WO2005102748A1 - Heiz- und belüftungseinrichtung eines kraftfahrzeugs - Google Patents

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    • F28D2021/0096Radiators for space heating

Definitions

  • the invention relates to a ventilation device of a motor vehicle according to the preamble of claim 1.
  • the ventilation device has several ventilation zones that can be temperature-controlled independently of one another.
  • the mixing rooms of the ventilation zones are separated from each other by a partition.
  • the partition extends up to an electrical auxiliary heater which is arranged in the exemplary embodiment shown between the heat exchanger and the partition.
  • the flush-fitting electrical heat exchanger in the direction of the partition enables the edge of the partition to lie flush against the heat exchanger grid of the electric auxiliary heater.
  • the heating water heat exchanger has a heat exchanger grid with a depth, seen in the direction of flow, than the overall depth of the two heating water tanks of the heat exchanger.
  • the electrical auxiliary heater from the heat exchanger grid of the heating water heat exchanger can be installed, which results in an air gap due to assembly between the heat exchanger grid of the heating water heat exchanger and the downstream components and the air supplying the two mixing rooms of the ventilation zones separately.
  • the result of this is that, for example, when the hot air flaps are closed one zone and the resulting overflow of hot air from the heating water heat exchanger zone there via the air gap to the hot air flaps of the other zone, there is a mutual thermal influence and coupling of the two ventilation zones.
  • the object of the invention is to provide such a ventilation device, in particular equipped with a heat exchanger inserted transversely to the extension of the water tanks, which has improved thermal decoupling of the ventilation zones.
  • the partition wall can be designed in various ways on the heat exchanger. For example, it can be soldered to the heat exchanger grid, to the water tanks or to a heat exchanger tube.
  • edges of the sealing wall and partition are arranged in the housing of the ventilation device along an insertion direction of the heat exchanger. This ensures that the associated flat contours of the sealing wall and partition wall abut against one another or slide into one another during insertion of the heat exchanger and thus seal securely in position when inserted.
  • the sealing wall and partition form a tongue and groove connection, as a result of which there is a sealing overlap area in the region of the separating edge between the sealing wall and partition.
  • this results in an improved sealing effect and thus better thermal decoupling
  • a tongue and groove connection aligned along the insertion direction of the heat exchanger can engage in one another in a particularly good manner when inserted and can thus be brought into sealing engagement simply and securely.
  • the sealing wall is designed as a mounting part and can be attached to the heat exchanger.
  • standardized heat exchanger blocks can be adapted to different climate boxes by means of the installation of sealing walls with different designs.
  • An embodiment of the ventilation device in the heat exchanger grid in particular due to the missing or partially executed fins, has cutouts which are provided for receiving sealing wall holders.
  • the sealing wall holders reach for support on the opposite side of the heat exchanger tubes through the cutouts and thus encompass the heat exchanger tubes.
  • FIG. 1 is a partial sectional view of a ventilation device with a direction of view transverse to the heat exchanger tubes and transverse to the flow through the heat exchanger
  • Fig. 2 shows the section II-II of Figure 1 and
  • FIG. 3 shows the section III-III from FIG. 1.
  • Figure 1 is a section through a ventilation device 1 with a viewing direction along the elongated extension of an upper water tank 21 and a lower water tank 22 of a heating water heat exchanger 2 of the ventilation device and thus at right angles to the partition and sealing wall. Extending transversely to the water tanks 21 and 22 are the heat exchanger tubes 23, which connect them on the water side. Between two heat exchanger tubes 23, wave-shaped curved fins 24 are arranged across the sectional plane of the illustration.
  • the air to be heated flows through the heat exchanger 2 in the air-side flow direction A.
  • the section on which the illustration is based is arranged in the space between two heat exchanger tubes, a sealing wall 25 of the heat exchanger 2 being fastened to the heat exchanger tube lying in the viewing direction by means of holders 26 in the region of the upper water container 21 and holders 27 in the region of the lower water container 22.
  • the housing 11 of the ventilation device 1 has an opening on its upper side in the installed position, through which the heat exchanger 2 is pushed into the housing in the insertion direction X.
  • a formally corresponding recess is provided for the sealing wall 25 of the heat exchanger 2 in the top of the housing 11, through which the sealing wall 25 together with the in the insertion direction X.
  • Heat exchanger 2 can be inserted.
  • the cutout of the upper side of the housing 11 of the ventilation device 1 provided for the sealing wall 25 forms a bay-shaped extension of the insertion opening of the heat exchanger 2.
  • the cutout is sealed off by the sealing wall 25 inserted with the heat exchanger 2.
  • the area of the insertion opening in the housing 11 which is penetrated by the local water container 21 is sealed by this. Additional sealing elements, such as foam seals, can be provided for this.
  • the insertion direction of the heat exchanger X can, as in the present exemplary embodiment, take place transversely to the elongated extension of the water tanks 21 and 22, that is to say along the elongated extension of the heat exchanger tubes 23, or also along the elongated extension of the water containers 21 and 22 and thus transverse to the elongated extension of the heat exchanger tubes 23.
  • the sealing wall 25 of the heat exchanger 2 can be aligned along or transversely to the direction of insertion X of the heat exchanger. If the sealing wall is aligned transversely to the direction of insertion, it is pushed towards the partition wall and comes to the partition wall in the sealing position in the inserted position of the heat exchanger.
  • the sealing wall 25 can thus depend on the mutual alignment of the elongated extension of the water tank and the direction of insertion relative to one another and the elongated extension of the sealing wall and the insertion direction relative to one another or be arranged transversely to the elongate extent of the water tanks 21 and 22 on the heat exchanger grid.
  • the inserted partition wall 25 engages around a central partition wall 13 of the housing of the ventilation device 1 with a groove shape not shown in the illustration in FIG. 1.
  • the partition 13 of the housing 11 forms a separation of two mixing rooms located one behind the other in the direction of view and two separately temperature-controlled ventilation zones of the ventilation device 1.
  • Devices for temperature control of the respective zone such as hot air flaps controlling the heating power, are not shown in the illustrations in FIGS shown further.
  • FIG. 2 shows a section along the line II-II of Figure 1.
  • the sealing wall 25 of the heat exchanger 2 has a groove-shaped receptacle 28 for the central partition wall 13 of the housing of the ventilation device.
  • the sealing wall 25 is fastened to a heat exchanger tube 23 by means of a holder 27, the holder 27 encompassing two clamp arms which engage behind on the side of the heat exchanger tube 23 facing away from the sealing wall 25.
  • the fins 24 are cut out between the heat exchanger tube 23 provided for fastening the sealing wall 25 and the two adjacent heat exchanger tubes.
  • the feed-through openings 29 form recesses for the holder 27 of the sealing wall 25 there.
  • the sealing wall 25 lies with one edge directly on the heat exchanger tube 23 and thus forms a sealed separation of the air heated by the heat exchanger into two separate warm air zones.
  • the sealing wall 25, which is brought up to the heat exchanger tube 23, is in contact with the water tanks of the heat exchanger 2 in the area of the joining surfaces of the heat exchanger tubes in the water tanks 21 and 22 and is supported in this way on the water tanks 21 and 22 of the heat exchanger.
  • the forces that occur during insertion along the sealing wall for example due to friction of the center partition 13 in the groove-shaped receptacle 28, are essentially passed on to the base body of the heat exchanger 2 in a dimensionally stable manner through these contact points of the sealing wall 25 on the water tanks 21 and 22.
  • FIG. 3 shows the section III-III from FIG. 1.
  • the sealing wall 25 inserted with the heat exchanger 2 into the housing 11 of the ventilation device closes the recess arranged in the upper wall of the housing 11, which is provided for inserting the sealing wall 25.
  • a holder 26 is provided analogously to the lower holder 27 shown in FIG. 2 for fastening the sealing wall 25 to the heat exchanger 2.
  • the upper water tank 21 of the heat exchanger 2 is sealingly inserted into the insertion opening of the housing 11 of the ventilation device.
  • the heat exchanger tubes 23 of the heat exchanger 2 together with the corrugated fins 24 arranged between them form the heat exchanger grid of the Heat exchanger 2.
  • passage openings 30 are provided in the heat exchanger grid, which are formed by a corresponding recess in the fins 24.
  • the lamella 24 can be recessed by appropriate shaping before the soldering or joining process in the heat exchanger grid or after the heat exchanger has been soldered by removing or simply pushing the corresponding lamella areas away.

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Abstract

Heiz- und Belüftungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs mit einem Gehäuse (11), einem in Gehäuse eingeschobenen Heizungswärmetauscher (2) und zwei stromab des Wärmetauschers durch mindestens eine Trennwand (13) des Gehäuses luftseitig voneinander getrennten, insbesondere unterschiedlich temperierbaren Belüftungszonen, wobei der Heizungswärmetauscher zwei Wasserbehälter (22), die Wasserbehälter heizwasserseitig verbindende Rohre (23) und ein durch die Rohre und durch Lamellen (24) gebildetes Wärmetauschergitter aufweist. Um eine verbesserte thermische Entkopplung der Belüftungszonen zu erreichen weist der Wärmetauscher eine von der Abströmfläche des Wärmetauschergitters abragende Dichtwand (25) auf, die sich in Abströmrichtung im wesentlichen von der Abströmfläche des Wärmetauschergitters bis zur Trennwand (13) erstreckt.

Description

HEIZ- UND BΞ UFTUNGSEINRICHTUNG EINES KRAFTFAHRZEUGS
Die Erfindung betrifft eine Belüftungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Belüftungseinrichtung ist in der DE 197 31 908 AI offenbart . Die Belüftungseinrichtung weist mehrere unabhängig voneinander temperierbare Belüftungszonen auf . Die Mischräume der Belüftungszonen sind durch eine Trennwand voneinander getrennt. Dabei reicht die Trennwand bis zu einem elektrischen Zuheizer welcher im gezeigten Ausführungsbeispiel zwischen Wärmetauscher und Trennwand angeordnet ist. Der in Richtung der Trennwand flächenbündig abschließende elektrische Wärmetauscher ermöglicht das bündige Anliegen der Trennwandkante am Wärmetauschergitter des elektrischen Zuheizers. Der Heizwasserwärmetauscher jedoch weist ein Wärmetauschergitter mit einer in Durchströmungsrichtung gesehen geringeren Tiefe als der Bautiefe der beiden Heizwassertanks des Wärmetauschers auf. Dadurch ist der elektrische Zuheizer vom W rmetauschergitter des Heizwasserwärmetauscher beanstandet einbaubar, wodurch sich ein montagebedingter Luftspalt zwischen Wärmetauschergitter des Heizwasserwärmetauschers und den stromabfolgenden und die Luft getrennt den beiden Mischräumen der Belüftungszonen zuführenden Bauteilen ergibt . Das hat zur Folge, dass, beispielsweise bei Schließen der Warmluftklappen einer Zone und dadurch bedingtem Überströmen der Warmluft aus der dortigen Heizwasserwärmetauscherzone über den Luftspalt hin zu den Warmluftklappen der anderen Zone eine gegenseitige thermische Beeinflussung und Koppelung der beiden Belüftungszonen gegeben ist.
Aufgabe der Erfindung ist es eine derartige, insbesondere mit einem quer zur Erstreckung der Wassertanks eingeschobenen Wärmetauscher ausgerüstete Belüf ungseinrichtung zu schaffen, die eine verbesserte thermische Entkopplung der Belüftungszonen aufweist.
Die Aufgabe wird durch eine Belüftungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst . Die Trennwand kann am Wärmetauscher auf verschiedene Arten ausgebildet sein. Sie kann beispielsweise am Wärmetauschergitter, an den Wasserbehältern oder an einem Wärmetauscherrohr angelötet sein.
Bei einer Ausführungsform der Belüftungsvorrichtung sind einander zugeordnete Kanten von Dichtwand und Trennwand, wie beispielsweise aneinanderstoßende oder einander gegenüberliegende Kanten, entlang einer Einschieberichtung des Wärmet uschers im Gehäuse der Belüftungsvorrichtung angeordnet. Dadurch ist gewährleistet, dass die dazugehörigen flächigen Konturen von Dichtwand und Trennwand während des Einschiebens des Wärmetauschers aneinander anliegen oder führend ineinander greifen und damit im eingeschobenen Zustand lagesicher dichten.
Bei einer besonderen Ausgestaltung der Belüftungsvorrichtung bilden Dichtwand und Trennwand eine Nutfederverbindung aus, wodurch ein dichtender Überdeckungsbereich im Bereich der Trennkante zwischen Dichtwand und Trennwand gegeben ist. Einerseits ist dadurch eine verbesserte Dichtwirkung und somit bessere thermische Entkopplung gegeben, andererseits kann eine entlang der Einschieberichtung des Wärmetauschers ausgerichtete Nutfederverbindung beim Einschieben besonders gut führend ineinander greifen und somit einfach und sicher in dichtenden Eingriff gebracht werden.
Bei einer Ausführungsform der Belüftungsvorrichtung ist die Dichtwand als Montageteil gestaltet und am Wärmetauscher anbringbar. Dadurch können standardisierte Wärmetäuscherblδcke mittels der Montage konstruktiv unterschiedlich ausgeführter Dichtwände auf verschiedene Klimakästen angepasst werden.
Eine Ausgestaltung der Belüftungsvorrichtung weist im Wärmetauschergitter insbesondere durch fehlende oder teilausgeführte Lamellen Freisparungen auf, die zur Aufnahme von Dichtwandhaltern vorgesehen sind. Die Dichtwandhalter greifen dabei zur Abstützung an der abgewandten Seite der Wärmetauscherrohre durch die Freisparungen und umfassen so die Wärmetauscherrohre.
Weitere sinnvolle Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Belüftungsvorrichtung ergeben sich aus der Zeichnung und ihrer Beschreibung.
In der Zeichnung sind Schnittdarstellungen eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Belüftungseinrichtung gezeigt. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine bereichsweise Schnittdarstellung einer Belüftungseinrichtung mit Blickrichtung quer zu den Wärmetauscherrohren und quer zur Durchströmung des Wärmetauschers , Fig. 2 den Schnitt II-II aus Figur 1 und
Fig. 3 den Schnitt III-III aus Figur 1.
In Figur 1 ist ein Schnitt durch eine Belüftungseinrichtung 1 mit einer Blickrichtung entlang der länglichen Erstreckung eines oberen Wasserbehälters 21 und eines unteren Wasserbehälters 22 eines Heizwasserwärmetauschers 2 der Belüftungseinrichtung und somit rechtwinkelig auf Trenn- und Dichtwand. Quer zu den Wasserbehältern 21 und 22 erstrecken sich die Wärmetauscherrohre 23, welche diese wasserseitig verbinden. Zwischen jeweils zwei Wärmetauscherrohren 23 sind quer Schnittebene der Darstellung wellenförmig gebogene Lamellen 24 angeordnet.
Entlang den durch die Lamellen 24 und die Wärmetauscherrohre 23 gebildeten Strδmungskanälen des Wärmetauschergitters erfolgt in luftseitiger Durchströmungsrichtung A die Durchströmung des Wärmetauschers 2 mit zu beheizender Luft. Der der Darstellung zu Grunde liegende Schnitt ist im Zwischenraum zweier Wärmetauscherrohre angeordnet, wobei an dem in Blickrichtung liegenden Wärmetauscherrohr eine Dichtwand 25 des Wärmetauschers 2 mittels Haltern 26 im Bereich des oberen Wasserbehälters 21 und Haltern 27 im Bereich des unteren Wasserbehälters 22 befestigt ist.
Das Gehäuse 11 der Belüftungseinrichtung 1 weist an seiner in Einbaulage oberen Seite eine Öffnung auf, durch die der Wärmetauscher 2 in Einschieberichtung X in das Gehäuse eingeschoben ist. Dabei ist für die Dichtwand 25 des Wärmetauschers 2 in der Oberseite des Gehäuses 11 eine förmlich entsprechende Aussparung vorgesehen, durch welche die Dichtwand 25 in Einschieberichtung X zusammen mit dem Wärmetauscher 2 einschiebbar ist. Die für die Dichtwand 25 vorgesehene Aussparung der Oberseite des Gehäuses 11 der Belüftungseinrichtung 1 bildet eine buchtförmige Erweiterung der Einschiebeöffnung des Wärmetauschers 2. Die Aussparung wird von der mit dem Wärmetauscher 2 eingeschobenen Dichtwand 25 dichtend verschlossen. Der vom dortigen Wasserbehälter 21 durchdrungene Bereich der Einschiebeöffnung im Gehäuse 11 wird durch diesen dichtend verschlossen. Hierfür können zusätzliche Dichtelemente, wie beispielsweise Schaumdichtungen vorgesehen sein.
Auf der in Einschieberichtung X der Einschiebeöffnung des Wärmetauschers 2 gegenüberliegenden Wand des Gehäuses 11 sind Aufnahmekonturen für den dortigen Wasserbehälter 22 des Wärmetauschers 2 vorgesehen, welche ihn in Einbaulage abstützten. Die Einschieberichtung des Wärmetauschers X kann wie in vorliegendem Ausführungsbeispiel quer zur länglichen Erstreckung der Wassertanks 21 und 22 also entlang der länglichen Erstreckung der Wärmetauscherrohre 23 erfolgen oder auch entlang der länglichen Erstreckung der Wasserbehälter 21 und 22 und damit quer zur länglichen Erstreckung der Wärmetauscherrohre 23.
Grundsätzlich kann die Dichtwand 25 des Wärmetauschers 2 entlang oder quer zur Einschieberichtung X des Wärmetauschers ausgerichtete sein. Bei einer Ausrichtung der Dichtwand quer zur Einschieberichtung wird diese an die Trennwand herangeschoben und kommt in eingeschobener Lage des Wärmetauschers in dichtende Position zur Trennwand.
Somit kann die Dichtwand 25 abhängig von gegenseitiger Ausrichtung von länglicher Erstreckung der Wasserbehälter und Einschieberichtung zueinander und der länglichen Erstreckung der Dichtwand und der Einschieberichtung zueinander entlang oder quer zur länglichen Erstreckung der Wasserbehälter 21 und 22 am Wärmetauschergitter angeordnet sein.
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel greift die eingeschobene Trennwand 25 mit einer in der Darstellung der Fig. 1 nicht weiter erkenntlichen Nutausformung um eine Mitteltrennwand 13 des Gehäuses der Belüftungseinrichtung 1. Während auf einer Zuströmseite 12 des Wärmetauschers 2 in der Belüftungseinrichtung 1 eine über die in Blickrichtung vollständige Erstreckung des Wärmetauschers freie Zuströmung erfolgt, bildet die Trennwand 13 des Gehäuses 11 eine Trennung zweier in Blickrichtung hintereinanderliegender Mischräume zweier getrennt temperierbarer Belüftungszonen der Belüftungseinrichtung 1. Einrichtungen zur Temperierung der jeweiligen Zone wie beispielsweise die Heizleistung steuernde Warmluftklappen sind in den Darstellungen der Figuren 1 bis 3 nicht weiter gezeigt.
Figur 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie II-II aus Figur 1. Im Schnitt sind die Wärmetauscherrohre 23 die Lamellen 24 und der in Einbaulage untere Wasserbehälter 22 des Wärmetauschers 2 gezeigt. Die Dichtwand 25 des Wärmetauschers 2 weist eine nutförmige Aufnahme 28 für die Mitteltrennwand 13 des Gehäuses der Belüftungseinrichtung auf . Die Dichtwand 25 ist mit einem Halter 27 an einem Wärmetauscherrohr 23 befestigt, wobei der Halter 27 mit zwei auf der der Dichtwand 25 abgewandten Seite des Wärmetauscherrohrs 23 hintergreifenden Klammerarmen umfängt. Zur Durchführung der Klammerarme des Halters 27 durch das Wärmetauschergitter sind zwischen dem zur Befestigung der Dichtwand 25 vorgesehnen Wärmetausσherrohr 23 und den beiden dazu benachbarten Wärmetaucherrohren die Lamellen 24 ausgespart. Die in der Darstellung der Fig.2 gezeigten, in Einbaulage unteren Aussparungen bilden die Durchführöffnungen 29 für den dortigen Halter 27 der Dichtwand 25.
Die Dichtwand 25 liegt mit einer Kante unmittelbar am Wärmetauscherrohr 23 an und bildet somit eine gedichtete Trennung der vom Wärmetauscher erhitzten Luft in zwei separate Warmluftzonen. Die bis ans Wärmetauscherrohr 23 herangeführte Dichtwand 25 steht im Bereich der Fügeflächen der Wärmetauscherrohre in den Wasserbehältern 21 und 22 an- den Wasserbehältern des Wärmetauschers 2 an und stützt sich auf diese Weise an den Wasserbehältern 21 und 22 des Wärmetauschers ab. Die beim Einschieben auftretenden Kräfte entlang der Dichtwand, beispielsweise durch Reibung der Mitteltrennwand 13 in der nutförmigen Aufnahme 28, werden im Wesentlichen durch diese Anlagestellen der Dichtwand 25 an den Wasserbehältern 21 und 22 formsteif an den Grundkörper des Wärmetauschers 2 weitergeleitet.
Figur 3 zeigt den Schnitt III-III aus Figur 1. Die mit dem Wärmetauscher 2 in das Gehäuse 11 der Belüftungseinrichtung eingeschobene Dichtwand 25 verschließt die in der oberen Wand des Gehäuses 11 angeordnete Aussparung, die zum Einschieben der Dichtwand 25 vorgesehen ist. Im dargestellten in Einbaulage oberen Bereich des Wärmetauschers ist analog zum in Figur 2 dargestellten unteren Halter 27 ein Halter 26 zur Befestigung der Dichtwand 25 am Wärmetauscher 2 vorgesehen. Im dargestellten eingeschobenen Zustand ist der obere Wasserbehälter 21 des Wärmetauschers 2 dichtend in die Einschiebeöffnung des Gehäuses 11 der Belüftungseinrichtung eingebracht. Die Wärmetauscherrohre 23 des Wärmetauschers 2 bilden zusammen mit den gewellten, zwischen ihnen angeordneten Lamellen 24 das Wärmetauschergitter des Wärmetauschers 2. Zum Durchführen des Halters 26 durch das Wärmetauschergitter sind Durchtrittsöffnungen 30 im Wärmetauschergitter vorgesehen, die durch entsprechende Aussparung der Lamellen 24 gebildet sind. Die Aussparung der Lamellen 24 kann durch entsprechende Umformung vor dem Lötoder Fügeprozess im Wärmetauschergitter erfolgen oder nach verlöten des Wärmetauschers durch Abtragen oder einfaches Wegdrücken der entsprechenden Lamellenbereiche.

Claims

Patentansprüche
1. Belüftungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs mit einem Gehäuse, einem im Gehäuse eingeschobenen Heizungswärmetauscher und zwei stromab des Wärmetauschers durch mindestens eine Trennwand des Gehäuses luftseitig voneinander getrennten, insbesondere unterschiedlich temperierbaren Belüftungszonen, wobei der Heizungswärmetauscher zwei Wasserbehälter, die Wasserbehälter heizwasserseitig verbindende Rohre und ein durch die Rohre und durch Lamellen gebildetes Wärmetauschergitter aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher eine von der Abströmfläche des Wärmetauschergitters abragende Dichtwand aufweist, die sich in Abströmrichtung im Wesentlichen von der Abströmfläche des W rmetauschergitters bis zur Trennwand erstreckt .
2. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass Dichtwand und Trennwand entlang einer Einschieberichtung (X) des Wärmetauschers (2) ins Gehäuse (1) angeordnet sind.
3. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Dichtwand (25) und Trennwand (13) einen gemeinsamen, durch eine Nut-Feder-Verbindung gebildeten, dichtenden Überdeckungsbereich aufweisen.
4. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtwand (25) als am Wärmetauscher (2) zu befestigendes Montageteil gestaltet ist .
5. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Wärmetauschergitter Freisparungen (29, 30) zur Aufnahme von Dichtwandhaltern (26, 27) vorgesehen sind.
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