontakt zu bringen, um Wärme von der Kapillare auf das durch die Saugleitung strömende Kältemittel zu übertragen.
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Aus dem Stand der Technik bekannte Geräte weisen somit in Form des Sammlers einerseits und in Form des Wärmeübertragers andererseits zwei Komponenten auf, wobei der Wärmeübertrager aus einem Abschnitt der Saugleitung und aus einem Abschnitt der zum Verdampfer führenden Kapillare besteht.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kühl- und/oder Gefriergerät der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass dessen Aufbau gegenüber bekannten Geräten vereinfacht ist.
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Diese Aufgabe wird durch ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist vorgesehen, dass der Sammler Bestandteil des Wärmeübertragers ist. Der aus dem Stand der Technik bekannte Sammler wird somit eliminiert bzw. in einen Bereich verlegt, in dem dieser Bestandteil des Wärmeübertragers bildet. Erfindungsgemäß werden somit nicht zwei räumlich getrennte Komponenten in Form des Sammlers einerseits und in Form des Wärmeübertragers andererseits vorgesehen, sondern der Sammler bildet einen Bestandteil des Wärmeübertragers. Der andere Bestandteil wird durch die Kapillare gebildet, durch die das Kältemittel in den Verdampfer einströmt.
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Auf diese Weise werden die Vorteile der Vereinfachung des Kältemittelkreislaufes, der Verringerung des Materialbedarfs und eine Kostenreduktion erreicht. Bei aus dem Stand der Technik bekannten Geräten besteht der Sammler üblicherweise aus Kupfer. Erfindungsgemäß kann dieser aus Aluminium gefertigt sein bzw. ein Bestandteil der Saugleitung bilden, die ihrerseits aus Aluminium besteht.
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Ist der Sammler ein integraler Bestandteil der Saugleitung, wird des Weiteren der Vorteil erreicht, dass kein separates Einsetzen des Sammlers in das Leitungssystem erforderlich ist, da in diesem Fall der Sammler beispielsweise durch eine besondere Form der Saugleitung ausgebildet werden kann. Er bildet somit vorzugsweise einen einstückigen Bestandteil der Saugleitung bzw. des Leitungsabschnittes vom Verdampfer zum Kompressor.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung erfolgt somit das Sammeln von Kältemittel und der Wärmeintrag in das Kältemittel in der Saugleitung selbst.
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Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 2. Danach ist vorgesehen, dass der Sammler als ein- oder mehrfach gewickelte Rohrleitung ausgebildet ist. Denkbar ist es beispielsweise, in den Leitungsabschnitt zwischen Verdampfer und Kompressor eine oder mehrere spiralförmige bzw. schleifenartige Windungen einzubringen, die die Funktion des Sammlers aufweisen. In den jeweils unten befindlichen Bereichen kann sich das flüssige Kältemittel ansammeln, gasförmiges Kältemittel kann diese Bereiche durchströmen und zum Kompressor geführt werden.
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Denkbar ist es, diese beiden Erfindungsgedanken miteinander zu kombinieren, d. h. den Sammler, der Bestandteil des Wärmeübertragers ist, als mehrfach gewickelte Rohrleitung auszubilden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Sammler keinen Bereich aufweist, in dem der Innendurchmesser größer ist als in dem vor und/oder nach dem Sammler befindlichen Rohrabschnitten des Kältemittelkreislaufes. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Sammler somit um einen Bestandteil der Rohrleitung zwischen Verdampfer und Kompressor, der beispielsweise einfach oder mehrfach gewickelt ist. Im Falle von Mehrfachwicklungen können diese miteinander fluchten, d. h. konzentrisch angeordnet sein oder auch zueinander versetzt angeordnet sein.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Sammler mehrere Rohrwicklungen aufweist, die nicht in einer Ebene liegen, sondern in mehreren Ebenen, d. h. in mehreren Lagen angeordnet sind. Dadurch wird es möglich, wenigstens einen Teilbereich des Sammlers, z. B. von einer angrenzenden Wandung, beispielsweise der Innenbehälterwandung beabstandet anzuordnen, so dass dort vergleichsweise hohe Temperaturen herrschen, auch wenn der Kompressor nicht in Betrieb ist. Dies ermöglicht es, dass beim Anfahren des Kompressors aufgrund der vergleichsweise hohen Temperaturen in dem erfindungsgemäßen Sammler wirksam verhindert werden kann, dass flüssige Bestandteile in den Kompressor gelangen. Vielmehr wird aufgrund dieser erhöhten Temperaturen eine Verdampfung flüssigen Kältemittels zumindest teilweise stattfinden, das dann als Gas zum Kompressor geführt werden kann.
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Vorzugsweise bestehen der Sammler aus Aluminium und die Kapillare aus Kupfer. Die Kapillare kann wenigstens bereichsweise im Inneren des Sammlers oder auch auf dessen äußerer Oberfläche verlaufen.
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Verläuft die Kapillare auf der Außenseite des Sammlers ist es denkbar, diese dort mittels eines Schlauches oder sonstigen Fixierungselementes, vorzugsweise mittels eines Schrumpfschlauches zu fixieren.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Kapillare um den Schlauch gewickelt ist oder auf sonstiger Weise auf dem Schlauch verläuft und dass zumindest der Endbereich des Schlauches, in dem die Kapillare aus dem Schlauch austreten, mit wenigstens einem Dichtmittel, vorzugsweise mit einem Gummimaterial und besonders bevorzugt mit einem vulkanisierten Gummimaterial gegen den Zutritt von Feuchtigkeit abgedichtet wird. Denkbar ist es, einen Gummistreifen aus vulkanisiertem Gummimaterial zu verwenden. Dieser übt eine abdichtende Funktion dahingehend aus, dass keine Feuchtigkeit in den Bereich eintreten kann, in dem die Kapillare mit dem Sammler in Verbindung steht, so dass Korrosionserscheinungen, die durch die Anwesenheit von Wasser gefördert werden, weitgehend oder vollständig ausgeschlossen sind.
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Denkbar ist es weiterhin, einen weiteren Schlauch, vorzugsweise einen weiteren Schrumpfschlauch vorzusehen, der das Gummimaterial teilweise oder vollständig ummantelt. Die Kapillare kann beispielsweise zwischen dem Gummimaterial und dem weiteren Schlauch verlaufen. Die Kapillare kann des Weiteren auf dem weiteren Schlauch verlaufen und schließlich kann eine Ummantelung mit einem dritten Schlauch bzw. Schrumpfschlauch erfolgen.
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Wie oben ausgeführt besteht eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung darin, dass der Sammler mehrere Wicklungen aufweist, wie beispielsweise drei Wicklungen, wobei die jeweils unten angeordneten Abschnitte der Wicklungen zum Sammeln von Flüssigkeit dienen. Die Wicklungen können in Lagen angeordnet sein, die nicht in der gleichen Ebene liegen.
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Vorzugsweise besteht der Sammler aus Aluminium. Der oben genannte Dichtbereich wird vorzugsweise in den beiden Abschnitten vorgesehen, in denen die Kapillare mit dem Wärmeübertrager in Kontakt tritt, um das Eindringen von Feuchtigkeit in dem Bereich zu verhindern, in dem die Kapillare auf der äußeren Oberfläche des Sammlers aufliegt.
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Vorzugsweise ist der Sammler und damit auch der Wärmeübertrager nicht liegend, sondern im Winkel zur Horizontalen und vorzugsweise vertikal angeordnet, so dass sich in den jeweils unten befindlichen Abschnitten der Wicklungen flüssiges Kältemittel ansammeln kann. Die Windungen des Sammlers befinden sich somit vorzugsweise nicht in einer horizontalen Ebene.
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Während des Stillstandes des Kompressors kann sich in den jeweils oben liegenden Bereichen der wenigstens einen Wicklung des Sammlers Gas ansammeln, so dass verhindert werden kann, dass relativ warmes Gas in Richtung des Kompressors abströmt. Die jeweils unten liegenden Bereiche können als Sammelbereich für flüssiges Kältemittel dienen, das nach seiner Verdampfung bzw. Übergang in den gasförmigen Zustand zum Kompressor geführt werden kann.
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Ist der Sammler in mehreren Lagen gewickelt, ist es möglich, den Kälteeinfall des gekühlten Kompartimentes bzw. des Innenbehälters in den Bereich des Sammlers stufenweise zu reduzieren, so dass eine Temperaturzone mit vergleichsweise hoher Temperatur im Sammler bereitgestellt wird, selbst wenn der Kompressor nicht in Betrieb ist.
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Befindet sich der Kompressor in Betrieb, dient die Anordnung als Wärmeübertrager, in dem Wärme von der Kapillare, worunter der gesamte Leitungsabschnitt zwischen Verflüssiger und Verdampfer verstanden werden kann oder auch einen Teilbereich von diesen, in den Bereich des Leitungsabschnittes zwischen Verdampfer und Kompressor bzw. einen Teilbereich von dieser einträgt.
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Wenn der Kompressor gerade in Betrieb gesetzt wird, ist der Wärmeübertragungseffekt vergleichsweise gering und der Sammler übt in erster Linie seine Funktion zur Trennung von Gas und Flüssigkeit aus. Strömt beim Inbetriebsetzen des Kompressors flüssiges Kältemittel oder eine Kombination aus gasförmigem und flüssigem Kältemittel durch den Sammler, wird dieses aufgrund der Bereiche mit relativ hoher Temperatur und gegebenenfalls aufgrund der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Gas und Flüssigkeit zumindest teilweise in die gasförmige Phase übergehen und gelangt dann zum Kompressor. Während des Betriebs des Kompressors wird neben dem Effekt des Sammlers auch der Effekt des Wärmeübertragers realisiert, weil die Kapillare in diesem Fall Wärme abgeben kann.
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Aufgrund des oben genannten Dichtmittels ist es möglich, den Bereich bzw. die Spalte zwischen dem Saugrohr bzw. dem Sammler und dem Kapillarrohr abzudichten, und zwar derart, dass keine Feuchtigkeit einzudringen vermag.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
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1 und 2: schematische Ansichten des erfindungsgemäßen Sammlers,
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3 und 4: schematische Ansichten eines Teilbereichs des Kältemittelkreislaufs gemäß der vorliegenden Erfindung,
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5: eine Ansicht des Sammlers auf der Außenseite des Innenbehälters,
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6 bis 10: Ansichten des Sammlers sowie der Kapillare in unterschiedlichen Stufen der Herstellung der Abdichtung.
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1 zeigt mit dem Bezugszeichen 10 die Kapillare, die aus Kupfer besteht und über die Kältemittel in den Verdampfer eingebracht wird. Das Bezugszeichen 20 kennzeichnet das Saugrohr, das sich zwischen dem Verdampfer und dem Kompressor erstreckt. Wie dies aus 1 und auch aus 2 hervorgeht, ist ein Teilabschnitt 11 des Saugrohres spiralförmig aufgewickelt, und zwar derart dass sich pro Wicklung jeweils ein unterer Abschnitt und ein oberer Abschnitt ergibt.
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In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei Wicklungen vorgesehen, die nicht in einer Ebene liegen, sondern wie insbesondere aus 1 ersichtlich, zueinander versetzt angeordnet sind, so dass eine Wicklung von einer benachbarten Wand, wie beispielsweise von einer Innenbehälteraußenwand weiter entfernt ist als eine andere Wicklung.
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Mit dem Bezugszeichen 30 sind Abdichtungsbereiche gekennzeichnet, die verhindern, dass Feuchtigkeit in den Bereich der Außenseite des Saugrohrs 20 gelangen kann. Auf diese Weise wird eine Korrosion zwischen Kapillare 10 und dem Aluminiumrohr 20 verhindert. Der Aufbau dieser Abdichtungsbereiche 30 wird näher in den 6 bis 10 erläutert.
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Die 4 und 5 zeigen in schematischer Ansicht Teilbereiche eines Kältemittelkreislaufes eines erfindungsgemäßen Kühl- und/oder Gefriergerätes. Mit dem Bezugszeichen 11 sind die drei Wicklungen der Saugleitung gekennzeichnet, die den Sammler und spezielle Temperaturzonen bilden, insbesondere wenn der Kompressor 200 ausgeschaltet ist.
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Mit dem Bezugszeichen 12 und 13 sind die Dichtbereiche gekennzeichnet, die zum Kompressor hin (Bezugszeichen 12) und zum Verdampfer hin (Bezugszeichen 13) gewandt sind. Das Bezugszeichen 14 kennzeichnet das Aluminiumrohr im Ausgangsbereich des Verdampfers 17 und das Bezugszeichen 15 kennzeichnet dasselbe Aluminiumrohr, das sich im Bereich des Kompressoreingangs befindet. Zwischen diesen beiden Rohrabschnitten 14, 15 befindet sich der gewickelte Sammler 11, der gleichzeitig als Wärmeübertrager dient. Das Bezugszeichen 18 kennzeichnet das Ende der Kapillare 10 im Bereich des Trockners und das Bezugszeichen 19 kennzeichnet das Ende der Kapillare 10, in dem diese in den nicht dargestellten Verdampfer mündet.
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Der Kältemittelkreislauf besteht somit aus den Komponenten Verdampfer, Sammler/Wärmeübertrager, Kompressor, Verflüssiger und Kapillare.
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Ein weiterer Bestandteil des Kältemittelkreislaufes ist der nicht dargestellte Verflüssiger, in den das Kältemittel aus dem Kompressor 200 gefördert wird, und der mit seinem Auslass mit dem Bereich 18 der Kapillare in Verbindung steht.
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4 zeigt die entsprechende Anordnung mit dem dargestellten Verdampfer, der in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel als Wicklung um den Innenbehälter 21 des Kühl- bzw. Gefriergerätes ausgebildet ist.
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In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß 5 handelt es sich bei dem Gerät um eine Kühl- bzw. Gefriertruhe mit horizontal verlaufenden Verdampferwicklungen 21. Wie dies aus 5 hervorgeht, steht der Sammler 11 mit seinen Windungen im Wesentlichen senkrecht und verläuft im Wesentlichen parallel zur Außenwandung des Innenbehälters. Um den Trenneffekt zwischen gasförmigem und flüssigem Kältemittel zu erzielen, ist der Sammler nicht in einer horizontalen Ebene angeordnet, sondern zumindest dazu geneigt und vorzugsweise senkrecht stehend ausgeführt, so dass sich in den jeweils unteren befindlichen Wicklungsabschnitten flüssiges Kältemittel sammeln kann.
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Die 6 bis 10 zeigen die Herstellung der Abdichtung auf der Außenseite des Saugrohres zur Verhinderung des Eintrittes von Feuchtigkeit in den Bereich zwischen Kapillare und Saugrohr.
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In den Figuren ist die Kapillare mit dem Bezugszeichen 1, das Saugrohr bzw. der Sammler mit dem Bezugszeichen 2 und ein erster Schrumpfschlauch mit dem Bezugszeichen 3 gekennzeichnet. Das Bezugszeichen 4 kennzeichnet die zunächst noch offene Stelle zwischen Schrumpfschlauch 3 und der äußeren Oberfläche des Saugrohres 2, durch die die Kapillare 1 ein- bzw. austritt.
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In einem ersten Verfahrensschritt wird die Kapillare 1 an der Außenfläche des Saugrohres 2 bzw. Sammlers 2 angelegt und mittels eines Schrumpfschlauches 3 fixiert. Anschließend wird die Kapillare gemäß 7 um den Schrumpfschlauch herumgewickelt, so dass sie teilweise über Kreuz verläuft mit dem Bereich der Kapillare, der von dem Schrumpfschlauch umgeben ist. Auf diese Weise wird erreicht, dass der Bereich 4 gut zugänglich ist. Diese Wicklungen der Kapillare sind mit dem Bezugszeichen 5 gekennzeichnet.
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Anschließend wird in den Bereich des Endes des Schrumpfschlauches 3 ein Dichtmittel eingebracht, wie dies in 8 dargestellt ist. Dieses Dichtmittel ist als vulkanisierter Gummistreifen 6 ausgebildet, der außen um das Saugrohr 2 bzw. um den Sammler 2 gewickelt wird, und zwar genau in dem Bereich, in dem die Kapillare 1 aus dem Schrumpfschlauch 3 heraustritt. Auf diese Weise wird dieser Übergangsbereich 4 bzw. Spalt zuverlässig gegen den Eintritt von Feuchtigkeit abgedichtet. Dieser vulkanisierte Gummistreifen erstreckt sich teilweise im Bereich des Schrumpfschlauches 3 und teilweise auch auf der Oberfläche des Rohres 2.
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In einem nächsten Verfahrensschritt gemäß 9 wird über diese abgedichtete Stelle, d. h. über den vulkanisierten Schlauch 6 ein weiterer (zweiter) Schrumpfschlauch 7 angeordnet, der teilweise oder vollständig den vulkanisierten Gummistreifen 6 ummantelt und an der Außenseite des Rohres 2 bzw. an der Außenseite des Schrumpfschlauches 3 anliegt. Aus diesem Schrumpfschlauch wird die Kapillare mit ihrem freien Ende herausgeführt, wie dies aus 9 hervorgeht. Der vulkanisierte Gummistreifen ist nun dicht verbunden mit dem Schrumpfschlauch 3, dem Rohr 2 und dem Schrumpfschlauch 7. Diese dichtende Verbindung wird beispielsweise während der Erwärmung des Schrumpfschlauches hergestellt.
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Anschließend wird die Kapillare 1 wieder in ihre ursprüngliche Richtung gebogen, d. h. gemäß 9 nach rechts und es wird als finale Ummantelung ein weiterer (dritter) Schrumpfschlauch 9 gemäß 10 aufgesetzt, der den Schrumpfschlauch 7 ummantelt und an dem Rohr 2 und an dem Schrumpfschlauch 3 anliegt. Aus diesem weiteren Schrumpfschlauch 9, der dann die äußere Oberfläche des gesamten abgedichteten Bereiches bildet, tritt die Kapillare 1 aus.
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Durch die vorliegende Erfindung wird eine Vereinfachung gegenüber bekannten Bauarten erzielt, da die in den Zeichnungen dargestellte Anordnung 11 sowohl die Funktion des Sammlers als auch die eines Wärmeübertragers erfüllt. Durch die Dichtungsbereiche 30 ist es möglich, einen Zutritt von Feuchtigkeit in den Bereich zwischen Kapillare und Saugrohr zu verhindern, so dass Korrosionserscheinungen ausgeschlossen sind bzw. unterdrückt werden können.
