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Diese
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für den Ausgleich des Druckunterschieds zwischen
der Außen-
und der Innenseite eines luftdichten Raums, wobei die genannte Vorrichtung
sich insbesondere eignet für
die Verwendung in Kühlräumen oder
Gefriergeräten
für den
Hausgebrauch. Das Hauptmerkmal dieser Erfindung liegt in der Tatsache, dass
die besagten Vorrichtungen entwickelt wurden, um zu verhindern,
dass die Temperatur des Absperrelements von den niedrigen Temperaturen
im Kühlraum
beeinträchtigt
wird.
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Nachfolgend
wird der Begriff „Raum" oder „Kühlraum" für alle beliebigen
Kühlschränke oder Räume oder
Gefriergeräte
verwendet, insbesondere für
solche, die im Hausgebrauch eingesetzt werden. Wenn warme oder feuchte
Luft von der Außenseite
in Kühlräume eindringt,
werden der Verbrauch und die Reifbildung gesteigert. Aus diesem
Grund wird die Tür
so gut wie möglich
mit einer entsprechenden Dichtung abgedichtet. Wenn der Raum jedoch
vollständig
luftdicht ist, wird mit jedem Kühlzyklus
der Luftdruck so verringert, dass es schwierig oder unmöglich ist,
die Tür
zu öffnen.
Aber auch ohne Druckabfall leistet die Tür bei einem perfekt luftdichten Raum
weiterhin bis zu einem gewissen Maße Widerstand, wenn versucht
wird, sie zu öffnen.
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Eine
einfache Kommunikationsleitung zwischen Außen- und Innenseite allein
reicht aus, um den Druck auszugleichen, aber dies verhindert den ständigen Eintritt
von warmer oder feuchter Luft durch Konvektion nicht: genau dazu
dienen die Dichtungen. Daher müssen
aus Rückhalteelementen
bestehende Vorrichtungen entwickelt werden, die den Druckausgleich
ermöglichen
und gleichzeitig nutzlosen Luftaustausch verhindern. Um dieses Ziel
zu erreichen, gibt es zahlreiche Mittel, die die konvektive Bewegung,
aber nicht den durch einen leichten Druckunterschied verursachten
Luftstrom verhindern. Um die bei jedem Schließen der Tür eindringende Außenluft,
die in einem gewissen Sinn wie ein Blasebalg wirkt, auf ein Mindestmaß zu reduzieren, sollten
diese Elemente aus einem Rückschlagventil bestehen,
durch das die Luft zwar eintreten, aber den Kühlraum nicht verlassen kann.
Beim Verschließen der
Tür entweicht
auf diese Weise ein Großteil
der bewegten Luft von den Rändern
der Tür,
anstelle in den Raum einzudringen, da sie nicht durch das Ventil strömen kann.
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Das
Dokument
EP 0 848 217 zeigt
ein Zweirichtungsventil, bestehend aus einer leichten Klappe, die
der vom Kühlraum
angesaugten Luft den Eintritt von außen und dem Abflusswasser das
Ausfließen ermöglicht.
Das Dokument sieht keine Möglichkeit vor,
zu verhindern, dass die Klappe an ihrer Position vereist, wobei
eine Verhütung
weder angegeben noch möglich
ist in
US 5 836 170 .
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Das
Dokument
EP 0 030 046 sieht
im Wesentlichen einen Verbindungskanal zwischen der Außenseite
und dem Raum vor, wobei der besagte Kanal durch schwingende Schieber
verschlossen ist, die die konvektive Bewegung sperren, jedoch den Luftstrom
aufgrund der Druckänderungen
ermöglichen.
Nachteile dieses Systems sind die schwierige Reinigung und die mögliche Hemmung
durch Reifbildung, insbesondere auf den am weitesten innen liegenden
Schiebern. Es ist außerdem
unwahrscheinlich, dass eine solch komplizierte Lösung für Haushaltsgefrierschränke verwendet
werden kann. Das Europäische
Patent Nr. 494587 sieht einen wasserdichten Beutel vor, der außerhalb
der Kammer platziert, jedoch mit ihr verbunden ist, um die Änderungen
in Bezug auf das Volumen der Innenluft zu absorbieren. Dies verhindert
den Eintritt von Feuchtigkeit, aber nicht den von Luft mit Außentemperatur.
Der Nachteil dieses Systems ist, dass die Vorrichtung sperrig ist
und sich leicht Bakterien einnisten können, da ihre Reinigung nahezu
unmöglich
ist.
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Eine
augenscheinlich sehr einfache Vorrichtung ist durch das Patent
DE 3 045 559 A offen
gelegt. In Wirklichkeit fordert der reibungslose Betrieb der besagten
Vorrichtung eine sorgfältige
Justierung der Position des Absperrelements, das sich in exaktem
Verhältnis
zum leichten Quetschen und Dehnen der Türdichtung öffnet und schließt.
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Weitere
extrem einfache, allgemein bekannte Techniken basieren auf Rückschlagventilen,
die alle möglichen
Luftaustausche durch die natürliche Zirkulation
sperren, jedoch auch den Eintritt der Luft bei einem leichten Druckunterschied ermöglichen. Die
Absperrelemente bestehen im Allgemeinen aus flexiblen Membranen
unterschiedlicher Formen, die innerhalb des Hohlraums eingebaut
sind, der den Außen- und den Innenraum
miteinander verbindet. Aus Konstruktionsgründen werden diese Vorrichtungen
in der Regel in eine der Wände
des Raums eingesetzt. Der Nachteil ist dann darauf zurückzuführen, dass die
von der Innentemperatur beeinflusste Membrane so stark abkühlt, dass
sie gehemmt wird, sowohl weil sie ihre Elastizität verloren hat als auch weil
sie mit Reif bedeckt ist, insbesondere wenn sie den niedrigen Temperaturen
eines Gefriergeräts
ausgesetzt ist. Eine Möglichkeit
zur Ausräumung
dieses Nachteils ist die Platzierung des Membranventils außerhalb
der Wand und ihre Verbindung zum Raum durch die Verwendung einer
ausreichend langen Leitung, um die Übertragung der niedrigen Innentemperaturen
zu vermeiden, siehe in Patent
DE 19 532 182 A1 . Der Nachteil dieses Systems
besteht darin, dass die Vorrichtung dann sperrig wird, kompliziert
einzubauen und unzugänglich
für die
Reinigung ist.
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Zweck
dieser Erfindung ist es, das Problem der allgemein bekannten Technik
zu lösen
und die oben beschriebenen Nachteile mit Hilfe einer Vorrichtung
zu beseitigen, die den Druck in einem Kühlraum ausgleicht und die an
jede beliebige Wand des Raums selbst angeschlossen werden kann,
aber in der das Luftabsperrelement geschützt ist und nicht von der niedrigen
Temperatur des Raums beeinflusst wird, auch wenn die besagte Vorrichtung
in unmittelbarer Nähe
zum Raum selbst installiert wird.
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Ein
weiterer Zweck dieser Erfindung ist es, ein kompaktes Ventil und
seine Verbindungsleitung zwischen den Außen- und Innenseiten der Wände eines
Kühlraums
zur Verfügung
zu stellen.
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Ein
ebenso weiterer Zweck dieser Erfindung ist es, dem Benutzer zu ermöglichen,
alle Elemente des Ventils einfach einzubauen, zu prüfen und
zu reinigen.
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Diese
und andere Zwecke werden im Allgemeinen von einer Vorrichtung, die
den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, erreicht, bei
der die für
den Druckausgleich erforderliche Verbindung zwischen der Innenseite
und der Außenseite
des Raums durch den Einsatz von Isoliermaterial vorgesehen ist,
das jegliche Wärmeübertragung
durch Leitung und Konvektion gemäß den nachfolgenden
Ansprüchen
verhindert. Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden
Erfindung sind deutlicher aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung
der Druckausgleichsvorrichtung ersichtlich, mit Bezug auf die beiliegenden
Abbildungen in Form einiger bevorzugten, jedoch nicht vollständig ausschließlichen Ausführungen,
wobei gilt:
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1,
wobei für
verstärkte
Deutlichkeit die Teile ausgelassen wurden, die die vorliegende Erfindung
nicht betreffen, stellt gemäß einer
bevorzugten Ausführung
einen Längsschnitt
der an einer senkrechten Wand des Kühlraums eingebauten Vorrichtung
laut Erfindung dar unter Verwendung eines Rückschlagmembranventils zur
Absperrung des Luftstroms, d.h. eines Einrichtungsventils.
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2,
gemäß Ansicht
A-A aus 1, zeigt den Körper des
Einrichtungsventils.
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3,
gemäß Ansicht
B-B aus 1, zeigt das Ende der Leitung,
die die Innenseite des Kühlraums
mit der Außenseite
verbindet.
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4,
gemäß einer
unterschiedlichen Ausführung
der vorliegenden Erfindung, zeigt einen Längsschnitt der Vorrichtung
laut Erfindung, installiert am Boden des Kühlraums und ebenfalls unter Verwendung
eines Einrichtungsmembranventils zur Absperrung des Luftstroms.
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5,
gemäß einer
weiteren Ausführung, stellt
einen Längsschnitt
der Vorrichtung laut vorliegender Erfindung dar, installiert am
Boden des Kühlraums
und unter Verwendung eines Einrichtungsmembranventils, bestehend
aus einer auf einer speziellen Aufnahme platzierten Kugel zur Absperrung des
Luftstroms.
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Mit
besonderem Bezug auf 1:
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- 1
- gibt
eine beliebige senkrechte Wand des Kühlraums an, im Wesentlichen
zusammengesetzt aus Isoliermaterial
- 2
- gibt
die Außenoberfläche der
Wand 1 an
- 3
- gibt
die Innenoberfläche
der Wand 1 an
- 4
- gibt
das Druckausgleichsventil gemäß einer bevorzugten
Ausführung
der vorliegenden Erfindung an
- 5
- gibt
eine elastische oder eine Gummi-Membrane an, die das Einrichtungselement
zur Luftabsperrung bildet
- 6
- gibt
den Körper
des Ventils an, an dem die Membrane 5 befestigt ist und
das in der Ausführung
ebenfalls als Filter dient
- 6.1
- gibt
die im Wesentlichen zylindrische Oberfläche des Körpers des Ventils 6 an,
die sowohl den Filter als auch die Haltefläche der Membrane 5 bildet.
- 6.2
- gibt
einen Knopf auf der zylindrischen Oberfläche 6.1 an, in den
die Membrane 5 eingerastet ist.
- 7
- gibt
die Leitung an, die die Außenseite
mit dem Kühlraum
verbindet. Erwähnt
werden die nachfolgenden Eigenschaften der Leitung: ein externer
Flansch 7.1 für ästhetische
Zwecke und als Anschlag gegen die Oberfläche 2; Längsrippen 7.2 für die Befestigung
der Leitung 7 an das Isoliermaterial, aus dem die Wand 1 besteht;
ein Boden 7.3, gekreuzt von einer oder mehr Speichen 7.4;
die Seitenleitung 7 ist in einen Hohlraum an der Wand 1 eingefügt mit einer
im Wesentlichen rechtwinkligen Achse zu den Wänden 2 und 3.
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- gibt
einen Einsatz aus Isoliermaterial an, dessen Kontakt zur Innenoberfläche der
Leitung 7 beibehalten wird und der vom Körper des Ventils 6 gegen
die Speiche 7.4 festgespannt wird; dieser Einsatz 8 trägt auf der
Außenseite einen
oder mehrere Spiralkanäle 8.1.
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- gibt
mit einer Serie von Pfeilen den Luftstrom von der Außenseite
in die Innenseite des Kühlraums
an.
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Mit
besonderem Bezug auf 2 werden die Öffnungen 6.3 im
Körper
des Ventils 6 gezeigt, wobei die besagten Öffnungen
den Filter bilden.
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In 3 werden
die nachfolgenden Elemente der Leitung 7 gezeigt gemäß der Ansicht
B-B aus 1: der externe Flansch 7.1,
die Längsrippen 7.2 und
die Speichen 7.4, die den Boden 7.3 kreuzen.
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In 4 gibt 1a den
Boden des Kühlraums an,
während 8a den
Isoliermaterialeinsatz angibt, in dem die Kanäle 8a.1 ausgebildet
werden mit abwechselnden aufsteigenden und absteigenden Abschnitten. 9a gibt
den zulässigen
Luftstrom an und 5a gibt eine elastische Membrane an, die
vom Einsatz 8a gegen den Boden 7a.3 mit den Öffnungen 7a.4 gedrückt wird.
Der Einsatz 8a wird in seiner Position von der Abdeckung 6a beibehalten,
in der sich Öffnungen 6a.3 befinden.
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In
der 5 gibt 1a den Boden des Kühlraums
an mit der Leitung 7b, die den Kühlraum mit der Außenseite
verbindet mit Luftdurchgangsöffnungen 7b3.
Untergebracht innerhalb der besagten Leitung 7b sind ein
durch Schwerkraft angetriebener Verschluss 5b, in diesem
Fall kugelförmig,
der ein einer Aufnahme 7b.1 bleibt, und ein Isoliermaterialeinsatz 8b,
identisch mit dem Isoliermaterialeinsatz 8a, ausgestattet
mit Kanälen 8b.1 mit
abwechselnden aufsteigenden und absteigenden Abschnitten.
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Mit
Bezug auf die 1, 2 und 3,
wobei es nicht erforderlich ist, weitere Details zu den Konstruktionstechniken
und der Funktionsweise des Absperrelements, bestehend aus der Membrane 5 und
dem Körper
des Ventils 6 anzuführen,
da es sich um allgemein bekannte Mittel handelt, ist es offensichtlich,
dass jeglicher Austausch von Luft und Feuchtigkeit vermieden wird,
wenn die Membrane 5 an ihrer Aufnahme, d.h. der zylindrischen Oberfläche 6.1,
anliegt.
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Wenn
ein Vakuum im Kühlraum
entsteht, entweder durch Öffnen
der Tür
oder als Ergebnis der Kühlung
der im Kühlraum
enthaltenen Luft, hebt sich die Membrane 5 aus ihrer Ruhestellung
auf der zylindrischen Oberfläche 6.1,
wodurch die Außenluft
in Übereinstimmung
mit der vom Pfeil 9 angegebenen Strömungsrichtung eintreten kann.
Die Luft kann nicht in die entgegen gesetzte Richtung strömen, da bei
der Ausführung
ein Einrichtungsventil vorgesehen ist, auch wenn dies unerheblich
für die
Zwecke der Erfindung ist. Es sollte jedoch darauf hingewiesen werden,
dass die Länge
der Leitung 7 im Wesentlichen der Stärke der Wand 1 entspricht,
wobei die Länge
des Luftwegs in ihrem Inneren deutlich über der Stärke der besagten Wand 1 liegt,
da die Luft gezwungen ist, durch alle Spiralkanäle 8.1 zu strömen.
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Wenn
die Leitung 7 keinen Einsatz 8 aufweisen würde, wären der
Körper
des Ventils 6 und die Membrane 5 aufgrund der
Konvektion – auch
wenn nur innerhalb der besagten Leitung 7 – und der
einfachen Leitung der Wärme
durch den Lufteinschluss in der besagten Leitung 7 leicht
durch die Temperaturen außerhalb
des Kühlraums
beeinflusst. Die oben genannten Elemente 5 und 6 würden dann,
wie es bei Vorrichtungen dieser Art der Fall ist, Temperaturwerte
erreichen, die niedrig genug sind, die Versteifung der Membrane 5 und/oder
die Blockierung derselben und die Verstopfung der Öffnungen 6.3 aufgrund
des gebildeten Reifs zu verursachen.
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Der
Einsatz 8 hingegen verhindert im Wesentlichen jegliches
Abkühlen
der Membrane 5 und des Körpers des Ventils 6 dank
des Kühlraums,
wodurch die besagten Elemente 5 und 6 im Wesentlichen
die Temperatur der Außenumgebung
beibehalten, der sie ausgesetzt sind. Es gilt nämlich Folgendes:
- – Durch
den in Windungen ausgelegten Aufbau der Kanäle 8.1 sind alle konvektiven
Bewegungen in der Leitung 7 behindert, da die wärmere Luft
in den höher
liegenden Schleifen des Kanals 8.1 eingeschlossen bleibt
und die kältere
Luft in den unteren Schleifen, wobei jede Möglichkeit der natürlichen
Zirkulation ausgeschlossen wird.
- – Weder
durch Leitung noch durch die Luft und auch nicht entlang der Elemente
der Vorrichtung laut vorliegender Erfindung kann eine erhebliche Menge
an Wärme
vom Ventilkörper 6 zum
Kühlraum übertragen
werden, da der Einsatz 8 – wie bereits erwähnt – aus Isoliermaterial
besteht und da die Länge
des Kanals 8.1 deutlich über der Weite der Leitung 7,
in der er enthalten ist, ausgelegt werden kann.
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Zu
bemerken ist, dass die soeben beschriebene Vorrichtung ebenso funktionieren
würde,
wenn das Absperrelement, in dieser Ausführung die Membrane 5,
in einer unterschiedlichen Form und/oder aus einem unterschiedlichen
auf niedrige Temperaturen unempfindlichen Material realisiert werden
würde und/oder
wenn die Vorrichtung bidirektional wäre, da die Reitbildung jeden
Mechanismus trotzdem blockieren und den unbedingt erforderlichen
Filter verstopfen würde.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführung
ist der Einsatz 8 in Übereinstimmung
mit einer beliebigen allgemein bekannten Technik durch die Verwendung
eines einfachen Isoliermaterials realisiert, insbesondere Polystyrol
oder ein anderer Kunstharzschaum-Formstoff
in der Form eines Schraubenhalses.
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Die
soeben beschriebene Erfindung kann mit äußerster Leichtigkeit auf einer
beliebigen senkrechten Wand eines Kühlraums montiert werden, auch wenn
die Vorderwand zu bevorzugen wäre,
da sie leichteren Zugang zur Vorrichtung bietet. Die Leitung 7 kann
nämlich
an der Wand 1 befestigt bleiben, während der Körper des Ventils 6 mit
der entsprechenden Membrane 5 und dem Einsatz 8 problemlos
für die Reinigung
abgenommen werden kann, da der Ventilkörper 6 mit beliebigen,
hier nicht beschriebenen bekannten Mitteln an die Leitung angeschlossen
werden kann, die den Ausbau ermöglichen,
wie zum Beispiel eine einfache Druckverbindung oder eine Gewindeverbindung
oder eine Bajonettverbindung.
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In
Bezug auf die eben beschriebene Ausführung, die besonders empfohlen
ist aufgrund ihres einfachen Aufbaus, sind viele Varianten möglich. Die einzige
Notwendigkeit, um die Vorteile dieser Erfindung beizubehalten, besteht
darin, sicherzustellen, dass einer oder mehrere der Luftströmungskanäle innerhalb
des Raums oder auf der Außenoberfläche aus
einem ausreichend isolierenden Material gebaut werden,
- – da
die Luftkanäle
innerhalb der Leitung 7 aneinander grenzen, deren Länge im Wesentlichen
der Stärke
der Wand 1 entspricht
- – wobei
jedoch dieselben Kanäle
ausreichende Windungen aufweisen und aus aneinander grenzenden aufsteigenden
und absteigenden Abschnitten bestehen, um alle konvektiven Bewegungen
innerhalb der Leitung 7 zu verhindern und dieselben Kanäle lang
genug sind, damit die Wärmeübertragung über den
Lufteinschluss in der Leitung 7 selbst unerheblich ist.
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Der
Einsatz 8 kann – wie
bereits erwähnt – aus einer
Schraube mit einem oder mehreren Gewindegängen bestehen, aber jedes Isoliermaterial,
auch bestehend aus verschiedenen zusammengebauten Elementen, in
dem oder auf dessen Oberflächen
sind ausreichend lange Kanäle
befinden, die mit auf- und absteigenden Abschnitten ausgestattet
sind, fällt
unter den Zweck der vorliegenden Erfindung. Als weiteres – jedoch
nicht zur Vollständigkeit
angeführtes
Beispiel – könnte der
Einsatz 8 ebenfalls durch ein Element gebildet sein, auf
dem labyrinthähnliche
Wege aufgedruckt sind – laut 4 – oder aus
einer oder mehreren gewundenen Röhren,
vorzugsweise aus Kunststoff, die den Ventilkörper 6 mit dem Ende 7.3 der
Leitung 7 verbinden; ebenso ein Körper aus einem beliebigen porösen Isoliermaterial
könnte
sich eignen, vorausgesetzt bei Anwendungen ohne die Notwendigkeit
der Reinigung des Einsatzes 8.
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Wenn
zum Beispiel der Einbau einer zweiten Vorrichtung laut vorliegender
Erfindung auf dem Boden des Kühlraums
gewünscht
ist, besteht die Möglichkeit,
einen Einsatz 8a laut 4 zu verwenden, bei
dem die oberen und unteren Schleifen in den Kanälen 8a.1 vorgesehen
sind, wo die warme und die kalte Luft jeweils ohne Behinderung der
natürlichen Zirkulation
eingeschlossen werden kann, auch wenn der Lufteintritt durch die
Membrane 5a verhindert ist, die sich jedoch ungehindert
heben kann, um die Bildung eines Vakuums im Kühlraum zu verhindern. Die in 4 dargestellte
Ausführung
ist ebenfalls geeignet für
den Einbau auf der oberen waagrechten Wand des Kühlraums, einfach in umgekehrter
Position.
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Eine
weitere Ausführung
der Vorrichtung laut vorliegender Erfindung, geeignet für den Einbau
am Boden des Kühlraums,
ist in der 5 dargestellt, eine einfache
Variante der soeben in 4 beschriebenen Ausführung, abgesehen
davon, dass das Einrichtungsabsperrelement aus einem durch Schwerkraft
betriebenen Verschluss gebildet ist, der nicht unbedingt aus elastischem
Material besteht und auf einer Aufnahme 7b.1 aufliegt.
Der durch Schwerkraft angetriebene Verschluss 5b hat die
am besten geeignete Form, zum Beispiel eine Kugelform. Die Ausführung der
Vorrichtung laut vorliegender Erfindung in den 4 und 5 kann
ebenfalls in die senkrechten Wände
eingebaut werden mit der Verwendung von passenden und einfachen
Varianten, die nicht beschrieben werden müssen, da sie in den Fähigkeiten
eines beliebigen Technikers mit Fachkenntnissen der Branche liegen,
vorausgesetzt, dass die Öffnungen
der Verbindungen zur Innenseite und zur Außenseite jeweils unten und
oben ausgelegt werden und stets seitlich und nicht an der Unter-
oder Oberseite.
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Die
soeben beschriebene Vorrichtung für Kühlraume gemäß der bevorzugten Ausführung hat allgemeinere
Anwendungen und Verwendungen, da sie in einer weiteren Ausführung mit
Einrichtungs- oder Einrichtungsausgleichsventilen vorgesehen werden
kann, die von der Innenseite zur Außenseite führen, wenn beispielsweise die
Notwendigkeit besteht, den Druck eines Heizraums wie eines Brennofens
auszugleichen, wenn die Notwendigkeit besteht, gleichzeitig die
besagten Ventile vor der ständig überhöhten Temperatur
zu schützen.
In diesem Fall muss das für
die Einsätze 8, 8a oder 8b zu
wählende
Isoliermaterial natürlich
solchen Temperaturen widerstehen.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass der Hohlkörper, der die als Behälter für die anderen
Elemente dienende Leitung 7 der Vorrichtung laut vorliegender Erfindung
bildet, in den meisten Anwendungen nützlich ist, aber unerheblich
für den
Zweck der vorliegenden Erfindung, laut der es ausreichend ist, den
Einsatz 8, 8a oder 8b direkt in den Hohlraum
in der Wand 1 oder 1a einzusetzen. In anderen
Worten kann die Leitung 7 zum Zweck der vorliegenden Erfindung einfach
aus einem in der Wand gebildeten Hohlraum bestehen mit einer im
Wesentlichen rechtwinkligen Achse zu den Oberflächen 2 und 3 der
besagten Wand 1 und nicht unbedingt mit dem in den oben
erwähnten
Hohlraum laut vorhergehender Beschreibung eingesetzten Körper.
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Zu
ihrem Vorteil kann die die vorliegende Erfindung betreffende Vorrichtung
die Zuverlässigkeit einfacher
Membranventile oder anderer Typen allgemein bekannter und verbreitet
eingesetzter Verschlüsse
gewährleisten
und verhindern, dass diese sich aufgrund der Reifbildung versteifen
oder blockieren. Die Vorrichtung ist ebenfalls kompakt, einfach herzustellen
und einzubauen und ebenso problemlos für die Reinigung auseinander
zu nehmen.