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Die Erfindung betrifft ein Wärmeisolationsgehäuse für ein Kältegerät, insbesondere Haushaltskältegerät, nach dem Oberbegriff des Patenanspruches 1 sowie ein Vakuumisolationspaneel für ein solches Wärmeisolationsgehäuse nach dem Patentanspruch 10.
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Bei der Fertigung eines Kältegerätes wird dessen doppelwandig ausgeführter Gehäusekorpus in eine Schäumungsanlage gegeben, in der der noch leere Wandzwischenraum des Gehäusekorpus unter Wärme- und/oder Druckbeaufschlagung mit einer flüssigen Ausgangskomponente eines Wärmeisolierschaumes gefüllt wird, die darin aufschäumt und aushärtet. Zur Steigerung der Wärmeisolierwirkung kann vor dem Schäumungsvorgang in den noch leeren Wandzwischenraum ein Vakuumisolationspaneel eingebracht werden. Dessen Eigensteifigkeit reicht üblicherweise nicht aus, um den Schäumungsvorgang ohne Form- und Positionsänderung standhalten zu können. Aus diesem Grund kann das Vakuumisolationspaneel über Halteelemente an der Innenwandung oder der Außenwandung des Gehäusekorpus gehaltert sein.
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Aus der
DE 10 2009 060 079 A1 ist ein solches Wärmeisolationsgehäuse bekannt, in dessen Gerätekorpus ein Vakuumisolationspaneel eingesetzt ist. Dieses ist mit Hilfe von Abstandshaltern lagerichtig positioniert. Die Abstandshalter können an der Innenwand oder der Außenwand des Gehäusekorpus ausgebildet sein. Die Abstandshalter sind in großer Anzahl über die gesamte Seitenwandfläche verteilt vorgesehen. Außerdem sind sie montagetechnisch aufwendig an der Innenwand und/oder der Außenwand beispielsweise durch Verschraubung oder Verklebung montiert. Alternativ können die Abstandshalter auch unmittelbar als Aufwölbungen in der Innenwand oder der Außenwand eingeformt sein. Dadurch wird jedoch das Erscheinungsbild des Gehäusekorpus stark beeinflusst.
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Beim Schäumungsvorgang wird das Vakuumisolationspaneel durch den eingefüllten, noch nicht ausgehärteten Wärmeisolierschaum mit Deformationskräften beansprucht. Die Deformationskräfte können zu Verwerfungen im Vakuumisolationspaneel führen. Bei Verwendung der oben erwähnten Abstandshalter besteht die Gefahr, dass die beim Schäumungsvorgang auf das Vakuumisolationspaneel ausgeübten Deformationskräfte direkt auf die Außenwand übertragen werden. Positions- und/oder Formänderung des Vakuumisolationspaneels können somit unmittelbar zu einer nachteiligen Aufwölbung beziehungsweise einem Ausbeulen der Außenwand und/oder der Innenwand führen.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Wärmeisolationsgehäuse bereitzustellen, bei dem das Vakuumisolationspaneel in einfacher Weise formstabil sowie lagerichtig im Wandzwischenraum angeordnet ist.
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Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 oder des Patentanspruches 10 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
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Die Erfindung betrifft ein Wärmeisolationsgehäuse mit einer, einen Kühlraum begrenzenden Innenwand, einer Außenwand sowie einem Wandzwischenraum, der mit einem Wärmeisoliermaterial gefüllt ist und in dem ein Vakuumisolationspaneel angeordnet ist. Die Außenwand geht an gegenüberliegenden Gehäusekanten in abgewinkelte Randleisten über, die mit der Innenwand und/oder mit anderen angrenzenden äußeren Wandteilen, etwa Boden, Decke oder Rückwand, verbunden sind. Die Erfindung geht von dem Sachverhalt aus, dass die aus dem Stand der Technik bekannten Abstandhalter beim Aufschäumvorgang einen Kraftpfad bereitstellen. Über diesen Kraftpfad können beim Aufschäumvorgang unter Überbrückung des freien Spaltes zwischen dem Vakuumisolationspaneel und der Außenwand Deformationskräfte in die Außenwand eingeleitet werden, wodurch diese sich nachteilig verformen kann. Vor diesem Hintergrund ist gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 auf derartige Abstandhalter zwischen Vakuumisolationspaneel und der Außenwand/Innenwand vollständig verzichtet, wodurch ein freier Spalt aufrechterhalten bleibt. Vielmehr ist das Vakuumisolationspaneel an den abgewinkelten Randleisten der Außenwand/Innenwand kraftübertragend befestigt. Bevorzugt kann das Vakuumisolationspaneel unter Zwischenschaltung eines zusätzlichen Halteelements an den Randleisten der Außenwand gehaltert sein.
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Mit einer solchen speziellen Halterung ist ein unmittelbarer Kraftpfad zwischen dem Vakuumisolationspaneel und der Außenwand vermieden. Vielmehr werden die beim Schäumungsvorgang einwirkenden Deformationskräfte vom Wärmeisolationspaneel über das Halteelement in die, an die Außenwand anschließenden Randleisten eingeleitet. Die Außenwand selbst wird daher beim Aufschäumvorgang nicht mit den Deformationskräften des Vakuumisolationspaneels beaufschlagt, sondern lediglich die von der Außenwand abgekanteten Randleisten.
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Das Wärmeisolationsgehäuse kann in einem Kältegerät eingesetzt werden. Unter einem Kältegerät wird insbesondere ein Haushaltskältegerät verstanden, also ein Kältegerät das zur Haushaltsführung in Haushalten oder eventuell auch im Gastronomiebereich eingesetzt wird, und insbesondere dazu dient Lebensmittel und/oder Getränke in haushaltsüblichen Mengen bei bestimmten Temperaturen zu lagern, wie beispielsweise ein Kühlschrank, ein Gefrierschrank, eine Kühlgefrierkombination, eine Gefriertruhe oder ein Weinlagerschrank.
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Wie oben erwähnt weist das Vakuumisolationspaneel nur eine geringe Eigensteifigkeit auf, wodurch es beim Aufschäumvorgang, der unter Druck und Wärme erfolgt, zu Verwerfungen oder Verformungen des Vakuumisolationspaneels kommen kann. Vor diesem Hintergrund kann das Vakuumisolationspaneel zur Erhöhung seiner Bauteilsteifigkeit mit Hilfe von Haltebügeln geschlossen ringförmig umgriffen sein. Das Vakuumisolationspaneel kann zudem über die Haltebügel an der Innen- und/oder Außenwand befestigt sein. Auf diese Weise sind beide Seitenflächen des Vakuumisolationspaneels käfigartig umschlossen, wodurch Form- und/oder Positionsänderungen des Vakuumisolationspaneels beim Aufschäumvorgang besser vermieden werden können. Entsprechend kann auch ein Ausbauchen beziehungsweise ein Abzeichnen dieser Verformungen an der Außenwand verhindert werden, die üblicherweise aus einem sehr dünnen Blechmaterial ausgeführt sein kann.
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Bevorzugt kann das Vakuumisolationspaneel zwischen zwei Haltebügeln angeordnet sein. Diese können in der Einbaulage in horizontaler Ebene das Vakuumisolationspaneel umgreifen. Das Vakuumisolationspaneel kann dabei unter Beaufschlagung von Spannkräften zwischen den beiden Haltebügeln eingeklemmt sein, wodurch die Formstabilität des Vakuumisolationspaneels gesteigert wird. Montagetechnisch günstig ist es, wenn die Haltebügel und das Vakuumisolationspaneel bereits separat außerhalb des Wandzwischenraums zu einer Vormontageeinheit zusammengesetzt werden können. Die aus den Haltebügeln und dem Vakuumisolationspaneel bestehende Vormontageeinheit wird dann in einem weiteren Fertigungsschritt vor dem Schäumungsvorgang in den Wandzwischenraum eingesetzt.
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Um den Zusammenbau der Haltebügel mit dem Vakuumisolationspaneel zu vereinfachen, können die Haltebügel zueinander verstellbar ausgeführt sein. Somit kann in einer Offenstellung das Vakuumisolationspaneel einfach zwischen die beiden Haltebügel eingelegt werden. Anschließend können die Haltebügel zu einer Geschlossenstellung zusammengeführt werden, in der das Vakuumisolationspaneel von den Haltebügeln ringförmig umgriffen wird. Zwischen den Haltebügeln und dem Vakuumisolationspaneel können zusätzliche Federelemente vorgesehen sein, um das eingeklemmte Vakuumisolationspaneel elastisch nachgiebig mit den oben erwähnten Spannkräften zu beaufschlagen.
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Gemäß einer Variante können die beiden Haltebügel materialeinheitlich und/oder einstückig über ein Filmscharnier miteinander verbunden sein. Das Filmscharnier bildet hierbei eine Klappachse, um die die beiden Haltebügeln zusammengeklappt werden können. Zur Sicherung der Geschlossenstellung können die Haltebügel an ihren scharnierfernen Enden zum Beispiel über eine beliebige Steckverbindung miteinander verbunden werden. Alternativ zu einer solchen einstückigen Ausführung können die beiden Haltebügeln auch als separate Bauteile realisiert sein, die ebenfalls über zum Beispiel Steckverbindungen zusammengefügt werden können. Derart separate Haltebügel können bevorzugt als Gleichteile ausgeführt sein, um den Herstellungsaufwand zu reduzieren.
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Wie oben erwähnt, umschließen die beiden Haltebügel das Vakuumisolationspaneel käfigartig, wodurch dessen Eigensteifigkeit erhöht wird. Dadurch können die nachteiligen Form- und Positionsänderungen während des Aufschäumvorganges verhindert werden.
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Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
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Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 in einer perspektivischen Darstellung ein Wärmeisolationsgehäuse eines Kältegerätes mit weggelassener Gerätetür;
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2 in einer vergrößerten Ansicht eine Schnittdarstellung entlang der Schnittebene I-I;
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3 und 4 jeweils Ansichten, die die Montage des Vakuumisolationspaneels im Wandzwischenraum des Wärmeisolationsgehäuses veranschaulichen;
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5 in perspektivischer Teilansicht zwei voneinander getrennte Haltebügel;
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6 bis 8 jeweils Prinzipskizzen, die den Einbau eines Vakuumisolationspaneels gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulichen.
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Die Erfindung ist nachfolgend in Anwendung auf ein Gehäuse 1 eines Gefrierschrankes oder Kühlschrankes beschrieben, der in der 1 in perspektivischer Darstellung ohne Gerätetür gezeigt ist. Das Gehäuse 1 weist als Innenwandteil 3 einen Kunststoff-Innenbehälter sowie als Außenwandteile jeweils Seitenwände 5 aus einem Edelstahlblech mit geringer Materialstärke und eine Deckenwand 7 aus Pappe oder Kunststoff auf. Die nicht gezeigte Bodenwand sowie die Rückwand können ebenfalls aus Pappe oder Kunststoff gefertigt sein. Der zwischen dem Innenbehälter 3 und den Außenwandteilen 5, 7 gebildete Wandzwischenraum 9 (2) ist mit einem Wärmeisolationsschaum 11 ausgefüllt. Der Wärmeisolationsschaum 1 wird bei der Fertigung des Gehäuses 1 in einem Schäumungsschritt in den noch leeren Zwischenraum 9 des Gehäuses 1 eingebracht. Hierzu wird eine flüssige Ausgangskomponente des Wärmeisolierschaumes 11 unter größerem Druck und unter Wärme ein nicht dargestelltes Schäumungsventil in den noch leeren Wandzwischenraum 9 über eingefüllt.
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Zur Steigerung der Wärmeisolationswirkung ist gemäß den Figuren im Bereich der linken und rechten Seitenwände 5 jeweils ein großflächiges Wärmeisolationspaneel 13 (in der 1 gestrichelt gezeigt) in den Wandzwischenraum 9 angeordnet. Das Vakuumisolationspaneel 13 wird vor Durchführung des Schäumungsvorganges in den noch leeren Wandzwischenraum 9 angeordnet. Zur positionsgenauen sowie lagesicheren Anordnung in dem Wandzwischenraum 9 ist ein aus Haltebügeln 15, 16 bestehendes Halteelement 19 vorgesehen. Die beiden Haltebügel 15, 16 sind gemäß den 1 bis 5 als voneinander separate Bauteile ausgebildet, die an ihren Enden über eine später beschriebene Rastverbindung 21 zusammengefügt werden können, und zwar unter Bildung eines ringförmig geschlossenen Zwischenraums 23 (2 und 3), in dem das Vakuumisolationspaneel 13 angeordnet ist. Die Rastpartner der jeweiligen Rastverbindung 21 zwischen den beiden Haltebügeln 15, 16 bestehen aus einem Rastkanal 25, in dem ein Rastelement 27 einsteckbar ist. An den einander gegenüberliegenden Kontaktflächen zwischen der Innenwandung des Rastkanals 25 und dem Rastelement 27 sind einander korrespondierende Sägezahnprofile ausgebildet. In Abhängigkeit von deren Teilungsabständen können daher die beiden Haltebügel 15, 16 für eine Feineinstellung Vakuumisolationspaneelen 13 unterschiedlicher Spaltbreite aufnehmen.
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Wie aus den 2 bis 4 hervorgeht, sind die beiden Haltebügel 15, 16 als Gleichteile ausgeführt. Jedes der Gleichteile weist an einem Ende einen Rastkanal 25 und am gegenüberliegenden Ende ein Rastelement 27 auf. Zur Herstellung der Rastverbindung 21 sind die beiden Gleichteile 15, 16 auf Umschlag um 180° zueinander gedreht angeordnet.
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Die Enden der Haltebügel 15, 16 sind jeweils beidseitig mit Rastzapfen 29 verlängert. In der 2 sind von den insgesamt vier dargestellten Rastzapfen 29 die beiden Rastzapfen 29 des, der Außenwand 5 zugewandten Haltebügels 15 in zugehörigen Rastausnehmungen 31 der beiden seitlichen Randleisten 33 der Außenwand 5 eingerastet. Gemäß der 2 ist die Außenwand 5 an jeweils gegenüberliegenden Gehäusekanten 35 mit den beiden Randleisten 33 verlängert, die um 90° abgewinkelt sind. Die Randleisten 33 sind doppelwandig mit einem U-förmig nach innen abgewinkelten Innenschenkel 37 und einem Außenschenkel 38 aufgebaut. Die in der 2 frontseitige Randleiste 33 weist am Außenschenkel 38 eine stufenförmige Anschlussgeometrie auf, in der flächenbündig eine Innenbehälter-Randleiste 39 verklebt ist. Der Außenschenkel 38 der in der 2 hinteren Randleiste 33 ist demgegenüber ohne ein solche stufenförmiges Anschlußprofil ausgeführt und mit der Rückwand 6 verklebt. An den beiden einander zugewandten Innenschenkeln 37 der Außenwand-Randleisten 33 sind die oben genannten Rastausnehmungen 31 ausgebildet.
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Anhand der 3 und 4 wird die Montage des Vakuumisolationspaneeles 13 im Wandzwischenraum 9 beschrieben. Demzufolge werden gemäß der 3 die beiden Haltebügel 15, 16 zunächst außerhalb des Wandzwischenraumes 9 mit dem Vakuumisolationspaneel 13 zu einer Vormontageeinheit V zusammengefügt. Die beiden Haltebügel 15, 16 werden dabei über die Rastverbindungsstellen 21 so miteinander verspannt, dass sie eine gewisse Vorspannkraft FV auf das zwischengeklemmte Vakuumisolationspaneel 13 ausüben. Das Vakuumisolationspaneel 13 ist somit zwischen den beiden Haltebügeln 15, 16 eingeklemmt, wodurch die Eigensteifigkeit der Vormontageeinheit V vorteilhaft erhöht ist.
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Anschließend wird die Vormontageeinheit V zwischen den beiden Randleisten 33 der Außenwand 5 montiert und zwar so, dass durch die beiden Rastzapfen 29 des der Außenwand 5 zugewandten Haltebügels 15 zunächst die Randleisten 33 unter Aufbau einer Rückstellkraft geringfügig elastisch aufgeweitet werden. Beim Einfahren der Rastzapfen 29 in die Rastausnehmungen 31 der beiden Randleisten 33 können die Rückstellkräfte zumindest teilweise wieder abgebaut werden. Dadurch ist eine sichere Halterung des Vakuumisolationspaneels 13 im Wandzwischenraum 9 erreicht. Die Vormontageeinheit V ist somit über einen freien Spalt s (4) von der Außenwand 5 beabstandet angeordnet.
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Anschließend wird die Außenwand 5 mit dem darin befestigen Vakuumisolationspaneel 13 mit dem Innenbehälter 3 zusammengebaut, um den Montagezwischenraum 9 schaumdicht zu schließen. Im nachfolgenden Schäumungsvorgang wird mit großem Druck sowie bei großer Wärmeentwicklung die Ausgangskomponente des Wärmeisolierschaumes 11 in den noch leeren Wandzwischenraum 9 eingefüllt. Dadurch wird insbesondere das zwischen den Haltebügeln 15, 16 eingeklemmte Vakuumisolationspaneel 13 mit Deformationskräften beaufschlagt, die zu einer Form- und/oder Positionsänderung des Vakuumisolationspaneels 13 führen können. Die beim Aufschäumvorgang in das Vakuumisolationspaneel 13 eingeleiteten Deformationskräfte werden erfindungsgemäß alleine über die Randleisten 33 in die Innen- und Außenwände 3, 5 eingeleitet. Der sich so ergebende Kraftpfad K ist in der 4 mit Pfeilen angedeutet. Daraus geht hervor, dass der Spalt s zwischen der Vormontageeinheit V und der Außenwand 5 durch den erfindungsgemäßen Kraftpfad K kraftfrei überbrückt ist. Selbst wenn sich beim Aufschäumen das Vakuumisolationspaneel 13 deformiert, wird daher die Außenwand 5 nicht entsprechend ausgewölbt.
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In der 5 sind in einer perspektivischen Teilansicht die beiden Haltebügel 15, 16 noch voneinander getrennt dargestellt. Demzufolge weisen die beiden Haltebügeln 15, 16 auf der, dem Vakuumisolationspaneel 13 zugewandten Seite jeweils querverlaufende Rippen 41 auf, die im geschlossenen Zustand der Haltebügel 15, 16 in Linienkontakt mit dem Vakuumisolationspaneel 13 sind und dadurch für eine erhöhte Druckbeaufschlagung sorgen. Auf der, dem Vakuumisolationspaneel 13 abgewandten Seite sind hingegen die Haltebügel 15, 16 mit einer zusätzlichen Fachwerkstruktur 43 ausgesteift, um die oben erwähnte Vorspannkraft FV auf das Vakuumisolationspaneel 13 ausüben zu können.
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In den folgenden 6 bis 8 ist ein zweites Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem im Unterschied zu den vorangegangenen Figuren die beiden Haltebügeln 15, 16 keinen separaten Bauteile sind, sondern vielmehr materialeinheitlich und einstückig über ein Filmscharnier 45 miteinander verbunden sind. Das Filmscharnier 45 definiert eine Klappachse, um die die beiden Haltebügel 15, 16 zueinander verstellbar sind. In der 6 sind die beiden Haltebügel 15, 16 in ihrer Offenstellung gezeigt, in der auf eines beiden Haltebügeln 15, 16 das Vakuumisolationspaneel 13 auflegbar ist. Auf den mit dem Vakuumisolationspaneel 13 in Kontakt bringbaren Seiten der Haltebügeln 15, 16 sind jeweils Federelemente 47 angeordnet, mit denen eine vordefinierte Vorspannkraft auf das Vakuumisolationspaneel 13 ausübbar ist. Am scharnierfernen Ende der beiden Haltebügeln 15, 16 können jeweils zusammenwirkende Steckverbindungs-Partner ausgebildet sein, die die Haltebügel 15, 16 in der Geschlossenposition sichern. Im Schließzustand umgreifen die beiden Haltebügel 15, 16 das Vakuumisolationspaneel 13 geschlossen ringförmig. Die so gebildete Vormontageeinheit V kann mit den außenseitig von den Haltebügeln 15, 16 abragenden Rastzapfen 29 in die beiden einander gegenüberliegenden Randleisten 33 der Außenwand 5 verrastet werden. Anschließend kann die Außenwand 5 zusammen mit der daran verrasteten Vormontageeinheit V der Schäumungsanlage zugeführt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wärmeisolationsgehäuse
- 3
- Innenwand
- 5
- Außenwand
- 6
- Rückwand
- 7
- Deckenwand
- 9
- Wandzwischenraum
- 11
- Wärmeisolationsschaum
- 13
- Vakuumisolationspaneel
- 15, 16
- Haltebügel
- 19
- Halteelement
- 21
- Rastverbindung
- 23
- Durchlassspalt
- 25
- Rastkanal
- 27
- Rastelement
- 29
- Rastzapfen
- 31
- Rastausnehmung
- 33
- Randleiste
- 37
- Innenschenkel
- 38
- Außenschenkel
- 41
- Rippen
- 43
- Fachwerkstruktur
- 45
- Filmscharnier
- 47
- Federelemente
- V
- Vormontageeinheit
- K
- Kraftpfad
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009060079 A1 [0003]
