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Die Erfindung betrifft einen Deckel für ein Fahrzeugdach und ein Verfahren zum Herstellen eines Deckels für ein Fahrzeugdach, wobei der Deckel insbesondere eine Kunststoffanschäumung aufweist.
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Ein Deckel für ein Fahrzeugdach, beispielsweise ein beweglicher Deckel eines Schiebedachs oder ein Festelement, weist Befestigungselemente und gegebenenfalls Verstärkungselemente auf. Diese müssen an dem Deckelhauptelement befestigt werden.
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Es ist wünschenswert, einen Deckel für ein Fahrzeugdach anzugeben, der einfach und verlässlich herstellbar ist. Es ist zudem wünschenswert, ein Verfahren zum Herstellen eines Deckels für ein Fahrzeugdach anzugeben, das einfach und verlässlich ist.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft einen Deckel für ein Fahrzeugdach. Der Deckel weist eine Scheibe auf. Die Scheibe ist beispielsweise eine Glasscheibe oder eine Kunststoffscheibe. Die Scheibe weist eine Oberfläche auf. Der Deckel weist einen Funktionseinsatz auf. Der Funktionseinsatz ist beispielsweise ein Verstärkungselement und/oder ein Befestigungselement oder ein anderes Element, das zur Funktion des Deckels nutzbringend ist, beispielsweise ein Haltewinkel oder ein Rahmen. Der Deckel weist eine Kunststoffanschäumung auf. Die Kunststoffanschäumung kann auch als Umschäumung und/oder Randumschäumung ausgebildet sein, bei der Rand der Scheibe umschäumt ist. Alternativ oder zusätzlich ist die Anschäumung Teil einer Umschäumung und/oder Randumschäumung. Die Kunststoffanschäumung ist insbesondere aus einem Polyurethan gebildet. Auch ein anderer Kunststoff kann verwendet werden. Die Kunststoffanschäumung kann auch eine Kunststoffanspritzung sein.
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Der Funktionseinsatz weist zwei voneinander beabstandete Kontaktbereiche auf. Die Kontaktbereiche sind jeweils in direktem Kontakt mit der Oberfläche. Der Funktionseinsatz ist flexibel ausgestaltet. Die Kunststoffanschäumung fixiert den Funktionseinsatz an der Scheibe. Mittels des Kontakts mit der Scheibe und der Kunststoffanschäumung wird der flexibel ausgestaltete Funktionseinsatz so verstärkt, dass insgesamt eine stabile Anordnung ausgebildet ist. Der Funktionseinsatz ist insbesondere im ursprünglichen Zustand, bevor er an der Scheibe fixiert ist, flexibel ausgebildet. Ohne die Anschäumung ist der Funktionseinsatz flexibel. Die zwei voneinander beabstandeten Kontaktbereiche ermöglichen ein genaues Anordnen und Positionieren des Funktionseinsatzes auf der Oberfläche. Ein Verkippen oder ähnliches, das bei einem einzigen Kontaktbereich auftreten könnte, wird so vermieden.
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Der Funktionseinsatz wird mittels der Kunststoffanschäumung fest mit der Scheibe verbunden. Es ist auch möglich, eine Mehrzahl von Funktionseinsätzen mittels der Anschäumung an der Scheibe zu befestigen. Die Funktionseinsätze können dabei unterschiedlich zueinander aufgebaut sein oder gleichartig sein. Der Funktionseinsatz dient beispielsweise zur Anbindung verschiedener Baugruppen wie Führungsschienen oder dem Rohbau des Fahrzeugs oder einer Ausstellmechanik oder einem Deckelträger. Durch die flexible Ausgestaltung des Funktionseinsatzes mit den zwei voneinander beabstandeten Kontaktbereichen wird das Risiko vermieden, dass eine Verkippung während des Ausbildens der Kunststoffanschäumung auftritt. Zudem sind vorgegebene Toleranzen für die Anordnung des Funktionseinsatzes relativ zur Scheibe präzise realisierbar. Eine Verkippung würde die Funktion des Funktionseinsatzes und insbesondere von angeschraubten Bauteilen stark beeinflussen. Es könnte sogar dazu führen, dass der Funktionseinsatz nicht mehr an seiner vorgegebenen Position kontaktierbar ist. Somit würde es zu einem Funktionsausfall kommen.
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Der zunächst weich und flexibel gestaltete Funktionseinsatz verringert den Toleranzeinfluss des Blechs. Die zwei Kontaktflächen, die auch als Abdichtflächen zur Scheibe bezeichnet werden können, verringern die Gefahr einer Verkippung oder vermeiden diese. Die Verbindung zur Scheibe mittels der Kunststoffanschäumung ermöglicht trotz des flexibel ausgestalteten Funktionseinsatzes einen im Betrieb stabilen Funktionseinsatz. Mittels der Anschäumung entsteht eine ausreichende Stabilität des Funktionseinsatzes. Die Flexibilität ist beispielsweise in Abhängigkeit von Umgebungsbedingungen vorgegeben, beispielsweise einer Schließkraft des Schäumwerkzeugs oder anderen Umgebungsbedingungen.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Funktionseinsatz einen Mittelbereich zwischen den beiden Kontaktbereichen auf. Der Mittelbereich ist beabstandet von der Oberfläche. An dem Mittelbereich ist beispielsweise eine Montageschnittstelle angeordnet. Die Montageschnittstelle weist beispielsweise ein Gewinde auf, sodass mittels einer Schraubverbindung externe Elemente an dem Funktionseinsatz befestigt werden können.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Funktionseinsatz zwei Seitenbereiche auf. Je ein Seitenbereich ist zwischen dem Mittelbereich und einem der Kontaktebereiche angeordnet. Die Seitenbereiche sind jeweils so ausgebildet, dass die Kontaktbereiche jeweils relativ zu dem Mittelbereich bewegbar sind. Somit wird ein Toleranzausgleich während der Herstellung realisiert. Die Seitenbereiche können etwaige Ungenauigkeiten in der Positionierung im Schäumwerkzeug ausgleichen. Somit ist trotz der zwei Kontaktbereiche eine ausreichende Toleranz gegenüber schwankenden Prozessparametern realisiert.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Funktionseinsatz einen Koppelbereich auf. Der Koppelbereich grenzt an einen der Kontaktbereiche an. Der Koppelbereich ist von der Oberfläche beabstandet. Die Kunststoffanschäumung ist teilweise zwischen der Oberfläche und dem Koppelbereich angeordnet. Ein Teil der Kunststoffanschäumung ist zwischen der Oberfläche und dem Koppelbereich angeordnet. In diesem Bereich ist die Kunststoffanschäumung in direktem Kontakt mit der Oberfläche und umgibt den Koppelbereich zumindest von zwei Seiten. Somit ist eine Anbindung der Kunststoffanschäumung sowohl an die Scheibe als auch an den Funktionseinsatz realisiert. Der Funktionseinsatz ist somit beispielsweise beidseitig an zwei zueinander beabstandeten Koppelbereichen mittels der Kunststoffanschäumung mit der Scheibe verbunden.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die Kontaktbereiche jeweils eine Ausnehmung auf. Die Ausnehmung ist beispielsweise als Schlitz oder ähnliches ausgebildet.
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Die Ausnehmung ermöglicht ein verlässliches Abdichten im Werkzeug zum Ausbilden der Kunststoffanschäumung.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Funktionseinsatz aus einem Blech gebildet, insbesondere aus einem Metallblech, beispielsweise aus einem Stahlblech. Somit ist eine ausreichende Stabilität gewährleistet. Auch die geforderte Flexibilität ist somit realisierbar.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform umgeben die Scheibe und der Funktionseinsatz im Querschnitt einen Innenraum vollständig. Insbesondere im Querschnitt quer zur Hauptausbreitung der Scheibe wird der Innenraum an einer Seite von der Scheibe begrenzt und an drei weiteren Seiten von dem Funktionseinsatz. Somit ist ein stabiles System realisiert.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Funktionseinsatz frei von Versteifungen. Insbesondere am Mittelbereich und den Seitenbereichen sind keine Versteifungen wie Prägungen oder Sicken ausgebildet. Somit wird die gewünschte Flexibilität ermöglicht.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Deckels für ein Fahrzeugdach. Insbesondere wird ein Deckel gemäß den hier beschriebenen Ausführungsformen und Beispielen hergestellt.
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Die in Verbindung mit dem Deckel angeführten Merkmale und Vorteile finden auch im Zusammenhang mit dem Herstellungsverfahren Verwendung und umgekehrt.
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Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen einer Scheibe mit einer Oberfläche. Ein Funktionseinsatz wird bereitgestellt. Der Funktionseinsatz weist zwei voneinander beabstandete Kontaktbereiche auf. Die Kontaktbereiche werden direkt auf die Oberfläche aufgelegt. Eine Kunststoffanschäumung zum Fixieren des Funktionseinsatzes wird an der Scheibe ausgebildet.
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Der zunächst flexibel ausgestaltete Funktionseinsatz wird durch ein Schäumwerkzeug an die Scheibe gedrückt. An der Scheibe wird der Funktionseinsatz mittels der Kunststoffanschäumung fixiert. Somit ist die Herstellung weniger anfällig für schwankende Prozessparameter und bietet trotzdem ein ausreichend stabiles System aus Scheibe, Funktionseinsatz und Kunststoffanschäumung.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren erläuterten Beispielen. Gleiche, gleichartige und gleich wirkende Elemente können dabei figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Teils eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel,
- 2 eine schematische Darstellung eines Teils eines Deckels gemäß einem Ausführungsbeispiel, und
- 3 eine schematische Schnittansicht eines Teils eines Deckels gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt einen Ausschnitt eines Fahrzeugs 100. Das Fahrzeug 100 weist ein Fahrzeugdach 101 auf. An dem Fahrzeugdach 101 ist ein Deckel 103 angeordnet. Der Deckel 103 ist gemäß Ausführungsbeispielen relativ zum übrigen Fahrzeugdach 101 unbeweglich angeordnet. Der Deckel 103 ist beispielsweise Teil eines sogenannten Panoramadachs. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen ist der Deckel 103 relativ zum übrigen Fahrzeugdach beweglich. Somit kann eine Dachöffnung 102 wahlweise von dem Deckel 103 verschlossen werden oder teilweise freigegeben werden.
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Der Deckel 103 weist eine Scheibe 104 auf. Die Scheibe 104 ist beispielsweise eine Glasscheibe oder eine Kunststoffscheibe wie eine Polycarbonatscheibe.
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2 zeigt den Deckel 103 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Deckel 103 weist die Scheibe 104 auf. Die Scheibe 104 weist eine Oberfläche 105 auf. Die Oberfläche 105 ist im betriebsfertigen Zustand einem Innenraum des Fahrzeugs 100 zugewandt. Die Oberfläche 105 ist insbesondere eine der Oberflächen, an denen die Scheibe 104 ihre größte Ausdehnung aufweist.
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An die Scheibe 104 ist eine Kunststoffanschäumung 107 angebracht. Die Kunststoffanschäumung 107 ist insbesondere eine PU-Anschäumung, die auch Teil einer Umschäumung und/oder Randumschäumung sein kann. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Anschäumung als Umschäumung und/oder Randumschäumung ausgebildet ist.
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Der Deckel 103 weist einen Funktionseinsatz 106 auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Funktionseinsatz 106 als Montageschnittstelle 113 ausgebildet.
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Mit der Montageschnittstelle 113 ist beispielsweise eine Schraube 114 verbindbar. Somit sind weitere Elemente wie Ausstellmechaniken, die Fahrzeugkarosserie des Fahrzeugs 100 oder weitere Elemente wie Führungsschienen mit dem Deckel 109 mittels des Funktionseinsatzes 103 koppelbar.
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Der Funktionseinsatz 106 kann alternativ oder zusätzlich auch andere Funktionen aufweisen, wie beispielsweise ein umlaufendes Rahmenblech, eine seitliche Versteifung oder andere Funktonen und Ausgestaltungen sind möglich.
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Wie auch aus 3 ersichtlich wird, die einen Querschnitt in der ZY-Ebene zeigt, weist der Funktionseinsatz 106 zwei Kontaktbereiche 108, 109 auf. An den Kontaktbereichen 108, 109 ist der Funktionseinsatz 106 in direktem Kontakt mit der Oberfläche 105 der Scheibe 104. Der Funktionseinsatz 106 ist an den beiden Kontaktbereichen 108, 109 an der Scheibe 104 abgestützt. Während der Herstellung wird der Funktionseinsatz 106 an den beiden Kontaktbereichen 108, 109 gegen die Oberfläche 105 gedrückt.
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Die beiden Kontaktbereiche 108, 109 weisen einen Abstand 110 zueinander auf. Die beiden Kontaktbereiche 108, 109 sind getrennt zueinander ausgestaltet. Die Kontaktbereiche 108, 109 sind so weit voneinander beabstandet, dass sie verlässlich ein Verkippen des Funktionseinsatzes 106 relativ zur Scheibe 104 vermeiden können.
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Zwischen den beiden Kontaktbereichen 108, 109 weist der Funktionseinsatz 106 einen Mittelbereich 111 auf. Der Mittelbereich ist entlang der Z-Richtung in einem Abstand 112 von der Oberfläche angeordnet. Somit ist der Funktionseinsatz 106 zwischen den beiden Kontaktbereichen 108, 109 nicht in direktem Kontakt mit der Oberfläche 105.
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Der Mittelbereich 111 ist mittels eines zweiten Bereichs 115 des Funktionseinsatzes 106 mit dem Kontaktbereich 108 verbunden. Der Mittelbereich 111 ist mittels eines weiteren Seitenbereichs 116 mit dem Kontaktbereich 109 verbunden.
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An den dem Mittelbereich 111 abgewandten Seiten der Kontaktbereiche 108, 109 weist der Funktionseinsatz 106 jeweils einen Koppelbereich 120 auf. Der Koppelbereich 120 ist beabstandet zur Oberfläche angeordnet und nicht in direktem Kontakt zur Oberfläche 105.
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Entlang der Y-Richtung weist der Funktionseinsatz 106 im Querschnitt somit zunächst den Koppelbereich 120 auf, nachfolgend den Kontaktbereich 109, nachfolgend den Seitenbereich 116, nachfolgend den Mittelbereich 111, nachfolgend den Seitenbereich 115, nachfolgend den Kontaktbereich 108 und darauf nachfolgend den Koppelbereich 120 auf.
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Zwischen dem Mittelbereich 111 und den beiden Seitenbereichen 115, 116 ist jeweils ein Übergangsbereich 119 angeordnet. Dieser Übergangsbereich, dem die Seitenbereiche 115, 116 und der Mittelbereich 111 beispielsweise einen Winkel zwischen 30° und 90° einschließen, ist insbesondere frei von Verstärkungen oder Versteifungen wie Prägungen oder Sicken ausgestaltet. Dies führt unter anderem dazu, dass der Funktionseinsatz 106 insbesondere im unverbauten Zustand flexibel und weich ausgestaltet ist. Der Funktionseinsatz 106 ist aus einem Blech, insbesondere einem Metallblech, gebildet. Auch andere Materialien können verbaut sein, wie Kunststoffe. Die Wahl des Materials sowie die Geometrie des Funktionseinsatzes und der Verzicht auf Verstärkungen führt zu einer ausreichenden Flexibilität des Funktionseinsatzes 106, insbesondere im unverbauten Zustand.
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Dieser flexible Funktionseinsatz ist während des Herstellens auch bei sich ändernden Prozessparametern innerhalb vorgegebener Toleranzen positionierbar, ohne dabei die Scheibe 104 zu beschädigen.
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An den Kontaktbereichen 108, 109 sind jeweils zwei Ausnehmungen 117 ausgebildet. Es können auch mehr oder weniger Ausnehmungen 117 ausgebildet sein. Die Ausnehmungen sind im gezeigten Ausführungsbeispiel schlitzförmig. Mittels der Ausnehmungen 117 ist ein verlässliches Abdichten während dem Ausbilden der Anschäumung 107 realisierbar.
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Die Kunststoffanschäumung 107, die beispielsweise aufgeschäumtes Polyurethan aufweist, dient zum Befestigen des Funktionseinsatzes 106 an dem Deckel 103. Die Kunststoffanschäumung 107 weist gemäß weiteren Ausführungsformen zusätzlich weitere Funktionen auf, beispielsweise einen Sichtschutz oder ähnliches.
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Die Kunststoffanschäumung 107 verbindet sich stoffschlüssig mit der Oberfläche 105 der Scheibe 103. Die Kunststoffanschäumung 107 umgibt den Funktionseinsatz 106 zumindest an den Koppelbereichen 120 vollständig. Die Kunststoffanschäumung 107 verbindet sich in den Koppelbereichen 120 stoffschlüssig mit dem Funktionseinsatz 106. Somit ist mittels der Kunststoffanschäumung 107 eine Verbindung zwischen der Scheibe 104 und dem Funktionseinsatz 106 ausgebildet.
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Die Kunststoffanschäumung 107 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei getrennte Bereiche auf, die insbesondere in Y-Richtung voneinander beabstandet sind.
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Zwischen den zwei Bereichen der Kunststoffanschäumung 107 sind die Kontaktbereiche 108, 109 und der Mittelbereich 111 des Funktionseinsatzes 106 angeordnet. Die Kunststoffanschäumung 107 ist an den dem Mittelbereich 111 abgewandten Seiten der Kontaktbereiche 108, 109 des Funktionseinsatzes 106 angebracht. Die Kunststoffanschäumung 107 ist am Koppelbereich 120 zwischen der Oberfläche 105 und dem Funktionseinsatz 106 angeordnet. Somit ist eine stabile Anbindung realisiert. Entlang der Y-Richtung dringt die Kunststoffanschäumung 107 nicht in den Kontaktbereich 108, 109 vor, in dem der direkte Kontakt zwischen dem Funktionseinsatz 106 und der Oberfläche 105 ausgebildet ist. Somit berühren sich die Scheibe 104 und die Kontaktbereiche 108, 109.
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Wie aus dem Querschnitt der 3 ersichtlich, umgeben die Scheibe 104 und der Funktionseinsatz 106 einen Innenraum 118 vollständig. Ausnahmen können Öffnungen der Montageschnittstelle 113 oder ähnliches sein. Der Innenraum 118 wird jedoch an zumindest drei Seiten von dem Funktionseinsatz 106 begrenzt und an einer Seite von der Scheibe 104. Beidseitig des Innenraums 118 sind die Kontaktbereiche 108, 109 ausgebildet. Somit wird ein stabiles Gesamtsystem geschaffen, bei dem insbesondere der Funktionseinsatz 106 gegen ein Verkippen relativ zur Scheibe 104 abgesichert ist.
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Die Flexibilität des Funktionseinsatzes 106 führt dazu, dass der Funktionseinsatz an den Koppelbereichen 108, 109 während des Herstellens ausreichend sicher gegen die Oberfläche 105 gedrückt werden kann. Dies führt zu einer ausreichend guten Abdichtung, sodass die Kunststoffanschäumung 107 während des Herstellens nicht in die Kontaktbereiche 108, 109 und insbesondere nicht in den Innenraum 118 eindringt.
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Die beidseitige Verbindung des Funktionseinsatzes 106 sowohl an den Koppelbereich 120 neben dem Kontaktbereich 108 als auch an den weiteren Koppelbereich 120 neben dem Kontaktbereich 109 führt zu einem ausreichend stabilen Verbund. Insbesondere weist die Kunststoffanschäumung 107 nach dem Aushärten beispielsweise eine Shore-Härte von 90 bis 95 auf. Dies führt auch zu einer Versteifung des ursprünglich flexiblen Blechs des Funktionseinsatzes 106. Der Deckel 103 ist somit kostengünstig und verlässlich herstellbar. Die Herstellung ist weniger anfällig für schwankende Prozessparameter und bietet damit insgesamt ein stabileres System. Funktionsausfälle aufgrund von zu großen Toleranzabweichungen können vermieden werden.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Fahrzeug
- 101
- Fahrzeugdach
- 102
- Dachöffnung
- 103
- Deckel
- 104
- Scheibe
- 105
- Oberfläche
- 106
- Funktionseinsatz
- 107
- Kunststoffanschäumung
- 108, 109
- Kontaktbereich
- 110
- Abstand
- 111
- Mittelbereich
- 112
- Abstand
- 113
- Montageschnittstelle
- 114
- Schraube
- 115, 116
- Seitenbereich
- 117
- Ausnehmung
- 118
- Innenraum
- 119
- Übergangsbereich
- 120
- Koppelbereich
- X, Y, Z
- Richtung
