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Insbesondere in der Automobil- und Konsumgüterindustrie ist es heutzutage gängig, Sensorsysteme mit Strahlungsdetektoren für den Nutzer des Produkts, z. B. eines PKWs, nicht sichtbar hinter Verkleidungen anzuordnen. Dabei erfährt die durch die Verkleidung transmittierende Messstrahlung, z. B. Radarstrahlung, eine Dämpfung, die abhängig von Material- und Dimensionierungsparametern des Verkleidungsteils ist. Die Dämpfung der Messstrahlung (Dämpfungsfaktor) für das Verkleidungsteil anhand von Test-Verkleidungsteilen zu ermitteln und den ermittelten Wert auf konkrete Verkleidungsteile anzuwenden, ist in vielen Fällen nicht geeignet, um die Unterschreitung eines vorgegebenen maximalen Dämpfungsfaktors, z. B. 50 %, zu garantieren. Das hat insbesondere seine Ursache in den Bauteiltoleranzen, die z. B. beim Spritzguss vergleichsweise groß sind, in schwankenden Schichtdicken, z. B. einer Dekorschicht, oder in Materialinhomogenitäten bei Komposit- oder textilen Materialien.
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Um zu gewährleisten, dass die Dämpfung der Messstrahlung beim Durchtreten des Verkleidungsteiles einen vorgegebenen maximalen Wert für den Dämpfungsfaktor nicht überschreitet, gibt es in der Praxis verschiedene Maßnahmen.
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Üblich ist es, für die fertig hergestellten Verkleidungsteile an den Orten, an denen die Messstrahlung bei bestimmungsgemäßer Montage des Sensorsystems angeordnet sein wird, die Dämpfung der Messstrahlung zu messen. Verkleidungsteile, die bei dieser Messung einen höheren als einen geforderten Dämpfungswert liefern, sind ungeeignet und werden aussortiert.
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Aus der
DE 10 2018 207 864 A1 ist eine Messvorrichtung zur Messung einer Dämpfungseigenschaft eines Bauteils bekannt, die anzeigt, ob eine Fläche eines Bauteils einen maximal zulässigen Dämpfungsfaktor überschreitet. Die Ermittlung des Dämpfungsfaktors erfolgt durch Emission eines Signals, Transmission des Signals durch das Bauteil, Reflexion des Signals an einem hinter dem Bauteil befindlichen Reflektor, erneute Transmission durch das Bauteil und anschließende Messung des verbleibenden Signals durch einen Sensor. Die Messvorrichtung dient lediglich zur Messung des Dämpfungsfaktors. Eine Anpassung des Dämpfungsfaktors ist bei der Verwendung der Messvorrichtung nicht möglich.
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Die
DE 10 2013 221 055 A1 offenbart eine Kombination aus einem Verkleidungsteil und einem Radarsensor sowie ein die Kombination enthaltendes Kraftfahrzeug und ein Verfahren zur Herstellung eines entsprechenden Verkleidungsteils, bei dem eine zusätzliche dielektrische Schicht auf dem bereits vorhandenen Schichtaufbau aufgebracht wird, durch die der Dämpfungsfaktor verringert werden soll. Abhängig von der Schichtdicke der zusätzlichen Schicht wird das Minimum des Dämpfungsfaktors bestimmt und die zusätzliche Schicht mit optimaler Schichtdicke aufgetragen. Das Auftragen einer zusätzlichen Schicht stellt einen Mehraufwand dar. Die optimale Dicke der zusätzlichen Schicht muss für jedes Verkleidungsteil neu bestimmt werden.
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Die
DE 10 2014 222 837 A1 offenbart ein Radarsystem zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum Betreiben des Radarsystems. Das Radarsystem dient dazu die störenden Effekte eines Abdeckelements, beispielsweise eines Verkleidungsteils, die beim Betrieb eines solchen Radarsystems auftreten, mittels analoger Kompensationseinrichtungen, die durch digitale Signale eingestellt werden können, richtungsabhängig zu kompensieren. Zur Erzeugung und Detektion der Radarstrahlung dient eine Antenneneinrichtung, wobei mittels der Kompensationseinrichtung für jede der Antennengruppen eine individuelle Stellgrößenkompensation durchführbar ist.
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In der
DE 10 2009 060 164 A1 wird ein Verfahren zur Herstellung einer Radarsensorvorrichtung, ein Verfahren zur Erzeugung und zum Empfang von Radarwellen, eine entsprechende Radarsensorvorrichtung sowie ein entsprechendes Fahrzeug offenbart. Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Radarsensorvorrichtung wird zunächst die Verzerrung der emittierten Radarstrahlung in der Verkleidung detektiert und anschließend durch das Einbringen eines geeigneten zusätzlichen dielektrischen Elements korrigiert, was zusätzlichen Raum und Aufwand bei der Konstruktion fordert. Auch hier muss das zusätzliche Element für jedes Verkleidungsteil individuell neu ausgelegt werden.
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In der
DE 10 2016 001 310 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb eines verdeckt verbauten Radarsensors in einem Kraftfahrzeug beschrieben, bei dem der Radarsensor hinsichtlich einer Lackierung des Bauteils, hinter dem er angeordnet werden soll, konfiguriert wird. Es wurde hier als Problem erkannt, dass insbesondere die Lackierung, die eine unterschiedliche Farbe und in der Regel mehrere Lackschichten aufweist, einen nicht unwesentlichen Einfluss auf die Dämpfung hat.
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Hier soll ausgenutzt werden, dass ein Radarsensor die Radareigenschaften von ein Bauteil abdeckenden Schichten, so auch Lackschichten, messtechnisch bestimmen kann, was die Identifizierung der Lackierung und die spezielle Konfiguration des Radarsensors im Hinblick auf die Lackierung erlaubt. In einem zur Konfiguration konkreter Radarsensoren vorbereitenden Schritt werden durch Testmessungen die Lackinformationen und für die vermessenen Lackierungen geeignete Konfigurationsdaten ermittelt.
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Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass auch hier durch Test Werte ermittelt werden, die dann konkreten mit Lack beschichteten Bauteilen zugeordnet werden. Abweichungen des realen Wertes für den Dämpfungsfaktor von den durch Test ermittelten Wert für den Dämpfungsfaktor müssen gezielt in Toleranz gehalten werden, was zu einem Mehraufwand im Herstellungsprozess führt. Auch fließen bei diesem Verfahren Schwankungen der Empfindlichkeit der konkret verwendeten Radarsensoren nicht in das Messerergebnis mit ein.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen vorab definierten Dämpfungsfaktor in einem begrenzten Bereich eines fertig hergestellten Verkleidungsteils einzustellen.
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Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Herstellung eines Verkleidungsteils, mit einer Sichtseite und einer Rückseite, das innerhalb wenigstens eines begrenzten Bereiches für eine Messstrahlung einen maximal zulässigen Wert für einen Dämpfungsfaktor nicht überschreitet, dadurch gelöst, dass das Verkleidungsteil fertig zur Montage bereitgestellt wird und dieses zumindest in dem wenigstens einen begrenzten Bereich für die Messstrahlung einen Wert für den Dämpfungsfaktor aufweist, der größer als der maximal zulässige Wert für den Dämpfungsfaktor ist, dass die Messstrahlung von einem Strahlungsemitter kommend auf den begrenzten Bereich gerichtet wird, ein- oder zweimal durch das Verkleidungsteil hindurchtritt und ein hindurchtretender Anteil der Messstrahlung von einem Strahlungsdetektor detektiert wird, dass aus einer Strahlungsintensität der Messstrahlung und einer Strahlungsintensität des Anteils der Messstrahlung ein Quotient gebildet wird, der für das einmalige oder das zweimalige Hindurchtreten den Wert für den Dämpfungsfaktor darstellt, und dass von der Rückseite her über den wenigstens einen begrenzten Bereich Material von dem Verkleidungsteil abgetragen wird, wobei sich der Wert für den Dämpfungsfaktor reduziert und der Abtrag des Materials beendet wird, nachdem der Wert für den Dämpfungsfaktor den maximal zulässigen Wert für den Dämpfungsfaktor unterschritten hat.
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Vorteilhaft wird nach einem ersten Erfassen des Wertes für den Dämpfungsfaktor wenigstens eine erste Schicht des Materials abgetragen und die Schritte des Erfassens des Wertes für den Dämpfungsfaktor und des Abtragens von Materialschichten werden im Wechsel wiederholt.
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Bevorzugt wird der Wert für den Dämpfungsfaktor während des Materialabtrages erfasst.
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Es ist ferner von Vorteil, wenn der Abtrag des Materials mittels Laser erfolgt, der über den wenigstens einen begrenzten Bereich gescannt wird.
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Der Strahlungsemitter und der Strahlungsdetektor sind vorzugsweise beide der Rückseite zugewandt angeordnet und der Sichtseite zugewandt ist ein Reflektor vorhanden, sodass die Messstrahlung den wenigstens einen begrenzten Bereich zweifach durchläuft.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Strahlungsemitter der Sichtseite bzw. Rückseite zugewandt angeordnet ist, je nachdem, ob die Sichtseite oder die Rückseite eine höhere Reflektivität aufweist, und der Strahlungsdetektor auf der jeweils anderen Seite angeordnet ist, um den höheren Wert für den Dämpfungsfaktor zu erhalten.
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Es ist erfindungswesentlich, dass die Einstellung eines Wertes für den Dämpfungsfaktor unterhalb eines maximal zulässigen Wertes für ein konkretes Verkleidungsteil während einer Nachbearbeitung des Bauteils erfolgt. Zuvor oder währenddessen wird der Wert für den Dämpfungsfaktor des konkreten Verkleidungsteils erfasst und entweder wird in einem geregelten Nacharbeitungsverfahren die Nacharbeitung gestoppt, wenn der Dämpfungsfaktor einen vorgegebenen maximal zulässigen Wert unterschritten hat, oder in einem ungeregelten Nacharbeitungsverfahren wird die Nacharbeitung z. B. nach einer vorgegebenen Zeit unterbrochen bzw. gestoppt, wenn die Nachprüfung ergibt, dass ein vorgegebener maximaler Wert für den Dämpfungsfaktor unterschritten ist.
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Die Erfassung des Wertes für den Dämpfungsfaktor erfolgt mit einem baugleichen Strahlungsdetektor, wie er später bestimmungsgemäß in Verbindung mit dem Verkleidungsteil verwendet wird, und einem baugleichen Strahlungsemitter, der eine Messstrahlung mit Strahlungsparametern aussendet, wie er später bestimmungsgemäß aussenden wird.
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Der für die Dämpfung charakteristische Dämpfungsfaktor ergibt sich aus dem Quotienten der aus dem Strahlungsemitter emittierten Strahlungsintensität und der Strahlungsintensität, welche nach dem Durchlaufen durch das Verkleidungsteil auf dem Strahlungsdetektor auftrifft. Dabei haben die Reflektivität der Oberfläche und eventueller Schichtübergänge im Verkleidungsteil und die Absorption des Verkleidungsteils, bestimmt durch Materialeigenschaften und die Dimensionierung des Verkleidungsteils, einen Einfluss auf den Wert des Dämpfungsfaktors.
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Wird bei der späteren bestimmungsgemäßen Verwendung des Verkleidungsteils nur ein Strahlungsdetektor auf der Rückseite des Verkleidungsteils angeordnet, der eine Strahlung von einer externen Strahlungsquelle detektiert, dann ist der Dämpfungsfaktor von einem einmaligen Durchlaufen der Messstrahlung durch das Verkleidungsteil bestimmt.
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Bei einer späteren bestimmungsgemäßen Anordnung eines Sensorsystems, umfassend einen Strahlungsemitter und einen Strahlungsdetektor auf der Rückseite des Verkleidungsteils, tritt die Messtrahlung nach dem Senden ein erstes Mal und nach einer Reflektion ein zweites Mal durch das Verkleidungsteil, womit die Strahlung zweifach gedämpft wird. Der Dämpfungsfaktor ist hier von dem zweimaligen Durchlaufen bestimmt.
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Praktisch darf die Messstrahlung bei einem bestimmungsgemäßen einfachen bzw. zweifachen Durchlaufen des Verkleidungsteils nur so stark gedämpft werden, dass die aus dem Messbereich kommende Messstrahlung beim Auftreffen auf den Strahlungsdetektor gesichert innerhalb des Empfindlichkeitsbereiches des Strahlungsdetektors liegt.
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Zur Erfassung der Dämpfung während des Nacharbeitungsverfahrens oder vor und nach dem Nachbearbeitungsverfahren werden der Strahlungsemitter und der Strahlungsdetektor für ein einmaliges Durchlaufen des Verkleidungsteils auf entgegengesetzten Seiten des Verkleidungsteils angeordnet. Die aus den erfassten Messwerten abgeleitete Dämpfung für ein einfaches Durchlaufen kann auch zur Bestimmung der Dämpfung bei zweifachem Durchlaufen des Verkleidungsteils hochgerechnet werden. Alternativ werden zur Erfassung der Dämpfung bei einem zweifachen Durchlaufen der Strahlungsemitter und der Strahlungsdetektor grundsätzlich auf der gleichen Seite des Verkleidungsteils angeordnet und auf der anderen Seite wird ein Reflektor positioniert.
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Aufgrund der erfindungsgemäßen Nachbearbeitung des Bauteils kann das Bauteil, ungeachtet des Wertes für den Dämpfungsfaktor für die betreffende Messstrahlung und der örtlichen Anordnung des Sensorsystems, bis einschließlich einer eventuellen Beschichtung fertig hergestellt werden. Das heißt, es muss hierbei noch nicht bekannt sein, wo ein oder auch mehrere Sensorsysteme angeordnet werden, und auch nicht, welche Strahlungsparameter das Sensorsystem bzw. die Sensorsysteme haben.
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Dadurch entsteht eine hohe Flexibilität sowohl für unterschiedliche Beschichtungen konkreter Verkleidungsteile als auch für die Verwendung von Herstellungsverfahren für das Verkleidungsteil.
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Auch kann ein gleiches Verkleidungsteil zumindest seitens einer dem Sensorsystem abgewandten Sichtseite fertiggestellt werden und eine unterschiedliche Anzahl von Sensorsystemen können an unterschiedlichen Orten auf der Rückseite des Verkleidungsteils angeordnet werden. Selbst Sensorsysteme mit unterschiedlichen Strahlungsparametern können mit einem gleichen konkreten Verkleidungsteil verwendet werden.
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Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme von Zeichnungen näher erläutert werden.
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Hierzu zeigen:
- 1 eine Prinzipskizze zur Erläuterung des Verfahrens gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel und
- 2 eine Prinzipskizze zur Erläuterung des Verfahrens gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verkleidungsteils 1, das innerhalb wenigstens eines begrenzten Bereiches B für eine Messstrahlung S einen maximal zulässigen Wert für einen Dämpfungsfaktor xmax nicht überschreitet.
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Das Verkleidungsteil 1 wird fertig zur Montage bereitgestellt. Das heißt, das Verkleidungsteil 1 bedarf keiner weiteren Bearbeitung mehr, ausgenommen der Bearbeitung des wenigstens einen begrenzten Bereiches B durch den im Verwendungsfall die Messstrahlung S ausgesendet und empfangen werden soll. Das Verkleidungsteil 1 weist eine Sichtseite 1.1 auf, auf der der wenigstens eine begrenzte Bereich B nicht erkennbar ist, und eine Rückseite 1.2, auf der im Verwendungsfall dem wenigstens einen begrenzten Bereich B ein Sensorsystem zugeordnet ist. Das Verkleidungsteil 1 weist in dem wenigstens einen begrenzten Bereich B für die Messstrahlung S des zugeordneten Sensorsystems einen Wert für den Dämpfungsfaktor x auf, der größer als der maximal zulässige Wert für den Dämpfungsfaktor xmax ist, damit dieser Wert durch Abtrag von Material in dem begrenzten Bereich B von oben her an den maximal zulässigen Wert xmax angenähert werden kann und dieser Wert unterschritten werden kann.
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Vor Beginn des Materialabtrages wird der Wert für den Dämpfungsfaktor x in dem wenigstens einen begrenzten Bereich B erfasst.
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Das kann gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel mit einer Messanordnung gemäß 1 erfolgen. Hierzu wird die Messstrahlung S auf den begrenzten Bereich B gerichtet und ein durch das Verkleidungsteil 1 hindurchtretender Anteil der Messstrahlung S' wird detektiert. Dabei wird das Verkleidungsteil 1 zwischen einem Strahlungsemitter 2 und einem Strahlungsdetektor 3 angeordnet. Aus einer Strahlungsintensität J der ausgesendeten Messstrahlung S und einer auf dem Strahlungsdetektor 3 ankommenden Strahlungsintensität J' wird ein Quotient gebildet, der den Wert für den Dämpfungsfaktor x für ein einmaliges Hindurchtreten der Messstrahlung S durch das Verkleidungsteil 1 darstellt.
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Für den Fall, dass im Verwendungsfall die Messstrahlung S zweimal durch das Verkleidungsteil 1 tritt, kann dieser Wert hochgerechnet werden. Davon ausgehend, dass die Oberflächen des Verkleidungsteils 1 auf der Sichtseite 1.1 und der Rückseite 1.2 eine unterschiedliche Reflektivität für die Messstrahlung S aufweisen, wird in diesem Fall der Strahlungsemitter 2 vorteilhaft auf der Seite angeordnet, auf der die Reflektivität höher ist. Das ist in der Regel die Sichtseite 1.1. Damit ist gesichert, dass ein größerer Wert für den Dämpfungsfaktor x bestimmt wird im Vergleich zur Anordnung des Strahlungsemitters 2 auf der Seite mit geringerer Reflektivität. Die Dämpfung für ein einfaches Durchlaufen kann dann zur Bestimmung der Dämpfung bei einem zweifachen Durchlaufen des Verkleidungsteils 1 hochgerechnet werden, das heißt, der errechnete Wert x liegt dann gesichert über dem realen Wert x. Wenn bei der Nachbearbeitung der errechnete Wert x unter dem maximal zulässigen Wert xmax liegt, liegt auch der reale Wert für den Dämpfungsfaktor x unterhalb des maximal zulässigen Wertes xmax .
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Die Erfassung des Wertes für den Dämpfungsfaktor x gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel erfolgt mit einer Messanordnung gemäß 2. Der Strahlungsemitter 2 und der Strahlungsdetektor 3 werden auf einer Seite des Verkleidungsteils 1, nämlich auf der Rückseite 1.2, angeordnet. Dies ist insbesondere in der Automobilindustrie praxisrelevant. Ein Hindernis (z. B. Gebäude, Fahrzeuge oder Fußgänger), welches durch die Reflexion der Messstrahlung S erkannt werden soll, wird durch einen Reflektor 4 simuliert.
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Es wird dann von der Rückseite 1.2 des Verkleidungsteils 1 her über den wenigstens einen begrenzten Bereich B Material von dem Verkleidungsteil 1 abgetragen, wobei sich der Wert für den Dämpfungsfaktor x reduziert, und der Abtrag des Materials wird beendet, nachdem der Wert für den Dämpfungsfaktor x den maximal zulässigen Wert xmax unterschritten hat.
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Der Materialabtrag kann ungeregelt erfolgen, indem dieser schrittweise im Wechsel mit der wiederholten Erfassung der Wertes für den Dämpfungsfaktor x erfolgt.
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Das heißt, nach einem ersten Erfassen des Wertes für den Dämpfungsfaktor x wird eine erste Schicht des Materials abgetragen, bevor der Wert für den Dämpfungsfaktor x ein zweites Mal erfasst wird. Es wird eine zweite Schicht des Materials abgetragen und der Wert für den Dämpfungsfaktor x wird ein drittes Mal erfasst und so weiter. Diese Ausführung des Verfahrens ist von Vorteil, wenn der Abtrag mit einem mechanischen Verfahren erfolgt, wo die permanente Anwesenheit eines Sensorsystems für die Führung des mechanischen Werkzeuges hinderlich wäre.
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Alternativ kann Materialabtrag geregelt erfolgen, indem der Wert für den Dämpfungsfaktor x während des Materialabtrages erfasst wird. Der jeweils aktuelle Wert wird dann permanent mit dem maximal zulässigen Wert xmax verglichen und der Vorgang des Materials wird automatisch beendet, wenn dieser unterschritten wird. Diese Ausführung des Verfahrens ist von Vorteil, wenn der Abtrag mit einem Energiestrahl, insbesondere mit einem Laserstrahl erfolgt.
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Der geregelte bzw. ungeregelte Abtrag ist unabhängig von der Art des Abtragens z. B. mechanisch oder mit Laserstrahlung möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verkleidungsteil
- 1.1
- Sichtseite
- 1.2
- Rückseite
- 2
- Strahlungsemitter
- 3
- Strahlungsdetektor
- 4
- Reflektor
- B
- begrenzter Bereich
- S
- Messstrahlung
- S'
- Anteil der Messstrahlung
- x
- Wert für den Dämpfungsfaktor
- xmax
- maximal zulässiger Wert für den Dämpfungsfaktor
- J
- Strahlungsintensität der Messstrahlung S
- J'
- Strahlungsintensität des Anteils der Messstrahlung S'
