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Die vorliegende Erfindung betrifft einen kompakten Siphon und ein Kältegerät, in dem der Siphon verwendet wird.
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Ein Siphon, der einen gekühlten Innenraum des Kältegeräts mit der Umgebung verbindet, um einerseits einen Druckausgleich mit der Umgebung zu ermöglichen, wenn bei offener Tür in den Innenraum gelangte Warmluft sich darin nach Schließen der Tür abkühlt, andererseits aber einen ständigen Luftaustausch mit der Umgebung zu verhindern, ist an sich bekannt und umfasst meist ein U-förmig gekrümmtes Rohr, das sich in einer Wärmedämmschicht oder in einem Maschinenraum des Kältegeräts erstreckt und unter normalen Betriebsbedingungen mit Wasser gefüllt ist. Ein solches Rohr ist sperrig und schwierig platzsparend unterzubringen. Außerdem ist es aufwendig, ein solches langes Rohr so zu fixieren, dass es in der Wärmedämmschicht keine Wärmebrücke bildet. Bei Anbringung im Maschinenraum kann es zwar allenfalls in geringem Umfang als Wärmebrücke fungieren; allerdings besteht hier aufgrund der hohen Temperaturen im Maschinenraum die Gefahr, dass in dem Rohr ein Biofilm heranwächst und dieses verstopft.
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Aus
EP 1832687 B1 ist ein kompakter Siphon bekannt, der im Wesentlichen aus zwei Bauteilen besteht, einem äußeren Bauteil, mit einem im Betrieb mit Wasser gefüllten Graben, wobei eine Außenwand des Grabens nach oben verlängert ist, um einen weiten Anschlussstutzen zu bilden, und eine Innenwand des Grabens nach unten in einen zweiten, engeren Anschlussstutzen übergeht, und einem inneren Bauteil, das eine Bodenplatte und eine von der Bodenplatte abstehende Ringwand umfasst, die durch den weiten Anschlussstutzen in eine Stellung eingeführt ist, in der die Ringwand in den Graben eintaucht. Der weite eingangsseitige Anschlussstutzen ist unproblematisch bei der Verwendung des Siphons als Geruchsverschluss an einem Eingang einer Abwasserleitung. Bei Verwendung in einem Kältegerät ist er unzweckmäßig, da er die Verwendung einer Anschlussleitung von entsprechend großem Durchmesser erforderlich macht, die in der Wärmedämmschicht als Wärmebrücke wirken würde.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist, einen kompakten Siphon zu schaffen, der zur Verwendung in einem Kältegerät geeignet ist.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einem Siphon mit einem einen ersten und einen zweiten Anschlussstutzen aufweisenden Gehäuse, bei dem eine Achse eines der Anschlussstutzen sich durch einen Freiraum des anderen Anschlussstutzens erstreckt, und der in einer die Achse kreuzenden Schnittebene zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlussstutzen einen an den Freiraum des ersten Anschlussstutzens anschließenden ersten Hohlraum, einen zweiten Hohlraum, der auf einer dem ersten Anschlussstutzen zugewandten ersten Seite der Schnittebene durch eine erste Wand von dem ersten Hohlraum getrennt ist und auf einer dem zweiten Anschlussstutzen zugewandten zweiten Seite der Schnittebene an den ersten Hohlraum anschließt, und einen an den Freiraum des zweiten Anschlussstutzens anschließenden dritten Hohlraum aufweist, der auf der ersten Seite der Schnittebene an den zweiten Hohlraum anschließt und auf der zweiten Seite der Schnittebene durch eine zweite Wand von dem zweiten Hohlraum getrennt ist, und bei dem das Gehäuse ein erstes und ein zweites Bauteil umfasst, von denen das erste wenigstens den ersten Anschlussstutzen und eine der Wände und das andere die jeweils andere Wand umfasst, das zweite Bauteil den zweiten Anschlussstutzen umfasst. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, dass einer der Stutzen geräumig genug sein muss, um das jeweils andere Bauteil dadurch einführen zu können, und es können an beide Anschlussstutzen Leitungen von ähnlichem, im Vergleich zum Siphon selber kleinem Querschnitt angeschlossen werden.
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Die Achsen der beiden Anschlussstutzen können übereinfallen.
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Vorzugsweise haben beide Anschlussstutzen identische Querschnitte; dann können auf beiden Seiten des Siphons Leitungen von gleichem Typ verwendet werden, was die Fertigung eines einen solchen Siphon verwendenden Haushaltsgeräts vereinfacht.
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Insbesondere können die beiden Stutzen spiegelbildlich zueinander geformt sein; ermöglicht die Verwendung von identischen Komponenten in für die Fertigung des ersten und des zweiten Bauteils verwendeten Formwerkzeugen und trägt so zur Senkung der Produktionskosten bei.
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Um im Innern des Siphons Hohlräume mit an die Querschnitte der Anschlussstutzen angepassten Durchgangsquerschnitten unterbringen zu können, sollte eine die Schnittebene kreuzende Außenwand des Gehäuses einen größeren Querschnitt umgeben als die Anschlussstutzen.
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Die Außenwand des Gehäuses, die erste und die zweite Wand sind vorzugsweise kreisrund und konzentrisch zueinander angeordnet. Dies erleichtert das Zusammenfügen des ersten und des zweiten Bauteils, da auf ihre Drehorientierung in Bezug auf die Achse nicht geachtet werden muss.
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Damit die beiden Bauteile gemeinsam die Außenfläche des Siphons bilden können, ist vorzugsweise eine die Schnittebene kreuzende Außenwand des Gehäuses als Bestandteil des ersten Bauteils angelegt, und eine distale Kante dieser Außenwand ist an das zweite Bauteil dicht angefügt, insbesondere verklebt oder verschweißt.
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Das zweite Bauteil kann insbesondere einen quer zur Achse orientierten Flansch aufweisen, an dessen Rand die distale Kante angefügt ist.
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Um dort die Dichtfläche zwischen den Bauteilen zu vergrößern und ggf. einen provisorischen Zusammenhalt der Bauteile durch Reibschluss vor dem Verkleben oder Verschweißen zu ermöglichen, kann dass der Rand des Flansches mit einer umlaufenden Ausnehmung versehen sein, in die die distale Kante der Außenwand eingreift.
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Vorzugsweise ist die erste Wand von der zweiten Wand konzentrisch umgeben und Bestandteil des ersten Bauteils. So können die erste Wand und die Außenwand eine ringförmige Rinne bilden, in die die zweite Wand eintaucht, um den Siphoneffekt zu erzielen.
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Der Siphoneffekt ist auch dadurch realisierbar, dass die zweite Wand Außenwand eines Bechers ist, in den die erste Wand eintaucht. Daher kommt es beim Einbau des Siphons nicht darauf an, welcher der beiden Anschlussstutzen oben und welcher unten liegt; sofern die Achse nah genug an der Vertikalen liegt, ist die Wirksamkeit des Siphons in beiden Orientierungen gewährleistet. Dies erleichtert wiederum den Einbau des Siphons.
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Um wirksam zu sein, muss der Siphon ständig Flüssigkeit in ausreichender Menge enthalten. Wenn der Siphon in einem Kältegerät wie eingangs beschrieben als Druckausgleich zwischen einem Innenraum und der Umgebung fungiert, kann der Flüssigkeitsvorrat des Siphons durch Tauwasser von einem Verdampfer regelmäßig ergänzt werden und sollte daher nur so groß sein, dass ein Trockenfallen zwischen zwei Abtauphasen des Verdampfers ausgeschlossen werden kann. Damit diese Anforderung in jeder Einbauorientierung erfüllt ist, sollte das Fassungsvermögen des Bechers zwischen dem 0,5fachen und dem 2fachen, vorzugsweise zwischen dem 0,8fachen und dem 1,25fachen, des Fassungsvermögens der Rinne liegen.
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Umgekehrt kann die Möglichkeit, den Siphon wahlweise in zwei Orientierungen einzubauen, genutzt werden, um für verschiedene Modelle von Kältegeräten oder zur Anpassung an Klimazonen mit hoher und niedriger Verdunstung unterschiedliche Flüssigkeitsvolumina mit einem gleichen Modell von Siphon zu implementieren. Dafür sollten sich die Fassungsvermögen von Becher und Rinne deutlich, z.B. um einen Faktor von mindestens 1, 25, besser mindestens 1, 5, unterscheiden.
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Um einen Schlauch oder ein Rohr schnell und einfach am Siphon montieren zu können, kann wenigstens einer der Anschlussstutzen einen inneren und einen äußeren Rohrabschnitt umfassen, die zueinander konzentrisch sind. Ein ringförmiger Zwischenraum zwischen den Rohrabschnitten kann dann den Schlauch oder das Rohr aufnehmen.
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Die Verbindung zwischen dem Schlauch oder Rohr und den Rohrabschnitten ist nicht immer hermetisch dicht. Um einen Austritt von zufießendem Wasser, insbesondere Tauwasser, dennoch sicher zu vermeiden, sollte eine distale Kante des äußeren Rohrabschnitts weiter von der Schnittebene entfernt sein, also bei einem nach oben gerichteten Anschlussstutzen weiter nach oben aufragen, als eine distale Kante des inneren Rohrabschnitts.
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Wenigstens eines der Bauteile ist vorzugsweise einteilig aus Kunststoff spritzgeformt.
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Zumindest diejenigen Oberflächenbereiche des Siphons, die im Betrieb ständig mit Wasser in Kontakt stehen, können eine Lotoseffekt-Oberflächenstruktur aufweisen, um das Anhaften von Biofilm zu bekämpfen. Eine solche Oberflächenstruktur ist durch Spritzgießen von Kunststoff preiswert realisierbar.
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Gegenstand der Erfindung ist auch ein Haushaltsgerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, mit einem Siphon wie oben beschrieben.
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Um die Platzierung des Siphons in einer Wärmedämmschicht des Kältegeräts zu vereinfachen, kann der der Siphon ein Befestigungselement zur Befestigung am Innenbehälter aufweisen. Das Befestigungselement kann insbesondere eine Bajonettkupplung zur Verankerung in einem Loch des Innenbehälters sein.
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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 einen schematischen Schnitt durch ein Kältegerät mit Siphon gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 2 ein erstes Bauteil des Siphons, geschnitten entlang einer Achse des Bauteils;
- 3 ein zweites Bauteil, ebenfalls geschnitten entlang einer Achse;
- 4 den Siphon in einer ersten Einbauorientierung;
- 5 einen Schnitt durch den Siphon entlang der Ebene V-V aus 4
- 6 den Siphon in einer zweiten Einbauorientierung;
- 7 eine Außenansicht eines ersten Siphons mit integriertem Befestigungselement; und
- 8 einen zweiten Siphon mit integriertem Befestigungselement.
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1 zeigt schematisch einen Schnitt durch ein Haushaltsgerät mit einem Korpus 1 und einer Tür 2, die wenigstens einen Innenraum 3 umschließen. Der Innenraum 3 ist in üblicher Weise von einer Wärmedämmschicht 4 des Korpus 1 durch einen Innenbehälter 5 aus Kunststoff getrennt. Ein den Innenraum kühlender Verdampfer 6 kann zwischen dem Innenbehälter montiert sein; im hier gezeigten Fall ist der Innenraum durch eine Zwischenwand 7 in ein Lagerfach und eine den Verdampfer 6 aufnehmende Kammer unterteilt.
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Zu Füßen des Verdampfers 6 ist im Innenbehälter 5 eine Tauwasserauffangrinne 8 geformt. Eine Rohrleitung 9 erstreckt sich von der Tauwasserauffangrinne 8 durch die Wärmedämmschicht 4 in einen Maschinenraum 10. Dort ist eine das Tauwasser auffangende Verdunstungsschale 11 auf einem Verdichter 12 montiert. In die Rohrleitung 9 ist ein Siphon 13 eingefügt.
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2 zeigt ein erstes Bauteil 14 des Siphons 13. Das Bauteil 14 ist rotationssymmetrisch um eine Achse 15, die in der Schnittebene der 2 verläuft. Von einer ringförmigen Grundplatte 16 erstrecken sich zwei Rohrabschnitte 17, 18 konzentrisch nach oben, um einen ersten Anschlussstutzen 19 für die Rohrleitung 9 zu bilden. Die Rohrabschnitte 17, 18 sind an ihren distalen Kanten 20, 21 jeweils mit einer Einführschräge 22 versehen, um das Einschieben der Rohrleitung 9 in den Zwischenraum 23 zu erleichtern. Die distale Kante 20 des äußeren Rohrabschnitts 17 ragt weiter auf als die distale Kante 21 des inneren Rohrabschnitts 18, damit, wenn abfließendes Tauwasser zwischen einer Innenseite der Rohrleitung 9 und dem inneren Rohrabschnitt 18 in den Zwischenraum 23 einsickert, es nicht in die umgebende Wärmedämmschicht eindringen kann.
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Eine Außenwand 24 und eine erste innere Wand 25 erstrecken sich von der Außen- bzw. Innenkante der ringförmigen Grundplatte 16 abwärts.
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3 zeigt ein ebenfalls rotationssymmetrisches zweites Bauteil 26 des Siphons 16. Spiegelbildlich zum Anschlussstutzen 19 erstrecken sich ein äußerer und ein innerer Rohrabschnitt 17, 18 eines zweiten Anschlussstutzens 27 von einem ringförmigen Flansch 28 aus nach unten. An einer Oberseite des Flanschs 28 ist eine umlaufende Ausnehmung 30 von stufenförmigem Querschnitt mit einer Stirnfläche 31 und einer Umfangsfläche 32 gebildet. Sich vom Flansch 28 aufwärts erstreckende Stützen 33 tragen einen Becher 34 mit einem Boden 35 und einer umlaufenden zweiten inneren Wand 36.
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4 zeigt die Bauteile 14, 26 in miteinander entlang der Achse 15 verbundener Konfiguration sowie in die Zwischenräume 23 der Anschlussstutzen 19, 27 einzusteckende Enden eines inneren und eines äußeren Abschnitts 44, 45 der Rohrleitung 9, und 5 zeigt einen Schnitt durch den Siphon entlang einer zur Achse 15 senkrechten, in 4 mit V-V bezeichneten Ebene.
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Eine distale Kante 37 der Außenwand 24 liegt auf der Stirnfläche 31 auf und reibschlüssig an der Umfangsfläche 32 an. Indem die Bauteile 14, 16 durch den Reibschluss provisorisch zusammengehalten werden, ist sichergestellt, dass ein entlang der Ausnehmung 30 aufgetragener Klebstoff sicher dicht abbinden kann. Alternativ können die Bauteile 14, 26 auch durch Ultraschall- oder Reibschweißen verbunden werden, insbesondere durch eine Drehoszillation um die Achse 15.
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Die erste innere Wand 25 taucht von oben in den Becher 34 ein und unterteilt dessen Inneres in einen von der ersten inneren Wand 25 umgebenen ersten Hohlraum 38 und einen ringförmigen zweiten Hohlraum 39 zwischen den Wänden 25, 36. Ein ebenfalls ringförmiger dritter Hohlraum 40 erstreckt sich zwischen der zweiten inneren Wand 36 und der Außenwand 24.
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Bei einem Abtauen des Verdampfers 6 gelangt Tauwasser durch einen vom ersten Anschlussstutzen 19 begrenzten Freiraum 41 in den Becher 34. Sobald es den Becher 34 bis zu einer distalen Kante 42 der Wand 36 gefüllt hat, tritt überschüssiges Wasser über die Kante 42 und läuft über den zweiten Hohlraum 39, Durchgänge 29 zwischen den Stützen 33 und einen Freiraum 43 des Anschlussstutzens 27 in den äußeren Abschnitt 45 und die Verdunstungsschale ab.
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Die Oberseite des Flansches 28 ist in der Darstellung der 3 und 4 eben und senkrecht zur Achse 15. Um zu verhindern, dass übergelaufenes Wasser lange an der Kontaktfläche zwischen den Bauteilen 14, 16 ansteht und durch eine eventuell undichte Stelle in die Wärmedämmschicht einsickert, insbesondere wenn die Achse 15 nicht exakt vertikal montiert ist, kann die Oberseite konkav, d.h. vom Rand des Flansches zur Achse 15 hin, abschüssig sein.
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Der Siphon ist in einer um 180° gegenüber der in 4 gezeigten Orientierung gedrehten Stellung montierbar, d.h. in einer Orientierung, in der die Plätze der Anschlussstutzen 19, 27 relativ zu 4 vertauscht sind, In dieser in 5 gezeigten Orientierung sammelt sich abfließendes Wasser in einer nach oben offenen Rinne 46 des Bauteils 14, die sich rings um den ersten Hohlraum 38 erstreckt und durch die von oben eintauchende zweite ringförmige Wand 36 in den zweiten Hohlraum 39 und den Ringraum 40 unterteilt wird. Ein Heraussickern von Wasser entlang der Kontaktfläche zwischen den Bauteilen 14, 16 ist hier dadurch ausgeschlossen, das die Kontaktfläche oberhalb des höchstmöglichen Wasserspiegels in der Rinne 46 liegt.
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Die Durchmesser und Höhen der ringförmigen Wände 25, 36 und der Außenwand 24 können so aufeinander abgestimmt werden, dass die zwischen den distalen Kanten 42 der Wand 36 und 47 der Wand 25 gespeicherte Wassermenge, d.h. die Wassermenge, die maximal verdunsten darf, bevor der Siphon undicht wird, in den Orientierungen der 4 und 5 dieselbe ist. So kann der Siphon montiert werden, ohne dass dabei auf seine Orientierung geachtet werden muss. Denkbar ist aber auch, die Wassermengen unterschiedlich auszulegen, insbesondere diejenige der 5 größer zu machen als die der 4. Dann kann der Siphon in der Orientierung der 5 z.B. in einem Kältegerät mit größeren größerem Volumen des Lagerfachs und dementsprechend stärkerem Luftdurchsatz beim Druckausgleich verbaut werden als in der Orientierung der 4, oder es kann der Siphon bei einem gleichen Modell von Kältegerät wahlweise in der Orientierung der 4 oder der 5 eingebaut werden, je nachdem, ob das betreffende Gerät zum Einsatz in einer Umgebung mit hoher oder niedriger Verdunstung bzw. mit seltenem oder häufigen Abtaubedarf vorgesehen ist.
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Um den Siphon
13 in der Wärmedämmschicht sicher und reproduzierbar zu positionieren und insbesondere eine unkontrollierbare Auslenkung der Rohrleitung
9 und des Siphons
13 beim Ausschäumen des Korpus zu verhindern, ist es wünschenswert, den Siphon
13 bei der Montage des Kältegeräts schnell und sicher fixieren zu können. Eine bevorzugte Möglichkeit hierzu ist, wie in
6 und
7 gezeigt, eine Bajonettkupplung
48 an eines der Bauteile
14,
16 anzuformen, die während der Montage in eine in eine Wand des Innenbehälters
5 geschnittene Öffnung eingeführt und darin durch Drehen um eine zu der Wand senkrechte Achse
52 formschlüssig verriegelt wird. Eine solche Bajonettkupplung
48 und die komplementäre Öffnung sind dem Fachmann an sich bekannt, z.B. aus
EP 3 109 579 B1 , und sind deshalb an dieser Stelle nicht im Detail beschrieben. Die Bajonettkupplung
48 hat, von einer in montiertem Zustand dicht an einer Außenseite der Wand des Innenbehälters
5 anliegenden Schürze
49 umgeben, einen kurzen zylindrischen Abschnitt
50 und von dem zylindrischen Abschnitt radial abstehende Stege
51, die im montierten Zustand an einer Innenseite des Innenbehälters anliegen. In der hier gezeigten Ausgestaltung sind zwei Stege
51 vorgesehen, die eine Montage des Siphons
13 nur mit vertikal orientierter Achse
15 und mit wahlweise nach oben oder auch nach unten gewandtem Anschlussstutzen
19 erlauben. Eine Montage des Siphons
13 in einer falschen Orientierung ist so ausgeschlossen.
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Der Ausgestaltung der 6 zufolge sind die Außenwand 24 und die Bajonettkupplung 48 über zwei gebogene Streben 53 verbunden. Die Streben 53 sind in gewissem Umfang elastisch, um ein Zusammenfügen mit den Abschnitten 44, 45 der Rohrleitung 9 zu erleichtern, gleichzeitig aber steif genug, um einer dauerhaften Auslenkung durch expandierenden Schaum während des Ausschäumens des Korpus zu widerstehen. Die Bewegungsfreiheit des Siphons 13 ist hier im Wesentlichen in Richtung der Achse 52.
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Alternativ kann eine einzelne gerade Strebe 54 zwischen dem Siphon 13 und der Bajonettkupplung 48 vorgesehen sein, wie in 7 gezeigt. Der in Richtung der Achse 15 langgestreckte Querschnitt der Strebe 54 lässt dem am Innenbehälter 5 montierten Siphon eine Restbewegungsfreiheit im Wesentlichen nur in einer Richtung senkrecht zu den Achsen 15 und 52.
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Die Strebe 49 und die Bajonettkupplung 48 können einteilige Bestandteile des Bauteils 16 sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Korpus
- 2
- Tür
- 3
- Innenraum
- 4
- Wärmedämmschicht
- 5
- Innenbehälter
- 6
- Verdampfer
- 7
- Zwischenwand
- 8
- Tauwasserauffangrinne
- 9
- Rohrleitung
- 10
- Maschinenraum
- 11
- Verdunstungsschale
- 12
- Verdichter
- 13
- Siphon
- 14
- erstes Bauteil
- 15
- Achse
- 16
- Grundplatte
- 17
- Rohrabschnitt
- 18
- Rohrabschnitt
- 19
- erster Anschlussstutzen
- 20
- distale Kante
- 21
- distale Kante
- 22
- Einführschräge
- 23
- Zwischenraum
- 24
- Außenwand
- 25
- erste innere Wand
- 26
- zweites Bauteil
- 27
- zweiter Anschlussstutzen
- 28
- Flansch
- 29
- Durchgang
- 30
- Ausnehmung
- 31
- Stirnfläche
- 32
- Umfangsfläche
- 33
- Stütze
- 34
- Becher
- 35
- Boden
- 36
- zweite innere Wand
- 37
- distale Kante (von 24)
- 38
- erster Hohlraum
- 39
- zweiter Hohlraum
- 40
- dritter Hohlraum
- 41
- Freiraum
- 42
- distale Kante
- 43
- Freiraum
- 44
- innerer Abschnitt
- 45
- äußerer Abschnitt
- 46
- Rinne
- 47
- distale Kante
- 48
- Bajonettkupplung
- 49
- Schürze
- 50
- zylindrischer Abschnitt
- 51
- Steg
- 52
- Achse
- 53
- gebogene Strebe
- 54
- gerade Strebe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1832687 B1 [0003]
- EP 3109579 B1 [0037]
