EP1533580A1 - Kondensator und Herstellungsverfahren - Google Patents

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EP1533580A1
EP1533580A1 EP04024225A EP04024225A EP1533580A1 EP 1533580 A1 EP1533580 A1 EP 1533580A1 EP 04024225 A EP04024225 A EP 04024225A EP 04024225 A EP04024225 A EP 04024225A EP 1533580 A1 EP1533580 A1 EP 1533580A1
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EP
European Patent Office
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collector
filter device
dryer
flow
condenser
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04024225A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Norbert Operschall
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Modine Manufacturing Co
Original Assignee
Modine Manufacturing Co
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
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    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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    • F25B43/003—Filters
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    • F25B2500/00—Problems to be solved
    • F25B2500/01—Geometry problems, e.g. for reducing size

Definitions

  • the invention relates to a condenser for the air conditioning system of a motor vehicle, a rib - tube block with collecting tubes arranged on both sides and a collector, via the inlet and outlet openings with the one Collecting tube is connected and a filter device, a seal and a Includes dryer for the refrigerant.
  • the invention relates to a manufacturing method for the capacitor, the a collector, a filter device and a dryer.
  • the above-mentioned filter device is as part of a receiving device for the dryer in the previously unpublished European patent application with the Application number 0 3004717.9 has been described.
  • the dryer is there in an elongated dryer bag in the Cradle housed on a closure lid of the collector is attached and he will use his entire length in the cradle supported. It has proven to be advantageous to the wall of the receiving device form closed at least opposite the inflow opening such that the high pressure refrigerant does not flow directly to the Drier meets and this mechanically rubs.
  • the present invention has for its object to provide a capacitor Collector and filter device which also - but not exclusively - can be used as a "permanent" filter / dryer and even lower costs caused. Furthermore, a favorable manufacturing method for a capacitor be specified with a permanent filter / dryer.
  • the inventive solution results with respect to the capacitor from the characterizing part of claim 1.
  • the capacitor may have either interchangeable or non-replaceable filter device / dryer. If a detachable cover is used to seal the collector, the filter device / dryer is replaceable.
  • the total length of the filter device corresponds approximately to the distance between the inflow opening and the outflow opening, so that the device is relatively comparatively small construction, which brings cost advantages. It can be made in one piece from plastic.
  • the attachment in the collector essentially takes place in that it is clamped with the peripheral seal in the collector.
  • it may be provided to form nozzle-like projections on the device, which are supported on the edge of the inlet and the outlet opening.
  • the filter device can be secured against displacement by an upper and lower indentation in the wall of the collector.
  • the filter device is a relatively small piece of plastic. It is integrally formed with a flow-directing element. Below the flow-guiding element, a filter basket is provided whose circumference and bottom are equipped with a suitable fine mesh filter.
  • the flow-guiding element is for example pot-shaped and ends above the inflow opening. It could also simply be a baffle wall ending above the inflow opening, preferably with a contour. The incoming flow impinges on the wall of the flow directing element and is deflected upwardly, toward the dryer, and around the cup-like flow directing element.
  • the refrigerant then flows from the top through the cup-shaped flow diverter through and through an opening into and through the filter basket below, thereby freeing it of solid components that may accumulate in the filter basket.
  • the flow-directing element prevents the dryer from sinking to the inlet opening.
  • the dryer is housed in a plastic container which can be flowed through and fills almost the entire space above the flow-directing element in the collector. He is not further attached otherwise.
  • the production method according to the invention leads to a condenser with a non-replaceable filter device / dryer.
  • the permanent closure of the collector tube is preferably carried out by means of welding, in particular those welding methods of the prior art are used for welding the lid, which are feasible with a very small and localized heat input.
  • the manufacturing process leads to a considerable cost reduction, because no special heat-resistant filters and dryers must be used. In the prior art, these are for example made of ceramic components that cause corresponding costs.
  • the manufacturing method is applicable regardless of how the filter device is formed in detail.
  • the condenser 3 consists of a plurality of flat tubes 15 and arranged therebetween, by means of cooling air flow-through corrugated fins 19 , of which in Fig. 1, some are indicated.
  • the flat tubes 15 open at the opposite end not shown also in a manifold.
  • the manifold 5 shown and the manifold not shown have at least one partition 20 , just below the inflow 8 , so that the refrigerant according to the drawn in Fig. 1 arrows from the flat tubes 15 into the manifold 5 and through the inflow opening 8 into the collector. 6 can flow and comes into contact with the dryer 7 .
  • the partition wall 20 divides the condenser into a condensation section 21 and a sub-cooling section 22 .
  • the mentioned individual parts of the capacitor are made of aluminum and are assembled to the capacitor, to be subsequently connected in a brazing furnace.
  • the collector 6 is formed with a corresponding holder 17 and, around the inlet and outlet openings 8 , 9 around, with nozzles 8.1 and 9.1 , which follow approximately the contour of the collecting tube 5 . At these points, the solder joint between the manifold 5 and the collector 6 takes place. (Fig. 2)
  • the collector 6 is a collector tube, which is initially open at the top and bottom.
  • the top cover 26 in FIG. 1 can already be mounted before the soldering of the capacitor, so that it is soldered with it. However, it can also, like the lower cover 16 , be welded in after soldering, which could have advantages with respect to the insertion of the filter device 1 and the dryer 7 . After soldering, the dryer 7 present in a through-flow, reticulated plastic container 17 and the filter device 1 are inserted into the collector 6 , as shown in FIG. 1 or in FIG. 2 and already mentioned above.
  • the collector 6 is pressure-tight and sealed, to which preferably a welding method is used, with which only a local and minimal heat input is applied in the region of the weld in order not to damage the filter device 1 and the dryer 7 by excessive temperature influences.
  • Suitable welding processes have been plasma welding, laser welding or inert gas welding processes, such as MIG or TIG welding processes.
  • the filter device 1 is with the flow steering element 4 a one-piece plastic product, which is only slightly longer than the distance between the inflow opening 8 and the outflow opening 9 in the embodiment.
  • the flow control element 4 is pot-shaped in the embodiment shown.
  • This flow-guiding element 4 is located exactly opposite the inflow opening 8 , so that the refrigerant flowing into the collector 6 has to flow upwards and annularly around the flow-diverting element 4 , in any case can not strike directly on the drier 7 , which is located above the flow-diverting element 4 .
  • the filter device 1 has a seal 3 , which abuts around the circumference on the inner wall of the collector 6 and ensures that the filter device 1 has the corresponding hold in the collector 6 , and of course that the refrigerant the way through the filter 2 , which is formed as a cylindrical filter basket 12 and is located below the seal 3 .
  • the bottom of the filter basket 12 is provided with a filter 2 .
  • a second support in the form of a further seal below the seal 3 shown in order to improve the grip of the filter device 1 .
  • other fastening means for example in the region of the inlet and outlet openings 8, 9, can be provided.
  • an inwardly directed indentation was provided in the wall of the collector 6 at the top and bottom of the filter device 1 , whereby a displacement of the filter device 1 with the flow control element 4 is reliably prevented.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kondensator (1) für die Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, der einen Rippen - Rohr - Block mit auf beiden Seiten angeordneten Sammelrohren (5) aufweist und einen Sammler (6), der über Ein - und Ausströmöffnungen (8, 9) mit einem Sammelrohr (5) verbunden ist und eine Filtervorrichtung (2), eine Abdichtung (3) und einen Trockner (7) für das Kältemittel enthält. Eine kostengünstige Lösung wird dadurch erreicht, dass die Filtervorrichtung (1) einstückig mit einem Strömungslenkungselement (4) ausgebildet ist, das dafür sorgt, dass der Trockner (7) entweder nicht in den Bereich der Einströmöffnung (8) gerät oder die Strömung nicht unmittelbar auf den Trockner (7) einwirken lässt. Ein kostengünstiges Herstellungsverfahren sieht vor, dass die Filtervorrichtung (1) und der Trockner (7) nach dem Löten in den Sammler (6), der ein zumindest einseitig offenes Sammlerrohr ist, eingesetzt werden, wonach das/die offene/n Ende/n des Sammlerrohres (6) permanent verschlossen wird/werden. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Kondensator für die Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, der einen Rippen - Rohr - Block mit auf beiden Seiten angeordneten Sammelrohren aufweist und einen Sammler, der über Ein - und Ausströmöffnungen mit dem einen Sammelrohr verbunden ist und eine Filtervorrichtung, eine Abdichtung und ein Trockner für das Kältemittel enthält.
Ferner betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren für den Kondensator, der einen Sammler, eine Filtervorrichtung und einen Trockner aufweist.
Die vorstehend erwähnte Filtervorrichtung ist als Teil einer Aufnahmevorrichtung für den Trockner in der bisher unveröffentlichten europäischen Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 0 3004717.9 beschrieben worden.
Das Trockner ist dort in einem langgestreckten Trocknerbeutel in der Aufnahmevorrichtung untergebracht, die an einem Verschlussdeckel des Sammlers befestigt ist und er wird über seine ganze Länge in der Aufnahmevorrichtung abgestützt. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Wand der Aufnahmevorrichtung wenigstens gegenüber der Einströmöffnung derart geschlossen auszubilden, dass das unter hohem Druck einströmende Kältemittel nicht direkt auf das Trocknungsmittel trifft und dieses dadurch mechanisch aufreibt.
Beispielsweise aus der Fig. 11 der US 5 088 294 oder aus der Fig. 1 der US 5 159 821 ist es ferner bekannt, eine Filter / Trockner - Einheit permanent, d. h. nicht auswechselbar, im Sammler des Kondensators einzusetzen. Die Einheit besteht in diesen Fällen aus einem speziellen Werkstoff, der den Löttemperaturen beim anschließenden Löten des Kondensators widerstehen kann, ohne dass der Filter /Trockner seine Funktionsfähigkeit einbüßt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kondensator mit Sammler und Filtervorrichtung vorzuschlagen, die auch - aber nicht ausschließlich - als "permanenter" Filter / Trockner einsetzbar ist und noch geringere Kosten verursacht. Ferner soll ein günstiges Herstellungsverfahren für einen Kondensator mit einem permanenten Filter / Trockner angegeben werden.
Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich bezüglich des Kondensators aus dem Kennzeichen des Anspruchs 1. Die Kondensator kann entweder auswechselbare oder nicht auswechselbare Filtervorrichtung / Trockner aufweisen. Wird ein lösbarer Deckel zum Verschluss des Sammlers eingesetzt, ist die Filtervorrichtung / Trockner auswechselbar. Die Gesamtlänge der Filtervorrichtung entspricht etwa dem Abstand zwischen der Einströmöffnung und der Ausströmöffnung, sodass die Vorrichtung vergleichsweise relativ klein bauend ausgeführt ist, was Kostenvorteile mit sich bringt. Sie kann einstückig aus Kunststoff hergestellt werden. Die Befestigung im Sammler erfolgt im wesentlichen dadurch, dass sie mit der peripheren Abdichtung im Sammler eingeklemmt ist. Zusätzlich kann vorgesehen werden, stutzenartige Ansätze an der Vorrichtung auszubilden, die sich am Rand der Ein - und der Ausströmöffnung abstützen. Ferner kann die Filtervorrichtung durch eine obere und untere Einprägung in der Wand des Sammlers gegen Verschieben gesichert werden. Die Filtervorrichtung ist ein relativ kleines Teil aus Kunststoff. Sie ist einteilig mit einem Strömungslenkungselement ausgebildet. Unterhalb des Strömungslenkungselements ist ein Filterkorb vorgesehen, dessen Umfang und Boden mit einem geeigneten feinmaschigen Filter ausgerüstet ist.
Das Strömungslenkungselement ist beispielsweise topfartig ausgebildet und endet oberhalb der Einströmöffnung. Es könnte sich dabei auch einfach um eine oberhalb der Einströmöffnung endende Prallwand, vorzugsweise mit Kontur, handeln. Die eintretende Strömung trifft auf die Wand des Strömungslenkungselements und wird nach oben, in Richtung auf den Trockner, und um das topfartige Strömungslenkungselement herum umgelenkt. Das Kältemittel strömt dann von oben durch das topfartige Strömungslenkungselement durch eine Öffnung in den darunter angeordneten Filterkorb und durch diesen hindurch, wodurch es von festen Bestandteilen befreit wird, die sich im Filterkorb ansammeln können. Das Strömungslenkungselement verhindert, dass der Trockner bis vor die Einströmöffnung absinken kann. Der Trockner ist in einem durchströmbaren Kunststoffbehältnis untergebracht und füllt nahezu den gesamten oberhalb des Strömunglenkungselements vorhandenen Raum im Sammler aus. Er ist ansonsten nicht weiter befestigt.
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren führt zu einem Kondensator mit einer nicht auswechselbaren Filtervorrichtung / Trockner. Der permanente Verschluss des Sammlerrohres wird vorzugsweise mittels Schweißverfahren vorgenommen, wobei insbesondere solche Schweißverfahren aus dem Stand der Technik zum Einschweißen des Deckels angewendet werden, die mit einem äußerst geringen und örtlich begrenzten Wärmeeintrag durchführbar sind.
Das Herstellungsverfahren führt zu einer beachtliche Kostenreduktion, weil keine besonderen hitzebeständigen Filter und Trockner eingesetzt werden müssen. Im Stand der Technik handelt es sich dabei um beispielsweise aus Keramik bestehende Komponenten, die entsprechende Kosten verursachen. Das Herstellungsverfahren ist unabhängig davon anwendbar, wie die Filtervorrichtung im Einzelnen ausgebildet ist.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel beschrieben.
Fig. 1
zeigt einen Ausschnitt des Kondensators mit Sammler;
Fig. 2
zeigt den Sammler mit Filtervorrichtung und Trockner;
Fig. 3
zeigt die Filtervorrichtung;
Fig. 4
zeigt das Behältnis in dem sich der Trockner befindet;
Fig. 5
zeigt den Sammler als Sammelrohr;
Der Kondensator 3 besteht aus einer Vielzahl flacher Rohre 15 und dazwischen angeordneter, mittels Kühlluft durchströmbarer Wellrippen 19, von denen in Fig. 1 einige angedeutet sind. Die flachen Rohre 15 münden am nicht gezeigten gegenüberliegenden Ende ebenfalls in einem Sammelrohr. Das gezeigte Sammelrohr 5 und das nicht gezeigte Sammelrohr besitzen mindestens eine Trennwand 20, knapp unterhalb de Einströmöffnung 8, sodass das Kältemittel gemäß den in Fig. 1 eingezeichneten Pfeilen aus den flachen Rohren 15 in das Sammelrohr 5 und durch die Einströmöffnung 8 in den Sammler 6 strömen kann und dabei in Kontakt mit dem Trockner 7 kommt. Die Trennwand 20 unterteilt den Kondensator in einen Kondensationsabschnitt 21 und einen Unterkühlabschnitt 22. Die erwähnten Einzelteile der Kondensators bestehen aus Aluminium und werden zum Kondensator zusammengesetzt, um anschließend in einem Lötofen verbunden zu werden. Der Sammler 6 ist mit einem entsprechenden Halter 17 und, um die Ein - und Ausströmöffnung 8, 9 herum, mit Stutzen 8.1 und 9.1 ausgebildet, die etwa der Kontur des Sammelrohres 5 folgen. An diesen Stellen findet die Lötverbindung zwischen dem Sammelrohr 5 und dem Sammler 6 statt. (Fig. 2)
Der Sammler 6 ist ein Sammlerrohr, das zunächst oben und unten offen ist. Der in Fig. 1 obere Deckel 26 kann bereits vor dem Löten des Kondensators angebracht werden, so dass er mit verlötet wird. Er kann aber auch, wie der untere Deckel 16, nach dem Löten eingeschweißt werden, was Vorteile bezüglich des Einsetzens der Filtervorrichtung 1 und des Trockners 7 haben könnte. Nach dem Löten werden der in einem durchströmbaren, netzartigen Kunststoffbehältnis 17 vorliegende Trockner 7 und die Filtervorrichtung 1 in den Sammler 6 eingesetzt, wie es in der Fig. 1 oder in der Fig. 2 gezeigt ist und vorstehend bereits erwähnt wurde. Danach wird der Sammler 6 druckfest und dicht verschlossen, wozu vorzugsweise ein Schweißverfahren zur Anwendung kommt, mit dem nur ein örtlicher und möglichst geringer Wärmeeintrag im Bereich der Schweißnaht ausgeübt wird, um die Filtervorrichtung 1 und den Trockner 7 nicht durch übermäßige Temperatureinflüsse zu beschädigen. Als geeignete Schweißverfahren haben sich das Plasmaschweißen, das Laserschweißen oder Schutzgasschweißverfahren, wie MIG oder WIG-Schweißverfahren, erwiesen. Eine während des Schweißens mögliche Kühlung des Bereichs des Sammlers 6, in dem sich die Filtervorrichtung 1 befindet, war bei den durchgeführten Versuchen nicht erforderlich. Nichtsdestotrotz wird man sie im Bedarfsfall vorsehen.
Die Filtervorrichtung 1 ist mit dem Strömungslenkungselement 4 ein einteiliges Kunststofferzeugnis, das im Ausführungsbeispiel nur unwesentlich länger als der Abstand zwischen der Einströmöffnung 8 und der Ausströmöffnung 9 ist. Das Strömungslenkungselement 4 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel topfartig ausgebildet ist. Dieses Strömungslenkungselement 4 befindet sich exakt gegenüber der Einströmöffnung 8, sodass das in den Sammler 6 einströmende Kältemittel nach oben und ringförmig um das Strömungslenkungselement 4 herum strömen muss, jedenfalls nicht unmittelbar auf den Trockner 7 treffen kann, der sich oberhalb des Strömungslenkungselements 4 befindet. Ferner weist die Filtervorrichtung 1 eine Abdichtung 3 auf, die um den Umfang herum an der Innenwand des Sammlers 6 anliegt und dafür sorgt, dass die Filtervorrichtung 1 den entsprechenden Halt im Sammler 6 hat, und natürlich dafür, dass das Kältemittel den Weg durch den Filter 2 nehmen muss, der als zylindrischer Filterkorb 12 ausgebildet ist und sich unterhalb der Abdichtung 3 befindet. Auch der Boden des Filterkorbes 12 ist mit einem Filter 2 versehen. Es kann eine zweite Abstützung in Form einer weiteren Abdichtung unterhalb der gezeigten Abdichtung 3 vorgesehen werden, um den Halt der Filtervorrichtung 1 zu verbessern. Zusätzlich oder ersatzweise können andere Befestigungsmittel, beispielsweise im Bereich der Ein - und Ausströmöffnung 8, 9, vorgesehen werden. Bei einer nicht gezeigten aber vorteilhaften Befestigungsart, wurde am oberen und unteren Ende der Filtervorrichtung 1 eine nach innen gerichtete Einprägung in der Wand des Sammlers 6 vorgesehen, wodurch ein Verschieben der Filtervorrichtung 1 mit dem Strömungslenkungselement 4 sicher verhindert wird.

Claims (10)

  1. Kondensator (1) für die Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, der einen Rippen - Rohr - Block mit auf beiden Seiten angeordneten Sammelrohren (5) aufweist und einen Sammler (6), der über Ein - und Ausströmöffnungen (8, 9) mit einem Sammelrohr (5) verbunden ist und eine Filtervorrichtung (2), eine Abdichtung (3) und einen Trockner (7) für das Kältemittel enthält,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Filtervorrichtung (1) einstückig mit einem Strömungslenkungselement (4) ausgebildet ist und unweit oberhalb der Einströmöffnung (8) endet, wobei das Strömungslenkungselement 4 dafür sorgt, dass der Trockner (7) entweder nicht in den Bereich der Einströmöffnung (8) gerät oder die Strömung nicht unmittelbar auf den Trockner (7) einwirken lässt.
  2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungslenkungselement (4) vorzugsweise topfartig ausgebildet ist, wobei die Gesamtlänge der Filtervorrichtung (1) mit dem Strömungslenkungselement (4) etwa dem Abstand zwischen der Einströmöffnung (8) und der Ausströmöffnung (9) entspricht.
  3. Kondensator nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das einstückige Bauteil aus Filtervorrichtung (1) und Strömungslenkungselement (4) aus Kunststoff ausgebildet ist und dass der Trockner (7) in einem durchströmbaren Kunststoffbehältnis (17) untergebracht ist.
  4. Kondensator nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (2) vorzugsweise in Form eines Filterkorbes (12) ausgebildet ist.
  5. Kondensator nach den vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, der Sammler (6) ein Sammlerrohr ist, das mittels zweier unlösbarer Deckel (16, 26) oder mittels eines unlösbaren und eines lösbaren Deckels verschlossen ist.
  6. Kondensator nach den vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtung (3) ein Befestigungsmittel für die Filtervorrichtung (1) mit dem Strömungslenkungselement (4) ist und im Bedarfsfall aus zwei im Abstand angeordneten Dichtungen (13) besteht, um die Stabilität der Befestigung zu erhöhen.
  7. Herstellungsverfahren für einen Kondensator mit einem Sammler (6), der eine eine Abdichtung (3) aufweisende Filtervorrichtung (1) und einen Trockner (7) enthält, wobei der Kondensator aus seinen Einzelbauteilen und mit dem Sammler (6), zusammengefügt und im Lötofen verbunden wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Filtervorrichtung (1) und der Trockner (7) nach dem Löten des Kondensators in den Sammler (6), der ein zumindest einseitig offenes Sammlerrohr ist, eingesetzt werden,
    wonach das / die offene / n Ende/n des Sammlerrohres (6) permanent verschlossen wird / werden.
  8. Herstellungsverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtervorrichtung (1) einteilig aus einem geeigneten Kunststoff hergestellt wird.
  9. Herstellungsverfahren nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Trockner (7) in einem durchströmbaren Kunststoffbehältnis (17) eingeschweißt wird, das eine der Form des Sammlerrohres angepasste Gestalt besitzt.
  10. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 7 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass der permanente Verschluss mit einem Schweißverfahren erfolgt, das lediglich einen geringen Wärmeeintrag nach sich zieht, wobei eine Kühlung des Bereichs des Sammlers (6) in dem sich die Filtervorrichtung (1) befindet im Bedarfsfall vorgenommen wird.
EP04024225A 2003-11-18 2004-10-12 Kondensator und Herstellungsverfahren Withdrawn EP1533580A1 (de)

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