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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft ein mobiles Brennheizgerät mit einem Glühstift/Flammwächter gemäß Oberbegriff von Anspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Befestigungselement eines mobilen Brennheizgeräts gemäß Oberbegriff von Anspruch 10.
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Mit einem Glühstift/Flammwächter wird bei mobilen Brennheizgeräten der in einem Brenner zugeführte flüssige oder gasförmige Brennstoff entzündet und nachfolgend wird damit geprüft, ob sich eine ordnungsgemäße Flamme gebildet hat.
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Stand der Technik
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Aus
DE 195 27 873 C2 und
DE 40 15 097 C1 sind Einrichtungen zum Erzeugen und Zünden eines Brennstoffdampf-Luft-Gemisches bekannt, bei denen ein Glühstift mit einem keramischen Außengehäuse gestaltet ist, an dem ein Außengewinde ausgebildet ist. Der Glühstift kann mit seinem keramischen Außengehäuse in einen Brennerabschnitt am Brennheizgerät eingeschraubt werden.
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Aus
DE 41 32 842 A1 ist eine Glühkerze mit einem Sensorelement bekannt, bei der ein Heizstab in einen Glühkerzenkörper eingepresst ist. Der Glühkerzenkörper ist ebenfalls mit einem Außengewinde zum Einschrauben in einen Brennerabschnitt ausgebildet.
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Bei Brennheizgeräten sind ferner Lösungen zum Befestigen eines Glühstifts/Flammwächters an einem Brennerabschnitt bekannt, bei denen ein Haltering um den Außenumfang des Glühstifts/Flammwächters gelegt ist. Der Haltering wird in eine Vertiefung am Brennerabschnitt eingepresst und legt dabei den Glühstift/Flammwächter in dieser Vertiefung fest. Bei einer alternativen Befestigungsart wird der Glühstift/Flammwächter mit einer in den Brennerabschnitt eingeschraubten Schraube geklemmt. Ein gattungsgemäßes mobiles Brennheizgerät ist aus der
DE 102 18 623 A1 bekannt. Der Glühstift/Flammwächter durchsetzt eine Platte, die ihn hält und in der Ebene senkrecht zu seiner axialen Erstreckungsrichtung vollständig umgibt. Die
DE 100 20 558 C1 beschreibt einen Glühstift/Flammwächter, der mit Hilfe einer Keramikgussmasse eingegossen wird.
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Bei den bekannten Befestigungsarten besteht insbesondere das Problem, dass es aufgrund hoher Anpresskräfte am keramischen Außengehäuse des Glühstifts/Flammwächters zum Brechen der Keramik und zu einer Zerstörung und einem Ausfall des Glühstifts/Flammwächters während des Betriebs des Brennheizgeräts kommen kann.
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Aufgabenstellung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mobiles Brennheizgerät der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass die am zugehörigen Glühstift/Flammwächter auftretenden Probleme des Brechens der Keramik sicher vermieden sind.
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Erfindungsgemäße Lösung
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Bei dem erfindungsgemäßen mobilen Brennheizgerät ist vorgesehen, dass das Befestigungselement mit einem Kühlabschnitt zum Abführen von Wärme vom Glühstift/Flammwächter an die umgebende Luft ausgebildet ist. Das Befestigungselement eines erfindungsgemäßen mobilen Brennheizgeräts der oben genannten Art ist, mit den kennzeichnenden Merkmalen nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet.
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Mit der erfindungsgemäßen Gestaltung eines Befestigungselements eines Glühstifts/Flammwächters ist an dem Bereich des Glühstifts/Flammwächters, an dem aufgrund der Befestigung Klemmkräfte wirken, eine Temperatursenke geschaffen. In diesem Bereich ist das Material des Außengehäuses des Glühstifts/Flammwächters daher geringeren Temperaturschwankungen und Maximaltemperaturen unterworfen. Dies hat zunächst zur Folge, dass in dem Material selbst geringere Dehnungsspannungen herrschen. Das Material neigt daher weniger zum Aufbau von Eigenspannungen und die Gefahr eines Brechens aufgrund solcher Eigenspannungen ist verringert. Ferner dehnt sich das erfindungsgemäß gekühlte Befestigungselement beim Aufheizen des Glühstifts/Flammwächters verhältnismäßig wenig aus und erzeugt daher keine erhöhten Klemmkräfte, die durch eine starke Dehnung des Befestigungselements bedingt wären.
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Im Falle eines Aufheizens des Glühstifts treten daher an dem erfindungsgemäßen Glühstift/Flammwächter insgesamt geringere Spannungsbelastungen auf und ein Brechen eines keramischen Außengehäuses eines Glühstifts/Flammwächters ist dadurch sicher verhindert.
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Das erfindungsgemäß gekühlte Befestigungselement führt darüber hinaus zugleich dazu, dass an dem Glühstift/Flammwächter auch im Bereich von Anschlüssen elektrischer Leitungen des Glühstifts/Flammwächters geringere Temperaturen herrschen als bei herkömmlichen Glühstiften/Flammwächtern. Die erfindungsgemäßen Anschlüsse sind daher geringeren thermischen Belastungen ausgesetzt, was insgesamt zu einer höheren Lebensdauer des erfindungsgemäßen Glühstifts/Flammwächters führt.
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Der Klemmabschnitt des erfindungsgemäßen Befestigungselements ist hinsichtlich seiner Grundform vorteilhaft U-förmig mit zwei im wesentlichen parallelen Längsschenkeln, einer dazwischen ausgebildeten schlitzförmigen Aussparung und einem die Längsschenkel verbindenden Querschenkel gestaltet. Ein solcher Klemmabschnitt weist das notwendige Maß an Elastizität auf, kann gut automatisch montiert werden und ermöglicht bei allen temperaturbedingten Längenänderungen einen permanenten und ausreichenden Kontakt zwischen dem Glühstift/Flammwächter und dem Befestigungselement Zugleich ist die erzeugte Klemmkraft nicht zu hoch, als das es zu einer Beschädigung des Glühstifts/Flammwächters kommen könnte.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Kühlabschnitt in Form einer Scheibe gestaltet ist, die vom Glühstift/Flammwächter aus in den umgebenden Raum ragt. Die derart an dem Befestigungselement ausgebildete Scheibe wirkt als Kühlrippe, die im Betrieb des Glühstifts/Flammwächters Wärme von diesem an die umgebende Luft abführt. Auf diese Weise ist eine besonders einfach zu realisierende Kühlung des Befestigungselements gestaltet. Der Kühlabschnitt ist insbesondere vorteilhaft aus einem gut wärmeleitenden Material, wie beispielsweise einer Aluminiumlegierung gestaltet.
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Alternativ oder zusätzlich ist zwischen dem Befestigungselement und/oder dem Glühstift/Flammwächter und/oder dem Brennerabschnitt vorteilhaft eine formschlüssige Verbindung ausgebildet. Die formschlüssige Verbindung führt zu einer lagegenauen Anordnung des Glühstifts/Flammwächters am Brennerabschnitt Zugleich ist der Glühstift/Flammwächter bei einer formschlüssigen Verbindung im Vergleich zu einer nur kraftschlüssigen Verbindung geringeren Spannkräften ausgesetzt. An einer formschlüssigen Verbindung zwischen Glühstift/Flammwächter und Befestigungselement kann zwischen diesen Bauteilen eine direkte, großflächige und daher gut wärmeleitende Verbindung geschaffen werden.
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Dennoch kann es bei dem erfindungsgemäßen Befestigungselement sinnvoll sein, dass dieses mit einem Klemmabschnitt zum Festlegen des Glühstifts/Flammwächters am Brennerabschnitt ausgebildet ist. Der Klemmabschnitt kann dabei zum Festlegen des Befestigungselements am Brennerabschnitt dienen, wobei dann das Befestigungselement seinerseits zum Glühstift/Flammwächter eine rein formschlüssige Verbindung ausbilden kann. Ein am Brennerabschnitt geklemmtes Befestigungselement kann besonders einfach und prozesssicher automatisch montiert werden und ist zugleich sicher am Brennerabschnitt gehalten.
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Um eine lagegenaue Montage des erfindungsgemäßen Befestigungselements zu gewährleisten, ist vorteilhaft an mindestens einem Längsschenkel ein Anschlag zum Begrenzen einer Aufschiebebewegung des Befestigungselements auf den Glühstift/Flammwächter bzw. Brennerabschnitt ausgebildet. Das derart nur teilweise auf den Brennerabschnitt aufgeschobene Befestigungselement steht großflächig vom Brennerabschnitt ab und bietet damit eine große Wärmeübergangsfläche.
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An mindestens einem Längsschenkel ist ferner vorteilhaft ein Verriegelungsmittel, insbesondere eine Rastkerbe, zum Verrasten des Befestigungselements mit dem Glühstift/Flammwächter bzw. dem Brennerabschnitt ausgebildet. Das Verriegelungsmittel verhindert ein Herausrutschen des Befestigungselements entgegen der Montagerichtung. Mit der Rastkerbe ist eine dauerhafte, formschlüssige Verbindung geschaffen, die im Bedarfsfall auch wieder einfach gelöst werden kann, indem das Befestigungsmittel mit einem Werkzeug aufgebogen wird.
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Am Brennerabschnitt sollte ferner vorteilhaft ein Schlitz und am Glühstift/Flammwächter eine Nut bzw. Einkerbung zum Aufnehmen eines der Längsschenkel des U-förmigen Befestigungselements ausgebildet sein. Ein in den Schlitz und in die Nut eingeschobener Längsschenkel des erfindungsgemäßen Befestigungselements schafft auf besonders einfache Weise die oben genannte formschlüssige Verbindung und legt dabei den Glühstift/Flammwächter lagegenau am Brennerabschnitt fest. Der Schlitz dient zugleich zum Positionieren des Befestigungselements am Brennerabschnitt Ein Verdrehen des Glühstifts/Flammwächters kann vorteilhaft durch einen nicht-kreisförmigen Querschnitt, insbesondere einen quadratischen Querschnitt des Glühstifts/Flammwächters, und eine entsprechende Öffnung am Brennerabschnitt verhindert werden.
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Die beiden Längsschenkel sind vorteilhaft scheibenförmig in einer ersten Ebene und der Querschenkel ist vorteilhaft scheibenförmig in einer zweiten Ebene ausgebildet, von denen die zweite Ebene zur ersten Ebene geneigt ist. Die geneigten Ebenen führen zu einer Versteifung des Befestigungselements. Zugleich ist mit dem geneigten Querschenkel eine elastische Brücke geschaffen, die besonders vorteilhaft eine Relativbewegung zwischen den beiden Längsschenkeln beim Aufspreizen des Klemmabschnitts ermöglichen.
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Durch einen entsprechend angepassten Neigungswinkel zwischen den Ebenen kann die Relativbewegung zwischen den Längsschenkeln verändert werden. Besonders vorteilhaft ist die zweite Ebene in einem Winkel von ca. 50° bis ca. 130°, bevorzugt von ca. 70° bis 110°, am bevorzugtesten von ca. 90° zur ersten Ebene geneigt. Derart geneigte Ebenen führen dazu, dass sich die beiden Längsschenkel beim Aufspreizen des Klemmabschnitts im Wesentlichen in der ersten Ebene bewegen und daher prozesssicher in eine Nut am Glühstift/Flammwächter und einen Schlitz am Brennerabschnitt eingesetzt werden können.
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Die Federwirkung des Querschenkels kann optimiert werden, wenn dieser zwischen den beiden Längsschenkeln besonders lang gestaltet ist. Dies wird erreicht, indem die schlitzförmige Aussparung in der Nähe des Querschenkels aufgeweitet ausgebildet ist. Federweg und Klemmkraft können durch Anpassung der Länge, Breite und/oder Dicke des Querschenkels optimal eingestellt werden.
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Ausführungsbeispiel
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen mobilen Brennheizgeräts anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
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1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Brenners eines mobilen Brennheizgeräts gemäß der Erfindung,
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2 den Schnitt II-II gemäß 1,
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3 die Ansicht III-III gemäß 1,
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4a bis 4c die Vorderansicht, Seitenansicht und Draufsicht des Befestigungselements gemäß 1, und
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5 den Schnitt V-V gemäß 1.
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Detaillierte Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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In den 1 bis 5 ist ein Brenner 10 eines weiter nicht dargestellten Brennheizgeräts veranschaulicht. Der Brenner 10 weist ein Gehäuse 12 auf, das mit einer scheibenförmigen Rückwand 14 und einer davon im Wesentlichen senkrecht abstehenden Ringwand 16 gestaltet ist. An der Rückwand 14 ist eine Brennstoffzuleitung 18 zum Zuführen von flüssigem Brennstoff zu dem Brenner 10 angeschlossen. Im Inneren der Ringwand 16 ist ein kreisscheibenförmiges Verdampfervlies 20 gehaltert, an dem der flüssige Brennstoff verdampft und nachfolgend in einer nicht veranschaulichten Brennkammer des Brennheizgeräts verbrannt wird.
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Von der Ringwand 16 steht radial ein Halteabschnitt 22 für einen Glühstift/Flammwächter 24 ab. Der Halteabschnitt 22 ist mit einem zylindrischen Stutzenabschnitt 26 gestaltet, der an der Ringwand 16 angegossen ist. An den Stutzenabschnitt 26 schließt sich ein, bezogen auf den Stutzenabschnitt 26 radial nach außen abstehender Endabschnitt 28 an. In dem Stutzenabschnitt 26 ist eine Durchgangsöffnung 30 ausgebildet, die sich in Richtung der Längsachse des zylindrischen Stutzenabschnitts 26 erstreckt, im Querschnitt quadratisch ist und auch die Ringwand 16 durchsetzt. Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Querschnitt rund und das Befestigungselement mit einer entsprechend gekrümmten Anlagefläche gestaltet.
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Der Glühstift/Flammwächter 24 ist im Wesentlichen länglich gestaltet, mit einem schlanken und im Querschnitt quadratischen Stababschnitt 32 und einem daran an einem Ende anschließenden zylindrischen Anschlussabschnitt 34. Der Stababschnitt 32 weist ein nicht weiter veranschaulichtes Heizelement des Glühstift/Flammwächter 24 auf. Der Anschlussabschnitt 34 umschließt zwei Leitungen 36 zum Zuführen elektrischer Energie zu diesem Heizelement angeschlossen, die (hier nicht dargestellt) am Stababschnitt 32 angeschlossen bzw. befestigt sind.
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Bei der Montage des Glühstifts/Flammwächters 24 wird dieser mit seinem Stababschnitt 32 in die Durchgangsöffnung 30 eingeschoben und mit einem Befestigungselement 38 in der Durchgangsöffnung 30 befestigt.
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Das Befestigungselement 38 ist derart gestaltet, dass es neben der Funktion des Befestigens des Glühstifts/Flammwächters 24 auch eine Kühlfunktion übernimmt und im Bereich des Stutzenabschnitts 26 eine Temperatursenke schafft. Auf diese Weise werden Spannungen im Glühstift/Flammwächter 24, insbesondere an den Befestigungsstellen der Leitungen 36 am Stab 32, vermieden, die sich aufgrund thermisch bedingter Verformungen der in diesem Bereich vorhandenen Bauteile ergeben könnten.
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Die Kühlwirkung wird mit insgesamt drei Kühlabschnitten 40 des Befestigungselements 38 erreicht, die um einen Klemmabschnitt 42 des Befestigungselements 38 ausgebildet sind.
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Diese besondere Gestalt des Befestigungselements 38 ist beim veranschaulichten Ausführungsbeispiel mit zwei scheibenförmigen Längsschenkel 44 und 46 realisiert, die sich parallel zueinander erstrecken und zwischen denen eine längliche Aussparung 48 ausgebildet ist. Die beiden Längsschenkel 44 und 46 sind an jeweils einem ihrer Enden durch einen Querschenkel 50 miteinander verbunden. Das Befestigungselement 38 ist also in seiner Grundform U-förmig.
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In dem Stutzenabschnitt 26 ist quer zur Längsachse ein Schlitz 52 ausgebildet, der ausgehend von der Außenfläche des Stutzenabschnitts 26 bis in die Durchgangsöffnung 30 reicht. Ferner ist in dem Stababschnitt 32 des Glühstifts/Flammwächters 24 quer zu dessen Längsrichtung eine Nut 54 ausgestaltet, die bei der Montage des Glühstifts/Flammwächters 24 in dem Stutzenabschnitt 26 unter dem Schlitz 52 zu liegen kommt.
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Das Befestigungselement 38 wird mit seiner schlitzförmigen Aussparung 48 auf den Stutzenabschnitt 26 aufgeschoben, nachdem der Glühstift/Flammwächter 26 in die Durchgangsöffnung 30 eingeschoben worden ist. Dabei gleitet der Längsschenkel 44 an der Außenfläche des Stutzenabschnitts 26 entlang, während der Längsschenkel 46 in den Schlitz 52 und auch in die Nut 54 eingeschoben wird. Zwischen der Nut 54 und dem Längsschenkel 46 ist auf diese Weise eine formschlüssige Verbindung gebildet, mittels der der Glühstift/Flammwächter 24 an der Ringwand 16 des Brenners 10 festgelegt ist.
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Das derart angebrachte Befestigungselement 38 ist an seinem Querschenkel 50 federnd vorgespannt und drängt dabei den Stababschnitt 32 innen radial an die Wand des Stutzenabschnitts 26 und des Endabschitts 28. Ferner liegt der Längsschenkel 46 großflächig in der Nut 54 an, so dass zwischen dem Stababschnitt 32 und dem Befestigungselement 38 ein guter Wärmeübergang geschaffen ist (siehe insbesondere 2).
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Die scheibenförmigen Schenkel 44, 46 und 50 ragen vom Stutzenabschnitt 26 nach außen in dessen Umgebung und sind mit einer derart großen Oberfläche gestaltet, dass an ihnen eine vorbestimmte Menge Wärmeenergie an die umgebende Luft abgegeben werden kann. Das Befestigungselement 38 führt daher im Bereich der Klemmung Wärme vom Glühstift/Flammwächter 24 ab.
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Das Befestigungselement 38 kann besonders leicht montiert werden, weil an seinen Längsschenkeln 44 und 46 Einführschrägen 56 ausgebildet sind. Ferner ist an dem Längsschenkel 46 ein nach innen in die Aussparung 48 abstehender Anschlag 58 vorgesehen, mittels dem der Aufschiebeweg der Längsschenkel 44 und 46 begrenzt ist. Neben dem Anschlag 58 ist im Längsschenkel 46 eine Rastkerbe 60 ausgeformt, in die beim Aufschieben des Befestigungselements 38 eine an dem Stutzenabschnitt 26 ausgebildete Rastnase 62 eintritt und damit das Befestigungselement 38 formschlüssig hält.
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In Aufschieberichtung hinter dem Anschlag 58 ist die Aussparung 48 zwischen den Längsschenkeln 44 und 46 mit einer Aufweitung 64 gestaltet. Aufgrund der Aufweitung 64 ist der die Längsschenkel 44 und 46 verbindende Querschenkel 50 verhältnismäßig lang und weist daher über einen großen Federweg hinweg gleich bleibend gute Federeigenschaften auf.
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Die Längsschenkel 44 und 46 sind in einer ersten Ebene 66 ausgebildet (siehe 4a), während der Querschenkel 50 sich in einer zweiten Ebene 68 erstreckt, die zur ersten Ebene 66 in einem Winkel von ca. 90° geneigt ist. Der Querschenkel 50 des derart gewinkelt gestalteten Befestigungselements 38 wirkt vorteilhaft als Blattfeder für die beiden Längsschenkel 44 und 46. Darüber hinaus kann an dem Querschenkel 50 besonders gut ein Werkzeug zum Aufschieben des Befestigungselements 38 angesetzt werden. Ferner ist mit dem geneigten Querschenkel 50 eine Platz sparende Lösung gefunden, wobei zugleich ein hoher Wärmeübergang an die umgebende Luft sichergestellt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Brenner
- 12
- Gehäuse
- 14
- Rückwand
- 16
- Ringwand
- 18
- Brennstoffzuleitung
- 20
- Verdampferflies
- 22
- Halteabschnitt
- 24
- Glühstift/Flammwächter
- 26
- Stutzenabschnitt
- 28
- Endabschnitt
- 30
- Durchgangsöffnung
- 32
- Stababschnitt
- 34
- Anschlussabschnitt
- 36
- Leitungen
- 38
- Befestigungselement
- 40
- Kühlabschnitte
- 42
- Klemmabschnitt
- 44
- Längsschenkel
- 46
- Längsschenkel
- 48
- Aussparung
- 50
- Querschenkel
- 52
- Schlitz
- 54
- Nut
- 56
- Einführschräge
- 58
- Anschlag
- 60
- Rastkerbe
- 62
- Rastnase
- 64
- Aufweitung
- 66
- erste Ebene
- 68
- zweite Ebene
