EP1505358A2 - Kältemittelkondensator mit Trocknerflasche - Google Patents

Kältemittelkondensator mit Trocknerflasche Download PDF

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EP1505358A2
EP1505358A2 EP04018065A EP04018065A EP1505358A2 EP 1505358 A2 EP1505358 A2 EP 1505358A2 EP 04018065 A EP04018065 A EP 04018065A EP 04018065 A EP04018065 A EP 04018065A EP 1505358 A2 EP1505358 A2 EP 1505358A2
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refrigerant
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tube
bottle
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Pedro Dipl.-Ing. Gonzàlez Rechea
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    • F28F9/001—Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core
    • F28F9/002—Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core with fastening means for other structures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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    • F25B2339/0443—Condensers with an integrated receiver the receiver being positioned horizontally
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    • F28D2021/008—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
    • F28D2021/0084—Condensers

Definitions

  • the invention relates to a refrigerant condenser, in particular for a Motor vehicle air conditioning system according to the preamble of claim 1 - known from DE-A 196 45 502.
  • Air conditioning systems for motor vehicles have a refrigerant circuit, in which in addition to other components, a refrigerant condenser and a collector or a dryer bottle are located.
  • the refrigerant enters vaporous state in the condenser, flows through this, mostly in several passes, d. H. meandering from top to bottom and flows through in the last rows of tubes often called a subcooling, where the liquid refrigerant is below the condensation temperature is cooled.
  • a collector or a dryer bottle in which a Dryer for removing moisture from the refrigerant is located.
  • Collector or the dryer bottle have in addition to the function of drying also the task of cleaning the refrigerant from particles and a Buffer volume for the refrigerant to provide.
  • Collector or Dryer bottle can be integrated with the condenser, as a separate Part attached to the condenser or spaced from the condenser in the engine compartment be housed the motor vehicle.
  • the capacitor itself is in usually arranged in front of a coolant radiator and attached to this so that both heat exchangers are traversed in succession of air.
  • Integrated constructions of collector and condenser were made by DE-A 42 38 853 of the Applicant known, wherein the collector parallel to a Manifold, d. H. is arranged next to the capacitor. Another Construction, with mounted, d. H.
  • the dryer bottle in Air flow direction is arranged in front of the condenser.
  • the capacitor in terms of its width and height no additional space in the vehicle claimed.
  • the condenser with dryer bottle according to the invention also housed in a limited space in the vehicle become.
  • the dryer bottle is already mechanical with the condenser and refrigerant side pre-assembled to form a unit, so in the vehicle mounted, z. B. can be arranged and fixed in front of the radiator.
  • the Dryer bottle lies fully in the air stream, which is on the condenser and if necessary, hit the radiator behind it. This will be the refrigerant effectively cooled when flowing through the dryer bottle, which is also beneficial.
  • the dryer bottle is advantageously in the lower area arranged the capacitor, where usually also the subcooling of the capacitor is located.
  • This can be short connections refrigerant side between dryer bottle and condenser or its Make manifold. Short connections are advantageously also favored by the fact that the refrigerant inlet and the refrigerant outlet are arranged on the same front side of the dryer bottle. from that also gives the advantage that the dryer bottle in two directions flows through and thus cooled more effectively.
  • the rib block is preferably made soldered together flat tubes and corrugated fins and thus provides a stable mounting option.
  • the riveted holding elements have hook-shaped Approaches, in which the dryer bottle with appropriate Hinged tabs and secured by screws. This is also true given an adjustment possibility in the longitudinal and vertical direction.
  • Fig. 1 shows a section of a refrigerant condenser 1, as shown in FIG 6, an illustrated air conditioner for a motor vehicle having a Refrigerant circuit with compressor, evaporator, air conditioning and expansion valve, wherein the condenser is integrated in the refrigerant circuit.
  • the condenser consists of a rib / tube block 2, which consists of flat tubes 2a and between these arranged corrugated fins 100 constructed and soldered to a block.
  • the flat tubes 2a open into a manifold 3, which may be formed in one or two parts and by partitions 4, 5 is divided into individual chambers 6, 7.
  • the condenser 1 has another Not shown collecting pipe on the opposite side.
  • the headers and the tube / fin block 2 are also together soldered.
  • the condenser 1 is traversed by air in the direction of an arrow L. and is in the engine compartment of a vehicle, preferably in front of one Arranged and fixed coolant radiator, not shown.
  • Tube / rib block 2 has an end face 8, which acts directly on the air is, by a non-illustrated grille in the engine compartment of the vehicle arrives.
  • a dryer bottle 9 is arranged, the has an elongated, cylindrical formation and lying, d. H. parallel is arranged to the tubes 2a of the tube / rib block 2.
  • the dryer bottle 9 is - attached to the capacitor 1 - not visible here and incorporated into the refrigerant circuit of the automotive air conditioning system.
  • the refrigerant enters via an inlet pipe 10 in the vapor state the condenser 1, flows through this in a meandering, u. a.
  • the dryer bottle 9 has an end flange 11 for the refrigerant inlet. and exit.
  • a refrigerant outlet pipe 12 connected to the end flange 11th the dryer bottle 9 leads and is fixed there.
  • a refrigerant connecting pipe 13 is connected, which is the refrigerant from the dryer bottle in the refrigerant circuit, not shown returns.
  • the dryer bottle 9 is thus U-shaped, d. H.
  • the refrigerant by a not shown Dryer material eg, a silica gel present in granular form
  • 9 can not in the dryer bottle shown screens for cleaning the refrigerant of dirt particles arranged be.
  • the dryer bottle 9 is - as the illustration shows - full exposed to the air flow and is therefore cooled from the outside.
  • the coat of the Dryer bottle 9 is therefore made of a material with good thermal conductivity, z. B. aluminum.
  • the airflow direction behind the dryer bottle 9 located rows of tubes of the subcooling are indeed through the Drier bottle 9 covered, but this cover effect is due to the reduced round cross-section of the dryer bottle 9, since the Cooling air flow at least partially behind the dryer bottle. 9 closes.
  • Fig. 2 shows a view of the dryer bottle 9 in the air flow direction or with a view to the end face 8 of the condenser 1.
  • the dryer bottle 9 is by means of two tabs 9a, 9b and two with the tube / rib block second riveted holding elements 14, 15 attached to the capacitor 1. These holding elements are described in more detail below.
  • Fig. 3 shows the holding element 14, which is designed as a sheet metal part and a flat portion 14a with three holes 16, 17, 18 has.
  • a flat, bent hook 14b which has a threaded bore 19 for receiving a set screw 20.
  • the holes 16, 17, 18 serve to receive rivets 21, 22, 23rd
  • Fig. 4 shows the holding element 14 from its back, d. H. from the side, the rests on the end face 8 of the capacitor 1.
  • the holes 16, 17, 18 are set so that they are respectively arranged between tubes 2a and the ribs lying between the tubes 2a can be pierced.
  • On the back (the lee side) of the capacitor 1 and the Tube / rib block 2 are Unterlegeterion 24, 25, 26 for receiving the Rivet shanks and provided as an abutment for the Gegennietkexcellent.
  • Fig. 5 again shows the end face 8 (as in Fig. 3) of the tube / rib block 2 with mounted, d. H. riveted holding element 14.
  • the rivets 21, 22, 23 are stuck with their rivet shanks through the interstices of the flat tubes 2a and riveted to the back of the tube / fin block 2, wherein the Unterlegeterion 24, 25, 26 as a contact surface for the not shown serve upset rivet heads.
  • the dryer bottle 9, not shown can now with the help of tabs 9a, 9b (indicated in FIG Fig. 2) hooked into the hooks 14 (15), adjusted and positioned and then be fixed with the screw 20. This is the dryer bottle 9 sufficiently fixed to the capacitor 1 and may optionally again (by loosening the screws 20) dissolved and dismantled become.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kältemittelkondensator (1), insbesondere für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage, bestehend aus einem Rohr/Rippenblock (2) und beiderseits angeordneten Sammelrohren (3) mit einem Kältemitteleinlass (10) und einem Kältemittelauslass (12), mit einer mittels Halteelementen am Rohr/Rippenblock (2) des Kondensators (1) befestigten, dem Kondensator (1) kältemittelseitig nachgeschalteten Trocknerflasche (9), wobei der Rohr/Rippenblock (2) eine von Luft beaufschlagte Stirnfläche (8) aufweist. Es wird vorgeschlagen, dass die Trocknerflasche (9) in Luftströmungsrichtung L vor der Stirnfläche (8) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kältemittelkondensator, insbesondere für eine Kraftfahrzeugklimaanlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 - bekannt durch die DE-A 196 45 502.
Klimaanlagen für Kraftfahrzeuge weisen einen Kältemittelkreislauf auf, in welchem sich neben anderen Komponenten ein Kältemittelkondensator und ein Sammler bzw. eine Trocknerflasche befinden. Das Kältemittel tritt in dampfförmigem Zustand in den Kondensator ein, durchströmt diesen, meistens in mehreren Durchgängen, d. h. mäanderförmig von oben nach unten und durchströmt in den letzten Rohrreihen häufig eine so genannte Unterkühlstrecke, wo das flüssige Kältemittel unter die Kondensationstemperatur abgekühlt wird. Vor oder hinter der Unterkühlstrecke durchströmt das Kältemittel einen Sammler oder eine Trocknerflasche, in welchen sich ein Trockner zum Entzug von Feuchtigkeit aus dem Kältemittel befindet. Der Sammler bzw. die Trocknerflasche haben neben der Funktion des Trocknens auch die Aufgabe, das Kältemittel von Partikeln zu reinigen und ein Puffervolumen für das Kältemittel zur Verfügung zu stellen. Sammler bzw. Trocknerflasche können mit dem Kondensator integriert sein, als separates Teil am Kondensator befestigt oder beabstandet zum Kondensator im Motorraum des Kraftfahrzeuges untergebracht sein. Der Kondensator selbst ist in der Regel vor einem Kühlmittelkühler angeordnet und an diesem befestigt, sodass beide Wärmeübertrager hintereinander von Luft durchströmt werden. Integrierte Bauweisen von Sammler und Kondensator wurden durch die DE-A 42 38 853 der Anmelderin bekannt, wobei der Sammler parallel zu einem Sammelrohr, d. h. neben dem Kondensator angeordnet ist. Eine andere Bauweise, mit montiertem, d. h. am Kondensator befestigtem Sammler wurde durch die EP-A 974 793 bekannt, wobei der Sammler entweder neben dem Kondensator oder unterhalb des Kondensators angeordnet ist. Schließlich wurde durch die DE-A 196 45 502 ein Kondensator mit einer Trocknerflasche bekannt, welche unterhalb des Kondensators im Kühlluftstrom angeordnet und dem Kondensator kältemittelseitig nachgeschaltet ist. Die Trocknerflasche ist mittels Halteelementen an einem Rohr/Rippenblock des Kondensators befestigt und wird in einer Richtung durchströmt. Diese Bauweise mit unterhalb des Kondensators angeordneter Trocknerflasche beansprucht zusätzlichen Bauraum in der Höhe des Kondensators - ein solcher Einbauraum steht nicht bei allen Kraftfahrzeugen zur Verfügung, weshalb diese Lösung nur bedingt verwendbar ist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für einen Kondensator der eingangs genannten Art eine Anordnung zu finden, die weniger Bauraum, insbesondere in der Höhe beansprucht.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Patentanspruches 1. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Trocknerflasche in Luftströmungsrichtung vor dem Kondensator angeordnet ist. Damit wird der Vorteil erreicht, dass der Kondensator hinsichtlich seiner Breite und Höhe keinen zusätzlichen Bauraum im Fahrzeug beansprucht. Vorteilhafterweise kann der erfindungsgemäße Kondensator mit Trocknerflasche daher auch bei eingeschränkten Bauraumverhältnissen im Kraftfahrzeug untergebracht werden. Die Trocknerflasche ist bereits mit dem Kondensator mechanisch und kältemittelseitig zu einer Baueinheit vormontiert, die so im Fahrzeug montiert, z. B. vor dem Kühler angeordnet und befestigt werden kann. Die Trocknerflasche liegt dabei voll im Luftstrom, der auf den Kondensator und gegebenenfalls auf den dahinter liegenden Kühler trifft. Damit wird das Kältemittel beim Durchströmen der Trocknerflasche wirksam gekühlt, was ebenfalls von Vorteil ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. So ist die Trocknerflasche vorteilhafterweise im unteren Bereich des Kondensators angeordnet, wo sich in der Regel auch die Unterkühlstrecke des Kondensators befindet. Damit lassen sich kurze Verbindungen kältemittelseitig zwischen Trocknerflasche und Kondensator bzw. dessen Sammelrohr herstellen. Kurze Anschlüsse werden vorteilhafterweise auch dadurch begünstigt, dass der Kältemitteleinlass und der Kältemittelauslass auf derselben Stirnseite der Trocknerflasche angeordnet sind. Daraus ergibt sich auch der Vorteil, dass die Trocknerflasche in zwei Richtungen durchströmt und damit effektiver gekühlt wird. Vorteilhaft ist auch die mechanische Befestigung der Trocknerflasche am Rohr/Rippenblock des Kondensators durch Blechteile, die mit dem Rohr/Rippenblock durch Nieten mechanisch fest verbunden sind. Der Rippenblock besteht vorzugsweise aus miteinander verlöteten Flachrohren und Wellrippen und bietet somit eine stabile Befestigungsmöglichkeit. Die vernieteten Haltelemente weisen hakenförmige Ansätze auf, in welche die Trocknerflasche mit entsprechenden Laschen eingehängt und durch Stellschrauben befestigt wird. Damit ist auch eine Justiermöglichkeit in Längs- und Höhenrichtung gegeben.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1
eine perspektivische Teilansicht eines Kältemittelkondensators mit Trocknerflasche,
Fig. 2
eine Ansicht der Trocknerflasche vor dem Kondensator,
Fig. 3
ein Halteelement mit Nieten und Stellschraube,
Fig. 4
eine Rückansicht des Halteelements mit Unterlegscheiben,
Fig. 5
eine Vorderansicht des Halteelements in montiertem Zustand und
Fig. 6
einen Kondensator.
Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt eines Kältemittelkondensators 1, wie er in Figur 6 gezeigt ist, einer dargestellten Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug mit einem Kältemittelkreislauf mit Verdichter, Verdampfer, Klimaanlage und Expansionsventil, wobei der Kondensator im Kältemittelkreislauf integriert ist.
Der Kondensator besteht aus einem Rippen/Rohrblock 2, welcher aus Flachrohren 2a und zwischen diesen angeordneten Wellrippen 100 aufgebaut und zu einem Block verlötet ist. Die Flachrohre 2a münden in ein Sammelrohr 3, welches ein- oder zweiteilig ausgebildet sein kann und durch Trennwände 4, 5 in einzelne Kammern 6, 7 unterteilt ist. Der Kondensator 1 weist ein weiteres nicht dargestelltes Sammelrohr auf der gegenüber liegenden Seite auf. Die Sammelrohre und der Rohr/Rippenblock 2 sind ebenfalls miteinander verlötet. Der Kondensator 1 wird in Richtung eines Pfeils L von Luft durchströmt und ist im Motorraum eines Fahrzeuges, vorzugsweise vor einem nicht dargestellten Kühlmittelkühler angeordnet und befestigt. Der Rohr/Rippenblock 2 weist eine Stirnfläche 8 auf, die direkt von der Luft beaufschlagt wird, die durch einen nicht dargestellten Kühlergrill in den Motorraum des Fahrzeuges gelangt. In Luftströmungsrichtung L vor dem Kondensator 1 und dessen Stirnfläche 8 ist eine Trocknerflasche 9 angeordnet, die eine längliche, zylinderförmige Ausbildung aufweist und liegend, d. h. parallel zu den Rohren 2a des Rohr/Rippenblockes 2 angeordnet ist. Die Trocknerflasche 9 ist - auf hier nicht erkennbare Weise - am Kondensator 1 befestigt und in den Kältemittelkreislauf der Kraftfahrzeug-Klimaanlage eingebunden. Das Kältemittel tritt über ein Eintrittsrohr 10 in dampfförmigem Zustand in den Kondensator 1 ein, durchströmt diesen mäanderförmig, u. a. durch die Umlenkkammer 6 und gelangt schließlich in die Endkammer 7, wo es sich in einem flüssigen und unterkühlten Zustand befindet. Die unteren, in die Kammer 7 mündenden Rohrreihen sind als so genannte Unterkühlstrecke ausgebildet. Die Trocknerflasche 9 weist einen Stirnflansch 11 für den Kältemittelein- und -austritt auf. An die Endkammer 7 des Sammelrohres 3 ist ein Kältemittelaustrittsrohr 12 angeschlossen, welches zum Stirnflansch 11 der Trocknerflasche 9 führt und dort befestigt ist. Ferner ist am Stirnflansch 11 ein Kältemittelverbindungsrohr 13 angeschlossen, welches das Kältemittel aus der Trocknerflasche in den nicht dargestellten Kältemittelkreislauf zurückführt. Die Trocknerflasche 9 wird somit U-förmig, d. h. in zwei Richtungen durchströmt, wobei dem Kältemittel durch ein nicht dargestelltes Trocknermaterial (z. B. ein in Granulatform vorliegendes Silikagel) Feuchtigkeit entzogen wird. Darüber hinaus können in der Trocknerflasche 9 nicht dargestellte Siebe zur Reinigung des Kältemittels von Schmutzpartikeln angeordnet sein. Die Trocknerflasche 9 ist - wie die Darstellung zeigt - voll dem Luftstrom ausgesetzt und wird daher von außen gekühlt. Der Mantel der Trocknerflasche 9 ist daher aus einem Material guter Wärmeleitfähigkeit, z. B. Aluminium hergestellt. Die in Luftströmungsrichtung hinter der Trocknerflasche 9 gelegenen Rohrreihen der Unterkühlstrecke sind zwar durch die Trocknerflasche 9 abgedeckt, jedoch ist dieser Abdeckeffekt infolge des runden Querschnittes der Trocknerflasche 9 abgeschwächt, da sich der Kühlluftstrom zumindest teilweise wieder hinter der Trocknerflasche 9 schließt.
Fig. 2 zeigt eine Ansicht auf die Trocknerflasche 9 in Luftströmungsrichtung bzw. mit Blick auf die Stirnfläche 8 des Kondensators 1. Die Trocknerflasche 9 ist mittels zweier Laschen 9a, 9b und zweier mit dem Rohr/Rippenblock 2 vernieteter Halteelemente 14, 15 am Kondensator 1 befestigt. Diese Haltelemente werden im Folgenden genauer beschrieben.
Fig. 3 zeigt das Halteelement 14, welches als Blechteil ausgebildet ist und einen flachen Bereich 14a mit drei Bohrungen 16, 17, 18 aufweist. An den flachen Bereich 14a schließt sich ein flacher, abgebogener Haken 14b an, der eine Gewindebohrung 19 zur Aufnahme einer Stellschraube 20 aufweist. Die Bohrungen 16, 17, 18 dienen der Aufnahme von Nieten 21, 22, 23.
Fig. 4 zeigt das Haltelement 14 von seiner Rückseite, d. h. von der Seite, die auf der Stirnfläche 8 des Kondensators 1 aufliegt. Die Bohrungen 16, 17, 18 sind so gesetzt, dass sie jeweils zwischen Rohren 2a angeordnet sind und die zwischen den Rohren 2a liegenden Rippen durchbohrt werden können. Auf der Rückseite (der Leeseite) des Kondensators 1 bzw. des Rohr/Rippenblockes 2 sind Unterlegescheiben 24, 25, 26 zur Aufnahme der Nietschäfte und als Widerlager für die Gegennietköpfe vorgesehen.
Fig. 5 zeigt wiederum die Stirnseite 8 (wie in Fig. 3) des Rohr/Rippenblockes 2 mit montiertem, d. h. vernietetem Haltelement 14. Die Nieten 21, 22, 23 sind mit ihren Nietschäften durch die Zwischenräume der Flachrohre 2a gesteckt und auf der Rückseite des Rohr/Rippenblockes 2 vernietet, wobei die Unterlegescheiben 24, 25, 26 als Anlagefläche für die nicht dargestellten angestauchten Nietköpfe dienen. Die nicht dargestellte Trocknerflasche 9 kann jetzt mit Hilfe von nicht dargestellten Laschen 9a, 9b (angedeutet in Fig. 2) in die Haken 14 (15) eingehängt, justiert und positioniert und anschließend mit der Stellschraube 20 fixiert werden. Damit ist die Trocknerflasche 9 hinreichend fest am Kondensator 1 befestigt und kann gegebenenfalls auch wieder (durch Lösen der Stellschrauben 20) gelöst und demontiert werden.

Claims (7)

  1. Kältemittelkondensator, insbesondere für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage, bestehend aus einem Rohr/Rippenblock (2) und beiderseits angeordneten Sammelrohren (3) mit einem Kältemitteleinlass (10) und einem Kältemittelauslass (12), mit einer mittels Halteelementen am Rohr/Rippenblock (2) des Kondensators (1) befestigten, dem Kondensator (1) kältemittelseitig nachgeschalteten Trocknerflasche (9), wobei der Rohr/Rippenblock (2) eine von Luft beaufschlagte Stirnfläche (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknerflasche (9) in Luftströmungsrichtung L vor der Stirnfläche (8) angeordnet ist.
  2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknerflasche (9) im unteren Bereich der Stirnfläche (8) angeordnet ist.
  3. Kondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (1) eine Unterkühlstrecke aufweist und dass die Trocknerflasche (9) in Luftströmungsrichtung L vor der Unterkühlstrecke angeordnet ist.
  4. Kondensator nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknerflasche (9) einen etwa kreisrunden Querschnitt und einen Stirnflansch (11) aufweist, an dem eine Kältemitteleintritts- und eine Kältemittelaustrittsleitung (12, 13) befestigt sind.
  5. Kondensator nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kältemitteleintrittsleitung (12) mit einer der Unterkühlstrecke zugeordneten Kammer (7) des Sammelrohres (3) verbunden ist.
  6. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das die Haltelemente (14, 15) als Blechteile ausgebildet und mit dem Rohr/Rippenblock (2) vernietet sind.
  7. Kondensator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknerflasche (9) Laschen (9a, 9b) und die Blechteile (14, 15) Haken (14b) aufweisen und dass die Laschen (9a, 9b) in die Haken (14b) eingesetzt und durch eine Stellschraube (20) gesichert sind.
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