DE102004026822A1 - Pseudo-Einsetzformen für Innenausstattungsteile unter Verwendung eines Polyurethan-Sprühverfahrens - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundteils vorgeschlagen, das einen Einsatz und eine mit dem Einsatz verbundene Elastomerschicht aufweist. Der Einsatz wird in einer Form angeordnet, und ein nicht ausgehärtetes Elastomer wird in die Form eingesprüht, um ein Verbundteil auszubilden. Die inhärenten Klebeeigenschaften des nicht ausgehärteten Elastomers stellen den einzigen Mechanismus zum Verbinden des Elastomers mit dem Einsatz dar.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Innenausstattungsteilen für Fahrzeuge, wobei die Teile mit einer Schicht aus einem elastomeren Polyurethan unterlegt sind.
- Viele Teile für Fahrzeuge werden so hergestellt, dass eine elastomere oder gummiartige Schicht auf einer Seite vorgesehen ist. So werden beispielsweise wegnehmbare Bodenmatten (auch bekannt als nachträglich anbringbare Bodenmatten), die Böden von Laderäumen, Regalfächer, Abdeckungen für Reserverad und zahlreiche andere Teile mit einer derartigen elastomeren oder gummiartigen Schicht versehen. Die herkömmliche Art und Weise zur Herstellung derartiger Teile umfasst das Nähen oder Verbinden mit Hilfe eines Klebers einer Elastomerschicht an ein vorgeformtes Bauteil oder Teppichstück. Nähen ist arbeitsintensiv und relativ teuer, wogegen der üblichere Klebeverbindungsvorgang Zusammenbauvorgänge und intensiven Einsatz teurer Kleber erfordert, da Kleber in einigen Fällen nach dem Aushärten flexibel bleiben müssen.
- Es besteht ein Bedürfnis nach einem verlässlichen und kostengünstigen Verfahren zur Herstellung von Innenausstattungsteilen, die eine elastomere Unterlagenschicht aufweisen. Jedes derartige Verfahren muss zu einem dauerhaften Teil mit hoher Qualität führen, welches die Vorgaben des ursprünglichen Herstellers erreicht oder überschreitet.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Innenausstattungsteils für Fahrzeuge zur Verfügung gestellt. Das Verfahren umfasst die Bereitstellung einer Form, die eine Formoberfläche festlegt, und das Einbringen eines Einsatzes in die Form, wobei die gegenüberliegende Seite des Einsatzes auf der Formoberfläche angeordnet wird. Ein Elastomermaterial wird teilweise auf eine Unterlagenseite des Einsatzes und teilweise auf die Formoberfläche aufgesprüht. Das Elastomer wird ausgehärtet, um ein Innenausstattungs-Verbundteil auszubilden, bei dem eine Elastomerschicht an dem Einsatz anhaftet, der dann aus der Form entnommen wird.
- Weitere Aspekte des Verfahrens können einschließen, dass der Einsatz ein Abschnitt eines teppichartigen Materials ist, das einen Flor auf einer Oberseite aufweist. Der Einsatz kann auch eine andere Art eines Textilerzeugnisses sein, beispielsweise ein non-woven-Stoff ohne Flor, oder eine andere Art eines Textilerzeugnisses. Das Elastomer kann ein durch Sprühen aufgebrachtes Polyurethan sein, das entweder eine aromatische oder aliphatische Polyurethan-Zusammensetzung ist. Die Formoberfläche kann mit einer Formlösezusammensetzung behandelt werden, vor dem Einbringungsschritt, bei dem voranstehend geschilderten Verfahren.
- Die Erfindung lässt sich auch so zusammenfassen, dass sie ein Verfahren zur Herstellung eines Innenausstattungsteils für Fahrzeuge darstellt, bei welchem ein Elastomermaterial zunächst auf eine Formoberfläche in einem Formhohlraum aufgesprüht wird, der durch eine Form festgelegt wird. Der Einsatz wird in die Form eingebracht, und auf einer nach oben weisenden Oberfläche des Elastomermaterials angeordnet, wobei eine Oberseite des Einsatzes nach oben weist, und eine Rückseite des Einsatzes die nach oben weisende Oberfläche des Elastomermaterials berührt. Die Rückseite des Einsatzes wird mit der nach oben weisenden Oberfläche des Elastomermaterials verbunden und ausgehärtet, um ein Innenausstattungs-Verbundteil auszubilden. Das Innenausstattungs-Verbundteil wird dann als fertiggestelltes Teil aus der Form entnommen.
- Gemäß anderen Aspekten des im vorherigen Absatz geschilderten Verfahrens kann der Einsatz ein Abschnitt eines teppichartigen Materials sein, welches Flor auf seiner Oberseite aufweist. Alternativ kann der Einsatz eine Baugruppe sein, die aus zumindest einem Stück besteht, das separat hergestellt wird, bevor es in die Form eingesetzt wird. Die Form kann mit einem Muster versehen sein, welches Bereiche mit größerer und geringerer Tiefe aufweist, die als Spiegelbild auf das Elastomer übertragen werden, wenn dieses teilweise den Formhohlraum füllt, wodurch ein ausgeformtes Oberflächenmuster auf dem Verbundteil zur Verfügung gestellt wird. Das Verfahren kann weiterhin umfassen, auf die Oberseite des Einsatzes durch einen oberen Formabschnitt während des Verbindungsschritts zu drücken.
- Die Erfindung lässt sich auch so zusammenfassen, dass es sich um ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundteils handelt, welches die inhärenten Klebeeigenschaften eines nicht ausgehärteten Polyurethan-Elastomermaterials zur Verbindung mit einem Einsatz nutzt. Das Verfahren umfasst den Schritt, eine Form zur Verfügung zu stellen, die einen Hohlraum aufweist, der mit einer Formoberfläche versehen ist. Ein Einsatz wird in der Form an einem vorbestimmten Ort an geordnet. Ein nicht ausgehärtetes Polyurethan-Elastomer wird in die Form eingesprüht, welches inhärente Klebeeigenschaften aufweist, vor dem Aushärten und sich mit dem Einsatz verbindet, während sich der Einsatz in der Form befindet. Die inhärenten Klebeeigenschaften des Polyurethan-Elastomers stellen den einzigen Mechanismus zum Verbinden des Elastomers mit dem Einsatz dar.
- Gemäß anderen Aspekten des Verfahrens zur Herstellung eines Teils, welches die inhärenten Klebeeigenschaften nicht ausgehärteten Polyurethan-Elastomers nutzt, wie dies voranstehend beschrieben wurde, kann der Einsatz in der Form vor oder nach dem Sprühschritt angeordnet werden. Das Verfahren kann dazu eingesetzt werden, ein Verbundteil herzustellen, beispielsweise eine Bodenmatte, einen Laderaumboden, ein Regalfach oder eine Abdeckung für ein Reserverad. Der Sprühschritt wird innerhalb einer Zykluszeit durchgeführt, die kürzer ist als ein vorbestimmter Zeitraum, in welchem das Polyurethan Klebeeigenschaften aufweist, die zur Verbindung mit dem Einsatz ausreichen. Der Einsatz wird in die Form eingebracht, nachdem der Sprühschritt beendet ist, und bevor die vorbestimmte Zeit abläuft, innerhalb welcher die inhärenten Klebeeigenschaften dazu ausreichen, den Einsatz mit dem Polyurethan zu verbinden. Der vorbestimmte Ort in der Form kann durch ein Oberflächenmerkmal der Formoberfläche festgelegt werden.
- Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
-
1 eine Perspektivansicht, in Explosionsdarstellung, einer Form und eines Abschnitts eines teppichartigen Materials vor dem Einbringen in die Form; -
2 eine teilweise geschnittene, perspektivische Teilansicht einer Form, in welcher ein teppichartiger Einsatz angeordnet wurde, und über welche ein Elastomermaterial gesprüht wird, gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren; -
3 eine teilweise geschnittene, perspektivische Teilansicht einer Form, die eine Formoberfläche mit Oberflächenmerkmalen aufweist, auf welche ein Elastomer gesprüht wird, gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; -
4 eine teilweise geschnittene Teilansicht der in3 dargestellten Form, nachdem das Elastomer in den Formhohlraum gesprüht wurde, wobei ein teppichartiger Einsatz oberhalb des Formhohlraums angeordnet ist, und ein oberes Formteil oberhalb des Einsatzes vorgesehen ist, das dazu ausgebildet ist, den Einsatz in die Elastomerschicht zu drücken, gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung; -
5 eine teilweise geschnittene Teilansicht einer Form, die eine konturierte Formoberfläche aufweist, wobei eine Elastomerschicht auf die Formoberfläche aufgesprüht wird, und einer Baugruppe, die oberhalb der Form angeordnet ist, und zur Befestigung an der Elastomerschicht bereit ist, gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung; -
6 eine Aufsicht auf eine Bodenmatte, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden kann; -
7 eine Aufsicht auf eine Bodenmatte, die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden kann; -
8 eine Aufsicht auf ein Aufnahmefach, das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden kann; und -
9 eine Aufsicht auf eine Reserverad-Abdeckung, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden kann. - In
1 ist eine Form zum Ausformen eines Teils insgesamt mit dem Bezugszeichen10 bezeichnet. Die Form10 weist eine Formoberfläche12 auf, die in einem Formhohlraum vorgesehen ist, der insgesamt mit dem Bezugszeichen14 bezeichnet ist. Ein Einsatz16 ist oberhalb der Form10 vor dem Einführen in den Formhohlraum14 dargestellt. Der Einsatz16 wird in einen Einsatz-Formhohlraum18 eingebracht, der in dem Formhohlraum14 vorgesehen ist. - In
2 ist die Form10 teilweise im Querschnitt dargestellt, wobei der Einsatz16 in dem Einsatz-Formhohlraum18 angeordnet ist. Eine Sprühdüse20 verteilt ein Elastomer zur Ausbildung einer Elastomerschicht22 . - Gemäß den
1 und2 ist der dargestellte Einsatz16 ein teppichartiger Einsatz, der eine Unterlagenschicht24 und einen Flor26 aufweist. Der Flor26 befindet sich auf der Oberseite28 des Einsatzes16 . Mit Oberseite28 ist jene Seite des Einsatzes16 gemeint, die üblicherweise dem Innenraum eines Fahrzeugs zugewandt sein soll. Jedoch wird darauf hingewiesen, dass die Oberseite28 auch nach unten gerichtet sein kann, um Verschleiß zu verringern, oder den Flor gegen Schmutz oder Verschmutzungen zu schützen. Die Unterlagenschicht26 befindet sich auf einer Rückseite30 des Einsat zes16 . Ein Umfangsabschnitt32 kann dadurch ausgebildet werden, dass ein Elastomer in die Form10 eingesprüht wird, so dass sich die Elastomerschicht22 um den Umfang des Einsatzes16 herum erstreckt. Wenn ein Umfangsabschnitt32 vorgesehen ist, weist der Einsatz16 einen Elastomerrand auf, der sich um den Einsatz16 auf der Oberseite28 erstreckt. Die Unterlagenschicht26 kann sich auch ebenso weit erstrecken wie der Einsatz16 , wobei in diesem Fall kein Umfangsabschnitt vorhanden ist. - In
3 ist eine alternative Ausführungsform einer Form dargestellt, die insgesamt mit dem Bezugszeichen36 bezeichnet ist. Die Form36 weist eine Formoberfläche38 auf, die mit einer Basis40 und Oberflächen-Design-Elementen42 versehen ist. Eine Elastomerschicht wird auf die Formoberfläche32 durch die Sprühdüse20 aufgebracht. Die Elastomerschicht44 wird direkt auf die Formoberfläche38 aufgesprüht, und sammelt sich innerhalb eines Formhohlraums46 an, bis die Elastomerschicht44 eine gewünschte Dicke erreicht hat. Die Elastomerschicht44 weist Bereiche mit unterschiedlicher Dicke auf, wobei Bereiche mit größerer Dicke dort ausgebildet werden, wo die Elastomerschicht44 auf die Basis40 aufgesprüht wird, und Bereiche mit verringerter Dicke dort, wo die Elastomerschicht44 über die Oberflächen-Design-Elemente42 aufgesprüht wird. Zwar sind die Oberflächen-Design-Elemente42 so dargestellt, dass sie gegenüber der Basis40 erhöht sind, jedoch können sie auch gegenüber der Basis vertieft sein, so dass Vorsprünge auf der ausgeformten Schicht ausgebildet werden. - In
4 ist die in3 dargestellte Form36 so dargestellt, dass die Elastomerschicht44 bereits auf die Formoberfläche38 aufgebracht wurde. Der Einsatz50 weist eine Unterlage52 und einen Flor54 auf seinen entgegengesetzten Seiten auf. Der Einsatz50 wird in der Form auf der Elastomerschicht44 angeordnet. Der Einsatz50 muss in die Form36 eingebracht werden, kurz nachdem die Elastomerschicht44 auf die Formoberfläche38 aufgesprüht wurde. Das Elastomer ist so ausgebildet, dass es innerhalb einer vernünftigen Zeit aushärtet, und einen Zeitraum zur Verfügung stellt, in welchem der Einsatz50 mit der Elastomerschicht44 verbunden wird, infolge seines inhärenten Haftvermögens vor dem Aushärten. So kann beispielsweise die Zykluszeit, die dazu erforderlich ist, das Elastomer aufzusprühen und die Elastomerschicht44 auszubilden, annähernd 15 Sekunden betragen, während der Zeitraum, in welchem erwartet werden kann, dass sich die Elastomerschicht44 mit der Unterlage52 des Einsatzes50 verbindet, bis zu 30 Sekunden betragen kann. Hierdurch bleiben 15 Sekunden dafür übrig, den Einsatz50 auf der Elastomerschicht44 anzuordnen. Das Zeitfenster kann in Abhängigkeit von den Abmessungen der herzustellenden Elastomerschicht44 gesteuert werden, in Abhängigkeit von der Aufbringungsgeschwindigkeit (was zu einer erwarteten Elastomeraufbringungszeit führt), und in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Elastomers. Das Verhältnis von Harz zu Katalysator kann abgeändert werden, um ein geeignetes Zeitfenster zur Verfügung zu stellen, in welchem die Elastomerschicht44 ausreichend haftfähig zur Verbindung mit dem Einsatz50 ist, wobei die endgültige Aushärtung innerhalb der akzeptierbaren Zykluszeit zur Herstellung des Verbundwerkstoffteils erzielt wird. - Ein oberes Formteil
56 ist oberhalb des Einsatzes50 dargestellt. Das obere Formteil56 wird durch ein Formwerkzeug (nicht gezeigt) gehaltert, das dazu eingesetzt wird, das obere Formteil56 gleichmäßig gegen den Einsatz50 zu drücken. Der von dem oberen Formteil56 aufgebrachte Druck soll die Verbindung des Einsatzes50 mit der Elastomerschicht44 erleichtern. - In
5 ist eine alternative Ausführungsform einer Form insgesamt mit dem Bezugszeichen64 bezeichnet. Die Form64 weist einen Formhohlraum auf, der insgesamt mit dem Bezugszeichen66 bezeichnet ist. Der Formhohlraum66 weist eine verrippte, untere Oberfläche68 auf. Eine Einsatzanordnung70 ist oberhalb des Formhohlraums66 dargestellt, und soll mit einer Elastomerschicht72 verbunden werden, die vorher aufgebracht wird, wie dies voranstehend geschildert wurde. Wenn die Elastomerschicht72 auf den Formhohlraum66 aufgebracht wird, kann eine Gruppe von Rippen44 auf der verrippten, unteren Oberfläche68 des Formhohlraums66 erzeugt werden. Die Rippen74 weisen einige Bereiche mit größerer Dicke und andere Bereicht mit geringerer Dicke auf. Die Einsatzanordnung70 kann einstückig ausgebildet werden, oder kann mit Verstärkungen76 versehen werden. Die Verstärkungen76 können einstückig mit der Einsatzanordnung ausgebildet sein, oder als Unterbaugruppe aus mehreren Teilen ausgebildet sein. Die Einsatzanordnung70 wird in der Form64 angeordnet, nachdem die Elastomerschicht72 auf die Form64 aufgebracht wurde, jedoch vor dem Aushärten des Elastomers. Durch Einbringen der Einsatzanordnung70 in den Formhohlraum76 , während die Elastomerschicht72 klebfähig ist, kann die Elastomerschicht72 an der Einsatzanordnung70 befestigt werden. Ein oberes Formteil, beispielsweise jenes, das mit dem Bezugszeichen56 in4 bezeichnet ist, kann dazu vorgesehen sein, den Einsatz auf die Elastomerschicht72 zu drücken. Alternativ kann das Gewicht der Einsatzanordnung70 , oder ein von Hand aufgebrachter Druck, dazu ausreichen, die Einsatzanordnung70 mit der Elastomerschicht72 zu vereinigen. - In
6 ist ein Beispiel für ein Verbundteil, das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden kann, eine Bodenmatte80 . - In
7 ist eine andere Verbundanordnung, die mit diesem Verfahren hergestellt werden kann, ein Laderaumboden82 . - In
8 ist ein anderes Verbundteil, das mit dem Verfahren hergestellt werden kann, ein Aufnahmefach84 . - Eine Reserveradabdeckung
86 , die mit diesem Verfahren hergestellt werden kann, ist in9 dargestellt. Die Innenausstattungsteile, die in den6 bis9 dargestellt sind, weisen jeweils einen Einsatz88 auf, der an einer Elastomerschicht90 befestigt ist. Der Einsatz88 wird an der Elastomerschicht90 befestigt, während die Elastomerschicht ausreichende, inhärente Klebeeigenschaften vor dem Aushärten aufweist, so dass die Elastomerschicht90 den einzigen Mechanismus zum Verbinden des Elastomers mit dem Einsatz darstellt. - Zwar wurden Ausführungsformen der Erfindung erläutert und beschrieben, jedoch sollen diese Ausführungsformen nicht sämtliche möglichen Formen der Erfindung erläutern und beschreiben. Die in der Beschreibung verwendeten Begriffe sind beschreibende, nicht jedoch einschränkende Begriffe, und es wird darauf hingewiesen, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Umfang der Erfindung abzuweichen.
Claims (20)
- Verfahren zur Herstellung eines Innenausstattungsteils für Fahrzeuge, mit folgenden Schritten: Bereitstellung einer Form, die eine Formoberfläche aufweist; Einbringen eines Einsatzes in die Form mit einer Oberseite auf der Formoberfläche; Sprühen eines Elastomermaterials teilweise auf eine Unterlagenseite des Einsatzes und teilweise auf die Formoberfläche; Aushärten des Elastomers zur Ausbildung eines Verbund-Innenausstattungsteils, bei dem eine Elastomerschicht an dem Einsatz haftet; und Entnehmen des Verbundteils aus der Form.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz ein Abschnitt eines teppichartigen Materials ist, welches einen Flor auf der Oberseite aufweist.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz ein Abschnitt aus einem Textilmaterial ist, und das Elastomer Polyurethan ist.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer ein aromatisches Polyurethan ist.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer ein aliphatisches Polyurethan ist.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Formoberfläche mit einer Formlösezusammensetzung vor dem Beladungsschritt behandelt wird.
- Verfahren zur Herstellung eines Innenausstattungsteils für Fahrzeuge mit folgenden Schritten: Bereitstellung einer Form, die eine Formoberfläche in einem Formhohlraum festlegt; Sprühen eines Elastomermaterials auf die Formoberfläche zum teilweisen Füllen des Formhohlraums; Einbringen eines Einsatzes in die Form und auf eine nach oben weisende Oberfläche des Elastomermaterials, wobei die Oberseite des Einsatzes nach oben weist, und eine Unterlagenseite des Einsatzes die nach oben weisende Oberfläche des Elastomermaterials berührt, Verbinden der Unterlagenseite des Einsatzes mit der nach oben weisenden Oberfläche des Elastomermaterials; Aushärten des Elastomermaterials zur Ausbildung eines Verbund-Innenausstattungsteils; und Entnehmen des Verbundteils aus der Form.
- Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz ein Abschnitt eines Teppichmaterials ist, welches Flor auf der Oberseite aufweist.
- Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz eine Baugruppe ist, die zumindest ein Teil aufweist, das getrennt hergestellt wird, bevor es in die Form eingebracht wird.
- Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Form ein Muster aufweist, das dadurch bereitgestellt wird, dass Bereiche mit größerer Tiefe und Bereiche mit geringerer Tiefe vorgesehen sind, die als Spiegelbild auf das Elastomer übertragen werden, wenn dieses teilweise den Formhohlraum füllt, und welches ein ausgeformtes Oberflächenmuster auf dem Verbundteil zur Verfügung stellt.
- Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf die nach oben weisende Seite des Einsatzes mit einem oberen Formabschnitt während des Verbindungsschrittes gedrückt wird.
- Verfahren zur Herstellung eines Verbundteils mit folgenden Schritten: Bereitstellen einer Form, die eine Formoberfläche in einem Hohlraum aufweist; Einbringen eines Einsatzes in die Form an einem vorbestimmten Ort; Sprühen eines nicht ausgehärteten Polyurethan-Elastomers, das inhärente Klebeeigenschaften vor der Aushärtung aufweist, in die Form; Verbinden des Polyurethan-Elastomers direkt mit dem Einsatz, während sich der Einsatz in der Form befindet, durch die inhärenten Klebeeigenschaften vor dem Aushärten des Polyurethans, welche den einzigen Mechanismus zum Verbinden des Elastomers mit dem Einsatz darstellen.
- Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz vor dem Sprühschritt in der Form angeordnet wird.
- Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz in der Form nach dem Sprühschritt angeordnet wird.
- Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundteil eine Bodenmatte ist.
- Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundteil ein Laderaumboden ist.
- Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundteil ein Aufnahmefach ist.
- Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundteil eine Reserveradabdeckung ist.
- Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprühschritt innerhalb einer Zykluszeit durchgeführt wird, die kürzer ist als ein vorbestimmter Zeitraum, in welchem das Polyurethan-Elastomer inhärente Klebeeigenschaften aufweist, die dazu ausreichen, sich mit dem Einsatz zu verbinden, wobei der Einsatz in der Form angeordnet wird, nachdem der Sprühschritt beendet ist, um vor Ablauf der vorbestimmten Zeit, in welcher die inhärenten Klebeeigenschaften dazu ausreichen, eine Verbindung mit dem Einsatz zu bewirken.
- Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Ort in der Form durch ein Oberflächenmerkmal der Formoberfläche festgelegt wird.
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