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Es wird ein Befüllsystem angegeben. Bei dem Befüllsystem handelt es sich insbesondere um ein Befüllsystem zur Vakuumbefüllung von Kühlmittel. Beispielsweise kann mittels des Befüllsystems ein Kühler eines Fahrzeugs mit einem Kühlmittel befüllt werden. Weiterhin wird eine Anordnung zum Vakuumbefüllen eines Fahrzeugkühlers mit Kühlmittel angegeben.
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Beim Vakuumbefüllen von Kühlsystemen wird im Stand der Technik die entstehende Abluft ohne Filterung in die Umgebung abgegeben. Aufgrund des in der Abluft enthaltenen Frostschutzmittels, welches dabei fein zerstäubt in die Umgebungsluft geblasen wird, entstehen Gesundheitsrisiken für Mitarbeiter, insbesondere durch ein Einatmen ungefilterter Dämpfe, sowie eine Verschmutzungsgefahr für die Umgebung, wodurch beispielsweise umliegende Gegenstände beschädigt werden können und das Unfallrisiko im angrenzenden Arbeitsbereich erhöht wird.
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Ausgehend vom Stand der Technik ist es somit eine zu lösende Aufgabe zumindest einiger Ausführungsformen, ein Befüllsystem zur Vakuumbefüllung von Kühlmittel anzugeben, bei dessen Benutzung die genannten Nachteile vermieden werden können.
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Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand gemäß dem unabhängigen Patentanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen gehen weiterhin aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen hervor.
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Ein Befüllsystem zur Vakuumbefüllung von Kühlmittel weist gemäß zumindest einer Ausführungsform eine Kühlerentlüftervorrichtung sowie eine Abscheidevorrichtung auf. Die Kühlerentlüftervorrichtung weist vorzugsweise einen ersten Anschluss zum Verbinden mit einem Fahrzeugkühler, einen zweiten Anschluss zum Verbinden mit einem Kühlmittelbehälter, einen dritten Anschluss zum Anschließen von Druckluft und einen vierten Anschluss auf. Beispielsweise können die Anschlüsse als Öffnungen in der Kühlerentlüftervorrichtung ausgebildet sein. Die Kühlerentlüftervorrichtung kann z. B. ein Gehäuse aufweisen, in welchem die Anschlüsse bzw. Öffnungen ausgebildet sind. Bei dem Gehäuse kann es sich beispielsweise um ein Kunststoffgehäuse handeln.
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Die Abscheidevorrichtung dient vorzugsweise zum Abscheiden von Partikeln aus einem Gasstrom. Bei den Partikeln kann es sich z. B. um flüssige und/oder feste Partikel handeln. Die Abscheidevorrichtung ist mit dem vierten Anschluss der Kühlerentlüftervorrichtung verbunden. Beispielsweise kann die Abscheidevorrichtung mittels eines Verbindungselements, wie z. B. mittels eines Verbindungsschlauchs, mit dem vierten Anschluss der Kühlerentlüftervorrichtung verbunden sein.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Abscheidevorrichtung als Zyklonabscheider ausgebildet. Mit dem Zyklonabscheider können in einem Gasstrom enthaltene Partikel aufgrund der wirkenden Zentrifugalkräfte radial nach außen beschleunigt werden und dadurch vom Gasstrom getrennt werden. Der Zyklonabscheider kann auch als Fliehkraftabscheider bezeichnet werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Kühlerentlüftervorrichtung eine Vakuumerzeugungseinheit auf. Die Vakuumerzeugungseinheit kann beispielsweise eine Venturi-Düse aufweisen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Kühlerentlüftervorrichtung eine Druckmesseinheit auf. Die Druckmesseinheit weist vorzugsweise ein Anzeigeelement auf. Das Anzeigeelement kann insbesondere als Druckanzeigeelement ausgebildet sein.
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Mittels der Kühlerentlüftervorrichtung kann vorteilhafterweise ein schnelles Befüllen eines Fahrzeugkühlers mit Kühlwasser erzielt werden, wobei Lufteinschlüsse vermieden werden können. Durch die Abscheidevorrichtung kann die dabei entstehende Abluft gefiltert werden, ohne den Volumenstrom an der Vakuumerzeugungseinheit negativ zu beeinflussen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Abscheidevorrichtung eine erste Öffnung, eine zweite Öffnung und eine dritte Öffnung auf. Die erste Öffnung der Abscheidevorrichtung ist vorzugsweise mit dem vierten Anschluss der Kühlerentlüftervorrichtung verbunden. Beispielsweise kann die erste Öffnung der Abscheidevorrichtung mittels eines Verbindungselements, wie z. B. mittels eines Verbindungsschlauchs, mit dem vierten Anschluss der Kühlerentlüftervorrichtung verbunden sein. Die zweite Öffnung der Abscheidevorrichtung dient vorzugsweise dem Verbinden mit einem Auffangbehälter. Der Auffangbehälter kann z. B. mit der zweiten Öffnung der Abscheidevorrichtung verschraubt sein. Daher weist die zweite Öffnung vorzugsweise ein Gewinde auf. Die dritte Öffnung der Abscheidevorrichtung dient vorzugsweise dem Auslass eines Luftstroms, insbesondere eines nach Durchlaufen der Abscheidevorrichtung gefilterten Luftstroms.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Abscheidevorrichtung ein Deckelelement auf. Vorzugsweise ist das Deckelelement beweglich in der dritten Öffnung angeordnet. Das Deckelelement kann beispielsweise einen ersten Teilkörper und einen zweiten Teilkörper aufweisen, die durch ein Verbindungsstück fest miteinander verbunden sein können. Der erste und der zweite Teilkörper können z. B. jeweils zylinderförmig ausgebildet sein. Das Verbindungsstück kann z. B. stiftförmig ausgebildet sein. Der zweite Teilkörper des Deckelelements weist vorzugsweise eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen auf. Beispielsweise können die Durchgangsöffnungen senkrecht zu ihrer Längserstreckung jeweils einen polygonalen Querschnitt aufweisen. Vorzugsweise weist eine Mehrheit der Durchgangsöffnungen senkrecht zur Längserstreckung jeweils die Form eines regelmäßigen Sechsecks auf. Mittels des Deckelelements können besonders gut in einem Luftstrom enthaltene und vereinzelt austretende Tropfen abgefangen werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der zweite Anschluss der Kühlerentlüftervorrichtung ein Ventil auf. Das Ventil kann insbesondere ein Sperrventil ausgebildet sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der dritte Anschluss der Kühlerentlüftervorrichtung ein weiteres Ventil auf, das z. B. als Entlüftungsventil ausgebildet sein kann. Zum Betreiben des Befüllsystems kann zunächst das Ventil des dritten Anschlusses geöffnet werden, wobei das Ventil des zweiten Anschlusses geschlossen ist. Dadurch kann Druckluft von einer Druckluftquelle durch den dritten Anschluss in die Vakuumerzeugungseinheit strömen, wodurch ein mit dem ersten Anschluss verbundener Fahrzeugkühler evakuiert werden kann. Danach kann das Ventil des dritten Anschlusses geschlossen und das Ventil des zweiten Anschlusses geöffnet werden. Dadurch wird Kühlmittel aus einem Kühlmittelbehälter, der mit dem zweiten Anschluss verbunden ist, in den Fahrzeugkühler gesaugt. Vorzugsweise ist der vierte Anschluss als Sperrventil ausgebildet, sodass dabei keine Luft über den vierten Anschluss angesaugt werden kann.
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Verunreinigte Luft aus der Kühlerentlüftervorrichtung wird beim Betrieb des Befüllsystems in die Abscheidevorrichtung eingeleitet und in Rotation versetzt. Durch die Zentrifugalkräfte wird das in der Luft enthaltene Kühlmittel nach außen gepresst und so von der Luft getrennt. Anschließend kann das abgeschiedene Kühlmittel durch die Schwerkraft in einen mit der zweiten Öffnung der Abscheidevorrichtung verbundenen Auffangbehälter fließen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Abscheidevorrichtung einen Kunststoff auf oder besteht aus einem Kunststoff. Beispielsweise weist die Abscheidevorrichtung ein thermoplastisches Material auf oder besteht aus einem thermoplastischen Material. Besonders bevorzugt weist die Abscheidevorrichtung einen Polylactid-Kunststoff (PLA) auf oder besteht daraus.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Abscheidevorrichtung mittels eines Rapid-Prototyping-Verfahrens hergestellt. Beispielsweise kann die Abscheidevorrichtung mittels Lasersintern hergestellt sein. Weiterhin kann die Abscheidevorrichtung beispielsweise mittels Laserschmelzen oder mittels Stereolithographie hergestellt sein. Alternativ zum Rapid-Prototyping-Verfahren kann die Abscheidevorrichtung auch mittels eines herkömmlichen Herstellungsverfahrens, wie z. B. mittels eines Spritzgussverfahrens, hergestellt sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Abscheidevorrichtung eine Mehrzahl von Einzelteilen auf. Beispielsweise können alle Einzelteile aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehen. Vorzugsweise sind alle Einzelteile mittels eines Rapid-Prototyping-Verfahrens hergestellt. Die Einzelteile der Abscheidevorrichtung sind vorzugsweise durch eine Verklebung miteinander verbunden.
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Weiterhin wird eine Anordnung zum Vakuumbefüllen eines Fahrzeugkühlers mit Kühlmittel angegeben. Das dabei zum Einsatz kommende Befüllsystem kann eines oder mehrere Merkmale des bisher beschriebenen Befüllsystems zur Vakuumbefüllung von Kühlmittel aufweisen. Die Anordnung zum Vakuumbefüllen weist ein bisher beschriebenes Befüllsystem, einen Fahrzeugkühler, einen mit Kühlmittel gefüllten Kühlmittelbehälter und eine Druckluftquelle zum Abgeben von Druckluft auf. Der Fahrzeugkühler ist vorzugsweise mit dem ersten Anschluss der Kühlerentlüftervorrichtung verbunden. Der mit Kühlmittel gefüllte Kühlmittelbehälter ist vorzugsweise mit dem zweiten Anschluss der Kühlerentlüftervorrichtung verbunden. Die Druckluftquelle zum Abgeben von Druckluft ist vorzugsweise mit dem dritten Anschluss der Kühlerentlüftervorrichtung verbunden. Die Druckluftquelle kann beispielsweise als Kompressor oder als Druckluftbehälter ausgebildet sein. Der Fahrzeugkühler, der Kühlmittelbehälter und die Druckluftquelle können jeweils mittels eines Verbindungselements, wie z. B. mittels eines Verbindungsschlauchs, mit dem jeweiligen Anschluss der Kühlerentlüftervorrichtung verbunden sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die zweite Öffnung der Abscheidevorrichtung des Befüllsystems mit einem Auffangbehälter verbunden. Beispielsweise kann die zweite Öffnung ein Gewinde, wie z. B. ein Innengewinde, aufweisen, mit welchem der Auffangbehälter verschraubt ist. Der Auffangbehälter weist vorzugsweise eine Füllstandsanzeige auf. Mit dem Auffangbehälter können Kühlmittelreste aufgefangen werden. Anschließend können die Kühlmittelreste umweltgerecht entsorgt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind das Befüllsystem und der Kühlmittelbehälter auf einer fahrbaren Einheit angeordnet. Die fahrbare Einheit kann beispielsweise als Rollwagen ausgebildet sein. Vorzugsweise ist der Kühlmittelbehälter derart auf der fahrbaren Einheit angeordnet, dass er einen Abstand von mindestens 1,0 m zu einer Bodenfläche, auf welcher die fahrbare Einheit angeordnet ist, aufweist.
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Mit der hier beschriebenen Anordnung zum Vakuumbefüllen eines Fahrzeugkühlers mit Kühlmittel kann insbesondere durch die Abscheidevorrichtung vorteilhafterweise der Reinigungsaufwand an einem Arbeitsplatz verringert werden. Weiterhin kann eine Gesundheitsgefährdung von Mitarbeitern minimiert und eine Unfallgefahr am Arbeitsplatz reduziert werden. Problematische Lufteinschlüsse in einem Fahrzeugkühler können durch die Vakuumbefüllung vermieden werden.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des hier beschriebenen Befüllsystems zur Vakuumbefüllung von Kühlmittel ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den 1 bis 6 beschriebenen Ausführungsformen. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Befüllsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel,
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2 eine schematische Darstellung einer Anordnung zum Vakuumbefüllen eines Fahrzeugkühlers mit Kühlmittel gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
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3 und 4 verschiedene Ansichten einer Abscheidevorrichtung in schematischen Explosionsdarstellungen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
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5 eine schematische Darstellung einer Abscheideeinheit der Abscheidevorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, und
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6 eine schematische Darstellung eines Deckelelements der Abscheidevorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind grundsätzlich nicht als maßstabsgerecht anzusehen. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben dick oder groß dimensioniert dargestellt sein.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Befüllsystems 1 zur Vakuumbefüllung von Kühlmittel gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Befüllsystem 1 weist eine Kühlerentlüftervorrichtung 2 und eine mit der Kühlerentlüftervorrichtung 2 verbundene Abscheidevorrichtung 6 zum Abscheiden von Partikeln aus einem Gasstrom auf. Die Kühlerentlüftervorrichtung 2 weist einen ersten Anschluss 21 zum Verbinden mit einem Fahrzeugkühler, einen zweiten Anschluss 22 zum Verbinden mit einem Kühlmittelbehälter, einen dritten Anschluss 23 zum Anschließen von Druckluft und einen vierten Anschluss 24 auf. Weiterhin weist die Kühlerentlüftervorrichtung 2 vorzugsweise ein Gehäuse auf, das z. B. als Kunststoffgehäuse ausgeführt sein kann, und in dem die Anschlüsse 21, 22, 23, 24 als Öffnungen ausgebildet sein können. Die Kühlerentlüftervorrichtung 2 weist vorzugsweise des Weiteren eine Vakuumerzeugungseinheit und eine Druckmesseinheit auf. Die Vakuumerzeugungseinheit kann z. B. eine Venturi-Düse umfassen. Die Druckmesseinheit weist vorzugsweise ein Anzeigeelement 25 zur Druckanzeige auf. Die Kühlerentlüftervorrichtung 2 ist mit der Abscheidevorrichtung 6 mittels eines Verbindungselements 8, das als Verbindungsschlauchs ausgeführt ist, verbunden.
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Die Abscheidevorrichtung 6 ist als Zyklonabscheider ausgebildet und weist eine erste Öffnung 61 auf, die mit dem vierten Anschluss 24 der Kühlerentlüftervorrichtung 2 mittels des Verbindungselements 8 verbunden ist. Weiterhin weist die Abscheidevorrichtung 6 eine zweite Öffnung 62 zum Verbinden mit einem Auffangbehälter und eine dritte Öffnung 63 zum Auslass eines gefilterten Luftstroms auf.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung 10 zum Vakuumbefüllen eines Fahrzeugkühlers 3 Kühlmittel 4 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Das dabei verwendete Befüllsystem 1 ist wie das im Zusammenhang mit der 1 beschriebene Befüllsystem 1 ausgeführt. Die Anordnung 10 umfasst neben dem Befüllsystem 1 aus 1 einen Fahrzeugkühler 3, der mittels eines ersten Verbindungsschlauchs 8 mit dem ersten Anschluss 21 der Kühlerentlüftervorrichtung 2 des Befüllsystems 1 verbunden ist, einen mit Kühlmittel 4 gefüllten Kühlmittelbehälter 40, der mittels eines zweiten Verbindungsschlauchs 8 mit dem zweiten Anschluss 22 der Kühlerentlüftervorrichtung 2 des Befüllsystems 1 verbunden ist, und eine Druckluftquelle 50 zum Abgeben von Druckluft 5. Die Druckluftquelle 50 ist mittels eines dritten Verbindungsschlauchs 8 mit dem dritten Anschluss 23 der Kühlerentlüftervorrichtung 2 des Befüllsystems 1 verbunden.
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Die zweite Öffnung 62 der Abscheidevorrichtung 6 ist mit einem Auffangbehälter 7 verbunden. Dazu weist die zweite Öffnung 62 ein Innengewinde auf, in welches der Auffangbehälter 7 eingeschraubt ist. Der Auffangbehälter weist eine Füllstandsanzeige auf, sodass einfach festgestellt werden kann, wann der Auffangbehälter geleert werden muss.
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Mittels der beschriebenen Anordnung 10 können einerseits problematische Lufteinschlüsse im Fahrzeugkühler 3 beim Befüllen mit Kühlmittel 4 vermieden werden und andererseits aus der Kühlerentlüftervorrichtung 2 austretende verunreinigte Abluft mittels der Abscheidevorrichtung 6 gereinigt werden.
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In den 3 und 4 sind verschiedene Ansichten einer Abscheidevorrichtung 6, die als Zyklonabscheider ausgebildet ist, in schematischen Explosionsdarstellungen gezeigt. Die Abscheidevorrichtung 6 weist eine erste Öffnung 61 zum Verbinden mit einer Kühlerentlüftervorrichtung 2, eine zweite Öffnung 62 zum Verbinden mit einem Auffangbehälter 7 und eine dritte Öffnung 63 zum Auslass eines Luftstroms auf und ist aus einer Mehrzahl von Einzelteilen 64, 65, 66, 67, 68 aufgebaut. Vorzugsweise bestehen die Einzelteile 64, 65, 66, 67, 68 aus einem thermoplastischen Kunststoff und sind mittels eines Rapid-Prototyping-Verfahrens hergestellt. Beispielsweise können die Einzelteile 64, 65, 66, 67, 68 miteinander verklebt sein.
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Bei den Einzelteilen handelt es sich um eine Abscheideeinheit 65, ein mit der Abscheideeinheit 65 verbundenes Verbindungsteil 66, ein mit dem Verbindungsteil 66 verbundenes Abtropfteil 67, ein mit dem Abtropfteil 67 verbundenes Befestigungsteil 68 sowie ein mit der Abscheideeinheit 65 verbundenes Deckelelement 64. Das Abtropfteil 67 ist trichterförmig ausgebildet. Das Deckelelement 64 ist beweglich in der Öffnung 63, welche in der Abscheideeinheit 65 ausgebildet ist, angeordnet. Durch einen austretenden Luftstrom kann sich das Deckelelement 64 anheben und im Luftstrom enthaltene, vereinzelt austretende Tropfen abfangen. Detailansichten der Abscheideeinheit 65 und des Deckelelements 64 sind in den 5 und 6 gezeigt. Die Abscheideeinheit 65 und das Befestigungsteil 68 weisen jeweils einen Befestigungsbereich 651, 681 zum Verbinden mit jeweils einem Gegenstück 69 auf. Mittels der Befestigungsbereiche 651, 681 sowie der Gegenstücke 69 kann die Abscheidevorrichtung 6 an einer Haltevorrichtung, beispielsweise an einer Haltevorrichtung einer fahrbaren Einheit, befestigt werden.
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In der 5 ist die Abscheideeinheit 65 der Abscheidevorrichtung 6 aus den 3 und 4 in einer Detailansicht gezeigt. Die Abscheideeinheit 65 weist in seinem Inneren ein Führungselement 650 zum Führen eines Gasstroms auf. Vorzugsweise ist das Führungselement 650 radial verlaufend innerhalb der Abscheideeinheit 65 ausgebildet. Die Abscheideeinheit 65 dient als Trennstreckenstück des Zyklonabscheiders 6.
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Die 6 zeigt eine Detailansicht des Deckelelements 64 aus den 3 und 4. Das Deckelelement 64 weist einen ersten Teilkörper 641 und einen zweiten Teilkörper 642, die mittels eines Verbindungsstücks 644 miteinander verbunden sind, auf. Das Verbindungsstück 644 ist stiftförmig ausgebildet. Der erste und der zweite Teilkörper 641, 642 sind jeweils zylinderförmig ausgebildet. Der zweite Teilkörper 642 weist eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen 643 auf, die senkrecht zu einer Längserstreckung der Durchgangsöffnungen jeweils eine polygonale Querschnittsfläche aufweisen.
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Insbesondere weisen die Durchgangsöffnungen senkrecht zur Längserstreckung jeweils die Form eines regelmäßigen Sechsecks auf. Mittels des Deckelelements 64, welches vorzugsweise beweglich in einer Öffnung der Abscheideeinheit 65 angeordnet ist, kann ein aus der Abscheideeinheit 65 austretender Luftstrom mittels der Durchgangsöffnungen 643 des zweiten Teilkörper 642 in einen geraden Luftstrom gewandelt werden. Weiterhin können mittels des Deckelelements 64 vereinzelt aus dem Luftstrom austretende Tropfen abgefangen werden.
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Die in den gezeigten Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmale können gemäß weiteren Ausführungsbeispielen auch miteinander kombiniert sein. Alternativ oder zusätzlich können die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele weitere Merkmale gemäß den Ausführungsformen der allgemeinen Beschreibung aufweisen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Befüllsystem
- 2
- Kühlerentlüftervorrichtung
- 21
- erster Anschluss
- 22
- zweiter Anschluss
- 23
- dritter Anschluss
- 24
- vierter Anschluss
- 25
- Anzeigeelement
- 3
- Fahrzeugkühler
- 4
- Kühlmittel
- 40
- Kühlmittelbehälter
- 5
- Druckluft
- 50
- Druckluftquelle
- 6
- Abscheidevorrichtung
- 61
- erste Öffnung
- 62
- zweite Öffnung
- 63
- dritte Öffnung
- 64
- Deckelelement
- 641
- erster Teilkörper
- 642
- zweiter Teilkörper
- 643
- Durchgangsöffnungen
- 644
- Verbindungsstück
- 65
- Abscheideeinheit
- 650
- Führungselement
- 651
- Befestigungsbereich
- 66
- Verbindungsteil
- 67
- Abtropfteil
- 68
- Befestigungsteil
- 681
- Befestigungsbereich
- 69
- Gegenstück
- 7
- Auffangbehälter
- 8
- Verbindungselement
- 10
- Anordnung
