DE3725602A1 - Flachrohr fuer einen waermetauscher - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Flachrohr für einen
Wärmetauscher der im Oberbegriff des Anspruchs 1 ange
gebenen Gattung. Ein solches Flachrohr ist beispiels
weise aus der DE-OS 25 06 434 bekannt. Die Flachrohre
nach dem Stand der Technik werden nach dem Biegen des
Metallstreifens an der Rohrnaht zugeschweißt. Um das
sogenannte Einfallen - das ist die Abstandsverringe
rung der Schmalseiten zueinander - zu verhindern, ist
bei dem bekannten Flachrohr ein angeformter Stützsteg
vorgesehen.
Bei extrem flachen Rohren kann es jedoch vorkommen,
daß aufgrund des Fluiddrucks im Rohr das sogenannte
Aufbauchen - das ist die Vergrößerung des Abstandes
der Flachseiten zueinander - auftritt. Dies kann zu
Undichtheiten infolge von Rissen im Rohr führen. Zur
Beseitigung dieser nachteiligen Erscheinung ist in der
US-PS 24 88 615 bereits vorgeschlagen worden, das
Flachrohr mit einem Einsatz auszustatten, der an bei
den Flachseiten des Rohres angelötet ist. Nachteilig
bei der bekannten Anordnung ist jedoch, daß zur Erhö
hung der Stabilität des Flachrohres im Hinblick auf
hohe Innendrücke ein zusätzliches Bauteil eingeführt
und in einem zusätzlichen Arbeitsgang befestigt werden
muß.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ein Flachrohr gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu
schaffen, das unabhängig von der Rohrtiefe des Flach
rohres hohen Innendrücken und einer großen Druckwech
selbeanspruchung standhält und bei dem keine zusätzli
chen Teile und Arbeitsgänge erforderlich sind.
Diese Aufgabe wird bei einem Flachrohr der genannten
Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Flach
rohrs besteht darin, daß das Rohr zunächst nur durch
Biegung des Metallstreifens hergestellt wird und das
Verschließen der Rohrnaht mittels Schweißung nicht
erforderlich ist. Die noch nicht verschlossenen Rohre
werden unter Zwischenschaltung von Wellrippen kasset
tiert oder mit Lamellen versehen, anschließend werden
die Rohrböden aufgesteckt und die Seitenteile ange
bracht, und erst dann erfolgt die Lötung der genannten
Teile in einem einzigen Arbeitsgang.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Flachrohres besteht darin, daß der überlappende Be
reich durch zwei parallel verlaufende, aneinanderlie
gende Stützstege gebildet ist und als Anlageflächen an
der benachbarten Rohrflachseite jeder der Stützstege
einen rechtwinklig abgebogenen Rand aufweist, wobei
die Ränder in entgegengesetzter Richtung abgewinkelt
sind. Durch diese Ausgestaltung ergeben sich in dem
Flachrohr zwei separate Kammern, die jede für sich
durch entsprechende Lötflächen abgedichtet sind. Zur
Außenseite des Rohres ergibt sich noch eine gemeinsame
Lötfläche an der Rohrnaht, so daß jede Kammer des
Flachrohres gegen die Außenseite mittels zweier Löt
flächen abgedichtet sind. Außerdem hat der als Zugan
ker wirkende Stützsteg die doppelte Stärke der norma
len Rohrwanddicke, so daß eine hohe Kraftbeanspruchung
gewährleistet ist.
Eine Ausbildungsvariante dieser Anordnung besteht dar
in, daß der Stützsteg und die Anlagefläche durch einen
zweifach in dieselbe Richtung abgewinkelten Rand des
Metallstreifens gebildet und annähernd in der Mitte
der Flachseiten angeordnet sind. Diese Ausführungsva
riante ist zwar hinsichtlich ihrer Gestaltung etwas
einfacher ausgeführt, es ist dabei jedoch der als Zug
anker wirkende Stützsteg nur in einfacher Rohrwanddik
ke ausgeführt. Gegenüber der in Anspruch 3 genannten
Ausführung ist dabei eine Kammer des Flachrohres le
diglich durch eine Lötfläche gegen die Außenseite ab
gedichtet. Bei den beiden vorstehend beschriebenen
Ausführungsvarianten ist es zweckmäßig, daß der Me
tallstreifen auf der die Rohraußenseite bildenden Sei
te lotplattiert ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des
erfindungsgemäßen Flachrohres sind der Stützsteg und
die Anlagefläche durch einen zweimal in entgegenge
setzte Richtung abgewinkelten Rand des Metallstreifens
gebildet und etwa in der Mitte der Flachseiten ange
ordnet. Für diese Ausführungsform ist es selbstver
ständlich von Vorteil, daß der Metallstreifen auf der
die Rohrinnenseite bildenden Seite lotplattiert ist.
Zur weiteren Stabilitätserhöhung des Flachrohres ist
es von Vorteil, daß in Längsrichtung des Rohres ver
laufende zusätzliche Stützstege vorgesehen sind, die
durch nach innen gerichtete Falzungen des Metallstrei
fens gebildet sind. Durch diese Maßnahme werden die
Flachseiten des Flachrohres an mehreren Stellen des
Querschnitts gegeneinander abgestützt und die Stütz
stege an der Rohrinnenwand verlötet, so daß diese Aus
führungsform für extrem hohe Beanspruchung sowohl von
innen als auch von außen geeignet ist.
Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Flachrohres besteht darin, daß mindesten ein Teil des
Metallstreifens sich innerhalb des Flachrohres im we
sentlichen bis in die Nähe der Randbereiche erstreckt,
der somit eine einstückig mit dem Flachrohr geformte
Turbulenzeinlage bildet und der etwa in der Mitte der
Flachseiten mindestens eine Anlagefläche an jeder
Flachseite des Flachrohres aufweist. Auf diese Weise
wird ohne nennenswerten Mehraufwand an Material
gleichzeitig die Turbulenzeinlage hergestellt, die die
Funktion des Stützsteges bzw. Zugankers mitübernimmt.
Bei extrem flachen Rohren ist jedoch darauf zu achten,
daß der Durchtrittsquerschnitt des Rohres durch die
Turbulenzeinlage nicht zu sehr verringert wird. Aus
diesem Grund ist es vorteilhaft, daß der Teil des Me
tallstreifen, der die Turbulenzeinlage bildet, dünner
ausgewalzt ist, als der die Rohrwand bildende Teil.
Als besonders zweckmäßig hat sich eine Ausführung er
wiesen, bei der der die Rohrnaht bildende Bereich nahe
eines der seitlichen Enden angeordnet ist und im Quer
schnitt des Flachrohres gesehen die sich innerhalb des
Flachrohres erstreckende Turbulenzeinlage zickzack-,
wellen- oder mäanderförmig ausgebildet ist.
Durch die seitliche Anordnung der Rohrnaht ist es mög
lich, daß sich die Turbulenzeinlage bis in beide End
bereiche des Rohrquerschnitts erstreckt. Durch die
zickzack-, wellen- oder mäanderförmige Gestaltung er
geben sich mehrere Anlagepunkte der Turbulenzeinlage
zwischen den Flachseiten, wodurch mehrere Stützstege
bzw. Zuganker gebildet werden. Zur Erzeugung der Tur
bulenz können in dem die Turbulenzeinlage bildenden
Teil des Metallstreifens Aussparungen und/oder Turbu
latoren, beispielsweise in Form von abgewinkelten
Blechlappen vorgesehen sein. Für die Ausführungsformen
gemäß den Ansprüchen 7 und 8 ist es besonders vorteil
haft, daß der Metallstreifen beidseitig lotplattiert
ist.
Einige Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen
Flachrohres sind nachstehend anhand der Zeichnung nä
her erläutert.
In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 Einen Schnitt quer zur Längsachse eines
Flachrohres,
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Einzel-
Einzelheit X in Fig. 1,
Fig. 3 eine Ausführungsvariante zu Fig. 1 mit
nur einseitig nach innen gebogenem Me
tallstreifen,
Fig. 4 eine Ausführungsvariante der Einzelheit
Z in Fig. 3,
Fig. 5 eine Ausführungsvariante zu Fig. 1 mit
zusätzlichen Stützstegen,
Fig. 6 einen Querschnitt durch ein Flachrohr
mit Turbulenzeinlage,
Fig. 7 und 8 weitere Ausführungsvarianten zu Fig. 6.
In Fig. 1 ist ein aus einem Metallstreifen gebogenes
Flachrohr 2 dargestellt, dessen Querschnitt durch zwei
flache Seiten 3 und 4 und in den seitlichen Endberei
chen durch Bögen 5 und 6 bestimmt ist. Die beiden Rän
der des Metallstreifens 1 sind auf der Flachseite 4
zusammengeführt und in Richtung auf die Flachseite 3
jweils doppelt in dieselbe Richtung abgewinkelt, so
daß jeder Rand des Metallstreifens 1 einen Stützsteg
7, 8 und eine Anlagefläche 9, 10 an der Innenseite der
Flachseite 3 bildet. Die beiden Stützstege 7 und 8
liegen aneinander und bilden dadurch einen überlappen
den Bereich 14. Bei dem Metallstreifen 1 handelt es
sich um ein einseitig lotplattiertes Material, wobei
die Lotplattierung auf der Seite angeordnet ist, die
die Außenseite des Flachrohres 2 bildet.
Beim Löten des Wärmetauschers werden somit die Flächen
der aneinanderliegenden Stützstege 7 und 8 sowie die
Anlageflächen 9 und 10 an der Flachseite 3 des Flach
rohres 2 verlötet.
Wie aus dieser Darstellung zu sehen ist, handelt es
sich dabei um ein extrem flaches Rohr, das beispiels
weise aus einem 0,4 mm dicken Blechstreifen besteht
und ein Rohraußenmaß von 40 mm × 2 mm besitzt. Selbst
verständlich ist diese Angabe nur als Beispiel zu ver
stehen, es könnten auch andere Materialstärken und an
dere Querschnittsdimensionen gewählt werden. Es ist
selbstverständlich möglich, daß das Flachrohr nach dem
Biegevorgang durch ein HF-Schweißgerät geführt wird,
wodurch die Rohrnaht geheftet, jedoch nicht dichtend
verschlossen wird. Diese Maßnahme kann getroffen wer
den, um der Rohrnaht außer der später erfolgenden Löt
verbindung eine zusätzliche Festigkeit zu verleihen,
was jedoch nur in Ausnahmefällen erforderlich sein
dürfte.
Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung der Einzel
heit X in Fig. 1. Aus dieser Darstellung sind deutlich
drei Lötnähte 11, 12, 13 ersichtlich, die zwischen den
Stützstegen 7 und 8 sowie jeweils zwischen den Anla
geflächen 9 und 10 und der Flachseite 3 vorhanden
sind.
In Fig. 3 ist der zu einem Flachrohr 2 gebogene Blech
streifen 1 gezeigt, der etwa in der Mitte der Flach
seite 4 den überlappenden Bereich 14 aufweist. Ein
Rand des Blechstreifens 1 ist ausgehend von dem über
lappenden Bereich in Richtung auf die Flachseite 3 ab
gewinkelt und bildet damit einen Stützsteg 15. Durch
einen weiteren Umbau des Randes des Blechstreifens 1
in dieselbe Richtung ergibt sich eine Anlagefläche 16
an der Flachseite 3 des Flachrohres 2. Im überlappen
den Bereich 14 und an der Anlagefläche 16 sind jeweils
die aneinanderliegenden Teile des Blechstreifens 1
miteinander verlötet.
In Fig. 4 ist eine Ausführungsvariante der Einzelheit
Z in Fig. 3 dargestellt, die jedoch anstelle der Anla
gefläche 16 eine in entgegengesetzter Richtung abge
winkelte Anlagefläche 17 aufweist. Die übrigen Bezugs
zeichen stimmen mit denjenigen in Fig. 3 überein. Wäh
rend bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 vorzugsweise
ein Metallstreifen 1 mit auf der Außenseite des Rohres
lotplattierter Oberfläche zur Anwendung kommt, kann
dagegen bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 die Lot
plattierung nur auf der Rohrinnenseite oder beidseitig
vorgesehen sein.
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch ein Flachrohr,
das ähnlich dem zur Fig. 1 beschriebenen Flachrohr 2
ausgestaltet ist. Für übereinstimmende Teile sind da
her die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 einge
setzt. Auf der Flachseite 3 des Flachrohres 2 ist das
Metallband 1 an zwei Stellen derart gefalzt, daß sich
in Längsrichtung des Rohres verlaufende zusätzliche
Stützstege 18 ergeben, die an der Innenseite der ge
genüberliegenden Flachseite 4 anliegen. Sofern es sich
bei dem Metallstreifen 1 um ein doppelseitig lotplat
tiertes Material handelt, werden auch die Anlageflä
chen der zusätzlichen Stützstege 18 mit der Innenseite
des Flachrohres verlötet.
Fig. 6 zeigt ein Flachrohr 19, das aus einem Metall
streifen 20 besteht. Der Metallstreifen 20 ist derart
geformt, daß er einen überlappenden Bereich 21 nahe
eines seitlichen Endes 22 besitzt. Das Flachrohr 19
weist Flachseiten 23 und 24 sowie ein weiteres seitli
ches Ende 25 auf. In Fortsetzung des überlappenden Be
reichs 21 ist der Metallstreifen 20 in Richtung auf
die Flachseite 23 abgewinkelt zu einem Stützsteg 26
geformt, an dem sich eine durch Abwinklung in der
gleichen Richtung entstandene Anlagefläche 27 an der
Flachseite 23 anschließt.
Von der Anlagefläche 27 erstreckt sich der Metall
streifen 20 in Richtung auf das seitliche Ende 25
durch den Innenraum des Flachrohres und bildet somit
eine Turbulenzeinlage 28. Diese Turbulenzeinlage 28
umfaßt im wesentlichen zwei ebene Abschnitte 29 und 30
in denen Aussparungen 31 vorgesehen sind. Etwa in der
Mitte der Flachseiten 23 und 24 des Flachrohres ist
zwischen den beiden ebenen Abschnitten 29 und 30 die
Turbulenzeinlage 28 mäanderförmig ausgestaltet, so daß
sich Anlageflächen 32 und 33 an den Flachseiten 23 und
24 und ein dazwischen befindlicher Stützsteg 34 erge
ben.
In dem dem seitlichen Ende 25 benachbarten Bereich ist
die Turbuenzeinlage in gleicher Weise ausgestaltet wie
zwischen den ebenen Abschnitten 29 und 30, so daß sich
auch dort weitere Anlageflächen 32 und 33 mit einem
dazwischenbefindlichen Stützsteg 34 ergeben.
In Fig. 7 ist der Querschnitt durch ein Flachrohr 19
gezeigt, das ebenfalls aus einem Metallstreifen 20 ge
formt ist und dessen äußere Kontur bezüglich der
Flachseiten 23 und 24 sowie der seitlichen Bereiche 25
und der Überlappungsbereich 21 demjenigen der Fig. 6
entspricht. Anders gestaltet ist jedoch der Teil des
Metallstreifens, der sich innerhalb des Flachrohres 19
befindet und der den Stützsteg, die Anlageflächen und
die Turbulenzeinlage bildet. Weiterführend von dem
Überlappungsbereich 21 ist ein Stützsteg 35 als Bogen
ausgeführt, dessen dem Überlappungsbereich 21 entfernt
liegendes Ende als Anlagefläche 36 an der Flachseite
23 dient.
Von der Anlagefläche 36 erstreckt sich das Metallband
20 als Turbulenzeinlage 37 in Zickzackform bis in die
Nähe des seitlichen Endes 25. An den Punkten, an denen
die Form der Turbulenzeinlage 27 eine Richtungsände
rung erfährt, ergeben sich Anlageflächen 38 an den
Flachseiten 23 und 24, an denen die Turbulenzeinlage
37 mit den Flachseiten 23 und 24 verlötet wird. Das
Ende der Turbulenzeinlage 37 bildet ein in gleicher
Weise ausgebildeter bogenförmiger Stützsteg 35, wie er
auch nahe des Überlappungsbereiches vorgesehen ist. In
den Abschnitten der Turbulenzeinlage 37, die sich zwi
schen den Anlageflächen 38 befinden, sind ausgestanzte
Öffnungen 39 vorgesehen, durch die die Turbulenz des
Druckfluids erhöht wird.
Fig. 8 zeigt eine ähnliche Anordnung wie Fig. 7, es
stimmen daher die Bezugszeichen für gleiche Teile
überein. Unterschiedlich ist jedoch, daß die Öffnungen
39 nicht durch ausgestanzte Löcher gebildet werden,
sondern durch abgewinkelte Blechteile, wodurch die vom
Wärmetauscherfluid beaufschlagte Oberfläche der Turbu
lenzeinlage größer als diejenige der Fig. 7 ist. Fer
ner wird durch eine solche Ausgestaltung die Turbulenz
der Strömung weiter verbessert.
Bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 6 bis 8 kann der
Metallstreifen unterschiedliche Dicken aufweisen, was
beim Walzen des Blechstreifens ohne Schwierigkeiten
berücksichtigt werden kann. Das hat den Vorteil, daß
der Blechstreifen 20 über die Breite, die die Rohrwand
des Flachrohres 19 bildet, dicker ausgeführt wird,
beispielsweise mit einer Wandstärke von 0,3 mm und der
Teil, der sich an den Stützsteg 26 bzw. 35 anschließt
und die Turbulenzeinlage 28 bzw. 37 bildet, lediglich
eine Dicke von 0,1 oder 0,15 mm aufweist. Aufgrund der
wechselseitigen Anlageflächen der Turbulenzeinlage an
den Flachseiten 23 und 24 ist für diese Ausführungs
formen der Metallstreifen 20 aus einem beidseitig lot
plattierten Material zu wählen.
Claims (12)
1. Flachrohr für einen Wärmetauscher, das aus einem
gebogenen Metallstreifen (1, 20) besteht, der an
mindestens einer die Rohrnaht bildenden Stelle ei
nen überlappenden Bereich (14, 21) aufweist, wobei
im Rohrinneren zwischen den Rohrflachseiten (3, 4,
23, 24) ein sich in Rohrlängsrichtung erstrecken
der Stützsteg (7, 8, 15, 26, 34, 35) angeordnet
ist, der durch einen entsprechend abgebogenen Teil
des Metallstreifens gebildet ist, dadurch
gekennzeichnet, daß der Metallstrei
fen (1) aus einem zumindest einseitig lotplattier
ten Material besteht und der Stützsteg (7, 8, 15,
26, 34, 35) derart gestaltet ist, daß mindestens
eine Anlagefläche (9, 10, 16, 17, 27, 32, 33, 36)
des Stützsteges mit der anderen Rohrflachseite (3,
4, 23, 24) des Flachrohres (2, 19) gegeben ist, wo
bei mindestens eine Seite der Anlagefläche von der
lotplattierten Oberfläche des Metallstreifens (1,
20) gebildet ist, und daß das Flachrohr (2, 19) so
wohl im überlappenden Bereich (14, 21) als auch an
der Anlagefläche (9, 10, 16, 17, 27, 32, 33, 36)
gelötet ist.
2. Flachrohr nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Metallstreifen
(1) auf der die Rohraußenseite bildenden Seite lot
plattiert ist.
3. Flachrohr nach Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß der überlappende
Bereich (14) durch zwei parallel verlaufende, an
einanderliegende Stützstege (7, 8) gebildet ist und
als Anlageflächen (9, 10) an der benachbarten Rohr
flachseite (3) jeder der Stützstege (7, 8) einen
rechtwinklig abgebogenen Rand aufweist, wobei die
Ränder in entgegengesetzter Richtung abgewinkelt
sind.
4. Flachrohr nach Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Stützsteg (15)
und die Anlagefläche (16) durch einen zweifach in
dieselbe Richtung abgewinkelten Rand des Metall
streifens (1) gebildet und annähernd in der Mitte
der Flachseiten (3, 4) angeordnet sind.
5. Flachrohr nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Metallstreifen
(1) auf der die Rohrinnenseite bildenden Seite lot
plattiert ist.
6. Flachrohr nach Anspruch 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Stützsteg (15)
und die Anlagefläche (17) durch einen zweimal, je
doch in entgegengesetzte Richtungen abgewinkelten
Rand des Metallstreifens (1) gebildet und etwa in
der Mitte der Flachseiten (3, 4) angeordnet sind.
7. Flachrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
in Längsrichtung des Rohres (2) verlaufende zusätz
liche Stützstege (18) vorgesehen sind, die durch
nach innen gerichtete Falzungen des Blechstreifens
(1) gebildet sind.
8. Flachrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens ein Teil des Metallstreifens (20) sich
innerhalb des Flachrohres (19) im wesentlichen bis
in die Nähe der Randbereiche (22, 25) erstreckt,
der somit eine einstückig mit dem Flachrohr geform
te Turbulenzeinlage (28, 37) bildet, und der etwa
in der Mitte der Flachseiten (23, 24) mindestens
eine Anlagefläche (32, 33, 38) an jeder Flachseite
(23, 24) des Flachrohres aufweist.
9. Flachrohr nach Anspruch 7 oder 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der Metall
streifen (20) beidseitig lotplattiert ist.
10. Flachrohr nach Anspruch 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß der die Rohrnaht
bildende überlappende Bereich (21) nahe eines der
seitlichen Enden (22) angeordnet ist und - im Quer
schnitt des Flachrohres (19) gesehen - die sich in
nerhalb des Flachrohres erstreckende Turbulenzein
lage (28, 37) zickzack-, wellen- oder mäanderförmig
ausgebildet ist.
11. Flachrohr nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Teil des Metallstreifens (20), der die Turbu
lenzeinlage (28, 37) bildet, dünner ausgewalzt ist,
als der die Rohrwand bildende Teil.
12. Flachrohr nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß
der die Turbulenzeinlage (28, 37) bildende Teil
des Metallstreifens (20) mit Aussparungen (31, 39)
und/oder Turbulatoren (40) versehen ist.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3725602A DE3725602A1 (de) | 1987-08-01 | 1987-08-01 | Flachrohr fuer einen waermetauscher |
ES88110537T ES2021414B3 (es) | 1987-08-01 | 1988-07-01 | Tubo plano para un intercambiador de calor |
EP88110537A EP0302232B1 (de) | 1987-08-01 | 1988-07-01 | Flachrohr für einen Wärmetauscher |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE3725602A1 true DE3725602A1 (de) | 1989-02-09 |
Family
ID=6332905
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3725602A Withdrawn DE3725602A1 (de) | 1987-08-01 | 1987-08-01 | Flachrohr fuer einen waermetauscher |
DE8888110537T Expired - Lifetime DE3862350D1 (de) | 1987-08-01 | 1988-07-01 | Flachrohr fuer einen waermetauscher. |
Family Applications After (1)
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DE8888110537T Expired - Lifetime DE3862350D1 (de) | 1987-08-01 | 1988-07-01 | Flachrohr fuer einen waermetauscher. |
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