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Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung für ein Fahrzeug, mit einer Lampe, einem Reflektor und einer lichtdurchlässigen Abdeckung, wobei die Abdeckung eine der Lampe zugewandte Innenfläche und eine der Lampe abgewandte Außenfläche aufweist.
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Die Erfindung betrifft weiter ein Fahrzeug mit zumindest einer Beleuchtungseinrichtung umfassend eine Lampe, einen Reflektor und eine lichtdurchlässige Abdeckung, wobei die Abdeckung eine der Lampe zugewandte Innenfläche und eine der Lampe abgewandte Außenfläche aufweist.
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Eine Beleuchtungseinrichtung ist eine lichttechnische Einrichtung an einem Fahrzeug. In ihrer Gesamtheit werden die lichttechnischen Einrichtungen eines Fahrzeuges, die notwendig sind, um bei Dämmerung, Dunkelheit oder bei schlechten Witterungsverhältnissen gesehen zu werden und selbst genug zu sehen, als Fahrzeugbeleuchtung bezeichnet.
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Ein wesentliches Element der Fahrzeugbeleuchtung sind die Frontscheinwerfer, welche auch verallgemeinernd Fahrzeugscheinwerfer genannt werden. Ihre hauptsächlichen Funktionen sind die Ausleuchtung des unmittelbar vor der Fahrtstrecke liegenden Weges zur eigenen Sicherheit, insbesondere das Erkennen von Hindernissen, sowie die Gewährleistung der Verkehrssicherheit für andere Verkehrsteilnehmer generell und besonders bei schlechten Sichtverhältnissen.
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Die elementaren Bauteile einer Beleuchtungseinrichtung sind eine Lampe, ein Reflektor und eine Abdeckung. Die Lampe ist zwischen der Oberfläche des Reflektors und der Innenfläche der Abdeckung angeordnet. Die Lichtverteilung kann mit einer Kombination der Form des Reflektors mit einer passend strukturierten Abdeckung gestaltet werden. Bei der lichtdurchlässigen Abdeckung weist hierzu eine Oberfläche, vorzugsweise die Innenfläche, zumindest abschnittsweise geometrische Strukturen auf. Dies sind beispielsweise Streuscheiben, Linsen oder Mattierungen.
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Transparente Abdeckungen, sogenannte Klarglasscheinwerfer, haben Scheinwerfer mit Streuscheibe inzwischen weitgehend verdrängt. Möglich geworden ist dies durch den Einsatz von Freiformreflektoren. Diese besitzen zur gezielten Streuung und Bündelung des Lichtes eine spezielle Form, die mit Hilfe der nichtabbildenden Optik entworfen wird und keiner mathematischen Regelfläche entspricht. Die Form eines Freiformreflektors entsteht durch die Variation der Flächennormalen der Reflektorflächen entsprechend den Anforderungen der Lichtverteilung. Dabei wird der Reflektor oft in verschiedene Bereiche segmentiert, wobei dann jedes Segment einen spezifischen Teil der Beleuchtungsaufgabe erfüllt. Der Hauptvorteil des Klarglasscheinwerfers liegt darin, dass die durch die Streuscheibe verursachten Verluste wegfallen. Der Lichtkegel, der besonders beim Abblendlicht asymmetrisch und scharf begrenzt sein soll, wird bei Klarglasscheinwerfern durch die entsprechende Form des Reflektors bestimmt.
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Jedoch kann es auch bei einem Klarglasscheinwerfer erwünscht sein, dass die Abdeckung zumindest abschnittsweise strukturiert ist. Gründe für solche Strukturierungen können in dem Erreichen bestimmter optischer Eigenschaften und Effekte begründet sein. Aber auch Anforderungen an Gestaltung und Design können Strukturierungen der Oberfläche der Abdeckung erforderlich machen.
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Da die Abdeckungen von Beleuchtungseinrichtungen heutzutage nur noch selten aus Glas, sondern in der Regel aus Kunststoff bestehen, haben sich auch diesbezügliche Herstellungsverfahren durchgesetzt. So werden die Abdeckungen aus Kunststoff üblicherweise mittels eines Gießprozesses, insbesondere mittels Spritzgießens, urgeformt.
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Die Strukturierungen der Abdeckung werden üblicherweise durch die Formwerkzeuge vorgegeben. Die Druckschrift
DE 20 2009 014 165 U1 beschreibt eine Vorrichtung zum Spritzgießen von Kunststoffbauteilen, insbesondere für Kraftfahrzeugkunststoffbauteile, die eine im Wesentlichen glatte Negativform mit einer in eine Teilfläche eingeprägten Oberflächenstruktur bilden. Diese Oberflächenstruktur ist im Spritzgießwerkzeug beispielsweise durch Ätzen eingeprägt. Beim Spritzgießen prägt sich diese Negativkontur als Positivkontur im gefertigten Spritzgussteil ab.
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Eine andere Möglichkeit, Strukturierungen in der Abdeckung oder im Reflektor zu erzeugen, ist aus der Druckschrift
DE 103 38 840 A1 bekannt. Diese lehrt ein Verfahren zur Strukturierung mindestens eines Abschnittes einer lichttechnischen Oberfläche einer Beleuchtungsvorrichtung eines Kraftfahrzeuges, wobei die Strukturierung der lichttechnischen Oberfläche mittels eines Laserstrahles durchgeführt wird. Durch einen Laserstrahl kann nach Herstellung des als lichttechnische Oberfläche dienenden Formlichtes eine Strukturierung eines entsprechenden Abschnittes der lichttechnischen Oberfläche vorgenommen werden. Weiterhin können mittels eines Laserstrahls feine und empfindliche Strukturen in gleichbleibender Qualität erzeugt werden, die keinem oder nur einem sehr geringen Verschleiß unterliegen. Weiterhin besteht durch das Laserstrukturieren nach der Formteilherstellung die Möglichkeit, nachträglich Korrektivbereiche, die zu einer erhöhten Blendung beispielsweise in einem Reflektor führen würden, lichttechnisch zu inaktivieren.
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Einzelne Abschnitte dieser lichttechnischen Oberflächen können also gemäß dem Stand der Technik strukturiert werden. Durch Aufrauen ist beispielsweise eine Streuung des Lichtes und damit eine Homogenisierung des aus dem Scheinwerfer austretenden Lichtes möglich. Weiterhin können einzelne Abschnitte der lichttechnischen Oberfläche zur Vermeidung von Blendungen gezielt aufgeraut oder derart bearbeitet werden, dass sie kein Licht oder nur sehr wenig Licht reflektieren.
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Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, werden zum einen durch die Karosserieform sowie deren technische Ausgestaltung, speziell die Motorisierung geprägt, zum anderen kommt der Oberflächengestaltung von Kraftfahrzeugbauteilen jedoch eine wachsende Bedeutung zu, da sich hierdurch eine Individualisierung sowie eine optische Aufwertung erzielen lässt. Dies schließt auch die Abdeckungen der Beleuchtungseinrichtung mit ein.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den vorhandenen Stand der Technik weiterzuentwickeln und insbesondere eine neuartige Gestaltungsform der Abdeckung einer Beleuchtungseinrichtung bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
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Erfindungsgemäß ist also eine Beleuchtungseinrichtung vorgesehen, bei der die Innenfläche und die Außenfläche zumindest abschnittsweise eine Strukturierung aufweisen. Hierdurch ist es möglich, einen die Lampe verlassenden Lichtstrahl an zwei unterschiedlichen Stellen der Innenfläche und der Außenfläche zu beeinflussen. Darüber hinaus ist es möglich, dass die beiden Strukturierungen relativ zueinander derart positioniert werden, dass sich für den Betrachter ein Tiefeneffekt ergibt. Ein solcher Tiefeneffekt ist darin begründet, dass die Abdeckung eine Mächtigkeit aufweist und die beiden an der Oberfläche eingebrachten Strukturierungen einen der Mächtigkeit entsprechenden Abstand aufweisen.
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Für die Erzeugung von diffusem, ungerichtetem Streulicht hat es sich als günstig erwiesen, dass die Strukturierungen Mattierungen und/oder Narbungen der Oberfläche der Abdeckung sind. Die optische Gestaltung der Strukturierungen kann hierdurch besonders hervorgehoben werden, da sich so die strukturierten Areale deutlich von den nicht strukturierten Arealen der Abdeckung unterscheiden und einen wesentlich anderen optischen Reiz aufweisen. Die Areale ohne Strukturierung sind vorzugsweise transparent und haben eine hochgradig glänzend gestaltete Oberfläche.
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Vorzugsweise ist die Strukturierung derart in der Innenfläche und/oder der Außenfläche eingebracht, dass die Innenfläche und/oder insbesondere die Außenfläche weiterhin eine glänzende Oberfläche aufweist.
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Die Strukturierungen der Innenfläche und der Außenfläche sind erfindungsgemäß aufeinander abgestimmt, vorzugsweise identisch ausgerichtet.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die Strukturierung mehrere geometrische Flächen auf. Diese Flächen können miteinander verbunden ausgeführt sein. Es ist auch möglich, dass einzelne Flächen vollständig von Arealen ohne Strukturierung umgeben sind und so voneinander getrennt erscheinen. Auch ist es möglich, dass ein Areal mit einer Strukturierung ein Areal ohne Strukturierung vollständig umschließt.
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Als besonders vorteilhaft erwiesen hat es sich, dass im Übergangsbereich zwischen den Arealen mit und ohne Strukturierung die Flächen scharfe Begrenzungskanten aufweisen. Hierdurch ist es möglich, auch kleingliedrige und für das menschliche Auge erkennbare Strukturierungen zu erzeugen. Die scharfe Begrenzung sorgt für einen hohen Kontrast. Durch die abwechselnde Anordnung von kleingliedrigen Flächen aus strukturierten Arealen und Arealen ohne Strukturierung können auch äußerst filigrane Muster realisiert werden.
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Die Form der Strukturierung ist nahezu beliebig, es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, dass die Flächen ein Muster bilden. Muster werden stets als eine beabsichtigte und nicht durch zufällige Ereignisse entstandene Struktur wahrgenommen. Dies erhöht die Wertschätzung des Produktes, welches derartige Muster aufweist. Zugleich können Muster den Blick des Menschen besser lenken als eine undefinierte Struktur.
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Eine besondere Weiterbildung der Erfindung ist es, dass die Strukturierung der Innenfläche zu der Strukturierung der Außenfläche invertiert ist. Hierdurch erfährt der oben erwähnte dreidimensionale Tiefeneffekt eine flächige Ausdehnung. Dabei wird es möglich, dass neben der Gestaltung auch die Lichtführung positiv beeinflusst wird. So werden Lichtstrahlen entweder an der Strukturierung der Innenfläche oder erst an der Strukturierung der Außenfläche gebrochen und diffus weitergeleitet. Gerade die Strukturierung der Außenfläche ermöglicht es, den gerichteten Lichtstrahl innerhalb des Materials der Abdeckung auf die Strukturierung der Innenseite zu reflektieren. Hierdurch erscheinen die Areale mit einer Strukturierung der Innenfläche heller als die übrigen Areale der Abdeckung.
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Dies ist insbesondere dadurch möglich, dass die Strukturierung an der Innenfläche Lichtstrahlen, die von innen auf die Innenfläche treffen, im Wesentlichen gestreut und durchgelassen werden, während die Lichtstrahlen, die von außen auf die Struktur der Innenfläche treffen, im Wesentlichen abgelenkt und reflektiert werden. Verstärkt wird dieser Effekt, indem die Strukturierung der Außenfläche sich genau entgegengesetzt verhält.
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Besonders praktisch ist es, dass die Begrenzungskanten der Strukturierungen an der Innenfläche und an der Außenfläche eine gemeinsame Geradenschar schneiden. Hierdurch kann eine optimale Streuung des Lichtes von der Lampe erreicht werden, wobei die Lichtintensität zugleich nur sehr gering gemindert wird und darüber hinaus eine grafische Gestaltung des Bereiches der Lichtstreuung möglich wird.
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Ein weiterer Effekt bei einer solchen Gestaltung ist es, dass auch bei abgeschalteter Lampe der Beleuchtungseinrichtung die Strukturierungen der Innen- und Außenfläche Licht, das aus der Umgebung auf die Abdeckung fällt, beispielsweise bei einem parkenden Fahrzeug, brechen und vor allem reflektieren und umlenken, sodass die Strukturierungen der Innenfläche heller erscheinen als die Strukturierungen der Außenfläche. Durch die Nutzung spezifischer Muster für Fahrzeugmarken, Fahrzeugmodelle oder Fahrzeugtypen kann so auch die Erscheinung und vor allem die Identifizierbarkeit des Fahrzeuges im Dunkeln beeinflusst werden.
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Hierbei ist es vorteilhaft, dass die Geradenschar aus gemeinsamen Flächennormalen der Innenfläche und Außenfläche besteht. So wird im strukturierten Abschnitt der Abdeckung ein Einblick in den Innenraum der Beleuchtungseinrichtung verhindert. Dies ist beispielsweise dann gewünscht, wenn sich hier Geometrien des Reflektors oder technische Einrichtungen befinden, die von außen nicht wahrgenommen werden sollen.
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Weiterhin ist es günstig, dass die Geradenschar aus einem Bündel von Strahlen besteht, wobei die Strahlen einen gemeinsamen Anfangspunkt haben, der in der Lampe positioniert ist. Hierdurch ist es möglich, dass ein auf die Beleuchtungseinrichtung, insbesondere auf den strukturierten Abschnitt der Abdeckung gerichtetes Auge unabhängig von seiner Position nicht direkt in die Lampe blicken kann. So wird ein Blenden des Auges vermieden.
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Zugleich erlauben beide vorgestellten Varianten der gewählten Geradenschar die Gestaltung des strukturierten Abschnittes, insbesondere mit einer Tiefenwirkung. Hierbei ist es auch möglich, dass bei einem bestimmten Blickwinkel die Strukturen der Innenfläche und der Außenfläche überlappen oder deckungsgleich aneinander stoßen und aus einem anderen Blickwinkel volltransparente Zwischenräume ausbilden.
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Die Aufgabe wird auch gelöst mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 10. Erfindungsgemäß ist ein Fahrzeug vorgesehen, welches zumindest eine Beleuchtungseinrichtung aufweist, welche nach de zumindest einem der vorstehend genannten Merkmale ausgeführt ist.
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Eine besondere Weiterbildung dieses Fahrzeuges ist es, dass die Form und/oder das Muster einer Oberfläche oder Lackierung eines lichtundurchlässigen Baulichtes in der Strukturierung der lichtdurchlässigen Abdeckung weitergeführt beziehungsweise wieder aufgenommen wird. Hierdurch ist eine durchgängige Gestaltungslinie eines Fahrzeuges möglich, welche das Wertigkeitsempfinden für das Fahrzeug positiv beeinflusst.
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Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind einige davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
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1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeuges mit zwei Beleuchtungseinrichtungen;
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2 eine schematische Darstellung einer Beleuchtungseinrichtung mit einer ersten Variante einer Strukturierung der Abdeckung;
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3 eine schematische Darstellung eines vergrößerten Ausschnitts der in 2 gezeigten Beleuchtungseinrichtung;
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4 eine schematische Darstellung der Beleuchtungseinrichtung mit einer ersten Variante einer Strukturierung der Abdeckung;
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5 eine schematische Darstellung eines vergrößerten Ausschnitts der in 4 gezeigten Beleuchtungseinrichtung aus einem Blickwinkel;
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6 eine schematische Darstellung eines vergrößerten Ausschnitts der in 4 gezeigten Beleuchtungseinrichtung aus einem anderen Blickwinkel;
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7 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnittes der Abdeckung der Beleuchtungseinrichtung mit einer Geradenschar aus Flächennormalen;
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8 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnittes der Abdeckung der Beleuchtungseinrichtung mit einer Geradenschar aus einem Strahlenbündel.
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1 zeugt ein Fahrzeug 1 mit zwei Beleuchtungseinrichtungen 2, die als Frontscheinwerfer dienen.
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Die weiteren Figuren zeigen eine Beleuchtungseinrichtung 2 für ein in 1 dargestelltes Fahrzeug 1. Die Beleuchtungseinrichtungen 2 umfassen jeweils eine Lampe 3 und einen Reflektor 4, die beide in den 2 und 3 dargestellt sind. Weiterhin haben die Beleuchtungseinrichtungen 2 eine lichtdurchlässige Abdeckung 5. Die in den 7 und 8 genauer dargestellten Abdeckungen 5 haben eine der Lampe 3 zugewandte Innenfläche 6 und eine der Lampe 3 abgewandte Außenfläche 7.
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Die 2 und 3 zeigen eine Beleuchtungseinrichtung 2 mit einer ersten Variante einer Strukturierung 8, 9 der Abdeckung 5. Die Strukturierungen 8 der Innenfläche 6 bestehen aus einer Vielzahl von rechteckigen Flächen 12, die zusammen ein Muster bilden. Auch die Strukturierungen 9 der Außenfläche 7 bestehen aus einer Vielzahl von rechteckigen Flächen 10, welche zu einem Muster angeordnet sind. Das Muster an der Innenfläche 6 ist invers zu dem Muster an der Außenfläche 7 angelegt. Die Strukturierungen 8, 9 sind als eine Mattierung beziehungsweise Aufrauung der Oberfläche der Abdeckung 5 ausgeführt. Zwischen den einzelnen strukturierten Flächen 10 sind immer wieder glänzende, transparente Areale ohne Strukturierung vorhanden.
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Die 4 bis 6 zeigen eine Beleuchtungseinrichtung 2 mit einer zweiten Variante einer Strukturierung 8, 9 der Abdeckung 5. Bei dieser Variante sind an der Außenfläche 7 die strukturierten Flächen 10 als ein Netz oder Gitter mit wabenförmigen, sechseckigen Freilassungen 11 ausgeführt. An der Innenfläche 6 bilden die strukturierten Flächen 12 ein Muster aus zahlreichen wabenförmigen, sechseckigen Figuren, die durch Freilassungen 13 voneinander getrennt sind. Die Freilassungen 11, 13 sind glänzend und transparent, während die Flächen 10, 12 mattiert und transluzent sind.
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Die 7 und 8 zeigen jeweils in einem Querschnitt eine Abdeckung 5 und die Strukturierungen 8, 9 an der Innenfläche 6 und an der Außenfläche 7. Die einzelnen Flächen 10, 12 haben jeweils Begrenzungskanten 14. Die Begrenzungskanten 14 an der Innenfläche 6 und an der Außenfläche 7 schneiden eine gemeinsame Geradenschar 15. Die Strukturierungen 8, 9 sind auf verschiedenen Ebenen angeordnet, wobei die Ebenen die Innenfläche 6 und die Außenfläche 7 der Abdeckung 5 sind.
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In der in 7 gezeigten Ausführungsform besteht die Geradenschar 15 aus zahlreichen Flächennormalen 16 der Innenfläche 6 und der Außenfläche 7.
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In der in 8 gezeigten Ausführungsform besteht die Geradenschar 15 aus einem Bündel von Strahlen 17, wobei die Strahlen 17 einen gemeinsamen Anfangspunkt 18 haben, der in der Lampe 3 positioniert ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Beleuchtungseinrichtung
- 3
- Lampe
- 4
- Reflektor
- 5
- Abdeckung
- 6
- Innenfläche
- 7
- Außenfläche
- 8
- Strukturierung (Innenfläche)
- 9
- Strukturierung (Außenfläche)
- 10
- Fläche (Außenseite)
- 11
- Freilassung (Außenseite)
- 12
- Fläche (Innenseite)
- 13
- Freilassung (Innenseite)
- 14
- Begrenzungskante
- 15
- Geradenschar
- 16
- Flächennormale
- 17
- Strahl
- 18
- Anfangspunkt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202009014165 U1 [0009]
- DE 10338840 A1 [0010]
