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Die Erfindung betrifft einen Gassackmodul nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Gassackmoduls nach Anspruch 14.
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In nahezu jedem modernen Kraftfahrzeug sind mehrere Gassackmodule eingebaut. Man unterscheidet hierbei in der Regel zwischen Frontgassackmodulen, Seitengassackmodulen und Vorhanggassackmodulen. Die Frontgassackmodule unterteilen sich hierbei wiederum in folgende Kategorien: Fahrergassackmodule, welche in der Regel im Lenkrad des Kraftfahrzeugs eingebaut sind, Beifahrergassackmodule, welche sich hinter der Instrumententafel befinden, und Kniegassackmodule, welche entweder hinter der Instrumententafel oder in einem sich an die Instrumententafel anschließenden Bereich im Fußraum befinden, wie dies in der
DE 10 2006 040 177 A1 vorgeschlagen ist. Seitengassackmodule sind entweder in den Sitzlehnen oder hinter der Seitenverkleidung angeordnet. Sowohl Front- als auch Seitengassackmodule weisen in der Regel ein Gehäuse, einen in das Gehäuse eingefalteten Gassack und einen Gasgenerator auf.
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In der
DE 196 07 342 A1 ist ein Gassackmodul beschrieben, welches zum Einbau in die Sitzlehne eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist; es handelt sich also um ein Seitengassackmodul. Das Gehäuse dieses Gassackmoduls weist zwei Gehäuseteile, nämlich zwei Halbschalen auf, welche in einem hinteren Bereich über ein Scharnier verbunden und in einem vorderen Bereich miteinander verrastet sind. Die beiden Gehäuseteile werden als separate Teile, in der Regel als separate Spritzgussteile, hergestellt und bei der Montage zunächst über das Scharnier und dann nach dem Zuschwenken des Gehäuses um die Achse des Scharniers über die Rastverbindungen im vorderen Teil miteinander verbunden. Die Verbindung mit dem Fahrzeug – das heißt im konkreten Fall mit dem Rahmen der Sitzlehne – erfolgt über ein mit dem Gasgenerator verbundenes Blech, welches sich durch den Scharnierbereich erstreckt. Wird der sich innerhalb des Gehäuses befindende Gasgenerator gezündet und expandiert der Gassack, so öffnet sich das Gehäuse im vorderen Bereich dadurch, dass die Rastnasen des einen Gehäuseteils brechen und das Gehäuse entlang des Scharniers aufklappt.
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Die gattungsbildende
DE 10 2004 010 869 A1 zeigt ein Gassackmodul, dessen Gehäuse zwei Gehäuseteile aufweist, wobei eines der beiden Gehäuseteile (im weiteren als zweites Gehäuseteil bezeichnet) einen vier Seiten aufweisenden, umlaufenden Rand hat. Die beiden Gehäuseteile sind über ein Verbindungsscharnier und wenigstens eine erste Verbindungseinheit miteinander verbunden, wobei das Verbindungsscharnier eine Seite des umlaufenden Randes mit dem ersten Gehäuseteil verbindet. Es ist weiterhin ein Öffnungsscharnier vorgesehen, um welches ein erster Teilbereich des Gehäuses gegen den verbleibenden zweiten Teilbereich bei expandierendem Gassack aufklappt, wozu weiterhin Sollöffnungseinrichtungen vorgesehen sind. Dieses Öffnungsscharnier ist genau einem der beiden Gehäuseteile zugeordnet.
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Ähnliches zeigt auch die
DE 29 917 942 U1 . Hier ist das Gehäuse einstückig ausgebildet.
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Aus der
DE 198 53 469 A1 ist ein einstückig ausgebildetes Gehäuse bekannt, bei dem zwei Seitenwandabschnitte unter einer Deformation derselben zusammengeschwenkt werden, nachdem Gassack und Gasgenerator in den Aufnahmeraum des Gehäuses eingeschoben wurden.
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Sowohl bei Gassackmodul der
DE 10 2004 010 869 A1 als auch bei dem der
DE 29 917 942 U1 schließt das Verbindungsscharnier das Gehäuse, so dass es auch bei Expansion des Gassacks intakt bleiben muss. Dies macht es notwendig, das Verbindungsscharnier entweder entsprechend stabil auszubilden oder die Geometrie des Gehäuses so zu wählen, dass im Bereich des Verbindungsscharniers nur relativ kleine Kräfte auftreten.
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Hiervon ausgehend stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, ein gattungsgemäßes Gassackmodul dahingehend weiterzubilden, dass die eben genannten Nachteile vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird mit einem Gassackmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Gassackmoduls ist in Anspruch 14 angegeben.
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Wie im Stand der Technik auch, sind zwei Scharniere vorgesehen, nämlich ein Verbindungsscharnier und ein Öffnungsscharnier, welche als separate funktionale Elemente ausgebildet sind. Weiterhin sind Verbindungseinheiten vorgesehen, welche dafür sorgen, dass das Verbindungsscharnier auch bei Expansion des Gassacks geschlossen bleibt. Das Öffnungsscharnier ist einem der beiden Gehäuseteile zugeordnet, wodurch wie im Stand der Technik eine „Asymmetrisierung” auftritt.
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Erfindungsgemäß ist das Verbindungsscharnier nach Abschluss der Montage funktionslos.
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Dies wird dadurch erreicht, dass eine als Rastverbindung ausgebildete, in einer translatorischen, geradlinigen Bewegung geschlossene zweite Verbindungseinheit vorgesehen ist, mittels der die Seite des umlaufenden Randes, an welcher das Verbindungsscharnier die beiden Gehäuseteile verbindet, auch bei Expansion des Gassacks mit dem ersten Gehäuseteil verbunden bleibt, so dass das Verbindungsscharnier im montierten Zustand und im betätigten Zustand kräftefrei ist.
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Dadurch, dass die Funktion des Scharniers auf zwei funktionale Einheiten, nämlich auf ein Verbindungsscharnier und ein vom Verbindungsscharnier verschiedenes Öffnungsscharnier verteilt wird, ergibt sich die Möglichkeit, das Gasackmodul während des gesamten Herstellungsprozesses als ein Bauteil zu behandeln, insbesondere gibt sich nach Anspruch 2 die bevorzugte Möglichkeit, das Gehäuse als einstückiges Kunststoffteil zu fertigen.
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Der Umstand, dass das Gehäuse des Gassackmoduls während des gesamten Herstellungsprozesses als nur ein Bauteil auftritt, hat zahlreiche Vorteile: Zum Einen ist es ausgeschlossen, dass durch Verwechslung zwei nicht zueinander passende Gehäuseteile aneinander montiert werden. Ein anderer Vorteil liegt im kaufmännischen/administrativen Bereich. Da das Gehäuse immer als ein Bauteil auftritt, muss ihm in einem PPS-System auch nur eine Nummer zugewiesen werden, was zu einer Erleichterung hinsichtlich der Produktionssteuerung und der Teileverwaltung führt, was wiederum einen Beitrag zur Kostensenkung leistet.
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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Gassackmodules ist, dass das zugrundeliegende Konstruktionsprinzip sowohl auf Seitengassäcken als auch auf Frontgassäcke, nämlich Beifahrergassackmodule und Kniegassackmodule, angewendet werden kann.
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Schließlich ist weiterhin vorteilhaft, dass die Endmontage des Gassackmodules, insbesondere die Montage des einen Gehäuseteils am anderen Gehäuseteil, sehr einfach ist.
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Das erfindungsgemäße Gassackmodul eignet sich insbesondere als Kniegassackmodul, insbesondere als ein Kniegassackmodul, welches in einer Konstruktion verwendet werden kann, wie Sie in der
DE 10 2006 040 177 A1 vorgeschlagen ist.
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Vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, sowie aus dem nun mit Bezug auf die Figuren näher erläuterten Ausführungsbeispiel. Hierbei zeigen:
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1 eine Seitenansicht eines Gassackmoduls,
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2 eine Daraufsicht auf das in 1 Gezeigte Ausrichtung A,
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3 eine Draufsicht auf das in 2 Gezeigte aus Richtung C,
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4 ein Schnitt entlang der Ebene B-B aus 2,
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5 das Detail D aus 4,
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6 das in 4 Gezeigte bei expandiertem Gassack,
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7 das Gassackmodul aus 1 in einer der 1 entsprechenden Darstellung, wobei sich das Gassackmodul in einem Kraftfahrzeug als Kniegassackmodul im montiertem Zustand befindet,
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8 das Gassackmodul aus 1 in einem noch nicht vollständig montierten Zustand,
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9 eine Schnittdarstellung eines Teilbereiches eines Werkzeuges, welches zur Herstellung eines Gassackgehäuses geeignet ist, in einem Zustand vor der Herstellung des ersten Gehäuseteils und
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10 das in 9 Gezeigte nach dem Öffnen von beweglichen Werkzeugteilen, so dass das Filmscharnier an das erste Gehäuseteil angespritzt werden kann.
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Mit Bezug auf die 1 bis 5 wird zunächst der Aufbau des erfindungsgemäßen Gassackmodules beschrieben. Hierbei ist 1 eine seitliche Draufsicht, 2 die Ansicht aus Richtung A in 1, 3 eine Draufsicht aus Richtung C in 2, 4 einen Schnitt entlang der Ebene B-B aus 2 und 5 das Detail D aus 4. Das Gassackmodul besteht im Wesentlichen aus folgenden Bestandteilen: Einem Gehäuse 5, einem im Gehäuse 5 angeordneten Gasgenerator 40 und einem in das Gehäuse 5 eingefalteten Gassack 44, wobei sich der Gasgenerator 40 in üblicher Weise innerhalb des Gassackes 44 befindet. Der Gasgenerator erstreckt sich seitlich leicht aus dem Gehäuse heraus und ist weiterhin mittels Haltebolzen 42 mit diesem verbunden.
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Das Gehäuse 5 besteht aus zwei Teilen, nämlich aus dem ersten Gehäuseteil 10 und dem zweiten Gehäuseteil 20. Das erste Gehäuseteil 10 ist mit deutlich größerer Höhe ausgebildet als das zweite Gehäuseteil 20 und dient der Aufnahme von Gasgenerator 40 und Gassack 44. Es weist eine großflächige Öffnung 18 auf. Seitlich am ersten Gehäuseteil 10 sind Befestigungsflansche 16 mit Bohrungen 16a vorgesehen. Das zweite Gehäuseteil 20 dient im Wesentlichen als Abdeckelement, wozu es eine im gezeigten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen ebene Abdeckfläche 22 aufweist. Von dieser Abdeckfläche 22 erstreckt sich ein vier Seiten aufweisender, umlaufender Rand 24, von dem sich wiederum Rastlaschen 27 erstrecken. Hierbei erstrecken sich von jeder der vier Seiten des umlaufenden Randes 24 Rastlaschen 27. Jeder Rastlasche 27 des zweiten Gehäuseteils 20 ist eine Rastnase 17 des ersten Gehäuseteiles 10 zugeordnet auf welche die entsprechende Rastlasche aufgerastet ist. Je eine Rastlasche und eine Rastnase bilden eine Verbindungseinheit. Von der hinteren Seite 24a des umlaufenden Randes 24 erstrecken sich zusätzlich zu den Rastlaschen 27 Vorsprünge 32 (siehe insbesondere 2 und 3). Zwischen diesen Vorsprüngen 32 und dem Randbereich der Öffnung 18 des ersten Gehäuseteils 10 erstreckt sich jeweils ein Filmscharnier 30, welches sich im in den 1 bis 5 gezeigten montierten Zustand zwischen den beiden Gehäuseteilen 10, 20 befindet, so dass es von außen so gut wie nicht sichtbar und nicht zugänglich ist. Diese Filmscharniere bilden das Verbindungsscharnier.
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Im umlaufenden Rand 24 des zweiten Gehäuseteils 20 sind, bis auf die hintere Seite 24a, Durchbrechungsschlitze 25 vorgesehen, welche eine Sollbruchlinie bilden. Etwa von den Endpunkten dieser Sollbruchlinie erstreckt sich eine Schwächungslinie 26 über die Abdeckfläche 22 des zweiten Gehäuseteiles 20. Diese Schwächungslinie bildet das Öffnungsscharnier. Alternativ ist es beispielsweise jedoch auch möglich, das Öffnungsscharnier durch Einspritzen einer separaten Kunststoffkomponente zu erzeugen.
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Die 6 zeigt das in 3 Gezeigte, jedoch nach Zündung des Gasgenerators 40, nachdem der expandierende Gassack 44 das Gehäuse 5 geöffnet hat. Hierbei bricht die durch die Durchbrechungsschlitze 25 gebildete Sollbruchlinie und der vordere Abschnitt der Abdeckfläche 22 klappt um das durch die Schwächungslinie 26 gebildete Öffnungsscharnier auf. Sämtliche Rastlaschen 27 bleiben mit den zugeordneten Rastnasen 17 verbunden, insbesondere auch die Rastlaschen 27 des hinteren Teils 24a des umlaufenden Randes 24. Auch die Filmscharniere 30 bleiben unversehrt. Das Öffnen des Gehäuse 5 betrifft also ausschließlich das zweite Gehäuseteil 20, welchem das Öffnungsscharnier auch ausschließlich zugeordnet ist.
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Die 7 zeigt das ebene beschriebene Gassackmodul im eingebauten Zustand, nämlich anschließend an die Instrumententafel 50 eines Kraftfahrzeugs, so dass das Gassackmodul ein Kniegassackmodul ist. Die Befestigung mit dem Kraftfahrzeug erfolgt über den Befestigungsflansch 16, durch dessen Bohrungen 16a sich Schrauben oder andere geeignete Verbindungselemente erstrecken, welche die Verbindung zum Kraftfahrzeug bilden. Im gezeigten Ausführungsbei spiel ist der Befestigungsflansch mit einem Träger 52 des Kraftfahrzeuges verschraubt. Es können zusätzliche Besfestigungselemente, inbesondere Rastelemente vorgesehen sein, welche das Gehäuse 5 mit der sich anschließende Instrumententafel und der sich anschließenden Fußraumabdeckung 54 verbinden. Man sieht, dass sich die Abdeckfläche 22 im wesentlichen waagerecht erstreckt und einen Teil der Decke des Fußraumes bildet.
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Mit Bezug auf die 8 wird die Funktion der Filmscharniere 30 erklärt, welche das Verbindungscharnier bilden. Die 8 zeigt den Zustand, in welchem das Gehäuse 5 an der Arbeitsstation vorliegt, an welcher der Gasgenerator 40 montiert und der Gassack 44 in das erste Gehäuseteil 10 eingefaltet wird. Obwohl das erste Gehäuseteil 10. für die genannten Arbeitsschritte vollständig zugänglich ist, ist das zweite Gehäuseteil 20 durch das Verbindungsscharnier dauerhaft und unverlierbar am ersten Gehäuseteil 10 gehalten, so dass es weder verloren gehen, noch verwechselt werden kann. Nach erfolgter Montage von Gasgenerator 40 und Gassack 44 wird das zweite Gehäuseteil 20 um das Verbindungsscharnier (Filmscharniere 30) entlang der gezeigten Pfeilrichtung umgeklappt und anschließend werden die Rastlaschen 27 an den Rastnasen 17 verrastet, womit die Montage des Gassackmodules abgeschlossen ist. Dieser abschließende Arbeitsschritt – Umklappen des zweiten Gehäuseteils 20 um das Verbindungsscharnier und Einrasten der Rastlaschen ist sehr einfach und kann sehr rationell ausgeführt werden. Anders als bei bisherigen gattungsgemäßen Gassackmodulen erfolgt das Schließen des Gehäuses nicht durch ein reines Zusammenschwenken der Gehäuseteile um das Scharnier, sondern durch eine zweistufige Bewegung, welche zunächst eine im wesentlichen rotatorische Schwenkbewegung und anschließend eine translatorische Bewegung (s. Pfeile), welche ein geradliniges und gleichzeitiges Verrasten aller Verbindungseinheiten ermöglicht, umfasst. Der für diese zweistufige Bewegung notwendige zusätzliche Freiheitsgrad wird durch die speziellen Eigenschaften der Filmscharniere zur Verfügung gestellt.
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Die weiteren Vorteile, welche im Wesentlichen im Bereich der Materialwirtschaft liegen, wurden bereits dargelegt. Da das Verbindungsscharnier nach erfolgter Montage funktionslos wird, könnte es grundsätzlich auch wieder entfernt, also abgeschnitten werden, was jedoch zumindest bei der gezeigten Lösung, bei welcher die Filmscharniere 30 vollständig innerhalb des Gehäuses 5 liegen, unnötig ist und nur zusätzlichen Aufwand erzeugen würde. An den Vorteilen des beschriebenen Herstellungsverfahrens des Gassackmodules würde dies jedoch nichts ändern.
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Die 9 und 10 zeigen jeweils einen Teil eines Spritzgußwerkzeuges, in dem ein Gehäuse, wie es eben beschrieben wurde, hergestellt werden kann. Beim in 8 gezeigten Ausstellungsbeispiel wird zunächst das erste Gehäuseteil hergestellt und dann das Filmscharnier, welches in das zweite Gehäuseteil übergeht, an das erste Gehäuseteil angespritzt. Hierzu ist ein Formschlussbereich 11 im Übergangsbereich zwischen erstem Gehäuseteil 10 und Filmscharnier 30 vorgesehen.
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Zum Herstellen des Gehäuses dient ein Werkzeug mit zwei Werkzeughälften 60, 62, zwischen denen sich ein erster Hohlraum 66 für das erste Gehäuseteil und ein zweiter Hohlraum 64 für das zweite Gehäuseteil befinden. Zum zweiten Hohlraum 64 gehören auch die Abschnitte 64' für die Filmscharniere 30. Jeweils im Übergangsbereich zwischen dem ersten Hohlraum 66 und einem Abschnitt 64' ist ein Paar bewegliche Werkzeugelemente 68 vorgesehen, welche in einem ersten Verfahrensschritt den ersten Hohlraum 66 verschließen.
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In einem ersten Schritt wird das erste Gehäuseteil 10 gegossen, wozu der sich zwischen den beiden Werkzeughälften befindende erste Hohlraum 66 dient. Nachdem das erste Gehäuseteil gegossen und hinreichend abgekühlt ist, werden die beweglichen Werkzeugelemente 68 in die in 10 gezeigte geöffnete Stellung verfahren, so dass jeweils ein zusätzlicher Hohlraum 65 entsteht, welcher mit dem zweiten Hohlraum 64, nämlich dem Abschnitt 64' für das Filmscharnier in Verbindung steht. An jeden Abschnitt 64' schließt sich der Hauptabschnitt des zweiten Hohlraums 64 für das zweite Gehäuseteil an. Der zusätzliche Hohlraum 65 umgreift einen Teil des in den ersten Hohlraum 66 gegossenen ersten Gehäuseteils 10, so dass ein Formschlussbereich 11 zwischen Filmscharnier und erstem Gehäuseteil entsteht. Nach dem Gießen des zweiten Gehäuseteils 20 und den Filmscharnieren 30 entsteht so jeweils eine untrennbare (außer durch Zerstörung) mechanische Verbindung zwischen Filmscharnier und erstem Gehäuseteil 10. Mit dem zweiten Gehäuseteil 20 sind die Filmscharniere 30 jeweils unmittelbar verbunden, da die Hohlräume für die Filmscharniere in den Hohlraum für das zweite Gehäuseteil übergehen. Mögliche Angusspunkte sind an den Stellen A und B eingezeichnet. Es wäre weiterhin möglich, die Filmscharniere 30 separat zu spritzen, wozu jeder Abschnitt 64' einen eigenen Angusspunkt benötigen würde. Die Anbindung jedes Filmscharnieres an das zweite Gehäuseteil würde dann wie beim ersten Gehäuseteil über einen Formschlussbereich erfolgen.
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Auf die gezeigte Weise kann es insbesondere erreicht werden, dass die beiden Gehäuseteile aus unterschiedlichen Materialien, insbesondere unterschiedlichen Kunststoffen bestehen, was häufig zu bevorzugen ist, da die Materialanforderung und Oberflächenforderungen an die beiden Gehäuseteile unterschiedlich sind. Das erste Gehäuseteil muss insbesondere relativ hohe Kräfte bei der Expansion des Gassackes aufnehmen können. Diese Eigenschaft ist für das zweite Gehäuseteil 20 nicht wichtig; beim zweiten Gehäuseteil 20 ist zu beachten, dass die Abdeckfläche 22 in manchen Anwendungsfällen sichtbar ist, so dass ein Kunststoff mit entsprechend ansprechenden optischen und funktionalen Eigenschaften zu bevorzugen ist.
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Soll das Gehäuse wie eben dargelegt aus zwei unterschiedlichen Kunststoffen gefertigt werden, sind insbesondere zwei Herstellungsmöglichkeiten gegeben. Zum einen kann das Gehäuse wie eben beschrieben in einem 2K-Verfahren hergestellt werden. Weiterhin ist es möglich, zunächst eines der beiden Gehäuseteile zu fertigen, welches dann in eine Spritzgußform eingelegt wird, in welcher dann über das Filmscharnier das zweite Gehäuseteil angespritzt wird.
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Es ist noch zu erwähnen, dass die Fertigung des Gehäuses aus zwei unterschiedlichen Kunststoffen bevorzugt aber nicht zwingend ist. Es ist grundsätzlich auch möglich, das Gehäuse 5 aus einem Kunststoff zu fertigen, so dass das Gehäuse in einem einzigen Spritzgußvorgang gefertigt werden kann. Es ist weiterhin zu erwähnen, dass die beiden Gehäuseteile jeweils auch mehr als einem Kunststoff bestehen können, beispielsweise weil ein Emblem oder ähnliches angespritzt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 5
- Gehäuse
- 10
- erstes Gehäuseteil
- 11
- Formschlussbereich
- 12
- vorderer Abschnitt
- 14
- hinterer Abschnitt
- 15
- Stirnfläche
- 16
- Befestigungsflansch
- 16a
- Bohrung
- 17
- Rastnase
- 18
- Öffnung
- 20
- zweites Gehäuseteil
- 22
- Abdeckfläche
- 24
- umlaufender Rand
- 25
- Durchbrechungsschlitze
- 26
- Schwächungslinie
- 27
- Rastlasche
- 30
- Filmscharnier
- 32
- Vorsprung
- 40
- Gasgenerator
- 42
- Haltebolzen
- 44
- Gassack
- 50
- Instrumententafel
- 52
- Träger
- 54
- Fußraumabdeckung
- 60, 62
- Werkzeughälften
- 64, 66
- Hohlraum
- 64'
- Abschnitt
- 65
- zusätzlicher Hohlraum
- 68
- bewegliches Werkzeugelement
- A, B
- Angusspunkt
