DE102018208702A1 - Verkleidungsteil, Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Verkleidungsteils - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verkleidungsteil (1), insbesondere einer Instrumententafel eines Kraftfahrzeugs, das zumindest einen einstückig mit dem Verkleidungsteil (1) ausgebildeten Luftkanal (2) aufweist, wobei der Luftkanal (2) durch mehrere Wandabschnitte (3,4,5) des Verkleidungsteils (1) begrenzt ist, und wobei das Verkleidungsteil (1) durch ein Spritzgussverfahren hergestellt ist. Es ist vorgesehen, dass entlang zumindest eines der Wandabschnitte (4) sich ein Füllkanal (7) erstreckt, der einstückig in den Wandabschnitt (4) übergeht und einen durch Innendruck ausgebildeten Hohlraum (8) aufweist.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verkleidungsteil, insbesondere einer Instrumententafel eines Kraftfahrzeugs, das zumindest einen einstückig mit dem Verkleidungsteil ausgebildeten Luftkanal aufweist, wobei der Luftkanal durch mehrere Wandabschnitte des Verkleidungsteils begrenzt ist, und wobei das Verkleidungsteil durch ein Spritzgussverfahren hergestellt ist.
- Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Verkleidungsteils, wobei das Verkleidungsteil durch ein Spritzgussverfahren hergestellt wird.
- Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Herstellen eines derartigen Verkleidungsteils, insbesondere zur Durchführung des vorstehend genannten Verfahrens, wobei die Vorrichtung ein mehrteiliges Werkzeug aufweist, wobei die zusammengesetzten Werkzeugteile eine Kammer bilden, deren Kontur der Negativform des herzustellenden Verbindungsteils zumindest im Wesentlichen entspricht, wobei die Vorrichtung eine Einrichtung zum Einbringen des noch fließfähigen Materials des Verkleidungsteils in die Kammer und Mittel zum Herstellen eines durch das Verkleidungsteil führenden Luftkanals aufweist.
- Verkleidungsteile, Verfahren und Vorrichtungen zum Herstellen dieser sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. So offenbart beispielsweise die Offenlegungsschrift
DE 42 09 600 A1 ein Spritzgussteil aus thermoplastischem Kunststoff als Inneneinbauelement für Kraftfahrzeuge, mit wenigstens einem endseitig offenen und der Leitung von Gasströmen dienenden Hohlraum, der auch als Luftkanal nutzbar ist. Der Hohlraum wird dabei zugleich mit dem Spritzgießen des Bauteils mittels eines an sich bekannten Gas-Innendruck-Verfahrens hergestellt, bei welchem in das noch nicht ausgehärtete Material ein Druckmedium zur Bildung eines Hohlraums eingebracht wird. Dadurch ist es möglich, einen einstückig mit dem Verkleidungsteil ausgebildeten Luftkanal herzustellen, der dann bauraumsparend an dem Verkleidungsteil vorliegt und kostengünstig ohne eine zusätzliche Nachbearbeitung des Verkleidungsteils herstellbar ist. - Aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2008 002 408 A1 ist weiterhin ein Gehäuse für ein Heiz- und Klimagerät eines Kraftfahrzeugs bekannt, dessen Wand lasttragende Bereiche erhöhter Steifigkeit und nicht-lasttragende Bereiche mit reduzierter Wandstärke aufweist. Außerdem ist aus der OffenlegungsschriftWO 2017/8654 A1 - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verkleidungsteil zu schaffen, das insbesondere eine dünnwandige Ausbildung des Luftkanals und damit eine gewichtssparende Ausführungsform des Verkleidungsteils gewährleistet.
- Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch ein Verkleidungsteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Verkleidungsteil hat den Vorteil, dass durch eine einfache Zusatzmaßnahme sichergestellt ist, dass die Wandabschnitte mit ausreichend Material versorgt werden, um diese geschlossen auszubilden, wobei ein vorzeitiges Aushärten des Materials vor dem Ausformen des jeweiligen Wandabschnitts verhindert ist, sodass trotz einer dünnwandigen Ausbildung des Wandabschnitts dieser sicher innerhalb des Spritzgussverfahrens herstellbar ist. Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass entlang zumindest eines der Wandabschnitte sich ein Füllkanal erstreckt, der einstückig in den Wandabschnitt übergeht und einen durch Innendruck ausgebildeten Hohlraum aufweist. Der Füllkanal wird bei der Herstellung des Verkleidungsteils ebenfalls mit Material des Verkleidungsteils gefüllt, wobei das noch fließfähige Material durch den Innendruck aus dem Füllkanal herausgetrieben und in den zugehörigen Wandabschnitt eingetrieben wird. Im Vergleich zum Wandabschnitt weist der Füllkanal eine größere Dicke auf, sodass das Material im Füllkanal länger fließfähig bleibt, als in dem zugehörigen Wandabschnitt. Dadurch ist es möglich, in den Füllkanal das fließfähige Material einzufüllen, sodass es sich entlang des Wandabschnitts erstreckt, und erst von dort aus in den Wandabschnitt durch das Einbringen des Innendrucks in den Wandabschnitt einzutreiben, wo es aushärten darf. Hierdurch wird erreicht, dass ein vorzeitiges Abkühlen des Materials in einem dünnwandigen Wandabschnitt verhindert und damit ein vollständiges Ausformen des Luftkanals vor dem Aushärten des Materials sicher erreicht ist. Mittels des Füllkanals ist es möglich, einen dünnwandigen Wandabschnitt herzustellen, der gewichts- und bauraumsparend an dem Verkleidungsteil vorliegt.
- Insbesondere erstreckt sich der Füllkanal in Längserstreckung des Luftkanals entlang des Wandabschnitts. Dadurch ist der Wandabschnitt insgesamt sicher mit Material ausformbar.
- Insbesondere erstreckt sich der Füllkanal zumindest im Wesentlichen über die gesamte Länge des Luftkanals hinweg. Dadurch ist es möglich, mittels eines einzigen Füllkanals den gesamten Luftkanal sicher auszubilden. Alternativ erstrecken sich über die gesamte Länge des Luftkanals bevorzugt zwei oder mehr Füllkanäle, die sich jeweils in Längserstreckung des Luftkanals erstrecken, um mehrere aneinander folgende Wandabschnitte des Luftkanals zu formen.
- Bevorzugt ist der Füllkanal zumindest im Wesentlichen mittig an dem jeweiligen Wandabschnitt, insbesondere Bodenwandabschnitt, des Luftkanals ausgebildet. Dadurch ist gewährleistet, dass das Material aus dem Füllkanal gleichmäßig in den Wandabschnitt eingetrieben und der Wandabschnitt vollständig ausgeformt wird.
- Besonders bevorzugt weist der Füllkanal eine U-, V-, halbkreis- oder oval-förmige Kontur auf, um eine gute Führung des fließfähigen Materials sowie ein ausreichend langes Warmhalten beziehungsweise Fließfähighalten des Materials zu gewährleisten. Bevorzugt weisen die Wandabschnitte im Vergleich zu übrigen Abschnitten des Verkleidungsteils eine reduzierte Wandstärke auf und sind, wie zuvor bereits erwähnt, insbesondere dünnwandig ausgebildet. Dadurch wird die Funktion der Wandabschnitte auf die Luftführungsfunktion reduziert, während die übrigen Wandabschnitte des Verkleidungsteils als Trägerabschnitte oder Stützabschnitte mit erhöhter Wandstärke dienen. Dadurch ist eine gewichtssparende Ausbildung des Luftkanals an dem Verkleidungsteil gewährleistet.
- Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 6 zeichnet sich dadurch aus, dass in dem Spritzgussverfahren zumindest ein Füllkanal erzeugt wird, der sich entlang zumindest eines der Wandabschnitte erstreckt und einstückig in den Wandabschnitt übergeht, und dass in den Füllkanal ein Druckmedium vor dem Aushärten des Materials des Verkleidungsteils eingebracht wird, um Material aus dem Füllkanal in den Wandabschnitt unter Ausbildung eines Hohlraums in den Füllkanal zu drängen. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile.
- Insbesondere wird als Druckmedium ein Druckgas in den Füllkanal eingebracht. Das Entfernen des Druckgases, insbesondere Druckluft, nach dem Aushärten des Verkleidungsteils ist einfach möglich. Außerdem erhöht das Druckgas nicht oder kaum das Gewicht des Verkleidungsteils, wenn das Druckgas nach dem Aushärten des Materials in dem Füllkanal verbleibt.
- Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass das Druckmedium erst erwärmt und dann in den Füllkanal eingebracht wird. Hierdurch wird erreicht, dass das in dem Füllkanal befindliche Material des Verkleidungsteils länger vor einem Aushärten geschützt ist und ein vorzeitiges Aushärten vermieden wird. Dadurch ist sicher gewährleistet, dass das Material des Verkleidungsteils bis zum Ausformen des jeweiligen Wandabschnitts fließfähig bleibt.
- Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der Füllkanal in Längserstreckung des Luftkanals ausgebildet wird, sodass er sich insbesondere zumindest im Wesentlichen über die gesamte Länge des Luftkanals erstreckt.
- Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest ein Werkzeugteil des Werkzeugs, das einen Wandabschnitt des Luftkanals formt, mit einer einen Füllkanal formenden Vertiefung ausgebildet ist, wobei der Vertiefung ein Injektionssystem zum Einbringen eines insbesondere gasförmigen Druckmediums in den Füllkanal zum Verdrängen des noch fließfähigen Materials des Verkleidungsteils aus dem Füllkanal in den Wandabschnitt zugeordnet ist. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile.
- Insbesondere weisen die Mittel ein weiteres Injektionssystem zum Einbringen eines insbesondere gasförmigen Druckmediums zur Erzeugung des Luftkanals in dem noch fließfähigen Material des Verkleidungsteils in der Kammer auf. Hierbei kann auf bekannte Injektionssysteme zurückgegriffen werden, die zur Ausbildung von Luftkanälen im Spritzgussverfahren bekannt sind.
- Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich insbesondere aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen. Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen
-
1 eine Draufsicht auf ein vorteilhaftes Verkleidungsteil eines Kraftfahrzeugs, -
2 eine Schnittdarstellung des Verkleidungsteils aus1 und -
3A bis3C eine Vorrichtung in mehreren Verfahrensschritten zur Herstellung des Verkleidungsteils. -
1 zeigt in einer vereinfachten Draufsicht ein Verkleidungsteil1 für ein Kraftfahrzeug. Insbesondere ist das Verkleidungsteil1 als Bestandteil einer Instrumententafel des Kraftfahrzeugs ausgebildet und dient einerseits zur Befestigung von Informationsinstrumenten, wie beispielsweise Tachometer, Drehzahlanzeiger oder dergleichen, als auch zur Luftführung eines insbesondere klimatisierten Luftstroms, der von einer Klimaanlage bereitgestellt und beispielsweise in das Fahrzeuginnere geleitet werden soll. Dazu weist das Verkleidungselement1 einen integrierten Luftkanal2 auf, der sich im Wesentlichen über die gesamte Breite des Verkleidungsteils1 erstreckt. Der Luftkanal2 wird an seinem Außenumfang durch mehrere Wandabschnitte3 ,4 und5 begrenzt, wobei die Wandabschnitte3 und5 insbesondere Seitenwandabschnitte sind und der Wandabschnitt4 ein Bodenwandabschnitt. -
2 zeigt einen Querschnitt durch das Verkleidungsteil1 entlang der Linie A-A aus1 . Dabei ist ersichtlich, dass der Luftkanal2 U-förmig ausgebildet und zu einer Seite hin offen ist. Diese Seite wird beispielsweise durch ein Lüftungsgitter und/oder weitere Verkleidungsteile überdeckt. Weiterhin ist in2 ersichtlich, dass die Wandabschnitte3 ,4 und5 eine im Vergleich zum übrigen Verkleidungsteil reduzierte Stärke aufweisen. So weisen von dem Luftkanal2 verschiedene Bereiche6 des Verkleidungsteils1 eine höhere Stärke und damit eine höhere Robustheit und Steifigkeit auf. Der Luftkanal2 ist hingegen dünnwandig ausgebildet und gewichtssparend und bauraumsparend in dem Verkleidungsteil1 realisiert. Insgesamt ist das Verkleidungsteil1 als Spritzgussteil ausgebildet, das in einem in Bezug auf3 näher erörterten Werkzeug hergestellt wird oder herstellbar ist. - Um bei dem Spritzgießen eine sichere Ausformung des Luftkanals
2 zu gewährleisten, ist diesem ein zusätzlicher Füllkanal7 zugeordnet, wie in1 und2 gezeigt. Im ausgehärteten Zustand weist der Füllkanal7 einen Hohlraum8 auf, wie in2 gezeigt, wodurch der Füllkanal7 besonders gewichtsarm ausgebildet ist und zum Gesamtgewicht des fertigen Verkleidungsteils1 nur wenig Zusatzgewicht beiträgt. Mithilfe des Füllkanals7 ist jedoch eine einfache und sichere Ausformung der dünnwandigen Wandabschnitte3 ,4 ,5 des Luftkanals2 sicher gewährleistet. Der Füllkanal7 erstreckt sich dazu über die gesamte Länge des Luftkanals2 , wie insbesondere in1 gezeigt. -
3A bis3C zeigen in mehreren Schritten das vorteilhafte Verfahren zum Herstellen des Verkleidungsteils1 mittels einer vorteilhaften Vorrichtung9 . Die Vorrichtung9 weist ein zumindest zweiteiliges Werkzeug10 mit den Werkzeugteilen11 und12 auf. Die Werkzeugteile11 ,12 bilden im zusammengesetzten Zustand zwischen sich eine Kammer13 aus, die im Wesentlichen der Negativform des Verkleidungsteils1 entspricht. Dazu weisen die Werkzeugteile11 ,12 auch ein Bereich auf, welcher die Wandabschnitte3 ,4 ,5 des Luftkanals2 formt, wie in3A gezeigt. Dem Bodenwandabschnitt beziehungsweise dem Wandabschnitt4 zugeordnet weist das Werkzeugteil11 eine halbkreisförmige, wie in3A dargestellt oder V-förmige, wie beispielsweise in2 gezeigt, Vertiefung14 auf, die dazu ausgebildet ist, den Füllkanal7 zu formen. - Zu Beginn des Verfahrens werden die beiden Werkzeugteile
11 ,12 zusammengesetzt, wie in3A gezeigt, um die Negativform des Verkleidungsteils1 zu bilden. Im darauffolgenden Schritt, wie in3B gezeigt ist, wird das fließfähige Material des Verkleidungsteils1 in die Kammer13 insbesondere an mehreren Stellen gleichzeitig eingebracht. Insbesondere wird das Material nur in die dickwandigen Bereiche des Verkleidungsteils1 beziehungsweise der Kammer13 eingebracht sowie in die Vertiefung14 des Füllkanals7 . Das Material ist in3B schraffiert gezeigt. Durch das Spritzgießen dringt das Material auch in Bereiche, die sich an die dickwandigen Bereiche anschließen ein, sodass es zum Beispiel bereits teilweise in die dünnwandigen Abschnitte der Kammer13 gelangt. Im Wesentlichen verbleibt es jedoch zunächst in den dickwandigen Abschnitten. Aufgrund des großen Volumens des Füllkanals7 beziehungsweise der Vertiefung14 verbleibt dort das Material länger in einem fließfähigen Zustand. Nach dem Einbringen des Materials in die Kammer13 wird nun in einem Schritt, bevor das Material vollständig aushärtet, in der Vertiefung14 beziehungsweise im Bereich des Füllkanals7 mittels einer Injektionseinrichtung15 , die eine oder mehrere in die Vertiefung14 hineinragende Injektionsnadeln16 aufweist, ein Druckmedium, insbesondere ein Druckgas, eingebracht. Dabei wird das Druckmedium mit einem derart hohen Druck eingebracht, dass das noch fließfähige Material des Verkleidungsteils1 aus der Vertiefung14 in die dünnwandigen Abschnitte der Kammer13 zum Bilden der dünnwandigen Abschnitte3 ,4 ,5 gedrängt wird. Gleichzeitig entsteht in der Vertiefung14 der Hohlraum8 , wie er zu2 bereits erwähnt wurde. Dadurch, dass das Material an der Oberfläche des Werkzeugteils11 ,12 schnell abkühlt, verbleibt dort Material, sodass die Außenkontur des Füllkanals7 beim Einbringen des Druckmediums erhalten bleibt und nur das fließfähige Material in die dünnen Abschnitte der Kammer13 zum Bilden der dünnwandigen Wandabschnitte3 ,4 ,5 eingetrieben wird. - Somit wird das noch fließfähige Material in die dünnwandigen Abschnitte der Kammer
13 eingetrieben und dadurch der Luftkanal2 vollständig ausgebildet, bevor das Material vollständig aushärtet. Weil durch die Injektionsvorrichtung15 das Material über die Länge des Luftkanals2 bevorzugt an mehreren Stellen entlang des Luftkanals2 gleichzeitig durch das Druckmedium in die dünnwandigen Abschnitte getrieben wird, erfolgt das Ausformen der dünnwandigen Wandabschnitte3 ,4 ,5 in kurzer Zeit, bevor das Material vollständig aushärtet. Die dünnwandigen Abschnitte sowie der Füllkanal7 verbleiben an dem Verkleidungsteil, weisen jedoch ein vernachlässigbares Gewicht auf. Somit wird mittels der Vorrichtung9 das Verkleidungsteil1 durch das beschriebene Verfahren in einfacher und kostengünstiger Art und Weise hergestellt, wobei der Luftkanal2 gewichtssparend und dünnwandig ausgebildet ist, während andere Abschnitte beziehungsweise Bereiche6 des Verkleidungsteils1 dickwandig und damit robust und tragfähig ausgebildet sind. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Verkleidungsteil
- 2
- Luftkanal
- 3
- Wandabschnitt
- 4
- Wandabschnitt
- 5
- Wandabschnitt
- 6
- Bereich
- 7
- Füllkanal
- 8
- Hohlraum
- 9
- Vorrichtung
- 10
- Werkzeug
- 11
- Werkzeugteil
- 12
- Werkzeugteil
- 13
- Kammer
- 14
- Vertiefung
- 15
- Injektionseinrichtung
- 16
- Injektionsnadel
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 4209600 A1 [0004]
- DE 102008002408 A1 [0005]
- WO 2017/8654 A1 [0005]
Claims (11)
- Verkleidungsteil (1), insbesondere einer Instrumententafel eines Kraftfahrzeugs, das zumindest einen einstückig mit dem Verkleidungsteil (1) ausgebildeten Luftkanal (2) aufweist, wobei der Luftkanal (2) durch mehrere Wandabschnitte (3,4,5) des Verkleidungsteils (1) begrenzt ist, und wobei das Verkleidungsteil (1) durch ein Spritzgussverfahren hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass entlang zumindest eines der Wandabschnitte (4) sich ein Füllkanal (7) erstreckt, der einstückig in den Wandabschnitt (4) übergeht und einen durch Innendruck ausgebildeten Hohlraum (8) aufweist.
- Verkleidungsteil nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich der Füllkanal (7) in Längserstreckung des Luftkanals (2) entlang des Wandabschnitts (4) erstreckt. - Verkleidungsteil nach einem der
Ansprüche 1 bis2 , dadurch gekennzeichnet, dass sich der Füllkanal (7) zumindest im Wesentlichen über die gesamte Länge des Luftkanals (2) erstreckt. - Verkleidungsteil nach einem der
Ansprüche 1 bis3 , dadurch gekennzeichnet, dass der Füllkanal (7) zumindest im Wesentlichen mittig in den jeweiligen Wandabschnitt (4), insbesondere Bodenwandabschnitt, des Luftkanals (2) ausgebildet ist. - Verkleidungsteil nach einem der
Ansprüche 1 bis4 , dadurch gekennzeichnet, dass die Wandabschnitte (3,4,5) im Vergleich zu übrigen Bereichen des Verkleidungsteils (1) eine reduzierte Wandstärke aufweisen, insbesondere dünnwandig ausgebildet sind. - Verfahren zum Herstellen eines Verkleidungsteils (1), insbesondere einer Instrumententafel des Kraftfahrzeugs, insbesondere gemäß einem der
Ansprüche 1 bis5 , wobei das Verkleidungsteil (1) zumindest einen einstückig mit dem Verkleidungsteil (1) ausgebildeten Luftkanal (2) aufweist, der durch mehrere Wandabschnitte (3,4,5) des Verkleidungsteils (1) begrenzt wird, wobei das Verkleidungsteil (1) durch ein Spritzgussverfahren hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Spritzgussverfahren zumindest ein Füllkanal (7) erzeugt wird, der sich entlang zumindest eines der Wandabschnitte (4) erstreckt und einstückig in den Wandabschnitt (4) übergeht, und dass in den Füllkanal (7) ein Druckmedium vor dem Aushärten des Verkleidungsteils (1) eingebracht wird, um noch fließfähiges Material des Verkleidungsteils (1) aus dem Füllkanal (7) in den Wandabschnitt (4) unter Ausbildung eines Hohlraums (8) dem Füllkanal (7) zu drängen. - Verfahren nach
Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, dass als Druckmedium ein Druckgas in den Füllkanal (7) eingebracht wird. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 6 bis7 , dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmedium erst erwärmt und dann in den Füllkanal (7) eingebracht wird. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 6 bis8 , dadurch gekennzeichnet, dass der Füllkanal (7) in Längserstreckung des Luftkanals (2) ausgebildet wird, sodass er sich insbesondere über die gesamte Länge des Luftkanals (2) erstreckt. - Vorrichtung (9) zum Herstellen eines Verkleidungsteils (1), insbesondere gemäß einem der
Ansprüche 1 bis5 , insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem derAnsprüche 6 bis9 , mit einem mehrteiligen Werkzeug (10), das eine Kammer (13) bildet, deren Kontur zumindest im Wesentlichen der Negativform des herzustellenden Verkleidungsteils (1) entspricht, mit einer Einrichtung zum Einbringen des noch fließfähigen Materials des Verkleidungsteils (1) in die Kammer (13) und mit Mitteln zum Herstellen eines durch das Verkleidungsteils (1) führenden Luftkanals (2), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Werkzeugteil (11) des Werkzeugs (10), das einen Wandabschnitt (4) des Luftkanals (2) formt, mit einer einen Füllkanal (7) formenden Vertiefung (14) ausgebildet ist, wobei der Vertiefung (14) eine Injektionseinrichtung (15) zum Einbringen eines insbesondere gasförmigen Druckmediums in den Füllkanal (7) zum Verdrängen des noch fließfähigen Materials des Verkleidungsteils (1) aus dem Füllkanal (7) in den Wandabschnitt (4) zugeordnet ist. - Vorrichtung nach
Anspruch 10 , dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel ein Injektionssystem zum Einbringen eines insbesondere gasförmigen Druckmediums zur Erzeugung des Luftkanals (2) in dem noch fließfähigen Material aufweisen.
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