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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, und zwar speziell die Abdichtung einer Leitungsdurchführung durch eine Wand eines Innenbehälters.
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Leitungsdurchführungen können vorgesehen sein, um einen elektrischen Verbraucher im Innenbehälter mit elektrischer Energie zu versorgen, ein Messsignal eines Sensors abzuleiten, oder um ein Fluid, typischerweise Kältemittel für einen Verdampfer im Innenbehälter oder Wasser für einen eingebauten Dispenser, zu- oder abzuleiten. Die Leitungsdurchführung muss zuverlässig abgedichtet sein, um zu verhindern, dass Isolierschaum, der im Laufe der Montage des Geräts an der Außenseite des Innenbehälters angebracht wird, durch die Öffnung ins Innere vordringt. Eine bekannte und verbreitete Technik ist, eine verformbare Schicht rings um die Öffnung an dem Innenbehälter sowie am Umfang der Leitung zu verkleben. Die lückenlose Anbringung einer solchen Schicht ist aber insbesondere dann schwierig und zeitraubend, wenn die Leitung eng benachbart zur Wand des Innenbehälters verlaufen soll und dazu eine Biegung nahe der Öffnung aufweist.
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DE 10 2009 016 348 A1 zeigt ein Kältegerät mit einer Leitungsdurchführung für einen Temperaturfühler, bei dem die Leitung durch eine in eine die Öffnung der Innenbehälterwand eingesetzte Hülse verläuft und beiderseits der Hülse umgebogen ist, um sich entlang einer Innen- bzw. Außenseite der Wand zu erstrecken. Um die Gefahr von Undichtigkeit durch eine daraus resultierende Deformation der Hülse zu begrenzen, ist die Öffnung in einem Wandbereich gebildet ist, der schräg zu einem umgebenden Hauptteil einer Innenbehälterwand verläuft. Für eine Rohrleitung, die vor ihrer Montage am Innenbehälter in die passende Form gebracht werden muss, ist ein solcher Aufbau nicht geeignet, weil die notwendigen Biegungen das Verschieben der Rohrleitung in die Zielposition erschweren.
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Ziel der Erfindung ist, einen Aufbau für ein Kältegerät mit Leitungsdurchführung anzugeben, der schnell und einfach zu montieren und abzudichten ist.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einem Kältegerät, insbesondere einem Haushaltskältegerät, mit einem Innenbehälter und einer Leitung, die sich durch eine Öffnung des Innenbehälters erstreckt und von der ein Abschnitt an einer Oberfläche des Innenbehälters anliegt, die Öffnung durch eine verformbare Schicht abgedichtet ist, die in Bereichen der Oberfläche beiderseits des anliegenden Abschnitts und entlang eines sich um die Öffnung erstreckenden, die Bereiche verbindenden Bogens am Innenbehälter verklebt ist.
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Die Länge, auf der der anliegende Abschnitt die Oberfläche berührt, sollte ein Mehrfaches der Wandstärke des Innenbehälters sein.
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Die verformbare Schicht sollte zwischen den besagten Bereichen der Oberfläche auch den anliegenden Abschnitt überdecken.
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Typischerweise ist die Oberfläche eine Außenseite des Innenbehälters, und die verformbare Schicht erstreckt sich im fertigen Kältegerät zwischen dem Innenbehälter und einer den Innenbehälter umgebenden isolierenden Schaumstoffschicht.
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Der anliegende Abschnitt kann parallel zu einer benachbarten Außenfläche des Korpus des Kältegeräts verlaufen. So kann vermieden werden, dass die Leitung, auch wenn sie aus gut wärmeleitendem Material besteht, als Kältebrücke zwischen einem Lagerraum im Innern des Innenbehälters und der Umgebung wirkt.
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Es ist grundsätzlich wünschenswert, dass die Leitung an ihrem gesamten Umfang entweder mit dem Innenbehälter oder der verformbaren Schicht in Kontakt ist, um ein Vordringen von Schaum entlang der Leitung zu verhindern. Um ein Schließen von sich entlang der Leitung erstreckenden Hohlräumen zu erleichtern, kann die verformbare Schicht dehnbar sein; so kann sie auch dann noch in einen solchen Hohlraum hineingedrückt werden, wenn sie beiderseits des Hohlraums bereits an der Leitung bzw. der Oberfläche des Innenbehälters verklebt ist. Damit Spannung in der Schicht nicht dazu führt, dass sich solche Hohlräume wieder öffnen, bevor der Schaum ausgebracht werden und abbinden kann, sollte die Schicht insbesondere plastisch dehnbar sein.
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Ein fehlender Kontakt an einer Grenze zwischen einem vom Innenbehälter berührten und einem von der verformbaren Schicht berührten Teil des Umfangs kann kompensiert werden, indem sich die Bereiche des Innenbehälters, an denen die Schicht verklebt ist, weit genug entlang der Leitung erstrecken. Es ist dann zwar nicht völlig ausgeschlossen, dass Schaum in einen Hohlraum entlang des nicht berührten Teils des Umfangs vordringt, doch wenn die zum Durchlaufen des Hohlraums benötigte Zeit länger ist als die Abbindezeit des Schaums, so wird dieser fest, bevor er das Innere des Innenbehäters erreichen kann.
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Um die Querschnittsfläche eines solchen sich entlang des nicht berührten Teils des Umfangs erstreckenden Durchgangs zu minimieren, ist es zweckmäßig, wenn der Innenbehälter zwischen den beiden Bereichen eine Nut aufweist, in die der anliegende Abschnitt der Leitung eingreift. Besonders günstig ist es, wenn die Nut Platz für etwa den halben Querschnitt der Leitung bietet.
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Um Zahl und Stärke der in der Leitung benötigten Biegungen gering zu halten, sollte die Nut sich wenigstens bis zu der Öffnung erstreckten. So kann eine in die Nut eingelegte Leitung wenigstens bis zu der Öffnung geradlinig verlaufen.
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Um Dichtigkeit auch gegen aus dem Lagerraum in Richtung des Schaums vordringende Feuchtigkeit zu gewährleisten, kann eine elastische Dichtung in die Nut eingelegt sein.
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Insbesondere kann die Dichtung Teil eines Rings sein, der an der Oberfläche des Innenbehälters rings um die Öffnung angebracht ist.
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Um zu verhindern, dass beim Anbringen der verformbaren Schicht am Umfang des Rings offen bleibende Hohlräume zu einer Undichtigkeit beitragen, sollte die verformbare Schicht den Ring vollständig überdecken.
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Um ein einfaches Verkleben der verformbaren Schicht zu ermöglichen, sind die beiden Bereiche der Oberfläche des Innenbehälters beiderseits des anliegenden Abschnitts der Leitung vorzugsweise eben; vorzugsweise erstreckt sich jeder dieser Bereiche in einer Ebene, die parallel ist zu einer Längsachse des anliegenden Abschnitts. Denkbar ist auch, insbesondere wenn die Durchführung an einer Kante zwischen Wänden des Innenbehälters angeordnet ist, dass die beiden Bereiche zylindrisch gekrümmt sind, wobei eine Achse der Krümmung parallel zur Längsachse des sich zwischen den Bereichen erstreckenden Abschnitts der Leitung verläuft.
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Um die Notwendigkeit, die Leitung zur Anpassung an die Durchführung zu verbiegen, zu minieren, kann die Öffnung in einer Ebene verlaufen, deren Oberflächennormale mit einer Längsachse des anliegenden Abschnitts einen Winkel von weniger als 60°, vorzugsweise weniger als 45°, aufspannt. Durch diese Region kann insbesondere der oben erwähnte, die Bereiche beiderseits des anliegenden Abschnitts verbindende Bogen verlaufen.
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Vorzugsweise wird von einer Verbiegung des Rohrs in der Umgebung der Öffnung komplett abgesehen; d.h. der anliegende Abschnitt und ein durch die Öffnung verlaufender Abschnitt der Leitung haben vorzugsweise eine gemeinsame Längsachse.
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Die Oberflächennormale der Öffnung und die Längsachse des hindurch verlaufenden Abschnitts sollten allerdings auch nicht parallel sein; vorzugsweise sollte der zwischen beiden aufgespannte Winkel wenigstens 15°, besser 30° oder mehr, betragen.
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Das Minimieren von Verbiegung ist insbesondere dann wünschenswert, wenn ein unrunder Querschnitt der Leitung es schwierig macht, den genauen Verlauf eines gebogenen Abschnitts zu kontrollieren und insbesondere dazu führen kann, dass eine Biegung der Leitung nicht in der dafür vorgesehen Ebene verläuft.
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Die Leitung kann eine elektrische Leitung umfassen; vorzugsweise umfasst sie wenigstens ein Rohr, da dessen Steifigkeit in der Praxis, insbesondere bei einem Kältegerät, meist höher ist als die einer elektrischen Leitung
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
- 1 eine schematische perspektivische Ansicht eines Innenbehälters mit einer Leitungsdurchführung gemäß der Erfindung;
- 2 eine Detailansicht der Leitungsdurchführung;
- 3 einen Schnitt entlang der Ebene III-III in 2;
- 4 eine Detailansicht einer abgewandelten Leitungsdurchführung;
- 5 eine Detailansicht gemäß einer weiteren Abwandlung; und
- 6 eine Teilansicht eines Innenbehälters mit einer weiteren Abwandlung der Leitungsdurchführung.
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1 zeigt einen Innenbehälter 1 eines Haushaltskältegeräts in einer schematischen perspektivischen Ansicht. Der Innenbehälter 1 ist in an sich bekannter Weise durch Tiefziehens einer thermoplastischen Kunststoffplatte gefertigt, d.h. die Platte ist entlang ihres Randes in einem Tiefziehwerkzeug eingeklemmt und in eine Hohlform hineingesaugt worden, um einen vorderen Rahmen 2, Seitenwände 3, Decke 4, Boden 5 und eine Rückwand 6 zu formen. Der Innenbehälter 1 ist vorgesehen, um in fachüblicher Weise in einem Korpus des Haushaltskältegeräts verbaut zu werden, indem Außenwände des Korpus jeweils parallel zu den Wänden 3, 6 montiert und Zwischenräume zwischen den Wänden 3, 6 und den Außenwänden ausgeschäumt werden.
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Um einen nicht dargestellten, in dem Innenbehälter 1 untergebrachten Verdampfer mit Kältemittel zu versorgen, muss eine Leitung 7 durch eine Öffnung 8 des Innenbehälters 1 hindurchgeführt werden. Die Leitung 7 kann zwei nebeneinander verlaufende Rohre zum Zuführen von flüssigem Kältemittel zum Verdampfer und zum Absaugen von Kältemitteldampf umfassen; im hier gezeigten Fall ist von der Leitung 7 nur das Saugrohr sichtbar, und eine Kapillare für die Zufuhr von flüssigem Kältemittel verläuft unsichtbar innerhalb des Saugrohrs. Alternativen Ausgestaltungen zufolge kann die Leitung auch zum Übertragen von Signalen oder von elektrischer Energie zwischen einem Verbraucher, einem Sensor oder einem Aktor innerhalb des Innenbehälters und einer Steuerung außerhalb dienen.
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Die Durchführung der Leitung 7, mit 9 bezeichnet, befindet sich in der Ausgestaltung der 1 an der Rückwand 6, kann aber, wie später noch genauer erläutert wird, auch an anderen vertikal, horizontal oder schräg orientierten Wandflächen des Innenbehälters 1 vorgesehen sein. Die Durchführung 9 umfasst, von außen gesehen, eine Vertiefung in einer sie umgebenden Wandfläche 10, mit zwei ebenen Bereichen 11 beiderseits einer Nut 12. Die Wandfläche 10 ist hier die Rückwand 6, es kommt aber auch jede andere Wandfläche des Innenbehälters 1 in Betracht. Die Vertiefung ist zu einem Rand der Wandfläche 10, hier nach oben, offen, um die Platzierung der Leitung 7 in der Nut 12 zu erleichtern. In einer der offenen Seite der Vertiefung gegenüberliegenden Stirnwand 13 der Vertiefung ist in Verlängerung der Nut 12 die Öffnung 8 geformt, z.B. durch Ausstanzen.
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Die Nut 12 verläuft in der Darstellung der 1 vertikal, d.h. parallel zu einer Kante, an der Seiten- und Rückwand 3, 6 aufeinandertreffen. Ein schräger Verlauf der Nut 12 kommt ebenfalls in Betracht und kann unter Umständen das Anschließen der Leitung 7 an den Verdampfer im Innenbehälter 1 erleichtern.
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1 zeigt die Stirnwand 13 parallel zur Decke 4 und rechtwinklig zur Rückwand 6 ausgerichtet. Aus fertigungstechnischen Gründen kann es bevorzugt sein, dass die Stirnwand 13 und die Rückwand 6 wie in 2 gezeigt unter einem stumpfen Winkel, >90°, aufeinandertreffen.
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Die Öffnung 8 ist in die Stirnwand 13 geschnitten.
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2 zeigt die Durchführung 9 mit in der Öffnung 8 platzierter Leitung 7. Die Leitung 7 verläuft zumindest in der Nähe der Durchführung geradlinig, d.h. ein die Öffnung 8 kreuzender Abschnitt 14 der Leitung 7 und ein in der Nut 12 aufgenommener Abschnitt 15 haben eine gemeinsame Längsachse 16.
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Wenn die Stirnwand 13 jeweils einen stumpfen Winkel α mit der Wandfläche 10 und mit den ebenen Bereichen 11 aufspannt, dann ist die Öffnung 8, um die runde Leitung 7 aufzunehmen, im allgemeinen elliptisch mit einer kurzen Achse 17, die parallel und benachbart zu einer Kante zwischen der Stirnwand 13 und den ebenen Bereichen 11 verläuft. Eine lange Achse der Ellipse ist größer als der Durchmesser der Leitung 7, was das Einführen der Leitung 7 in die Öffnung 8 entlang einer Oberflächennormalen 18 der Stirnwand 13 erleichtert. Nach dem Einführen in die Öffnung 8 wird die Leitung 7 um die Achse 17 geschwenkt, damit ihr Abschnitt 15 in der Nut 12 zu liegen kommt. Die Länge der langen Achse ist so gewählt, dass die Öffnung 8, in Längsrichtung der Nut 12 bzw. entlang der Längsachse 16 der in der Nut 12 platzierten Leitung 7 gesehen, kreisrund erscheint.
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Nach dem Platzieren der Leitung 7 in der Nut 12 wird die Durchführung 9 durch Aufkleben einer verformbaren Schicht 19, z.B. einer Selbstklebefolie oder eines Flickens aus Butylkautschuk, abgedichtet. Zu diesem Zweck wird die Schicht 19 zunächst an einem zur Stirnwand 13 benachbarten Bereich 20 der Wandfläche 10 angeheftet und von dort ausgehend beiderseits der Öffnung 8 an die Stirnwand 13 sowie an die ebenen Bereiche 11 angestrichen, so dass die Schicht 19 am Innenbehälter 1 in den Bereichen 11 beiderseits des Abschnitts 15, sowie entlang eines Bogens haftet, der sich zwischen diesen beiden Bereichen über von der Schicht bedeckte Bereiche 27 der Stirnwand 13 und den Bereich 20 erstreckt.
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Beim Anstreichen der verformbaren Schicht 19 ist darauf zu achten, dass die Klebung zwischen der Schicht 19 und dem Innenbehälter 1 möglichst nah an die Leitung 7 heranreicht, um den Querschnitt von sich entlang der Leitung erstreckenden Kanälen 21 (siehe 3), in die beim späteren Ausschäumen Schaum vordringen könnte, zu minimieren. Um dies zu erleichtern, sollte die Breite der Nut 12 in der Ebene der Bereiche 11 der größten Querschnittsabmessung der Leitung 7 entsprechen; d.h. im Falle einer kreisrunden Leitung sollte die Breite dem Durchmesser der Leitung entsprechen und die Nut 12 mithin die Hälfte des Querschnitts der Leitung 7 aufnehmen können.
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Um ein Vordringen von Feuchtigkeit aus dem Lagerraum in die den Innenbehälter 1 umgebende isolierende Schaumstoffschicht des fertigen Kältegeräts zu unterbinden oder zumindest zu minimieren, kann ein Spalt zwischen der Leitung 7 und dem Innenbehälter 1 durch eine elastische Dichtung 22 versperrt sein. Die Dichtung 22 kann als ein Band realisiert sein, das sich quer durch die Nut 12 von einem ebenen Bereich 11 zum anderen erstreckt; in der Ausgestaltung der 4 ist die Dichtung 22 ein Abschnitt eines Rings 23 aus gummielastischem Material, der sich, am Innenbehälter 1 angeklebt, einstückig rings um die Öffnung 8 erstreckt.
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Um die Dichtung 22 zeigen zu können, sind in der Darstellung der 4 die Leitung 7 und die verformbare Schicht 19 weggelassen. Eine strichpunktierte Linie bezeichnet in 4 den vorgesehenen Verlauf des Randes der Schicht 19. Der Ring 23 wird vollständig von der verformbaren Schicht 19 überdeckt. Es kann zwar vorkommen, das entlang des inneren oder äußeren Umfangs des Rings 23 Kanäle ähnlich denen der 3 offenbleiben, doch da diese nirgends mit der Schaumstoffschicht kommunizieren, ist ein Vordringen von Feuchtigkeit in die Schaumstoffschicht entlang dieser Kanäle nicht möglich.
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Jenseits des von der Schicht 19 bedeckten Teils der ebenen Bereiche 11 sind in der Ausgestaltung der 4 die Nut 12 flankierende Krallen 24 geformt, die eine formschlüssige Befestigung der Leitung 7 in der Nut 12 ermöglichen. In der Ausgestaltung der 4 sind diese Krallen 24 besonders vorteilhaft, um die Leitung fest gegen die Dichtung 22 angedrückt zu halten; sie können aber auch bei einer Ausgestaltung ohne Dichtung, wie etwa in 2 gezeigt, der Leitung 7 Halt geben.
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Eine entlang der Leitung 7 gegeneinander versetzte Anordnung der Krallen 24, wie in 4 gezeigt, ermöglicht ein Einrasten der Leitung 7 durch zeitweiliges Verbiegen der Leitung. Da somit nicht die Krallen 24 selber nachgeben müssen, um das Einrasten der Leitung zu ermöglichen, sind die Anforderungen an die Elastizität der Krallen 24 und an die Reproduzierbarkeit ihrer Wandstärke gering, deswegen können die Krallen 24 wie die Teile 11, 12 13 der Durchführung 9 beim Tiefziehen des Innenbehälters 1 im gleichen Arbeitsgang geformt werden.
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5 zeigt eine Variante der Durchführung 9, bei der die Stirnwand entfallen ist und die ebenen Bereiche 11 beiderseits der Nut 12 mit der umgebenden Wandfläche 10 bündig sind. An einer der zur Schaumstoffschicht, d.h. der dem Betrachter zugewandten Seite in 5, hin offenen Nut 12 gegenüberliegenden Seite der Öffnung 8 ist ein Vorsprung 25 geformt, der eine in entgegengesetzter Richtung, zum Lagerraum hin, offene Nut begrenzt. Wenn die (in 5 nicht dargestellte) Leitung 7 in beide Nuten eingelegt ist, wird die Öffnung 8 mit einer deformierbaren Schicht 19 überklebt, die sich sowohl an die ebenen Bereiche 11 als auch an den Vorsprung 25 dicht anschmiegt.
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Die Durchführung kann auch an horizontalen oder vertikalen Kanten des Innenbehälters 1 angeordnet sein, wie exemplarisch in 6 gezeigt. Hier ist beim Tiefziehen des Innenbehälters ein Abschnitt der Kante 26 zwischen Rückwand 6 und Seitenwand 3 durch eine bewegliche Komponente des hohlen Formwerkzeugs einwärts gedrückt, um die schaumseitig offene Nut 12 zu bilden, daran anschließend ist ein Abschnitt der Kante von einem Teil eines in das hohle Formwerkzeug beim Tiefziehen einfahrenden Stempels auswärts gedrückt, um den Vorsprung 25 mit der nach innen offenen Nut zu bilden, und indem beide beweglichen Komponenten in geringem Abstand aneinander vorbeifahren, ist zwischen der Nut 12 und dem Vorsprung 25 der Innenbehälter aufgeschnitten, um die Öffnung 8 zu bilden. Die ebenen Bereiche 11 beiderseits der Nut 12 sind hier integrale, flächenbündige Bestandteile der Seiten- bzw. Rückwand 3, 6. Um die (nicht dargestellte) Leitung 7 sicher in der Durchführung zu fixieren, kann hier bereits das Überkleben mit der deformierbaren Schicht 19 ausreichend sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Innenbehälter
- 2
- vorderer Rahmen
- 3
- Seitnwand
- 4
- Decke
- 5
- Boden
- 6
- Rückwand
- 7
- Leitung
- 8
- Öffnung
- 9
- Durchführung
- 10
- Wandfläche
- 11
- ebener Bereich
- 12
- Nut
- 13
- Stirnwand
- 14
- Abschnitt (der Leitung 7)
- 15
- Abschnitt (der Leitung 7)
- 16
- Längsachse (der Leitung 7)
- 17
- kurze Achse
- 18
- Oberflächennormale
- 19
- verformbare Schicht
- 20
- Bereich (der Wandfläche 10)
- 21
- Kanal
- 22
- Dichtung
- 23
- Ring
- 24
- Kralle
- 25
- Vorsprung
- 26
- Kante
- 27
- bedeckter Bereich (der Stirnwand 13)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009016348 A1 [0003]
