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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Aufnahme für einen aufblasbaren Gassack eines Gassackmoduls und eine solche Aufnahme mit ein inneres Volumen begrenzenden Seitenwänden und einem an den Seitenwänden entlang umlaufenden, flanschartigen Rand, wobei die Aufnahme eine aus Kunststoff gebildete Grundstruktur und zumindest bereichsweise eine mit der Grundstruktur stoffschlüssig verbundene und diese verstärkende Verstärkungsstruktur umfasst.
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Eine Aufnahme mit den vorgenannten Merkmalen ist aus der
DE 10 2009 047 295 A1 bekannt. Bei dieser Aufnahme ist die aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildete Verstärkungsstruktur, die ursprünglich die Form einer Platte hatte, zusammenhängend sowohl in zwei Seitenwänden als auch in einem Bodenbereich der Aufnahme ausgebildet. Es hat sich herausgestellt, dass die Verstärkungsstruktur nicht nur in zwei Seitenwänden, sondern in allen vier Seitenwänden der Aufnahme wünschenswert wäre. Zudem ist mit der bekannten Aufnahme das Problem verbunden, dass die Aufnahme zwar an zwei Seiten verstärkt ist, in dem umlaufenden Rand, an dem eine Abdeckung angebracht wird und über den die Aufnahme an ein Fahrzeug befestigt werden kann, aber keine Verstärkung vorhanden ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die mit Bezug zum Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere eine Aufnahme sowie ein Herstellungsverfahren für eine Aufnahme anzugeben, bei der alle vier Seitenwände und der Rand verstärkt sind, wobei die Aufnahme einfach herzustellen sein soll.
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Gelöst werden diese Aufgaben durch die Aufnahme und das Herstellungsverfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Aufnahme und des Herstellungsverfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und in der Beschreibung weiter präzisiert, wobei Merkmale der vorteilhaften Ausgestaltungen in technologisch sinnvoller Weise beliebig miteinander kombinierbar sind.
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Gelöst werden diese Aufgaben insbesondere dadurch, dass die Verstärkungsstruktur in dem umlaufendem Rand einen eine mit dem umlaufenden Rand der Aufnahme gemeinsame Ebene bildenden, umlaufenden Randbereich und sich zusammenhängend von dem Randbereich in alle Seitenwände hineinerstreckende Seitenwandbereiche umfasst.
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Der umlaufende, flanschartige Rand begrenzt insbesondere eine Öffnung der Aufnahme, die beabstandet zu einem Bodenbereich der Aufnahme angeordnet ist und durch die ein Gassack in die Aufnahme eingebracht werden kann. Der umlaufende Rand erstreckt sich insbesondere nahezu rechtwinklig zu den Seitenwänden. In dem flanschartigen Rand können Öffnungen vorgesehen sein, die zur Verbindung mit einer Abdeckplatte dienen. Ferner können weitere Ausbildungen in dem Rand vorgesehen sein, mit denen die Aufnahme an ein Fahrzeug befestigt wird. Auch ist es vorstellbar, dass an dem Rand Elemente zur Ausbildung eines Scharniers ausgebildet sind.
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Die Grundstruktur ist insbesondere aus einem homogenen, thermoplastischen Kunststoff gebildet. Die Verstärkungsstruktur besteht insbesondere aus einem faserverstärkten Material, bei dem in ein Matrixmaterial aus Kunststoff wie Polyamid oder Polypropylen Glasfasern, Kohlenstofffasern oder Basaltfasern eingelassen sind. Die stoffschlüssige Verbindung zwischen Grundstruktur und Verstärkungsstruktur wird insbesondere durch ein Anspritzen der Grundstruktur an die Verstärkungsstruktur erreicht, wobei bei dem Spritzvorgang das Matrixmaterial der Verstärkungsstruktur leicht angeschmolzen wird und so eine stoffschlüssige Verbindung mit der Grundstruktur eingeht. Das Matrixmaterial der Verstärkungsstruktur könnte insbesondere aus demselben Kunststoff bestehen wie die Grundstruktur.
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Die vorliegende Erfindung sieht nun vor, dass die zusammenhängende Verstärkungsstruktur sowohl umlaufend in dem umlaufenden Rand als auch sich in alle Seitenwände hinein erstreckend ausgebildet ist. Dies bedeutet also, dass der um die Öffnung der Aufnahme umlaufende Randbereich der Verstärkungsstruktur den Rand der Aufnahme selbst mit ausbildet, wobei der umlaufende Randbereich der Verstärkungsstruktur in einer Ebene damit liegt. Die Seitenwandbereiche der Verstärkungsstruktur sind zu dem Randbereich jeweils abgewinkelt und erstrecken sich von dem Randbereich insbesondere mindestens über 80% der Höhe der Seitenwand in diese hinein. Bevorzugt sind die Seitenwandbereiche der Verstärkungsstruktur in 50% einer jeden Seitenwandfläche vorhanden.
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Bevorzugt sind die Seitenwände geschlossen, so dass sich die Grundstruktur auf der kompletten Fläche der Seitenwände befindet, wobei sich die Seitenwandbereiche der Verstärkungsstruktur zumindest jeweils in einem Großteil der Seitenflächen, mindestens in 75% bevorzugt mindestens in 90% der Seitenwandflächen befinden.
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Insbesondere ist im Bodenbereich der Aufnahme keine Verstärkungsstruktur vorhanden.
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Mit der erfindungsgemäßen Aufnahme ist nun der Vorteil verbunden, dass durch die Ausbildung der Verstärkungsstruktur im umlaufenden Rand und in allen Seitenwänden eine besonders stabile Aufnahme gegeben ist, wobei aufgrund der Verstärkungsstruktur die Dicke der Seitenwände und des Randes relativ gering gehalten werden können. Da der Randbereich der Verstärkungsstruktur umlaufend um die Öffnung der Aufnahme ausgebildet ist und sich die Verstärkungsstruktur zusammenhängend in die Seitenwände erstreckt, ist es zudem möglich, bei der Herstellung der Aufnahme die Verstärkungsstruktur aus genau einem flächigen Gebilde herzustellen, welches versehen mit entsprechenden Schnitten im Herstellungsverfahren entsprechend verformt werden kann, so dass auch die Herstellung der Aufnahme einfach ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der Aufnahme befindet sich die Verstärkungsstruktur mit ihrem Randbereich auf einer Oberseite des Randes der Aufnahme und mit den Seitenwandbereichen auf den Innenseiten der Seitenwände der Aufnahme. Die Verstärkungsstruktur begrenzt also den Rand nach oben, also entgegengesetzt zum Bodenbereich der Aufnahme, und die Seitenwände nach Innen zum inneren Volumen der Aufnahme.
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Damit die Verstärkungsstruktur besonders einfach aus einem flächigen Grundmaterial zugeschnitten werden kann, ist vorgesehen, dass die Seitenwandbereiche der Verstärkungsstruktur sich hin zu einem Bodenabschnitt der Aufnahme verjüngend ausgebildet sind. Die einander zuordenbaren Ränder der Verstärkungsstruktur von benachbarten Seitenwänden weisen somit denselben Verjüngungswinkel auf, da sie durch einen Schnitt in dem flächigen Verstärkungsstrukturmaterial zugeschnitten wurden.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Aufnahme umfasst die Verstärkungsstruktur einen mit ihrem eine gemeinsame Ebene mit dem Rand der Aufnahme bildenden Randbereich zusammenhängenden, gegenüber dem Randbereich abgewinkelten und dadurch den Rand der Aufnahme zumindest teilweise seitlich nach außen begrenzenden Außenrandbereich. Insbesondere verläuft der Außenrandbereich nicht komplett um den Rand, sondern weist bevorzugt im Bereich der Ecken der Ränder Unterbrechungen auf, anders als der Randbereich, welcher zusammenhängend in dem Rand der Aufnahme umlaufend ausgebildet ist. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Aufnahme begrenzt die Verstärkungsstruktur somit den Rand zu drei Seiten, nämlich nach außen mit dem Außenrandbereich, nach oben mit dem Randbereich und nach innen mit dem Seitenwandbereich. Mit einer solchen Ausbildung des Außenrandbereichs wird ein besonders fester Rand gebildet, mit welchem die Aufnahme an ein Fahrzeug befestigt werden kann oder an welchem eine Abdeckplatte der Aufnahme angebracht werden kann.
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Einem weiteren Aspekt der Erfindung folgend wird ein Verfahren zur Herstellung einer Aufnahme für einen aufblasbaren Gassack eines Gassackmoduls vorgeschlagen, umfassend zumindest die folgenden Schritte:
- – Bereitstellen einer flächigen Verstärkungsstruktur,
- – Zuschneiden der Verstärkungsstruktur, so dass ein umlaufender Randbereich und innenliegend mindestens vier Seitenwandbereiche gebildet werden,
- – Verformen der zugeschnittenen Verstärkungsstruktur, so dass der Randbereich eine Ebene bildet und die Seitenwandbereiche eine jeweils zu dem Randbereich abgewinkelte Ebene bilden,
- – Einlegen der insbesondere zugeschnittenen und verformten Verstärkungsstruktur in ein Spritzwerkzeug,
- – Anspritzen der Grundstruktur an die Verstärkungsstruktur zur Ausbildung der Aufnahme, wobei der Randbereich der Verstärkungsstruktur mit einem Rand der Aufnahme eine gemeinsame Ebene bildet und die mindestens vier Seitenwandbereiche der Verstärkungsstruktur jeweils einen Teil jeder Seitenwand der Aufnahme bilden.
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Bevorzugt werden die Verfahrensschritte auch in der angegebenen Reihenfolge nacheinander durchgeführt.
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Das Zuschneiden der Verstärkungsstruktur erfolgt insbesondere durch Ausbilden von Schlitzen im Inneren der Verstärkungsstruktur, wobei der insbesondere außenliegende, umlaufende Randbereich in Umfangsrichtung zusammenhängend verbleibt.
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Während des Verformens der Verstärkungsstruktur werden die Seitenwandbereiche insbesondere jeweils nahezu um 90 Grad zu dem in eine Ebene verbleibenden Randbereich umgebogen. Dies kann beispielsweise unmittelbar nach dem Zuschneiden durch eine entsprechende Verformungseinrichtung erfolgen. Es ist auch vorstellbar, dass das Zuschneiden und Verformen auf einer gemeinsamen Bearbeitungseinrichtung erfolgen.
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Das Verformen der Verstärkungsstruktur kann insbesondere entweder vor oder nach Einlegen der zugeschnittenen Verstärkungsstruktur in das Spritzwerkzeug erfolgen. Wenn das Verformen nach Einlegen der zugeschnittenen Verstärkungsstruktur erfolgt, wird die Verformung durch die das Spritzwerkzeug umfassende Spritzmaschine erfolgen. Hierzu wird die zugeschnittene Verstärkungsstruktur beispielsweise in die Matrize eingelegt und beim Zusammenfahren der Spritzmaschine durch die Patrize verformt, wobei gegebenenfalls durch Einleiten des die Grundstruktur bildenden Kunststoffes die Seitenwandbereiche der Verstärkungsstruktur weiter verformt werden.
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Wenn die Verstärkungsstruktur außerhalb der Spritzmaschine vollständig vorbereitet wird, sind keine weiteren Behandlungsschritte der Verstärkungsstruktur innerhalb der Spritzmaschine erforderlich, so dass diese nicht entsprechend eingerichtet sein muss, wodurch es zu geringen Werkzeug- und Bearbeitungskosten kommt. Insbesondere müssen dann keine Vorkehrungen an dem Spritzwerkzeug getroffen werden, die Verstärkungsstruktur im Spritzwerkzeug zu verformen und dabei an einer vorgegebenen Stelle zu halten.
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Mit der Erfindung kann eine Verstärkungsstruktur sowohl im Rand als auch in allen Seitenwänden der Aufnahme ausgebildet werden, wobei zur Herstellung nur eine Lage Verstärkungsstruktur benötigt wird, die einfach zu bearbeiten ist und gegebenenfalls sogar in einem bestehenden Herstellungsprozess einer Aufnahme integriert werden kann.
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Bevorzugt werden der Randbereich und die Seitenwandbereiche mit einem zentralen, sich in Längsrichtung der Verstärkungsstruktur erstreckenden Längsschnitt und mit sich jeweils von Enden des zentralen Längsschnitts im Winkel dazu erstreckenden Seitenschnitten zugeschnitten. Beispielsweise können sich die Seitenschnitte abschnittsweise im rechten Winkel zu dem zentralen Schnitt erstrecken, wobei die Seitenschnitte in diesem Falle einen sich parallel zu dem zentralen Schnitt an den rechtwinkligen Schnitt anschließenden Schnitt aufweisen, so dass sich rechteckige Seitenwandbereiche der Verstärkungsstruktur ergeben. Alternativ können die Seitenschnitte mit einem Winkel zwischen 110 und 160 Grad zu dem zentralen Schnitt ausgebildet sein, wodurch sich verjüngend hin zum Bodenbereich verlaufende Seitenwandbereiche der Verstärkungsstruktur ergeben.
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Ferner ist bevorzugt, dass außen um den umlaufenden Randbereich der Verstärkungsstruktur Außenrandbereiche durch Zuschneiden von Eckbereichen der Verstärkungsstruktur gebildet werden, die jeweils so relativ zu dem umlaufenden Randbereicht verformt werden, dass sie nach dem Anspritzen der Grundstruktur den Rand seitlich nach außen begrenzen. Mit Eckbereich ist der Bereich der Verstärkungsstruktur gemeint, der vor dem Zuschneiden eine Ecke in der ursprünglich flächigen Verstärkungsstruktur bildet. Insbesondere kann ein rechteckförmiger Bereich aus diesem Eckbereich ausgeschnitten werden, so dass die zum ebenen, umlaufenden Randbereich um insbesondere 90 Grad abgewinkelten Außenrandbereiche parallel verlaufende Seitenkanten nach dem Anspritzen aufweisen.
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Die mit Bezug zu der erfindungsgemäßen Aufnahme beschriebenen Ausgestaltungen und Vorteile lassen sich entsprechend auf das erfindungsgemäße Verfahren anwenden und umgekehrt. Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden anhand der Figuren weiter beschrieben, wobei darauf hinzuweisen ist, dass die Figuren bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Es zeigen schematisch
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1: eine Aufnahme in perspektivischer Ansicht,
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2: eine Verstärkungsstruktur in Aufsicht,
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3: die Verstärkungsstruktur in perspektivischer Ansicht,
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4: eine Grundstruktur,
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5: eine weitere Ausführungsform einer Aufnahme in perspektivischer Ansicht,
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6: ein Querschnitt durch die Aufnahme gemäß 5 und
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7: einen Längsschnitt durch die Aufnahme gemäß 5.
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In 1 ist eine Aufnahme 1 mit ein inneres Volumen 2 begrenzenden Seitenwänden 3 und einem umlaufenden Rand 4 dargestellt, welche von einem Bodenabschnitt 11 nach unten begrenzt ist. Die Aufnahme 1 umfasst eine Grundstruktur 5 und eine damit stoffschlüssig verbundene Verstärkungsstruktur 6. Die Grundstruktur 5 ist aus einem homogenen Kunststoff gebildet, während die Verstärkungsstruktur 6 einen faserverstärkten Kunststoff umfasst. Die Verstärkungsstruktur 6 ist aus einem ursprünglich flächigen Verstärkungsmaterial geformt, an welche die Grundstruktur 5 angespritzt ist.
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Die Verstärkungsstruktur 6 umfasst einen in einer Ebene liegenden, umlaufenden Randbereich 7, der eine Oberseite 9 des Randes 4 bildet und Seitenwandbereiche 8, die mit dem Randbereich 7 zusammenhängen und abgewinkelt dazu sich in die Seitenwände 3 hineinerstrecken, so dass die Seitenwandbereiche 8 der Verstärkungsstruktur 6 Innenseiten 10 der Seitenwände 3 bilden. In dem Bodenabschnitt 11 ist keine Verstärkungsstruktur 6 ausgebildet.
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In 2 ist eine Verstärkungsstruktur 6 dargestellt, wie sie bei der Herstellung einer Aufnahme 1 verwendet wird. Die Verstärkungsstruktur 6 wurde aus einem flächigen Verstärkungsmaterial zugeschnitten. Die zugeschnittene Verstärkungsstruktur 6 umfasst einen umlaufenden Randbereich 7 und Seitenwandbereiche 8, die sich durch Ausbilden von einem in Längsrichtung 13 verlaufenden Längsschnitt 14 und sich daran anschließenden Seitenschnitten 15 ergeben.
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Diese auch in 3 in einer perspektivischen Ansicht dargestellte Verstärkungsstruktur 6 wird für die Herstellung so verformt, dass der Randbereich 7 in einer Ebene liegt und die Seitenwandbereiche 8 dazu verbogen werden, so dass sie jeweils auch eine Ebene bilden. Anschließend wird die Grundstruktur 5 an die verformte Verstärkungsstruktur 6 angespritzt.
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In 4 ist eine Grundstruktur 5 gezeigt, wie sie hergestellt würde, wenn keine Verstärkungsstruktur 6 in einem zur Herstellung der Aufnahme 1 benutzten Spritzwerkzeug vorhanden wäre.
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In den 5 bis 7 ist eine weitere Ausführungsform einer Aufnahme 1 gezeigt. Die Aufnahme 1 umfasst eine Grundstruktur 5 und eine Verstärkungsstruktur 6, die stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Die Verstärkungsstruktur 6 umfasst bei dieser Ausführungsform zusätzlich zu den oben beschriebenen Seitenwandbereichen 8 und dem umlaufenden Randbereich 7 Außenrandbereiche 12, die alle miteinander zusammenhängen. Die Aufnahme 1 weist ein inneres Volumen 2 begrenzende Seitenwände 3, einen die Aufnahme 1 nach unten begrenzenden Bodenabschnitt 11 und einen auf einer Oberseite 9 um das innere Volumen 2 umlaufenden Rand 4 auf.
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Wie insbesondere aus den Schnittdarstellungen der 6 und 7 zu erkennen ist, bilden die Außenrandbereiche 12 der Verstärkungsstruktur 6 die seitlichen Oberflächen des Randes 4 und auf der Oberseite 9 der umlaufende Randbereich 7 die obere Oberfläche des Randes 4 aus. Die Seitenwandbereiche 8 der Verstärkungsstruktur 6 bilden mit den entsprechenden Abschnitten der Grundstruktur 5 die Seitenwände 3 aus.
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Bei dieser Ausführungsform wird also der Rand 4 durch den Außenrandbereich 12 der Verstärkungsstruktur 6 seitlich nach außen verstärkt, wodurch die Aufnahme 1 stabiler ausgeführt ist. Zur Herstellung einer solchen Aufnahme 1 mit Außenrandbereichen 12 der Verstärkungsstruktur 6 werden in einem Eckbereich 16 der Verstärkungsstruktur 6 Einschnitte vorgenommen, die es beim Verformen der Verstärkungsstruktur 6 erlauben, dass die Außenrandbereiche 12 durch Umbiegen des Verstärkungsstruktur 6 relativ zum Randbereich 7 den Rand 4 seitlich nach außen begrenzen können.
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Zur Herstellung der Aufnahme 1 wird also eine flächige Verstärkungsstruktur 6 zunächst zugeschnitten, so dass Randbereiche 7, Seitenwandbereiche 8 und gegebenenfalls auch Außenrandbereiche 12 ausgebildet werden. Die so zugeschnittene Verstärkungsstruktur 6 wird so verformt, dass die Seitenwandbereiche 8 und die Außenrandbereiche 12 jeweils zu dem Randbereich 7 abgewinkelt sind und ihre entsprechend der Aufnahme 1 einzuhaltende Form annehmen. Anschließend wird die vorgeformte Verstärkungsstruktur 6 in ein Spritzwerkzeug eingesetzt und die Grundstruktur 5 an die Verstärkungsstruktur 6 angespritzt.
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Mit der vorliegenden Erfindung kann auf einfache Weise eine nur einen geringen Bauraum einnehmende, eine formstabile Gestalt aufweisende Aufnahme 1 für einen aufblasbaren Gassack eines Gassackmodules hergestellt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Aufnahme
- 2
- inneres Volumen
- 3
- Seitenwand
- 4
- Rand
- 5
- Grundstruktur
- 6
- Verstärkungsstruktur
- 7
- Randbereich
- 8
- Seitenwandbereich
- 9
- Oberseite
- 10
- Innenseite
- 11
- Bodenabschnitt
- 12
- Außenrandbereich
- 13
- Längsrichtung
- 14
- Längsschnitt
- 15
- Seitenschnitte
- 16
- Eckbereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009047295 A1 [0002]
