DE29509565U1 - Heat exchangers for motor vehicles - Google Patents
Heat exchangers for motor vehiclesInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Wärmetauscher für Kraftfahrzeuge, insbesondere Kühlmittelkühler oder Kondensator einer Klimaanlage der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.The invention relates to heat exchangers for motor vehicles, in particular coolant coolers or condensers of an air conditioning system of the type specified in the preamble of claim 1.
In der DE 42 32 018 C2 ist ein Sammelrohr eines Wärmetauschers beschrieben, das aus zwei Bauteilen, die sich zum Umfang des Sammlers ergänzen, besteht. Eines dieser Bauteile besitzt über seine Länge eine durchgehende Aussparung, in die überstehende Ränder des anderen Bauteiles greifen und somit die Bauteile verbunden sind. In die Aussparung wird der Fuß eines Halteelementes eingesetzt, der ebenfalls durch die überstehenden und in die Aussparung gebogenen Ränder des anderen Bauteils gehalten wird.DE 42 32 018 C2 describes a collector pipe of a heat exchanger that consists of two components that complement each other to form the collector. One of these components has a continuous recess along its length into which the protruding edges of the other component engage, thus connecting the components. The base of a holding element is inserted into the recess, which is also held by the protruding edges of the other component that are bent into the recess.
Es ist außerdem aus der EP 0 617 251 A2 ein Halteelement zur Befestigung an einem zylindrischen Sammler eines Kondensators bekannt, wobei das Halteelement aus zwei ineinanderverhakbaren Blechteilen besteht. Diese Blechteile umgreifen den Sammler und werden aufgrund ihrer Formgebung so gespannt, daß ihre Lage auf dem Sammler bis zur endgültigen Verlötung beibehalten wird.Furthermore, EP 0 617 251 A2 discloses a holding element for fastening to a cylindrical collector of a capacitor, whereby the holding element consists of two interlocking sheet metal parts. These sheet metal parts enclose the collector and are tensioned due to their shape in such a way that their position on the collector is maintained until the final soldering.
Die bekannten Anordnungen benötigen eine komplizierte Ge staltung der Halteelemente bzw. eine entsprechende Ausge staltung der Oberfläche des Sammlers. Ferner ist es er-The known arrangements require a complicated design of the holding elements or a corresponding design of the surface of the collector. Furthermore, it is
forderlich, daß das Halteelement mehrteilig ausgebildet oder durch Umlegen von Haltebügeln fixiert wird. Zudem ist bei den bekannten Halteelementen ein erheblicher Materialaufwand für den Fuß des Halters bzw. zur Umklammerung des Sammelrohres notwendig.It is necessary for the holding element to be made of several parts or to be fixed by folding over holding brackets. In addition, the known holding elements require a considerable amount of material for the base of the holder or for clamping the collecting pipe.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Gattung zu schaffen, bei dem die Kosten für die Ausgestaltung und Befestigung der Halteelemente am Sammelrohr reduziert sind.The invention is therefore based on the object of creating a heat exchanger of the type mentioned in the preamble of claim 1, in which the costs for the design and fastening of the holding elements on the manifold are reduced.
Diese Aufgabe wird durch einen Wärmetauscher mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a heat exchanger having the features of claim 1.
Die wesentlichen Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, daß das Sammelrohr ohne Veränderung der Außenkontur und ohne zusätzlichen Materialeinsatz zur Aufnahme des Halteelementes in der Wandung des Sammelrohres ausgebildet ist. Ss hat sich gezeigt, daß die Kombination von Formschluß und Stoffschluß zu einer mechanisch hoch belastbaren Verbindung führt.The main advantages of the invention are that the collecting pipe is designed without changing the outer contour and without using additional material to accommodate the holding element in the wall of the collecting pipe. It has been shown that the combination of positive locking and material locking leads to a mechanically highly resilient connection.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes besteht das Sammelrohr aus einem mindestens einseitig lotplattierten Material. Auf diese Weise ist kein zusätzlicher Lotauftrag an dem Halter bzw. der Verbindungsfläche vorzusehen, da das Lotangebot aufgrund der Materialbeschaffenheit ohnehin zur Verfügung steht. Hierfür kommt insbesondere ein Lot mit nicht korrosivem Flußmittel, wie es für das Nocoloklötverfahren vorgesehen ist, in Betracht.According to a preferred development of the subject matter of the invention, the collecting pipe consists of a material that is solder-plated on at least one side. In this way, no additional solder application is required on the holder or the connecting surface, since the solder supply is available anyway due to the nature of the material. A solder with non-corrosive flux, as provided for in the Nocolok soldering process, is particularly suitable for this purpose.
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Die Erfindung kann scrwohl mit einteiligen Sammelrohren als auch mit zweiteiligen Sammelrohren realisiert werden. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung besteht das Sammelrohr aus einem die Wärmetauscherrohre aufnehmenden Bodenteil und einem Deckelteii, an dem die Halteelemente befestigt sind. Bei einer solchen Ausführung kann die Fixierung des Halteelementes zusätzlich von der Innenseite des Deckelteils erfolgen, bevor Deckelteil und Bodenteil zusammengefügt werden.The invention can be implemented with one-piece header pipes as well as with two-piece header pipes. According to a preferred embodiment, the header pipe consists of a base part that accommodates the heat exchanger pipes and a cover part to which the holding elements are attached. In such an embodiment, the holding element can also be fixed from the inside of the cover part before the cover part and base part are joined together.
Die Öffnungen zur Aufnahme der Halteelemente sind zweckmäßigerweise so angeordnet, daß sie den Öffnungen für die Aufnahme der Wärmetauscherrohre diametral gegenüberliegen. Bei einer solchen Lösung ergibt sich kein seitlicher Überstand der Halteelemente über die Sammelrohre in Blocktiefe des Wärmetauschers gesehen. Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Öffnung besteht darin, daß diese als in Längsrichtung des Sammelrohres verlaufender Schlitz ausgebildet ist. In diesem Fall ist der Vorsprung ein an dem Halteelement angeformter Keil, dessen Länge und Dicke der Größe des Schlitzes entspricht. Zur Verstärkung der Fixierung bis zum Verlöten des Halters an dem Sammelrohr können die seitlichen Enden des Keils gegen die Innenwandung des Sammelrohres verstemmt sein. Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Halteelementes besteht darin, daß dieses als ebenes Halteblech ausgeführt ist, das vorzugsweise die gleiche Dicke aufweist wie der Keil. Auf diese Weise ist das Halteelement als einfaches Stanzteil ohne jede weitere Bearbeitung herstellbar.The openings for receiving the holding elements are expediently arranged so that they are diametrically opposite the openings for receiving the heat exchanger tubes. With such a solution, the holding elements do not protrude laterally beyond the header tubes in the depth of the heat exchanger block. A practical design of the opening is that it is designed as a slot running in the longitudinal direction of the header tube. In this case, the projection is a wedge formed on the holding element, the length and thickness of which corresponds to the size of the slot. To reinforce the fixation until the holder is soldered to the header tube, the lateral ends of the wedge can be caulked against the inner wall of the header tube. An advantageous design of the holding element is that it is designed as a flat holding plate, which preferably has the same thickness as the wedge. In this way, the holding element can be manufactured as a simple stamped part without any further processing.
Zur Erhöhung der Steifigkeit des Halteelementes kann dieses als U-förmiges Halteteil ausgebildet sein, das einen Boden und seitliche Wandteile umfaßt, wobei die seitlichen Wandteile vorstehende Enden aufweisen, die in öff-To increase the rigidity of the holding element, it can be designed as a U-shaped holding part that comprises a base and side wall parts, the side wall parts having protruding ends that can be inserted into the open
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nungen des Sammelrohres greifen. Durch die beiden im Abstand angeordneten vorstehenden Enden und deren Eingreifen in das Sammelrohr wird eine verwindungssteife Anordnung erreicht. Das Halteteil selbst ist aufgrund seiner U-Form biegesteif. Ebenso wie die seitlichen Wandteile besitzen auch die öffnungen im Sammelrohr einen rechtekkigen Querschnitt, wobei die Längsrichtung der öffnungen quer zur Längsrichtung des Sammelrohres verläuft. Zweckmäßigerweise liegt eine endseitige Kante des Bodens des Halteteiles an der Außenfläche des Sammelrohres an und ist mit dieser verlötet. Auf diese Weise wird die Verbindungsfläche zwischen Sammelrohr und Halteteil vergrößert, was zu einer wesentlich höheren mechanischen Festigkeit führt.openings of the collecting pipe. The two spaced-apart protruding ends and their engagement in the collecting pipe result in a torsion-resistant arrangement. The holding part itself is rigid due to its U-shape. Just like the side wall parts, the openings in the collecting pipe also have a rectangular cross-section, with the longitudinal direction of the openings running transversely to the longitudinal direction of the collecting pipe. One end edge of the base of the holding part is conveniently located on the outer surface of the collecting pipe and is soldered to it. In this way, the connection area between the collecting pipe and the holding part is increased, which leads to significantly higher mechanical strength.
In dem Halteblech oder dem Halteteil ist zweckmäßigerweise eine öffnung in Form einer Bohrung oder eines Stanzloches vorgesehen. Eine solche öffnung dient zur Aufnahme eines Befestigungsmittels, bspw. zur Durchführung einer Schraube, eines Bolzens oder dergleichen.An opening in the form of a bore or a punched hole is expediently provided in the retaining plate or the retaining part. Such an opening serves to accommodate a fastening means, for example to pass through a screw, a bolt or the like.
Eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung besteht darin, daß die öffnung im Sammelrohr einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und der Vorsprung als Zapfen ausgebildet ist. Bei einer solchen Anordnung ist keine Ausrichtung des Halteelementes erforderlich. Zweckmäßigerweise ist das Halteelement als Bolzen ausgebildet, an dessen stirnseitigem Ende der Zapfen angeformt ist. Damit der Bolzen an dem Sammelrohr fixiert ist, muß der . Zapfen mit ausreichendem Reibschluß in der öffnung der Sammeirohres haften. Eine weitere Möglichkeit der Fixierung des Bolzens an dem Sammelrohr besteht darin, daß der Zapfen mit einem Gewinde versehen ist, so daß sich die Gewindegänge etwas in das Material des Sammelrohres ein-A further possible embodiment of the invention is that the opening in the collecting pipe has a circular cross-section and the projection is designed as a pin. With such an arrangement, no alignment of the holding element is required. The holding element is expediently designed as a bolt, on the front end of which the pin is formed. In order for the bolt to be fixed to the collecting pipe, the pin must adhere with sufficient friction in the opening of the collecting pipe. A further possibility of fixing the bolt to the collecting pipe is that the pin is provided with a thread so that the threads are slightly recessed into the material of the collecting pipe.
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graben. Die öffnung des Sammelrohres selbst muß zu diesem Zweck nicht mit einem Gewinde versehen sein. Damit der Bolzen mit einem Gewindezapfen in die öffnung des Sammelrohres schraubbar ist, sind zweckmäßigerweise an dem Bolzen Mittel zum Ansetzen eines Werkzeugs vorgesehen, die bspw. die Form eines Sechskant oder eines Schlitzes besitzen können. Um das Einführen des Zapfens in die öffnung zu erleichtern, ist der Zapfen an seinem vorderen Ende mit einer Einführschräge versehen.dig. The opening of the collecting pipe itself does not have to be provided with a thread for this purpose. In order for the bolt with a threaded pin to be able to be screwed into the opening of the collecting pipe, means for attaching a tool are expediently provided on the bolt, which can, for example, have the shape of a hexagon or a slot. To make it easier to insert the pin into the opening, the pin is provided with an insertion bevel at its front end.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing. In the drawing shows:
Fig. 1 einen Ausschnitt eines Wärmetauschers im Bereich eines Sammelrohres mit einem Halter,Fig. 1 a section of a heat exchanger in the area of a manifold with a holder,
Fig. 2 einen Ausschnitt einer Draufsicht auf ein Deckelteil vor dem Einsetzen des Halters,Fig. 2 a detail of a top view of a cover part before inserting the holder,
Fig. 3 eine Ausführungsvariante zu Fig. 1,Fig. 3 shows a variant of Fig. 1,
Fig. 4 einen Ausschnitt des Deckelteils mit öffnungen,Fig. 4 a section of the cover part with openings,
Fig. 5 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles V in Fig. 3,Fig. 5 is a view in the direction of arrow V in Fig. 3,
Fig. 6 einen radialen Schnitt durch ein Sammelrohr mit einem Halteelement,Fig. 6 a radial section through a collecting pipe with a holding element,
Fig. 7 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles VII in Fig. 6,Fig. 7 is a view in the direction of arrow VII in Fig. 6,
Fig. 8 eine Ausführungsvariante zu Fig. 6,Fig. 8 shows a variant of Fig. 6,
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Fig. 9 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles IX in Fig. 8,Fig. 9 is a view in the direction of arrow IX in Fig. 8,
Fig. 10 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit X in Fig. 8.Fig. 10 is an enlarged view of detail X in Fig. 8.
In Fig. 1 ist ein Ausschnitt eines Wärmetauschers 1 gezeigt, dessen Sammelrohr 2 aus einem Bodenteil 3 und einem Deckelteil 4 besteht. In dem Bodenteil 3 sind als Schlitze &dgr; ausgestaltete öffnungen vorgesehen, die zur Aufnahme der Enden von Wärmetauscherrohren 5 dienen. In. dem Deckelteil 4 ist eine öffnung vorgesehen, in die ein Vorsprung 9 eines als Halteblech 7 ausgestalteten Halteelementes greift. Der Vorsprung 9 besitzt dabei eine größere Höhe als die Wanddicke des Deckelteils 4. In dem Halteblech 7 ist eine öffnung 8 in Form einer Bohrung oder eines Stanzloches vorgesehen, die zur Aufnahme von Befestigungsmitteln für den Wärmetauscher 1 dient. Die öffnung zur Aufnahme des Vorsprungs 9 und die Schlitze 6 zur Aufnahme der Wärmetauscherrohre 5 sind an dem Sammelrohr 2 diametral gegenüberliegend angeordnet. Das Halteblech 7 ist vorzugsweise in der Blechstärke ausgeführt, die der Dicke des Vorsprungs 9 entspricht.Fig. 1 shows a section of a heat exchanger 1, the manifold 2 of which consists of a base part 3 and a cover part 4. Openings designed as slots δ are provided in the base part 3, which serve to receive the ends of heat exchanger tubes 5. An opening is provided in the cover part 4, into which a projection 9 of a holding element designed as a holding plate 7 engages. The projection 9 has a greater height than the wall thickness of the cover part 4. An opening 8 in the form of a bore or a punched hole is provided in the holding plate 7, which serves to receive fastening means for the heat exchanger 1. The opening for receiving the projection 9 and the slots 6 for receiving the heat exchanger tubes 5 are arranged diametrically opposite one another on the manifold 2. The retaining plate 7 is preferably made of a sheet thickness that corresponds to the thickness of the projection 9.
Die Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf einen Ausschnitt des Deckelteils 4 vor dem Einsetzen des Haltebleches. Aus dieser Darstellung wird die als Schlitz 11 ausgebildete öffnung im Deckelteil 4 deutlich, wobei sich der Schlitz 11 in Längsrichtung des Sammelrohres bzw. des Deckelteils 4 erstreckt.Fig. 2 shows a top view of a section of the cover part 4 before the retaining plate is inserted. From this illustration, the opening in the cover part 4, which is designed as a slot 11, becomes clear, with the slot 11 extending in the longitudinal direction of the collecting pipe or the cover part 4.
In der Fig. 3 ist ein Ausschnitt eines Wärmetauschers 1 dargestellt, dessen Sammelrohr 2 das Bodenteil 3 mit den darin angeordneten Schlitzen 6 umfaßt. In diesen Schlit-In Fig. 3, a section of a heat exchanger 1 is shown, the collecting pipe 2 of which comprises the base part 3 with the slots 6 arranged therein. In these slots
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zen 6 befinden sich die Enden der Wärmetauscherrohre 5. Ferner umfaßt das Sammelrohr 2 ein Deckelteil 4', an dem ein Halteteil 12 befestigt ist. Dieses Halteteil 12 besteht aus einem als U-Profil gestalteten Blech mit einem Boden 14 und seitlichen Wandteilen 15. In dem Boden 14 ist eine Öffnung 13 zur Befestigung des Wärmetauschers an einem tragenden Teil, bspw. einem Rahmen eines Fahrzeugs, vorgesehen. Die seitlichen Wandteile 15 sind an ihrer Unterseite als vorstehende Enden 17 verlängert und in entsprechende Öffnungen im Deckelteil 4' gesteckt. Dabei werden die Enden 17 soweit in das Deckelteil 4' eingeführt, bis eine Unterkante 16 am Ende des Bodens 14 auf der Mantelfläche des Deckelteils 4! aufliegt.The ends of the heat exchanger tubes 5 are located in the housings 6. The manifold 2 also comprises a cover part 4' to which a holding part 12 is attached. This holding part 12 consists of a sheet metal designed as a U-profile with a base 14 and side wall parts 15. An opening 13 is provided in the base 14 for attaching the heat exchanger to a supporting part, for example a frame of a vehicle. The side wall parts 15 are extended on their underside as protruding ends 17 and inserted into corresponding openings in the cover part 4'. The ends 17 are inserted into the cover part 4' until a lower edge 16 at the end of the base 14 rests on the outer surface of the cover part 4 !.
Aus der Darstellung in Fig. 4 wird deutlich, daß in dem Deckelteil 41 zwei Öffnungen 18 in einem bestimmten Abstand zueinander vorgesehen sind. Die Öffnungen 18 haben einen rechteckigen Querschnitt, wobei deren Längserstreckung orthogonal zur Längsachse des Deckelteiles 4' verläuft.From the illustration in Fig. 4 it is clear that two openings 18 are provided in the cover part 4 1 at a certain distance from one another. The openings 18 have a rectangular cross-section, with their longitudinal extension running orthogonal to the longitudinal axis of the cover part 4'.
Die Fig. 5 zeigt eine Draufsicht in Richtung des Pfeiles V in Fig. 3. Aus dieser Darstellung wird die Form des Halteteils 12 als U-Profil mit dem in der Mitte befindlichen Boden 14 und den seitlichen Wandteilen 15 deutlich.Fig. 5 shows a top view in the direction of arrow V in Fig. 3. From this illustration, the shape of the holding part 12 as a U-profile with the base 14 in the middle and the side wall parts 15 becomes clear.
Die Fig. 6 zeigt einen radialen Schnitt durch das Sammelrohr 2 mit den an dem Bodenteil 3 eingeführten Enden der Wärmetauscherrohre 5. Ein Deckelteil 4'', das bezüglich seiner Form den bereits zuvor beschriebenen Deckelteilen entspricht, besitzt eine runde Öffnung 26 zur Aufnahme eines Zapfens 21, der als Vorsprung eines als Bolzen 20 ausgeführten Halteelementes dient. Dieser Bolzen 20 kann bspw. zur Steckverbindung des Wärmetauschers an einemFig. 6 shows a radial section through the header pipe 2 with the ends of the heat exchanger pipes 5 inserted into the base part 3. A cover part 4'', which corresponds in shape to the cover parts already described, has a round opening 26 for receiving a pin 21, which serves as a projection of a holding element designed as a bolt 20. This bolt 20 can be used, for example, to plug the heat exchanger into a
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tragenden Bauteil dienen, wobei vorzugsweise der Bolzen 20 in schwingungsdämpfenden Elementen aufgenommen wird.load-bearing component, wherein the bolt 20 is preferably received in vibration-damping elements.
Die Fig. 7 zeigt eine Draufsicht in Richtung des Pfeiles VII der Fig. 6. Es ist daraus ersichtlich, daß der BolzenFig. 7 shows a plan view in the direction of arrow VII of Fig. 6. It can be seen that the bolt
20 einen kreisförmigen Querschnitt besitzt/ wobei mit gestrichelten Linien der reduzierte Durchmesser des Zapfens20 has a circular cross-section/ where dashed lines indicate the reduced diameter of the pin
21 angedeutet ist. Zur besseren Einführung des Zapfens 21 in die öffnung 26 kann der Zapfen an seinem vorderen Ende mit einer Einführschräge versehen sein.21 is indicated. To facilitate the insertion of the pin 21 into the opening 26, the pin can be provided with an insertion bevel at its front end.
Die Fig. 8 zeigt eine AusführungsVariante der Fig. 6, bei der ein Bolzen 22 an seinem unteren Ende einen Zapfen 23 mit einem vorzugsweise selbstschneidenden Außengewinde aufweist. Dieser Zapfen 23 ist in die öffnung des Deckelteils 4'' geschraubt, was mit Hilfe eines in einen Schlitz 24 am oberen Ende des Bolzens 22 eingeführten Schraubendrehers erfolgen kann.Fig. 8 shows a variant of Fig. 6, in which a bolt 22 has a pin 23 with a preferably self-tapping external thread at its lower end. This pin 23 is screwed into the opening of the cover part 4'', which can be done with the help of a screwdriver inserted into a slot 24 at the upper end of the bolt 22.
Die Fig. 9 zeigt eine Draufsicht in Richtung des Pfeiles IX in Fig. 8, wobei für gleiche Teile die Bezugszeichen übereinstimmen. Zur Verdeutlichung der Verbindung des Bolzens 22 mit dem Deckelteil 4'' dient Fig. 10, die eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit X aus Fig. 8 zeigt. Aus dieser Darstellung wird deutlich, daß lediglich der Zapfen 23 mit einem Gewinde 25 versehen ist, das in eine öffnung 26 des Deckelteils 4'' geschraubt ist. Die öffnung 26 ist glattwandig ausgeführt, so daß sich die Gewindegänge des Gewindes 25 ein wenig in das Material des Deckelteiles 4'' eingraben.Fig. 9 shows a top view in the direction of arrow IX in Fig. 8, whereby the reference numerals correspond for identical parts. Fig. 10 serves to illustrate the connection of the bolt 22 to the cover part 4'', which shows an enlarged view of the detail X from Fig. 8. From this view it is clear that only the pin 23 is provided with a thread 25 which is screwed into an opening 26 in the cover part 4''. The opening 26 is designed with smooth walls so that the threads of the thread 25 dig a little into the material of the cover part 4''.
Bei den beschriebenen Ausführungsbeispxelen ist als Material für das Sammelrohr 2 vorzugsweise lotplattiertes Aluminium vorgesehen, das ein nicht korrosives FlußmittelIn the described embodiments, the material for the manifold 2 is preferably solder-plated aluminum, which contains a non-corrosive flux
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enthält. Auf diese Weise ist ein Lot- und Flußmittelauftrag beim Zusammenfügen der Teile nicht erforderlich und es steht ein ausreichendes Lotangebot sowohl für das Löten der Wärmetauscherrohre 5 im Bodenteil 3 als auch für das Verlöten der Ränder von Bodenteil 3 und Deckelteil 4, 4', 4'1 sowie auch für die Lötverbindung der Halteelemente mit dem Deckelteil zur Verfügung.In this way, the application of solder and flux is not required when joining the parts and there is a sufficient supply of solder available both for soldering the heat exchanger tubes 5 in the base part 3 and for soldering the edges of the base part 3 and the cover part 4, 4', 4' 1 and also for soldering the holding elements to the cover part.
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Claims (16)
eines Werkzeugs vorgesehen sind.that on the bolt (22), in particular on its other end face, means (24) for attaching
of a tool.
Einführschräge bzw. einen Konus aufweist.that the pin (21) has at its front end a
has an insertion bevel or a cone.
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Legal Events
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