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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abdeckelement, aufweisend Durchgangslöcher und Sacklöcher sowie einen lochlosen Rand, wobei das Abdeckelement spritzgußtechnisch aus einem Kunststoff hergestellt ist.
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Die
US 7 280 665 B2 befasst sich mit einem Bildschirm, welcher integrierte Lautsprecher aufweist. In einem Gehäuse sind Durchgangslöcher und Sacklöcher eingebracht.
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Die
US 5 526 064 A zeigt ein Fernsehgehäuse mit Lautsprechergittern aus einem Kunststoff. Das Lautsprechergitter weist eingestanzte Löcher und Blindlöcher auf. Die Blindlöcher erweitern das Lautsprechergitter seitlich in Designaspekten.
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Die
US 5 754 669 A befasst sich mit Lautsprechergittern, zur Verwendung Gehäusen die Anzeigeeinheiten von Fernsehempfängern, von Tischcomputern und dergleichen oder Audiosystemen bilden. Eine Vielzahl von Scheinbohrungen mit Böden sind in der Nähe von Durchgangslöchern angeordnet, die die Öffnungen für die Lautsprecherausstrahlung definieren. Jede Blindbohrung hat eine zylindrische Innenwand und einen kegel- oder pyramidenförmigen Boden, so dass äußere Lichtstrahlen, die durch die Blindbohrungen einfallen, unregelmäßig vom Boden reflektiert werden und mit abnehmender Intensität aus diesen austreten.
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Die
US 3 989 909 A offenbart akustisch durchlässige Gitter für Lautsprecher, wobei das Lautsprechergitter zwei metallische Platten aufweist. Ein Gitter für einen Lautsprecher hat eine relativ dicke Metallplatte mit einer Lautsprecheröffnung und einer Vielzahl von T-förmigen Stäben quer über die Öffnung und eine relativ dünne Metallplatte mit einer Lautsprecheröffnung und einer Vielzahl von U-förmigen Stäben quer über die Öffnung. Die Platten sind so aneinander montiert, dass die U-förmigen Stäbe zwischen den T-förmigen Stäben liegen, aber von diesen beabstandet sind, um den Lautsprecher physisch zu schützen und ihm gute akustische Eigenschaften zu verleihen. Die relativ dicke Metallplatte bietet einen guten Kühlkörper für elektronische Geräte.
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Eingangs genannte Abdeckelemente bzw. Gitterelemente sind in der Kraftfahrzeugindustrie bekannt, und können zum Beispiel Aufnahmen in Fahrzeugtüren, im Armaturenbrett oder in anderen Kraftfahrzeugelementen abdecken. Beispielsweise sind Lüftungselemente abdeckbar oder auch Lautsprecher. Bei der Erstellung von Gitterstrukturen mit geometrischen Lochmustern kommt es bei einem der Geometrie abweichenden Beschnitt der Ränder zu unterschiedlich großen Bereichen, die unterhalb einer produktionstechnisch bedingten Größe nicht mehr dargestellt werden können und somit ein fehlerhaftes Randbild entstehen lassen. Beispielsweise bei abzudeckenden Lautsprechern unterliegen die Gitterelemente besonderen Anforderungen hinsichtlich der Akustik des abzudeckenden Lautsprechers, wobei die Gitterelemente dann als Lautsprechergitter bezeichnet werden können.
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Bei der Herstellung von Lautsprechergittern als integriertes Bauteil unterliegen die Gitterlöcher im Randbereich bzw. im Endrandbereich des Abdeckelementes, also die Sacklöcher produktionsbedingten Grenzen. Ab einer Lochgröße unterhalb des halben Durchmessers eines Loches, kann dieses nicht mehr hergestellt werden. Durch das Entfallen dieser Gittermuster im Endrandbereich entsteht eine ausgefranste, fehlerhafte und nicht erwünschte Optik.
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Um dieses optische Problem zu umgehen, könnte das Lochmuster zum Randbereich bzw. zum Endrandbereich hin verändert werden, so dass möglichst ganze, also in ihrer Geometrie unveränderte Löcher hergestellt werden. Dies geschieht in der Regel durch eine Veränderung des Lochabstandes oder die Skalierung der Lochgröße. Mit diesem Eingriff in die Gleichmäßigkeit der Gitterordnung entstehen gestörte Muster, die im besten Fall als weniger störend bewertet werden wie fehlerhafte Außenkonturen. Die Konstruktion solcher Geometrien bedeutet einen hohen Aufwand, der je nach Konzept und Gittergröße bis zu vier Tage und mehr betragen kann, wenn jedes Loch einzeln gesetzt werden muß. Zudem ist es notwendig diesen Aufwand für jedes neue Gitterelement zu wiederholen.
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Alle diese Bemühungen scheitern jedoch an ihren akustischen Eigenschaften.
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Die ideale, akustische Eigenschaft eines Lautsprechergitters müßte einen Luftdurchsatz von 50% ermöglichen. Bei der spritzgußtechnischen Herstellung werden, je nach Bauteil, unterschiedliche Materialien verwendet, die durch ihre speziellen Fließfähigkeiten die notwendigen Dimensionen der Stege beeinflussen. Die Größe der Lochdurchmesser richtet sich also nach den akustischen Parametern und wird unter Umständen durch die notwendige Stegbreite minimiert. Der größte Luftdurchsatz wird mit versetzten Löchern erreicht. Idealerweise mit sechseckigen Löchern ähnlich einer Bienenwabe. Diese Geometrie erlaubt keinerlei Veränderung bzw. Angleichung der Löcher durch unterschiedliche Größe und Abstände.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Gitterelement der eingangs genannten Art anzugeben, welches mit einfachen Mitteln schnell, einfachst und günstigst herstellbar ist, wobei gleichzeitig ein ungestörtes Lochmuster erreichbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch ein Abdeckelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
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Vorgeschlagen wird ein Abdeckelement bzw. ein Gitterelement, welches Durchgangslöcher und Sacklöcher sowie einen lochlosen Rand aufweist, wobei das Abdeckelement spritzgußtechnisch aus einem Kunststoff hergestellt ist. Erfindungsgemäß weist ein Randbereich einen zwischen dem lochlosen Rand und einem Zwischenrandbereich angeordneten Endrandbereich auf, wobei die Sacklöcher in dem Zwischenrandbereich eine identische Tiefe aufweisen, und wobei die Sacklöcher in dem Endrandbereich eine zum Rand hin abnehmende Tiefe aufweisen.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Sacklöcher zum Rand hin in einem Randbereich angeordnet sind, welcher zwischen einem aktiven Bereich und dem lochlosen Rand selbst angeordnet ist. Die Sacklöcher sind in Sinne der Erfindung nur einseitig, nämlich zur Sichtseite des Gitterelementes hin geöffnet. Erfindungsgemäß weist der Randbereich nun zumindest zwei Bereiche auf, von denen einer, der als Zwischenrandbereich bezeichnet werden kann, an dem aktiven Bereich anschließt. An diesen Zwischenrandbereich schließt sich der Endrandbereich an, der an dem lochlosen Rand anschließt.
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Der Endrandbereich weist eine vom lochlosen Rand zum Zwischenendbereich vorgegebene Erstreckung auf, welche abhängig von Lochparametern vorgebbar ist, wobei bevorzugte Lochparameter der Lochdurchmesser und der Lochabstand, weiter bevorzugt der Lochmittenabstand sind, wobei die Erstreckung beispielhaft gemäß der Gleichung
ermittelbar ist.
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In Gleichung 1 bedeuten
- A
- = Erstreckung
- r
- = Radius Loch
- d
- = Abstand Lochmitte zu Lochmitte jeweils benachbarter Löcher
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Der Endbereich weist also je nach Lochdurchmesser und dem vorgegebenen Abstand der Lochmitte zur Lochmitte eine jeweils angepaßte, bzw. veränderliche minimal Erstreckung auf. Der Lochdurchmesser ist leicht in den Radius zu überführen. Natürlich können in der Tiefe variable Sacklöcher auch in dem Zwischenrandbereich angeordnet sein. Zielführend ist, die Erstreckung des Endrandbereiches zu bestimmen, in welcher die Sacklöcher auf jeden Fall angepaßt werden, um das ungestörte Lochmuster erreichen zu können. Denn mit abnehmender Tiefe der hergestellten Sacklöcher, also entsprechend mit abnehmender Höhe der Negativstifte der Negativspritzform, können diese Stifte im Endrandbereich mit dem Durchmesser der Durchgangslöcher hergestellt werden, wobei insbesondere auch kreisabschnittsartige Sacklöcher bzw. entsprechende Negativstifte möglich sind, welche optisch den gleichen Durchmesser vermitteln. So wird insgesamt ein durchgehend ungestörtes Lochmuster erreicht.
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Die Lochparameter sind natürlich abhängig von dem Einsatzzweck des Abdeckelementes, wobei Lochparameter bevorzugt bezüglich der Durchgangslöcher vorgegeben werden, da diese das Lochmuster bestimmen. Handelt es sich bei dem Abdeckelement der Erfindung zum Beispiel um ein Lautsprechergitter, so werden die Durchmesser der Durchgangslöcher im aktiven Bereich von Akustikfachleuten vorgegeben, welche den erforderlichen Luftdurchsatz für den mit dem Abdeckelement abgedeckten Lautsprecher bestimmen. Zudem können die Akustikfachleute z. B. den Lochmittenabstand vorgeben. Natürlich kann anstelle des Lochmittenabstandes auch der Lochrandabstand herangezogen werden. So wird ein der Akustik entsprechendes Lochmuster im aktiven Bereich vorgegeben.
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Mit der Erfindung ist es nun möglich, ein Abdeckelement bei vorgegebenem Luftdurchsatz mit, im Vergleich zum aktiven Bereich ungestörtem Lochmuster, insbesondere im Randbereich, also sowohl im Zwischenrandbereich als auch im Endrandbereich herzustellen bzw. weiterzuführen.
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Vorteilhaft weisen die Sacklöcher im Endrandbereich zum lochlosen Rand hin eine bevorzugt stetig abnehmende Tiefe auf, wobei gegebenenfalls am Sacklochgrund eine von der ebenen Form abweichende geometrische Ausgestaltung, zum Beispiel eine schräge Ausführung des Sacklochgrundes denkbar ist.
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In günstiger Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Sacklöcher im Endrandbereich eine solche angepaßte Tiefe aufweisen, welche dem Verlauf der zur Sichtseite gegenüberliegenden Unterseite des Abdeckelementes folgt. Würde die Unterseite demnach im Endrandbereich in Richtung zum lochlosen Rand leicht geneigt ansteigen, würde der Sacklochgrund angepaßt, gleichorientiert geneigt sein. So wird auch die Lichtreflexion des betreffenden Sacklochs beeinflußt. Insbesondere ist es möglich, dass die Sacklöcher nicht nur als Vollumfängliches Loch ausgeführt sein können, sondern auch als, in Aufsicht gesehen, Lochabschnitt bzw. kreisabschnittsartig ausgeführt sein können, wie oben bereits angedeutet. Eine solche Ausgestaltung ist insbesondere in direkter Nähe zum lochlosen Rand erreichbar, und vermittelt zusätzlich ein durchgehend ungestörtes Lochmuster.
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Vorteilhaft wird mit der Erfindung die Tiefe der Sacklöcher im Randbereich, insbesondere im Endrandbereich des Abdeckelementes, bzw. des beispielhaften Lautsprechergitters langsam und gleichmäßig, der Außenkontur folgend, reduziert, so dass die Sachlöcher zum lochlosen Rand hin ausgeblendet und fehlende, kleine Segmente, nicht mehr wahrgenommen werden. Da die geometrische Ordnung des Lochmusters nicht verändert wird, ist es möglich diese Lösung für alle erdenklichen Lochmuster zu verwenden. Die gestalterische Freiheit zur Einbindung des Lautsprechers entsprechend der Formensprache des Umfeldes bleibt dabei vollständig erhalten. Das Abdeckelement, in der beispielhaften Ausgestaltung Lautsprechergitter wirkt fehlerfrei, verbessert dadurch den Wert der Optik und somit die Verarbeitungsqualität.
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Zielführend ist, dass das Abdeckelement mit allen erdenklichen Lochmustern ausführbar ist, wobei das Abdeckelement Löcher runder oder eckiger, bevorzugt sechseckiger Ausgestaltung z.B. in der Form einer Bienenwabe aufweisen kann, wobei das Lochmuster ungestört bis zum lochlosen Rand weiterführbar ist. Insbesondere ist das Abdeckelement zum Abdecken aller möglichen Öffnungen geeignet, und nicht auf das Ausführungsbeispiel als Lautsprechergitter beschränkt. Wesentlich ist, dass das Abdeckelement als Spritzgußteil aus einem Kunststoff gefertigt ist. Ersichtlich ist der Vorteil, dass die Negativformen zum Herstellen des erfindungsgemäßen Abdeckelementes im Endrandbereich Stifte (diese bilden in der hergestellten Form die Sachlöcher) aufweisen können, welche trotz des geringen Durchmessers aufgrund der reduzierten Tiefe des fertig gestellten Sackloches bei dem Spritzgießprozeß erhalten bleiben, und nicht zerstört werden.
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Ein lochloser Rand bedeutet im Sinne der Erfindung, dass selbstverständlich Befestigungslöcher vorhanden sein können, welche zumindest zur Sichtseite hin auch abgedeckt sein können. Ein lochloser Rand ist als so zu verstehen, dass dieser kein Lochmuster aufweist. Gleichwohl soll von der Erfindung auch eine solche Ausgestaltung umfaßt werden, welche keinen lochlosen Rand aufweist, bei welcher also das Lochmuster bis zum Endrand geführt ist.
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Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind in den Unteransprüchen, sowie im Folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
- 1 ein Abdeckelement in der lediglich beispielhaften Ausgestaltung als Lautsprechergitter in einer Aufsicht, sowie Querschnitte durch das Abdeckelement,
- 2 eine vergrößerte Darstellung aus 1,
- 3 Detailansichten auf ein Lautsprechergitter in Aufsicht im Vergleich zum Stand der Technik, und
- 4 beispielhafte Schnittdarstellungen zu Ansichten auf ein Lautsprechergitter in Aufsicht im Vergleich zum Stand der Technik.
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In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
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1 zeigt ein Abdeckelement 1 bzw. ein Gitterelement 1, welches Durchgangslöcher 2 und Sacklöcher 3 sowie einen lochlosen Rand 4 (3 und 4) aufweist, wobei das Abdeckelement 1 spritzgußtechnisch aus einem Kunststoff hergestellt ist, wobei die Sacklöcher 3 in einem Endrandbereich 6 (2) eines Randbereiches 8 eine zum Rand 4 hin abnehmende Tiefe t aufweisen.
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Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Abdeckelement 1 beispielhaft als Lautsprechergitter 1 ausgeführt. Das Abdeckelement 1 weist eine in akustischer Sicht aktive Zone 7 (1) und eine aus akustischer Sicht passive Zone 8 (2) auf. In der aktiven Zone 7 sind die Durchgangslöcher 2 angeordnet. In der akustisch passiven Zone 8 sind die Sacklöcher 3 angeordnet.
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Die akustisch passive Zone 8 kann also auch als Randbereich 8 bezeichnet werden, welcher zwei Abschnitte 6 und 9 aufweist, und zwar einen Zwischenrandbereich 9 und den Endrandbereich 6. In dem Zwischenrandbereich 9 sind die Sacklöcher 3 angeordnet, welche gemäß der Erfindung eine gleiche Tiefe t aufweisen.
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Bei den in 1 erkennbaren, lediglich beispielhaft eingezeichneten drei Querschnitten sind die aktive Zone 7 und die passive Zone 8 jeweils detailliert erkennbar. Ein erster Schnitt 11 verläuft quasi als Kreishalbierende durch das Abdeckelement 1. Ein zweiter Schnitt 12 verläuft in der Art einer Sekante wobei auch ein dritter Schnitt 13 in der Art einer Sekante verläuft. Im Unterschied zum zweiten Schnitt 12, welcher noch einen Teil der aktiven Zone 7 schneidet, verläuft der dritte Schnitt komplett durch die passive Zone 8, bzw. durch den Randbereich 8 mit seinen zwei Abschnitten 6 und 9.
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Wie in 1 erkennbar, weist das Abdeckelement 1 eine Sichtseite 14 und eine dazu gegenüberliegende Unterseite 16 auf. Die Durchgangslöcher 2 sind sowohl zur Sichtseite 14 als auch zur Unterseite 16 geöffnet. Die Sacklöcher 3 sind nur einseitig, und zwar zur Sichtseite 14 geöffnet, und weisen jeweils einen Sacklochgrund 17 auf. Beispielhaft ist der Sacklochgrund 17 der in dem Zwischenrandbereich 9 angeordneten Sacklöcher 3 eben verlaufend ausgeführt. Auch die Unterseite 16 verläuft in diesem Bereich 9 weitgehend eben. Die Unterseite 16 in dem Endrandbereich 6 dagegen verläuft leicht konisch nach oben. Vorteilhaft ist der Sacklochgrund 17 des betreffenden Sacklochs 3 in dem Endrandbereich 6 korrespondierend an den Verlauf der Unterseite 16 ausgeführt. So kann jedes in dem Endrandbereich 6 angeordnete Sackloch 3 über den gesamten Verlauf des Sacklochgrundes 17 den gleichen Abstand zur Unterseite 16 des Abdeckelementes 1 aufweisen wie die Sacklöcher 3 in dem Zwischenendbereich 9. Mit anderen Worten wird die Dicke der Unterseite 16 bei jedem Sackloch 3 in dem Endrandbereich 6 aber auch in dem Zwischenendbereich 9 gleich bzw. unverändert gehalten. Dies bedeutet aber auch, dass das betreffende Sackloch 3 selbst eine im Querschnitt gesehen ungleichmäßige Tiefe t aufweisen kann, wie 1 und 2 beispielhaft zu entnehmen ist.
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Die Dimensionen der Durchgangslöcher 2 sind bezüglich Ihres Durchmessers D und bezüglich des jeweiligen Abstands d Ihrer Mittelpunkte vorgegeben. Diese Vorgaben gehen im Falle des beispielhaften Lautsprechergitters 1 auf entsprechende Forderungen von Akustikfachleuten zurück, welche jeweils die besten Klangbedingungen des Lautsprechers, also den erforderlichen Luftdurchsatz durch das Lautsprechergitter 1 hindurch fordern. So wird z. B. in der aktiven Zone 7 ein bestimmtes Lochmuster vorgegeben. Beispielhaft sind in den Figuren Durchgangslöcher 2 runden Querschnitts vorgegeben, welche einen bestimmten Mittenabstand d haben sollen. Selbstverständlich könnten die Durchgangslöcher auch andere geometrische Grundformen haben, wobei auch eine sechseckige Ausgestaltung in der Art von Bienenwaben denkbar ist.
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Mit der Erfindung ist es möglich, das in der aktiven Zone 7 vorgegebene Lochmuster in den Randbereich 8, insbesondere in den Endrandbereich 6 bis zum lochlosen Rand 4 weiterzuführen, so dass über die gesamte Form des Abdeckelementes 1 ein ungestörtes Lochmuster vorhanden ist, wobei die Form des Abdeckelementes natürlich nicht nur hinsichtlich unterschiedlicher Einsatzzwecke variabel ist.
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Zielführend ist bei der Erfindung, dass mit den Daten des vorgegebenen Lochmusters in der aktiven Zone
7 hinsichtlich des Durchmessers und des Mittenabstandes d die Erstreckung des Endrandbereiches
6 mit Hilfe folgender Gleichung 1
ermittelbar ist.
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In Gleichung 1 bedeuten
- A
- = Erstreckung
- r
- = Radius Loch
- d
- = Abstand Lochmitte zu Lochmitte jeweils benachbarter Löcher
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Dies ist in 2 im Vergleich zu 1 anhand des ersten Schnittes 12 vergrößert dargestellt.
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Mit anderen Worten ist es mit der Erfindung möglich, anhand des seitens des von Akustikfachleuten vorgegebenem Lochmusters den Endrandbereich 6 zu bestimmen, in welchem die Sacklöcher 3 in ihrer Tiefe t an den möglicherweise ansteigenden Verlauf der Unterseite 16 angepaßt sind. Zudem ist es mit der Erfindung möglich, kreisabschnittsartige Sacklöcher 3 in dem Endrandbereich 6 anzuordnen.
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In 3 ist auf der linken Bildseite, jeweils oben und unten ein Abdeckelement 1 in Aufsicht gesehen im Vergleich zu einem herkömmlichen Abdeckelement (rechte Bildseite, jeweils oben und unten) dargestellt. Die Abdeckelementformen sind oben und unten jeweils identisch. Erkennbar ist, dass das erfindungsgemäße Abdeckelement 1 (linke Bildseite) auch bei unterschiedlicher Formgebung jeweils ein ungestörtes, gleichmäßiges Lochmuster 18 aufweist. Das herkömmliche Abdeckelement dagegen weist im Randbereich jeweils ein gestörtes Lochmuster auf, wobei Sacklöcher teilweise sogar gar nicht herstellbar waren, was jeweils im Bereich des Bezugszeichens 19 erkennbar ist.
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In 4 ist in der linken Bildhälfte ebenfalls ein Abdeckelement 1 gemäß der Erfindung dargestellt. In der rechten Bildhälfte ist wiederum ein herkömmliches Abdeckelement dargestellt, wobei im oberen Bild jeweils ein Querschnitt des jeweils unten ausgewählten Bereiches dargestellt ist, wobei lediglich beispielhaft ein Querschnitt gemäß dem dritten Schnitt 13 wie zu 1 beschrieben gewählt ist. Beide Abdeckelemente weisen eine identische Formgebung auf.
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Bei dem erfindungsgemäßen Abdeckelement 1 sind die im Endrandbereich 6 angeordneten Sacklöcher 3 unterschiedlicher Tiefe t erkennbar. Bei dem herkömmlichen Abdeckelement (jeweils rechte Bildseite) sind unterschiedliche Tiefen nicht erkennbar, statt dessen weisen alle Sacklöcher durchgehend eine identische Tiefe auf.
