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Die Erfindung betrifft ein wasserführendes Haushaltsgerät, insbesondere eine Geschirrspülmaschine, das im Betrieb Flüssigkeit führende Nassbereiche aufweist, wobei zumindest ein Teil der Nassbereiche mit Baueinheiten, insbesondere Wandungen bildenden Baueinheiten in Kontakt steht, die teilweise aus Metallwerkstoff und teilweise aus Kunststoff gebildete und miteinander verbundene Abschnitte aufweisen.
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Ein derartiges wasserführendes Haushaltsgerät in Ausgestaltung einer Geschirrspülmaschine ist beispielsweise aus der Druckschrift
DE 10 2007 030 064 A1 bekannt. Die Geschirrspülmaschine weist dabei wenigstens einen Spülbehälter auf, der aus einem Trog und einem Basisteil gebildet ist. Zwischen dem Trog und dem Basisteil ist ein Verbindungsrahmen angeordnet, wobei der Trog punktuell beziehungsweise mit geringen Auflageflächen mittels Befestigungsmitteln, insbesondere Verschraubungen, Vernietungen oder Verklemmungen mit dem Basisteil verbunden ist.
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Dabei besteht die Problematik, an den Verbindungsstellen zwischen Abschnitten aus Metallwerkstoff und Abschnitten aus Kunststoff eine flüssigkeitsdichte und montagetechnisch einfache Verbindung zu schaffen. Eine solche Verbindung kann als Baueinheiten insbesondere auch Wandungen eines Spülbehälters betreffen, so dass sich lange und hinsichtlich der Dichtigkeit daher besonders kritische linienhafte Verbindungsbereiche ergeben können.
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Es ist bekannt, für mechanische Verbindungen von Metall und Kunststoff Hinterschneidungen (zum Beispiel Löcher, Prägungen oder ähnliches) vorzusehen. Diese Verbindung ist allerdings nicht dicht und kann somit in Bauteilen, die mit Wasser oder anderer Flüssigkeit beaufschlagt werden, nicht eingesetzt werden. Derartige Verbindungen können somit nur zur Kräfteübertragung eingesetzt werden.
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Es ist weiter bekannt, für dichte Verbindungen von Metall und Kunststoff – die sich nicht direkt miteinander verbinden – den Metallabschnitt zunächst anzurauhen und mit einem Primer zu versehen, um dann weitere Materialien besser anhaften lassen zu können.
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Insbesondere wenn ein Spülbehälter oder eine ähnlich große Baueinheit aus einem Abschnitt aus Metall (zum Beispiel einer Haube) und einem Abschnitt aus Kunststoff (zum Beispiel einem Bodenbereich) aufgebaut ist, wären dann jedoch lange und nicht plan geformte Abschnitte, insbesondere auch um Eckbereiche herum, derart vorzubehandeln, so dass die Kosten hierfür erheblich wären und eine lange Aushärtzeit eines Primers einzukalkulieren ist. Zudem ist die dort verwendete Flüssigkeit kein reines Wasser, sondern beispielsweise eine mit Reinigungsmitteln versetzte Spüllauge, so dass auch die chemischen Anforderungen an die Mediendichtigkeit erheblich sind.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Verbindungslinie zwischen derartigen Materialien dicht und dabei dennoch schnell und preiswert ausbilden zu können.
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Die Erfindung löst dieses Problem durch eine Geschirrspülmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren nach Anspruch 8. Weitere Vorteile und Merkmale sowie Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 14 angegeben, deren Merkmale jeweils einzeln oder in Kombination untereinander verwirklicht sein können.
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Mit der Erfindung ist ein wasserführendes Haushaltsgerät, etwa eine Geschirrspülmaschine, geschaffen, das es ermöglicht, dass im Betrieb Flüssigkeit führende Nassbereiche zumindest teilweise aus Metallwerkstoff und teilweise aus Kunststoff gebildet sind, und das dadurch, dass an den Kontaktstellen zwischen aus Metallwerkstoff und aus Kunststoff gebildeten Abschnitten ein Lack als Haftvermittler angeordnet ist, weiter ermöglicht, dass weder ein vorheriges Anrauhen des Metallwerkstoffs noch eine Vorbehandlung mit einem Primer erforderlich ist. Der Lack kann in Doppelfunktion sowohl zum metallischen Abschnitt als auch zum Kunststoffabschnitt eine dichte, stoffschlüssige Verbindung eingehen und zu beiden Abschnitten hin flüssigkeitsdichtend wirken. Separate Dichtungslinien sind daher in den Verbindungsbereichen ebenfalls entbehrlich.
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Sofern der Lack ausschließlich an den Kontaktstellen aufgebracht ist und umgebende Bereiche des jeweiligen Abschnitts hiervon frei sind, ist auch das optische Erscheinungsbild nicht beeinträchtigt. Zudem kann der Lack sehr sparsam eingesetzt werden und nur den unmittelbaren Nahbereich der zu verbindenden Kanten betreffen.
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Verfahrenstechnisch ist es besonders günstig, den Lack auf einen aus Metallwerkstoff gebildeten Abschnitt aufzubringen. Anschließend kann der so aufgebrachte Lack in den Metallabschnitt eingebracht werden, etwa bei Temperaturen von 150°C bis 250°C, so dass die Gefahr eines Weichwerdens des dabei miterhitzten Metallabschnitts vermieden ist.
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Insbesondere ist daher der Lack ein Heißsiegellack, der ein solches Erhitzen ermöglicht. Die Einbrennzeit kann wenige Minuten betragen. Für eine hohe Stabilität des eingebrannten Lacks kann die Einbrenntemperatur oberhalb von 200°C liegen.
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Weiter ist es für die Abdichtung mit einem solchen Lack günstig, wenn der an der Kontaktstelle mit dem Metallabschnitt verbundene Kunststoffabschnitt polypropylenhaltig ist.
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Verfahrenstechnisch einfach und in Großserie mit gleichbleibender Qualität möglich, kann der mit dem eingebrannten Lack versehene Abschnitt aus Metallwerkstoff in einer Spritzgussmaschine. von Kunststoff umspritzt werden, so dass sich daraus auch die dichtende Verbindung zwischen dem Kunststoff und dem Lack ergibt.
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Im Fall einer Geschirrspülmaschine kann dessen fertiger Spülbehälter insbesondere dadurch hergestellt sein, dass eine Spülbehälterhaube, die im Querschnitt von vorne betrachtet im Wesentlichen in Form eines auf dem Kopf stehenden U's ausgebildet ist, aus einem metallischen Werkstoff, und/oder eine Rückwand aus einem metallischen Werkstoff mit einem Spülbehälterboden aus Kunststoff mittels der erfindungsgemäßen Verbindungstechnik verbunden ist oder sind. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn jeweils eine untere Randzone der linken und rechten metallischen Seitenwand der Spülbehälterhaube und/oder eine untere Randzone der metallischen Rückwand mit dem Kunststoffmaterial des Spülbehälterbodens in Kontakt kommt oder kommen, insbesondere in diesem Kunststoffmaterial sitzt beziehungsweise in diesem eingebettet ist oder sind. Zweckmäßigerweise ist dazu die jeweilige Wandung an ihrem unteren Randbereich außenseitig und/oder innenseitig, und/oder an ihrer Unterkante nach der erfindungsgemäßen Verbindungstechnik mit einer Lackschicht als Haftvermittler überzogen. Dieser Überzug dient der materialschlüssigen Anbindung des Kunststoffmaterials des Spülbehälterbodens an die jeweilige Wandung der metallischen Spülbehälterhaube und/oder der metallischen Rückwand des Spülbehälters. Insbesondere kann dabei die jeweilige Wandung des Spülbehälters mit ihrer unteren Randzone in eine Nut oder eine sonstige Aufnahme des Spülbehälterbodens eingeführt sein. Alternativ kann auch die Rückwand aus Kunststoff hergestellt sein und nur die beiden Seitenwände der Spülbehälterhaube sind dann aus Metall gefertigt. Selbstverständlich sind auch andere Konfigurationen von Metall-Bauteilen und Kunststoff-Bauteilen der Geschirrspülmaschine, insbesondere deren Spülbehälters, mittels der erfindungsgemäßen Verbindungstechnik zusammenfügbar, das heißt aneinander befestigbar. So können die metallischen Seitenwände der Spülbehälterhaube und/oder die metallische Rückwand des Spülbehälters insbesondere mit dem Kunststoffmaterial einer Bodenbaugruppe oder Basisträgerstruktur, die unterhalb des Spülbehälters angeordnet ist, mittels der erfindungsgemäßen Verbindungstechnik fest verbunden sein.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus in der Zeichnung dargestellten und nachfolgend beschriebenen vorteilhaften Ausführungsbeispielen des Gegenstandes der Erfindung.
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In der Zeichnung zeigt:
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1 ein beispielhaftes wasserführendes Haushaltsgerät, hier als Geschirrspülmaschine ausgebildet, in schematischer und teilweise aufgebrochener Seitenansicht, wobei ein Spülbehälter vorgesehen ist, der in seinem oberen Bereich einen eine Haube ausbildenden metallischen Abschnitt und in seinem unteren Bereich einen eine Bodenwanne ausbildenden Kunststoffabschnitt umfasst;
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2 eine herausgezeichnete Detaildarstellung eines Kantenbereichs des metallischen Abschnitts, auf dessen Verbindungsbereich Lack aufgebracht ist; und
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3 eine ähnliche Ansicht wie 2, wobei die Lackschicht mit Kunststoff umspritzt und somit eine feste und dichte Verbindung zwischen diesem Kunststoff und dem metallischen Abschnitt erreicht ist.
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Elemente mit der gleichen Funktion und Wirkungsweise sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die in 1 schematisch dargestellte Geschirrspülmaschine 1 ist ein wasserführendes Haushaltsgerät und hier exemplarisch als Haushaltsgeschirrspülmaschine ausgebildet. Es weist einen flüssigkeitsdichten Spülbehälter 2 zur Aufnahme von zu bearbeitendem, insbesondere zu reinigendem Spülgut wie Geschirr, Töpfen, Bestecken, Gläsern, Kochutensilien und Ähnliches auf.
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Der Spülbehälter 2 ist insbesondere an seiner Vorderseite von einer Tür 3 dicht verschließbar. Diese Tür 3 ist in 1 in geschlossener Stellung gezeigt und beispielsweise um eine untere Horizontalachse 3a nach vorne und unten aufschwenkbar. Auch eine andere, vom Schwenken abweichende Öffnungsbewegung ist möglich.
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Die Wandungen des Spülbehälters 2 können insgesamt mehrteilig ausgebildet sein. Eine beispielhafte Anordnung sieht vor, dass der Spülbehälter 2 eine Haube 4 aus einem metallischen Werkstoff und einen Boden beziehungsweise eine Bodenwandung 6 eines Abschnitts 5 aus Kunststoff aufweist. Beide Abschnitte 4, 5 sind an einer Verbindungsfuge V dicht miteinander zu einer Einheit verbunden. Der Abschnitt 5 kann insbesondere durch eine Bodenbaugruppe beziehungsweise Basisträgerstruktur aus Kunststoff bereitgestellt sein, auf dem der Spülbehälter 2 aufsitzt. Insbesondere kann dabei die Deckenwandung dieser Basisträgerstruktur den Boden 6 des Spülbehälters bilden. Der Abschnitt 5 kann alternativ durch eine separate Bodenwanne gebildet sein, die oben auf die Basisträgerstruktur aufgesetzt ist. Selbstverständlich sind auch andere Konstruktionen von Spülbehälter und/oder Basisträgerstruktur möglich. Die Basisträgerstruktur bildet insbesondere den Sockel der Geschirrspülmaschine und dient insbesondere der Unterbringung verschiedener Komponenten der Geschirrspülmaschine wie zum Beispiel von Umwälzpumpe, Abwasserpumpe, Heizeinrichtung, Steuerelektronik, usw.
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Der Spülbehälter 2 ist über einen Frischwassereinlass mit Frischwasser FW beaufschlagbar, das insbesondere in seinem Umlauf mit Reinigungs-, Trocknungs- und/oder Glanzmittel versehen wird und im Bereich des Bodens 6 in einen Sumpf 7 abfließen kann. Von dort aus gelangt es über eine Umwälzpumpe 8 erneut als Spülflotte S in den Umlauf und kann zum Beispiel über Sprüheinrichtungen 9, 10, hier rotierbare Sprüharme, wieder zur Beaufschlagung des Spülguts herangezogen werden beziehungsweise fließt am Ende über eine Pumpe 11 als Abwasser AW aus dem Gerät 1.
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Der Spülbehälter 2 bildet damit beispielhaft einen im Betrieb Flüssigkeit FW, S führenden Nassbereich aus. Dieser ist durch Baueinheiten umgrenzt, insbesondere dem Boden beziehungsweise der Bodenwandung 6, den beiden Seitenwandungen beziehungsweise Seitenwänden 18, der Rückwandung 12, der Deckenwandung 13 des Spülbehälters und der Innentür 14 der Tür 3. Diese Baueinheiten können verallgemeinert betrachtet teilweise aus Metallwerkstoff und teilweise aus Kunststoff gebildete und miteinander verbundene Abschnitte aufweisen. Hier bilden zum Beispiel die beiden, etwa vertikalen Seitenwandungen 18 sowie die oberseitig an diese angeformte, quer zu diesen verlaufende Deckenwandung 13 eine Haube aus metallischem Werkstoff, insbesondere Edelstahl, die im Querschnitt von vorne betrachtet im Wesentlichen die Form eines umgedrehten „U's” aufweist. An ihr ist eine etwa vertikale Rückwand 12 angebracht, insbesondere auch angeformt, die vorzugsweise ebenfalls aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere Edelstahl hergestellt ist. Die Bodenwandung 6 ist insgesamt als Kunststoffabschnitt 5 ausgebildet. Alternativ kann gegebenenfalls insbesondere ein unterer Teilabschnitt der Rückwand 12 oder diese insgesamt aus Kunststoff hergestellt sein. Ein unterer Kunststoff-Teilabschnitt einer solchen Rückwand kann gegebenenfalls mit der Bodenwandung 6 einen gemeinsamen Kunststoffabschnitt 5 bilden.
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In den 2 und 3 ist ungefähr aus Blickrichtung des Pfeils 15 ein Ausschnitt aus dem der Verbindungsfuge V nahe gelegenen Bereich des metallischen Abschnitts 4 in verschiedenen Phasen dargestellt. Eine äußere Randzone der Bodenwandung 6 aus Kunststoff sowie eines unteren Anbindungsabschnitt 4 der jeweiligen metallischen Wandung wie zum Beispiel Seitenwandung 18 und/oder Rückwandung 12 der metallischen Haube 4 können beispielsweise – wie hier im Ausführungsbeispiel der 2, 3 – etwa parallel zueinander, vorzugsweise etwa in derselben waagerechten Lageebene, angeordnet sein. Der Anbindungsabschnitt 4' ist dabei durch eine etwa 90° Abwinkelung der jeweiligen, etwa vertikal verlaufenden, metallischen Wandung wie zum Beispiel 18 an deren unterem Ende gebildet. Der etwa vertikal verlaufende Abschnitt der metallischen Wandung wie zum Beispiel 18 ist in den 2, 3 der zeichnerischen Übersichtlichkeit halber jeweils weggelassen worden.
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Alternativ kann. der untere Anbindungsabschnitt auch einfach ein etwa senkrecht verlaufender, unterer Randabschnitt der jeweiligen, etwa vertikal verlaufenden, metallischen Wandung wie zum Beispiel 18 sein, der zum Beispiel in eine etwa vertikal verlaufende Nut oder eine sonstige Aufnahme der Bodenwandung 6 aus Kunststoff eingesetzt ist. Selbstverständlich sind auch andere Formen beziehungsweise Geometrien der Wandungsteile aus Metallwerkstoff und des Wandungsteils, insbesondere der Bodenwandung aus Kunststoff für den Zusammenbau eines Spülbehälters einer Geschirrspülmaschine möglich.
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In 2 ist erkennbar, dass an den Kontaktstellen zwischen aus Metallwerkstoff und aus Kunststoff gebildeten Abschnitten 4/4', 5 ein Lack 16 als Haftvermittler angeordnet ist. Dieser ist in einem ersten Verfahrensschritt hier sowohl auf die Vorder- 17a als auch auf die Rückseite 17b der Wandung 12 sowie auch auf die stirnseitige Kante 17c, die in Einbaustellung gemäß 1 etwa waagerecht ins Innere des Spülbehälters 2 oder gemäß der oben genannten alternativen Konstruktion nach unten zeigt, des metallischen Abschnitts 4 aufgebracht, zum Beispiel aufgespritzt. Auch beispielsweise ein Aufwalzen oder ein Einstreichen mit Lack 16 ist möglich.
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Dabei handelt es sich um einen polypropylenhaltigen Lack 16, der einen Heißsiegellack (zum Beispiel TN 111-1500 der ACTEGA Rhenania GmbH) bildet und in einem folgenden Verfahrensschritt zum Beispiel bei etwa 200°C über einige bis gut zehn bis fünfzehn Minuten in den metallischen Abschnitt 4 eingebrannt wird, etwa in einem (Durchlauf-)Ofen.
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Der Lack 16 wird ausschließlich an den Kontaktstellen aufgebracht, die später von Kunststoff 5 umspritzt werden. Die den jeweiligen Anbindungsabschnitt 4' umgebenden Bereiche der jeweiligen metallischen Baueinheit 4, insbesondere deren Wandungen wie zum Beispiel 18, 12, bleiben hingegen hiervon frei. Der in 2 mit Lack 16 versehene Bereich ist im Endzustand (3) vollständig von Kunststoff des zu verbindenden Abschnitts 5 umgeben, so dass für einen Benutzer oberhalb der für ihn sichtbaren Verbindungsfuge V keine Lackbenetzung zu sehen ist. Die hohen Kosten, die eine komplette Platinenbenetzung mit sich brächte, insbesondere bei den genannten großflächigen Wandungen, können zudem vermieden werden.
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Des weiteren bietet die lokale Beschichtung mit Lack 16 nur in dem Bereich, der später von Kunststoff 5 umgeben wird, auch den Vorteil, dass der Lack 16 selbst nicht in direkten Kontakt zur im Betrieb eingesetzten Flüssigkeit (Frischwasser FW und insbesondere teilweise chemisch aggressive Spüllauge S) kommt. Der Lack 16 ist damit im verbundenen Zustand der Teile 4, 5 gegen Ablösung gesichert.
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Nach dem Einbrennen des Lacks 16 wird fertigungstechnisch günstig die Baueinheit 4 in eine Spritzgussform derart eingelegt, dass der mit dem Lack 16 versehene Verbindungsbereich von Kunststoff, insbesondere zur Ankopplung der Bodenwandung aus Kunststoff, hier ebenfalls Polypropylen oder zumindest polypropylenhaltigem Kunststoff, umspritzt werden kann. Hierbei wird durch das Anspritzen der Lack 16 leicht angelöst und geht mit dem Kunststoff, insbesondere einem Polypropylenmaterial des mit dem metallischen Bauteil zu verbindenden Kunststoff-Bauteils eine Verbindung ein. Der Lack 16 dient daher sowohl als Verbindungsbilder zum Blech des Anbindungsabschnitts 4' (hier beispielhaft der Rückwand 12 sowie der Seitenwandungen 18) als auch zum Kunststoffabschnitt 5. Da er zu beiden Materialien eine Verbindung eingeht, dichtet der den Verbindungsbereich ab, so dass zur Herstellung einer Flüssigkeitsdichtigkeit (Wasser FW/Spüllauge S) keine weiteren Abdichtungsmaßnahmen erforderlich sind.
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Ein Verfahren zur Herstellung von Baueinheiten eines wasserführenden Haushaltsgeräts 1, wobei die Baueinheiten einerseits Abschnitte 4 aus Metallwerkstoff und andererseits Abschnitte 5 aus Kunststoff umfassen, die miteinander in der geschilderten Weise verbunden werden, ist separat unter Schutz gestellt.
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Unter Umständen kann es alternativ auch möglich sein, dass auch der Kunststoffabschnitt 5 vor der eigentlichen Verbindung hergestellt wurde und lediglich für eine innige Verbindung mit dem Lack 16 erwärmt wird.
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Mit der Erfindung sind im Ergebnis Hybridbauteile (zum Beispiel ein Spülbehälter 2) geschaffen, die eine dichte Verbindung zwischen metallischen Teilen, hier einer Edelstahlhaube 4, und Kunststoffteilen, hier einer die Bodenwandung 6 umfassenden Bodenwanne oder Basisträgerstruktur 5, zeigen, ohne dass für diese Dichtigkeit weitere Maßnahmen, wie etwa der Einbau separater Dichtungen oder eine äußere Behandlung der Verbindungsfuge, erforderlich wären. Erfindungsgemäße Hybridbauteile sind damit schnell und preiswert herstellbar und können direkt in einem wasserführenden Haushaltsgerät 1 eingesetzt werden.
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Die hier gezeigte Umspritzung des Blechabschnitts 4'/4 durch Kunststoff 5 an Vorder- 17a und Rückseite 17b ist je nach Bauteil nicht zwingend. Hier ist durch die vollständige Einfassung des Blechabschnitts 4/4' im Kantenbereich gleichzeitig zur Dichtigkeit auch eine mechanisch stabile Verbindung erreicht, so dass auch zur mechanischen Sicherung der Teile 4, 5 aneinander keine weiteren Maßnahmen erforderlich sind. Dies ist ein besonderer Zusatzvorteil der Erfindung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Geschirrspülmaschine
- 2
- Spülbehälter
- 3
- Tür
- 3a
- Schwenkachse
- 4
- Haubenabschnitt
- 4'
- Unterer Anbindungsabschnitt der Haube
- 5
- Bodenabschnitt
- 6
- Boden des Spülbehälters
- 7
- Sumpf
- 8
- Umwälzpumpe
- 9
- Sprüharm
- 10
- Sprüharm
- 11
- Pumpe
- 12
- Rückwand
- 13
- Deckenwand
- 14
- Innentür
- 15
- Blickrichtung
- 16
- Lack
- 17a
- Fläche des metallischen Abschnitts
- 17b
- Fläche des metallischen Abschnitts
- 17c
- Kante des metallischen Abschnitts
- 18
- Seitenwandungen des Spülbehälters
- AW
- Abwasser
- FW
- Frischwasser
- S
- Spülflotte
- V
- Verbindungsfuge
