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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen eines Sicherheitstemperaturbegrenzers und eines Temperatursensors in einem Durchlauferhitzer, einen Durchlauferhitzer mit der Befestigungsvorrichtung, sowie ein Montageverfahren zur Montage einer Befestigungsvorrichtung in einem Durchlauferhitzer.
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Da der Nutzer eines Durchlauferhitzers diesen dazu nutzen möchte eine bestimmte Temperatur einer Flüssigkeit zu erzeugen, wäre es von Vorteil für den Nutzer wenn dieser eine bereits eingebaute Möglichkeit hätte, die Temperatur der erhitzten Flüssigkeit beim Ausströmen aus dem Durchlauferhitzer zu bestimmen, ohne selber aufwendige Messungen oder zusätzliche Geräte bereitstellen zu müssen.
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Daher wäre es vorteilhaft für den Nutzer, wenn ein Temperatursensor in den Wasserkreislauf des Durchlauferhitzers, insbesondere in der Nähe des Auslaufs des Wassers, eingebracht wird, um dem Nutzer, aber auch der Steuerung des Durchlauferhitzers, einen Temperaturwert der erhitzten Flüssigkeit, z.B. Wasser, direkt bereitzustellen.
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Dies erfordert im bisherigen Stand der Technik eine zusätzliche Aufwendung bei der Montage des Durchlauferhitzers, da zusätzlich eine weitere Komponente, nämlich der Temperatursensor, an einer Heizpatrone bzw. dem Strömungspfad des Durchlauferhitzers angebracht und abgedichtet werden muss. Dies geschieht bisher in einem zusätzlichen Einbauschritt, der die Produktion eines Durchlauferhitzers verkompliziert und aufgrund des zusätzlichen Zeit- und Materialaufwandes außerdem verteuert.
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Hinzukommt, dass nicht immer ein Einbau eines Temperatursensors erwünscht ist. Wenn ein Einbau des Temperatursensors nicht erwünscht ist, muss der Hersteller die Montage der Geräte umstellen, oder sogar eine zusätzliche Fertigungsstraße bereitstellen, was zu einem zusätzlichen Aufwand bei der Produktion aller Geräte und somit zu zusätzliche Kosten führt.
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Des Weiteren nimmt eine zusätzliche Komponente im Durchlauferhitzer weiteren Platz ein, was eine weitere kompakte und kleinere Bauweise der Durchlauferhitzer erschwert.
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Der vorliegenden Erfindung lag somit die Aufgabe zugrunde eine Möglichkeit zu finden einen optionalen Temperatursensor leichter in einen Durchlauferhitzer integrierbar zu machen und dabei den Mehraufwand an Kosten und Zeit bei der Produktion des Durchlauferhitzers zu minimieren.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Befestigungsvorrichtung gelöst, die eine erste Aufnahme vorbereitet zur Aufnahme eines Sicherheitstemperaturbegrenzers, und eine zweite Aufnahme, die zur Aufnahme eines Temperatursensors vorbereitet ist oder einen Verschluss umfasst, aufweist, wobei die Befestigungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, so an einer Heizpatrone des Durchlauferhitzers angebracht zu werden, dass mittels des Sicherheitstemperaturbegrenzers und wahlweise mittels des Temperatursensors oder des Verschlusses jeweils eine Öffnung in einem Strömungspfad der Heizpatrone abgedichtet wird, wobei die erste Aufnahme und die zweite Aufnahme integraler Bestandteil der Befestigungsvorrichtung sind.
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Vorzugsweise ist die Befestigungsvorrichtung einschließlich erster und zweiter Aufnahme in Form eines einzigen Spritzgussstückes ausgestaltet.
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Vorzugsweise ist die Befestigungsvorrichtung dazu geeignet den Sicherheitstemperaturbegrenzer und den Temperatursensor so an einer Heizpatrone des Durchlauferhitzers zu befestigen, dass der Sicherheitstemperaturbegrenzer und der Temperatursensor in einen Strömungspfad der Heizpatrone hineinragen.
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Bei Durchlauferhitzern ist es erforderlich im Wasserkreislauf einen Sicherheitstemperaturbegrenzer einzubringen, der sicherstellt, dass bei einer zu hohen Temperatur im Durchlauferhitzer der Durchlauferhitzer abgeschaltet wird. Dies dient dem Schutz des Nutzers vor zu hohen Temperaturen, aber auch dem Schutz des Gerätes, das bei zu hohen Temperaturen unter Umständen Schaden nimmt. Durch Anbringen des zusätzlichen Temperatursensors mit Hilfe der gleichen Befestigungsvorrichtung mit der auch der Sicherheitstemperaturbegrenzer angebracht wird, wird bei der Produktion der zusätzliche Schritt des Einbauens des Temperatursensors gespart. Damit kann der zusätzliche Temperatursensor sehr leicht während eines Produktionsschrittes eingebaut werden, der ohnehin notwendigerweise Teil des Produktionsprozesses ist. Dabei können so alle Mittel, die für den Einbau des Sicherheitstemperaturbegrenzers verwendet werden, ohne große Umstellung der Arbeitsschritte auch für den Einbau des Temperatursensors verwendet werden, wobei dadurch auch Materialkosten, z.B. bei den Befestigungsmitteln, wie Schrauben, gespart werden können. Wenn der Einbau eines Temperatursensors nicht erwünscht ist, ermöglicht dieser Aufbau das Fertigen des Durchlauferhitzers ohne Temperatursensor auf die gleiche Art und Weise wie das Fertigen des Durchlauferhitzers mit Temperatursensor, wobei lediglich in einem Produktionsschritt statt des Temperatursensors der Verschluss in die Aufnahme für den Temperatursensor eingeklemmt wird oder der Verschluss direkt Bestandteil der zweiten Aufnahme der Befestigungsvorrichtung ist. Dies ermöglicht es eine individuelle Ausstattung des Durchlauferhitzers mit und ohne Temperatursensor anzubieten, ohne eine gesonderte Fertigungsstraße bereitzustellen und ohne sonstige zusätzliche Aufwendungen oder Kosten bei der Produktion der Geräte zu erzeugen.
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Vorzugsweise ist die Befestigungsvorrichtung dazu vorbereitet mittels des Sicherheitstemperaturbegrenzers und wahlweise des Temperatursensors oder Verschlusses, den Strömungspfad der Heizpatrone wasser- und/oder luftdicht zu verschließen.
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Vorzugsweise weist die Befestigungsvorrichtung zwei Befestigungsöffnungen zum Aufnehmen von Befestigungsmitteln, insbesondere Schrauben, auf, wobei die Mittelpunkte der Befestigungsöffnungen und der Mittelpunkt der ersten Aufnahme eine erste Achse bilden. Da die Mittelpunkte der Befestigungsöffnungen und der Mittelpunkt der ersten Aufnahme auf einer Linie liegen und somit eine erste Achse bilden, kann eine besonders stabile Befestigung des Sicherheitstemperaturbegrenzers und des Temperatursensors gewährleistet werden. Durch diese Konstruktion wird verhindert, dass die Befestigungsvorrichtung Spiel aufweist oder sich mit der Zeit lockert, was zu Problemen mit der Dichtigkeit des Durchlauferhitzers führt, da sowohl der Sicherheitstemperaturbegrenzer als auch der Temperatursensor in den Strömungspfad hineinragen, und sich somit auf Seiten der Heizpatrone zum Durchlassen der beiden Bauteile wenigstens eine Öffnung, bevorzugt jeweils eine Öffnung für den Sicherheitstemperaturbegrenzer und eine Öffnung für den Temperatursensor, befinden muss. Diese Öffnungen werden vollständig von dem Sicherheitstemperaturbegrenzer und/oder dem Temperatursensor oder dem Verschluss verschlossen, wobei diese bevorzugt eine Dichtung zum wasser- und/oder luftdichten Verschließen der Öffnungen aufweisen. Trotz der Dichtung darf jedoch keine Verschiebung oder Lockerung der Passung zwischen dem Begrenzer bzw. Sensor oder Verschluss und derwenigstens einen Öffnung entstehen, da sonst Flüssigkeit aus der Heizpatrone in das Innere des Durchlauferhitzers gelangen kann und dies nicht nur zu Unannehmlichkeiten für den Nutzer, sondern auch zu einer Zerstörung des Durchlauferhitzers führt. Dies wird vorteilhafterweise durch die obige Ausführung der Befestigungsvorrichtung verhindert.
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Vorzugsweise bilden der Mittelpunkt der ersten Aufnahme und der Mittelpunkt der zweiten Aufnahme eine zweite Achse. Vorzugsweise umschließen die erste Achse und die zweite Achse einen Winkel. Dieser Winkel ist vorzugsweise so definiert, dass der Sicherheitstemperaturbegrenzer und der Temperatursensor in den Strömungspfad der Heizpatrone hineinragen, während die Befestigungsmittel die Befestigungsvorrichtung an der Heizpatrone neben dem Strömungspfad befestigen. Dadurch, dass auch die Mittelpunkte der ersten Aufnahme und der zweiten Aufnahme, also auch die Mittelpunkte des Sicherheitstemperaturbegrenzers und des Temperatursensors, auf einer Linie liegen, die somit eine zweite Achse definiert, werden der Sicherheitstemperaturbegrenzer und der Temperatursensor nebeneinander im Strömungspfad der Heizpatrone angebracht. Dadurch wird die Temperatur direkt neben dem Temperaturbegrenzer gemessen und kann dem Nutzer angezeigt werden, so dass z.B. bei einer Abschaltung des Durchlauferhitzers der Nutzer feststellen kann, ob die Abschaltung aufgrund einer zu hohen Temperatur ausgelöst wurde oder ob ein anderes Problem die Abschaltung ausgelöst haben muss. Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die erste und die zweite Achse in einem Winkel zueinander stehen, der so gewählt wird, dass die zweite Achse parallel zum Strömungspfad in der Heizpatrone ausgerichtet ist, damit der Sicherheitstemperaturbegrenzer und der Temperatursensor auf der zweiten Achse in den Strömungspfades hineinragen können, während die erste Achse schräg zum Strömungspfad der Heizpatrone ausgerichtet ist, so dass die Befestigungsmittel, bevorzugt die Schrauben, die auf der ersten Achse liegen, neben dem Strömungspfad der Heizpatronen angeordnet sind. Dadurch werden zusätzliche Abdichtungen oder andere Vorrichtungen zum Abdichten der Befestigungsmittel gespart und das Einbauen der Befestigungsvorrichtung erleichtert.
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Bevorzugt ist die Befestigungsvorrichtung so ausgestaltet, dass der Sicherheitstemperaturbegrenzer und der Temperatursensor so an der Heizpatrone befestigt werden, dass sich der Temperatursensor in Strömungsrichtung vor dem Sicherheitstemperaturbegrenzer befindet. Alternativ ist die Befestigungsvorrichtung so ausgestaltet, dass der Sicherheitstemperaturbegrenzer und der Temperatursensor so an der Heizpatrone befestigt werden, dass sich der Sicherheitstemperaturbegrenzer in Strömungsrichtung vor dem Temperatursensor befindet
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Vorzugsweise ist die zweite Aufnahme als ein Ausleger ausgestaltet, der zum Einrasten des Temperatursensors eingerichtet ist. Vorzugsweise weist der Ausleger wenigstens ein Klemmelement und/oder ein Höhenbegrenzungselement auf, wobei die zweite Aufnahme durch das Klemmelement gebildet wird, das dazu geeignet ist, den Temperatursensor oder den Verschluss einzuklemmen, und wobei das wenigstens eine Höhenbegrenzungselement dazu geeignet ist eine Verschiebung des Temperatursensors oder des Verschlusses entlang einer longitudinalen Achse des Temperatursensors oder des Verschlusses zu verhindern. Dadurch, dass der Temperatursensor oder der Verschluss mittels eines Klemmelementes einfach eingebaut werden kann, wird das zusätzliche Anbringen eines Temperatursensors oder Verschlusses weiter erleichtert, da der zusätzliche Temperatursensor oder Verschluss einfach nur an der ohnehin schon befestigten Halterung des Sicherheitstemperaturbegrenzers eingeklemmt werden muss. Der Höhenbegrenzer verhindert, dass der Temperatursensor oder der Verschluss Spiel in die Richtung senkrecht zum Strömungspfad und damit longitudinal entlang der Achse des Temperatursensors oder des Verschlusses aufweist, so dass die Dichte des Strömungspfads innerhalb der Heizpatrone gewährleistet ist.
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Vorzugsweise weist die Befestigungsvorrichtung mindestens eine Halterung auf, wobei die mindestens eine Halterung als Parkposition für einen Leiterplatten-Direktverbinder geeignet ist. Sowohl Sicherheitstemperaturbegrenzer als auch Temperatursensor werden durch Anschlussleitungen mit Steckern an einer Platine des Durchlauferhitzers angeschlossen. Eine Halterung, die eine definierte Platzierung von Anschlussleitungen ermöglicht, vermeidet, dass beispielsweise während einer automatischen Montage unkontrolliert verlaufende Anschlussleitungen den Montageablauf stören können.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß ferner durch einen Durchlauferhitzer mit einerwie oben beschriebenen Befestigungsvorrichtung gelöst.
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Des Weiteren wird die Aufgabe durch ein Montageverfahren für einen Durchlauferhitzer gelöst, bei dem eine erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung in einen Durchlauferhitzer montiert wird, wobei das Montageverfahren die Schritte aufweist: Einbringen eines Sicherheitstemperaturbegrenzers in eine erste Aufnahme einer Befestigungsvorrichtung, Einbringen wahlweise eines Temperatursensors oder eines Verschlusses in eine zweite Aufnahme der Befestigungsvorrichtung, Befestigen der Befestigungsvorrichtung an einer Heizpatrone des Durchlauferhitzers, so dass der Sicherheitstemperaturbegrenzer und wahlweise der Temperatursensor oder der Verschluss jeweils eine Öffnung in einem Strömungspfad der Heizpatrone verschließen
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Ausführungsformen werden im Folgenden mit Verweis auf die beigefügten Figuren beschrieben, wobei:
- 1 eine schematische Schnittansicht einer Befestigungsvorrichtung in einem Durchlauferhitzer gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt,
- 2 eine schematische Draufsicht einer Befestigungsvorrichtung in einem Durchlauferhitzer gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt,
- 3 eine schematische Schnittansicht einer Befestigungsvorrichtung in einem Durchlauferhitzer gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt,
- 4 eine schematische Draufsicht einer Befestigungsvorrichtung in einem Durchlauferhitzter gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt,
- 5 ein schematisches Flussdiagram einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Montageverfahrens einer Befestigungsvorrichtung zeigt.
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Die prinzipielle Funktion und der grundlegende Aufbau eines Durchlauferhitzers sind gut bekannt und können z.B. in der Offenlegungsschrift
DE 10 2014 009 469 A1 gefunden werden. Grundsätzlich weist ein Durchlauferhitzter ein Heizelement auf, das beispielsweise in Form einer Heizpatrone mehrere parallele Kanäle oder Strömungspfade aufweist, die nacheinander durchströmt werden, wobei einige dieser Kanäle oder Strömungspfade beheizbar sind. Des Weiteren wird normalerweise eine bestimmte Länge des Strömungspfades zur Isolation als Nachstrecke ausgelegt, die sich hinter der Heizstrecke befindet, in der die Flüssigkeit, z.B. Wasser, aufgeheizt wird.
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1 zeigt eine schematische Schnittansicht der Befestigungsvorrichtung 200 nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei diese Befestigungsvorrichtung 200 dazu ausgelegt ist einen Sicherheitstemperaturbegrenzer 201 und einen Temperatursensor 202 so an der Heizpatrone 216 zu befestigen, dass der Sicherheitstemperaturbegrenzer 201 und der Temperatursensor 202 in einen Strömungspfad 217 der Heizpatrone 216 hineinragen, wobei der Sicherheitstemperaturbegrenzer 201 und der Temperatursensor 202 bevorzugt in die Nachstrecke des Strömungspfades 217 hineinragen.
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Die Befestigungsvorrichtung 200 weist eine erste Aufnahme 203 und eine zweite Aufnahme 204 auf, wobei die erste Aufnahme 203 zur Aufnahme des Sicherheitstemperaturbegrenzers 201 und die zweite Aufnahme 204 zur Aufnahme des Temperatursensors 202 geeignet ist. Des Weiteren weist die Befestigungsvorrichtung 200 zwei Befestigungsöffnungen 206 auf, die zur Aufnahme von Schrauben zur Befestigen der Befestigungsvorrichtung 200 an der Heizpatrone geeignet sind.
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2 zeigt eine schematische Draufsicht einer Befestigungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Befestigungsöffnungen 206 liegen neben der ersten Aufnahme 203, wobei Mittelpunkte M3 und M4 der Befestigungsöffnungen 206 auf einer Linie mit einem Mittelpunkt M1 der ersten Aufnahme 203 liegen und so eine erste Achse 210 bilden.
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Die erste Aufnahme 203 und die Befestigungsöffnungen 206 werden dabei bevorzugt in einem Hauptteil 207 der Befestigungsvorrichtung 200 bereitgestellt. Der Hauptteil 207 der Befestigungsvorrichtung 200 weist in dieser Ausführungsform eine Rautenform mit bevorzugt abgerundeten Ecken auf. Die Befestigungsöffnungen 206 befinden sich bevorzugt im Bereich der spitzen Ecken der Raute, wobei sich die Befestigungsöffnungen 206 in einem Kreismittelpunkt des die Rundungen bestimmenden Kreises befinden.
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An dem Hauptteil 207 der Befestigungsvorrichtung 200 ist weiter ein Ausleger 212 angebracht, der so ausgelegt ist, dass er die zweite Aufnahme 204 für den Temperatursensor 202 bildet. Dabei ist der Ausleger 212 so am Hauptteil 207 angebracht, dass ein Mittelpunkt M2 (aufgrund der Perspektive nicht in der Figur zu sehen) der zweiten Aufnahme 204 mit dem Mittelpunkt M1 der ersten Aufnahme 203 auf einer Linie liegen und eine zweite Achse 211 definieren.
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Die zweite Aufnahme 204 wird weiter durch den Ausleger 212 als Klemmelement gebildet, wobei das Klemmelement zwei Klemmflügel 215 aufweist, die so ausgelegt sind, dass sie den Temperatursensor 202 fest einschließen bzw. einklemmen. Des Weiteren weist die zweite Aufnahme ein Höhenbegrenzungselement 214 auf, das dazu geeignet ist eine longitudinale Verschiebung des Temperatursensors senkrecht zum Strömungspfad zu verhindern.
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Zusätzlich weist die Befestigungsvorrichtung 200 bevorzugt eine Halterung 205 auf, die an dem Hauptteil 207 angebracht ist. Die Halterung 205 ragt bevorzugt in Verlängerung oder parallel zu einer Seite des Hauptteils 207 über den Hauptteil 207 hinaus.
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Die 3 und 4 zeigen die gleichen schematischen Ansichten der Befestigungsvorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel, wobei in die zweite Aufnahme 204 statt des Temperatursensors 202 ein Verschluss 213 eingeklemmt ist oder der Verschluss 213 Teil der Befestigungsvorrichtung 200 bzw. der zweiten Aufnahme 204 ist. Der Verschluss 213 weist optional eine Dichtung 218 auf, die bei Einbringung des Verschlusses 213 in die zweite Aufnahme 204 eine Öffnung im Strömungspfad, die ansonsten den Temperatursensor 202 aufnimmt, verschließt und abdichtet.
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5 zeigt ein schematisches Flussdiagram einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Montageverfahrens 300 einer Befestigungsvorrichtung in einem Durchlauferhitzer. Zum Befestigen bzw. Montieren des Sicherheitstemperaturbegrenzers 201 und des Temperatursensors 202 mittels der Befestigungsvorrichtung 200, wird zunächst in Schritt 310 der Sicherheitstemperaturbegrenzer 201 in die erste Aufnahme 203 eingebracht. Der Temperatursensor 202 kann durch einfaches Einklemmen in die Klemmelemente der zweiten Aufnahme 204 in Schritt 320 leicht ebenfalls an der Heizpatrone befestigt werden. Zur Befestigung der Befestigungsvorrichtung 200 an der Heizpatrone werden in Schritt 330 Schrauben als Befestigungsmittel in die Befestigungsöffnungen 206 eingebracht und in Schritt 340 in entsprechenden Auslassungen an der Heizpatrone verschraubt.
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Da die erste Achse 210 und die zweite Achse 211 einen Winkel zueinander bilden, der entsprechend ausgerichtet ist, sind der Sicherheitstemperaturbegrenzer 201 und der Temperatursensor 202 nebeneinander entlang des Strömungspfads angeordnet, während die Befestigungsmittel, d.h. die Schrauben, neben dem Strömungspfad eingebracht werden können.
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Weiter ist die zweite Aufnahme 204, die durch das Klemmelement gebildet wird, so ausgebildet, dass anstatt des Temperatursensors 202 ein Verschluss auf die gleiche Weise wie der Temperatursensor 202 in das Klemmelement in Schritt 340 eingeklemmt werden kann. Alternativ ist die zweite Aufnahme 204 direkt als Verschluss ausgebildet.
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Je nach gewünschter Ausstattung des Durchlauferhitzers kann im gleichen Produktionsschritt 340 bei der Befestigung der Befestigungsvorrichtung 200 entweder der Temperatursensor 202 oder der Verschluss in die zweite Aufnahme 204 eingeklemmt werden.
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Obwohl alle Ausführungsbeispiele für einen Durchlauferhitzer beschrieben sind, kann die Vorrichtung und das Verfahren auch vorteilhaft in anderen Haustechnikgeräten eingebaut werden, insbesondere in Solaranlagen, Wärmepumpen, Lüftungsgeräte, Fotovoltaikanlagen oder Warmwasseraufbereiter.
