DE102019201733A1 - Lautsprechereinheit für fahrzeuge - Google Patents

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DE102019201733A1
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amplifier
voice coil
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Keunsang Woo
Zhe Li
Min Wu
Jeongtae LEE
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Hyundai Motor Co
Kia Corp
Original Assignee
Hyundai Motor Co
Kia Motors Corp
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Abstract

Eine Lautsprechereinheit für ein Fahrzeug beinhaltet eine Subwoofereinheit zum Ausgeben von Schall in einem Basisschallbereich, eine Verstärkerschaltungseinheit (AMP), die auf einer Seite der Subwoofereinheit montiert ist, um ein akustisches Stromsignal zu verstärken und das verstärkte akustische Stromsignal an die Subwoofereinheit zu liefern, und eine Verstärkerschutzabdeckungseinheit, die mit der Subwoofereinheit auf einer Seite der Subwoofereinheit gekoppelt und eingerichtet ist, um die Verstärkerschaltungseinheit abzudecken.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Vorzug der am 7. Dezember 2018 beim chinesischen Patentamt eingereichten chinesischen Patentanmeldung Nr. 201811494447.3 , deren gesamter Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen wird.
  • HINTERGRUND
  • Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lautsprechereinheit für ein Fahrzeug, insbesondere auf eine Lautsprechereinheit für ein Fahrzeug, die mit einem Subwoofer mit Verstärkerschaltung versehen ist.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Ein Lautsprecher ist eine Vorrichtung zur Ausgabe eines Audiosignals in Stimmform (akustisch), so dass ein Zuhörer das Eingangsaudiosignal hören kann. Ein Lautsprecher kann einen allgemeinen Lautsprecher zur Stimmausgabe in einem Höhenbereich und einen Tieftöner zur Stimmausgabe in einem Bassbereich beinhalten. Eine Vorrichtung zum Verstärken und Liefern eines Schwingstromsignals an eine Lautsprechervorrichtung wird als Verstärker (AMP) bezeichnet, und eine Spannung oder Leistung des an die Eingangsseite angelegten Signals wird verstärkt und unter großer Energieänderung an die Ausgangsseite abgegeben.
  • Da die Automobilhersteller wettbewerbsorientierter werden, wächst der Druck hinsichtlich Kostensenkungen und mit Blick auf Leichtfahrzeuge, um die Wettbewerbsfähigkeit der Automobilhersteller zu verbessern, und es darf angenommen werden, dass der Leichtbau ein Teil der Entwicklungsbemühungen von Automobilunternehmen ist. Dabei kann bei einer Reduktion des Fahrzeuggewichts um etwa 100 kg der Kraftstoffverbrauch um etwa. 0,41 pro 100 km reduziert werden.
  • Unter der Prämisse der Leistungssicherung kommt ein Leichtfahrzeug, als Ergebnis von reduziertem Kraftstoffverbrauch und Umweltschutzmaßnahmen, sowohl dem Verbraucher als auch der Umwelt zugute. Ein Verfahren zur Gewichtseinsparung eines Fahrzeugs umfasst die Eliminierung eines externen Verstärkers. Die Fahrzeugleistung kann durch den Austausch des Gewichtseinsparungsteils aufgrund des Verzichts auf den externen Verstärker des Fahrzeugs zugunsten anderer wichtiger Teile weiter verbessert werden. Die Größe des externen Verstärkers zum Antreiben der Subwoofereinheit nimmt viel Platz in Anspruch, es ist schwierig, Raum für die Installation zur Verfügung zu stellen, und es ist notwendig, viele Teile wie den Körper und den Sitz auszutauschen. Darüber hinaus benötigt der externe Verstärker einen großen Kühlkörper und dergleichen, und selbst bei einem Zuwachs von etwa 1 kg, wird der Kraftstoffverbrauch stark beeinflusst. Daher wurde eine Technik zur Integration eines externen Verstärkers in einen Subwoofer unter Verwendung der Struktur einer Lautsprechereinheit untersucht.
  • Die oben genannten Informationen, die in diesem Hintergrundabschnitt offenbart werden, dienen nur der Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung und können daher Informationen enthalten, die nicht den Stand der Technik darstellen, der Fachleuten hierzulande bereits bekannt war.
  • ÜBERBLICK
  • Es ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine Lautsprechereinheit mit einer Struktur bereitzustellen, in der unter Verwendung einer Seitenstruktur einer Lautsprechereinheit ein externer Verstärker an einem Subwoofer angeordnet ist, ohne die Struktur eines bestehenden Audiosystems zu verändern.
  • Eine Lautsprechereinheit für ein Fahrzeug entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst eine Subwoofereinheit zur Schallausgabe in einem Basisschallbereich, eine auf einer Seite der Subwoofereinheit angeordnete Verstärker-(AMP)-Schaltungseinheit zur Verstärkung eines akustischen Stromsignals und zum Zuführen des verstärkten akustischen Stromsignals zur Subwoofereinheit und eine Verstärkerschutzabdeckungseinheit, die mit der Subwoofereinheit auf einer Seite der Subwoofereinheit gekoppelt und eingerichtet ist, die Verstärkerschaltung abzudecken.
  • Die Subwoofereinheit umfasst einen Subwooferrahmen, eine Vibrationsplatte, die mit dem Subwooferrahmen auf einer Seite des Subwooferrahmens gekoppelt ist und zur Schallerzeugung auf und ab vibriert, eine Schwingspule, die mit einer Mitte der Vibrationsplatte gekoppelt ist und akustische Signale empfängt, um die Schwingung auf die Vibrationsplatte zu übertragen, einen Magneten, der mit einem zentralen Abschnitt der Schwingspule gekoppelt ist, um die Schwingspule mit einer Magnetkraft eines Permanentmagneten auf und ab vibrieren zu lassen, und ein Joch zur Befestigung der Vibrationsplatte, der Schwingspule und des Magneten am Subwooferrahmen.
  • Der Subwooferrahmen kann an einer Seite, an der die Verstärkerschaltungseinheit eingesetzt wird, mit einem Verstärkereinsatzabschnitt versehen sein.
  • Die Vibrationsplatte kann aus Papier, Kunststoff oder einer Metallplatte bestehen.
  • Die vertikale Schwingungsbreite der Vibrationsplatte kann etwa zwischen etwa 10 mm und etwa 20 mm betragen.
  • Die Subwoofereinheit kann ein akustisches Signal von einer Haupteinheit empfangen, das akustische Signal kann auf die Schwingspule übertragen werden, und die Vibrationsplatte kann aufgrund der vertikalen Vibration der Schwingspule schwingen.
  • Die an der Subwoofereinheit angeordnete Verstärkerschaltung kann elektrisch mit den vorderen linken und rechten Türlautsprechern und den hinteren linken und rechten Türlautsprechern des Fahrzeugs verbunden sein und das akustische Signal verstärken, das von den vorderen linken und rechten Türlautsprechern sowie den hinteren linken und rechten Türlautsprechern erzeugt wird.
  • Die Verstärkerschaltung kann gekühlt werden, indem man den Luftzug nutzt, der durch die Vibration der Vibrationsplatte erzeugt wird.
  • Die Verstärkerschutzabdeckungseinheit kann aus einem hochhitzebeständigen und hochfesten Injektionsmaterial bestehen.
  • Die Verstärkerschutzabdeckungseinheit kann eine Vielzahl von Durchgangsschlitzen beinhalten, die ausgebildet sind, in die Verstärkerschutzabdeckungseinheit einzudringen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist es durch die Installation des Verstärkers an der Seitenfläche des Subwooferrahmens ohne Änderung der Struktur des bestehenden Lautsprechersystems möglich, einen beträchtlichen Raum im Fahrzeug zur Verfügung zu stellen und an dem Fahrzeug eine Gewichtseinsparung zu verwirklichen.
  • Überdies kann die vorliegende Anordnung zu niedrigeren Fahrzeugkosten beitragen und kann leicht bei einem Fahrzeug mit verbesserter Marktfähigkeit eingesetzt werden, ohne dass sich das Layout des Fahrzeugs stark ändert, und ist einfach auf preiswerte / klein dimensionierte Fahrzeuge anwendbar.
  • Darüber hinaus wirkt sich die Vereinfachung der Struktur der Lautsprechereinheit als zeitsparender Effekt auf die Fertigung aus.
  • Schließlich kann, indem derjenige Luftstrom verwendet wird, der durch die Vibration der Vibrationsplatte verursacht wird, durch direkte Kühlung der Verstärkerschaltungseinheit die Kühlwirkung verbessert werden.
  • Figurenliste
  • In den Zeichnungsfiguren sind beispielhafte Ansichten dargestellt. Es versteht sich hierbei, dass die hier offenbarten Ausführungsformen und Figuren nicht als einschränkend, sondern als rein beschreibend anzusehen sind.
    • 1 ist eine perspektivische Frontansicht, die schematisch eine Lautsprechereinheit für ein Fahrzeug gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform darstellt.
    • 2 ist eine rückwärtige perspektivische Ansicht, die schematisch eine Lautsprechereinheit für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform darstellt.
    • 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die schematisch eine Lautsprechereinheit für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform darstellt.
    • 4 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die schematisch eine Subwoofereinheit gemäß einer Ausführungsform darstellt.
    • 5 ist eine schematische Darstellung, die eine Verbindungsbeziehung zwischen einer Lautsprechereinheit für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform in einem Fahrzeug und anderen Lautsprechern darstellt.
    • 6 ist eine zeitabhängige Temperaturdarstellung, die die Wärmeabfuhrwirkung der Lautsprechereinheit für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform mit der Wärmeabfuhrwirkung der Lautsprechereinheit vergleicht, die nur aus einem Kühlkörper besteht.
    • 7 ist ein zeitabhängiges Temperaturdiagramm, das die Wärmeabfuhrwirkung der Lautsprechereinheit für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform und die Wärmeabfuhrwirkung der Lautsprechereinheit vergleicht, die nur aus einem Kühlkörper besteht.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungsfiguren, in denen beispielhafte Ausführungsformen dargestellt sind, näher beschrieben. Fachleute erkennen hierbei, dass die beschriebenen Ausführungsformen auf verschiedene Weise modifiziert werden können, ohne von Idee oder Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • Weiter wird in den beispielhaften Ausführungsformen, da gleiche Bezugszeichen Elemente gleicher Konfiguration bezeichnen, eine erste exemplarische Ausführungsform stellvertretend beschrieben, und in anderen den beispielhaften Ausführungsformen werden dann nur noch Konfigurationen beschrieben, die von der ersten beispielhaften Ausführungsform abweichen.
  • Die Zeichnungsfiguren sind schematisch und nicht maßstabsgetreu dargestellt. Relative Abmessungen und Verhältnisse von Teilen in den Zeichnungsfiguren werden aus Gründen der Übersichtlichkeit und Bequemlichkeit übertrieben oder verkleinert dargestellt, und die Abmessungen sind nur beispielhaft und nicht einschränkend. Darüber hinaus verwenden dieselben Strukturen, Elemente oder Komponenten, die in zwei oder mehr Zeichnungen dargestellt sind, dieselben Bezugsziffern, um ähnliche Merkmale anzuzeigen. Es versteht sich, dass, wenn ein Element wie eine Schicht, ein Film, ein Bereich oder ein Substrat als „auf“ einem anderen Element bezeichnet wird, es sowohl direkt auf dem anderen Element sein kann, als auch dazwischenliegende Elemente vorhanden sein können.
  • Eine Lautsprechereinheit für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform wird mit Bezug auf die 1 bis 4 beschrieben.
  • Unter Bezugnahme auf 1 bis 4 umfasst eine Lautsprechereinheit für ein Fahrzeug 100 eine Subwoofereinheit 10, eine Verstärker-(AMP)-Schaltungseinheit 20 und eine Verstärkerschutzabdeckungseinheit 30.
  • Die Subwoofereinheit 10 gibt Schall in einem Basisschallbereich aus, d.h. einem Basisschallbereich in einem Band von etwa 20 Hz bis etwa 99 Hz.
  • Wie in 4 dargestellt, weist die Subwoofereinheit 10 eine Struktur auf, die einen Subwooferrahmen 1, eine Vibrationsplatte 2, eine Schwingspule 3, einen Magneten 4 und ein Joch 5 umfasst.
  • Die Vibrationsplatte 2 befindet sich an der einen Seite des Subwooferrahmens 1 und ist mit dem Subwooferrahmen 1 gekoppelt und erzeugt beim Auf- und Ab-Schwingen Schall. Die Vibrationsplatte kann aus Papier, Kunststoff oder einer Metallplatte bestehen. Die Vibrationsplatte 2 kann in einer gewellten Form ausgebildet sein, und das Material der Vibrationsplatte 2 kann aus Zellstoff, Talk, Glimmer, Polypropylen, Graphit, Glasfaser, Kohlenstoff und Aluminium bestehen. Die vertikale Schwingungsbreite der Vibrationsplatte kann zwischen etwa 10 mm und etwa 20 mm betragen.
  • Die Schwingspule 3 ist mit der Mitte der Vibrationsplatte 2 gekoppelt und empfängt ein akustisches Signal zur Übertragung der Vibration auf die Vibrationsplatte 2. In der Mitte der Schwingspule 3 ist ein Eisenstück vorgesehen, und wenn ein Schwingstrom durch die Schwingspule 3 fließt, vibriert das Eisenstück und die Vibration des Eisenstücks wird auf die Vibrationsplatte 2 übertragen, um Schall abzustrahlen.
  • Der Magnet 4 ist mit dem mittleren Abschnitt der Schwingspule 3 gekoppelt und versetzt die Schwingspule 3 mit der Magnetkraft (Magnetfeld) eines Permanentmagneten in Schwingungen. Der Magnet 4 kann einen Seltenerdmagneten oder einen Ferritmagneten umfassen.
  • Das Joch 5 legt die Vibrationsplatte 2, die Schwingspule 3 und den Magneten 4 am Subwooferrahmen 1 fest.
  • Der Subwooferrahmen 1 kann an einer Seite mit einem Verstärkereinschubabschnitt 6 versehen sein, in den die Verstärkerschaltungseinheit 20 eingesetzt ist. Der Verstärkereinschubabschnitt 6 kann integral mit dem Subwooferrahmen 1 ausgebildet sein. Die Verstärkerschaltungseinheit 20 kann in einer rechteckigen Plattenform ausgebildet sein, und die Verstärkereinschubeinheit 6 kann die beiden Seitenkanten der Verstärkerschaltungseinheit 20 halten, um die Verstärkerschaltungseinheit 20 mit der Subwoofereinheit 20 zu verbinden.
  • Wie in 3 dargestellt, kann die Verstärkerschutzabdeckungseinheit 30 von einer Seite der Subwoofereinheit 10 mit der Subwoofereinheit 10 gekoppelt werden und die Verstärkerschaltung 20 abdecken. Die Verstärkerschutzabdeckungseinheit 30 und die Subwoofereinheit 10 können mittels einer Schraube gekoppelt werden.
  • Die Verstärkerschutzabdeckungseinheit kann aus einem hochhitzebeständigen und hochfesten Injektionsmaterial und kann aus hochhitzebeständigen Aramidfasern ausgebildet sein.
  • Die Verstärkerschutzabdeckungseinheit 30 kann eine Vielzahl von Durchgangsschlitzen 35 beinhalten, die ausgebildet sind, in die Verstärkerschutzabdeckungseinheit 30 einzudringen. Der eindringende Schlitz 35 hat die gleiche Form wie die Flügelstruktur und kann die in der Verstärkerschaltung 20 erzeugte Wärme nach außen abstrahlen.
  • Unter Bezugnahme auf 5 erhält die an der Subwoofereinheit 10 montierte Verstärkerschaltungseinheit 20 Strom von einer Batterie 600 und verstärkt ein von einer Haupteinheit HU übertragenes akustisches Signal. Die Lautsprechereinheit für ein Fahrzeug 100 ist elektrisch mit den vorderen linken und rechten Türlautsprechern 200 und 300 des Fahrzeugs und den hinteren linken und rechten Türlautsprechern 400 und 500 des Fahrzeugs verbunden, und die Verstärkerschaltung 20 kann die von den Türlautsprechern 200, 300, 400 und 500 erzeugten akustischen Signale verstärken.
  • Währenddessen schwingt die Vibrationsplatte 2 der Subwoofereinheit 10 auf und ab, um einen Luftzug zu erzeugen, und die Verstärkerschaltung 20 kann mit dem Luftzug gekühlt werden.
  • Unter Bezugnahme auf 6 und 7 wurde, wenn die Lautsprechereinheit für ein Fahrzeug 100 mit einem Kühlkörper versehen ist und die Verstärkerschaltungseinheit 20 nur durch den Kühlkörper gekühlt wird, die Temperatur der Verstärkerschaltungseinheit 20 nach ca. 25 Minuten Abkühlung zu 83.7 °C als Maximaltemperatur gemessen.
  • Ist die Lautsprechereinheit für ein Fahrzeug 100 mit einem Kühlkörper versehen und die Verstärkerschaltungseinheit 20 durch den Kühlkörper und den durch das Auf- und Ab-Schwingen der Vibrationsplatte 2 der Subwoofereinheit 10 erzeugten Luftzug entsprechend der erfindungsgemäßen beispielhaften Ausführungsform gekühlt, wurde die Temperatur der Verstärkerschaltungseinheit 20 nach ca. 25 Minuten Abkühlung zu 44,1 °C als Maximaltemperatur gemessen.
  • Mit anderen Worten, wird der Luftzug, der durch das Auf- und Ab-Schwingen der Vibrationsplatte 2 der Subwoofereinheit 10 zusätzlich zum Kühlkörper erzeugt wird, gleichzeitig zur Kühlung genutzt, so wurde die Kühlwirkung deutlich verbessert.
  • Durch die Installation des Verstärkers an der Seitenfläche des Subwooferrahmens ohne Änderung der Struktur des bestehenden Lautsprechersystems ist es demnach möglich, einen beträchtlichen Platz im Fahrzeug zur Verfügung zu stellen und eine Gewichtseinsparung am Fahrzeug zu verwirklichen.
  • Darüber hinaus kann die vorliegende Anordnung zu niedrigeren Fahrzeugkosten beitragen und kann leicht bei einem Fahrzeug mit verbesserter Marktfähigkeit eingesetzt werden, ohne dass sich das Layout des Fahrzeugs stark ändert, und ist einfach auf preiswerte / klein dimensionierte Fahrzeuge anwendbar.
  • Darüber hinaus ergibt sich durch die Vereinfachung der Struktur der Lautsprechereinheit ein zeitsparender Effekt auf die Fertigung.
  • Außerdem kann die Kühlwirkung durch direkte Kühlung der Verstärkerschaltung mittels des durch die Vibration der Vibrationsplatte verursachten Luftzugs verbessert werden. Während vorstehend bereits eine Reihe beispielhafter Aspekte diskutiert wurden, werden Fachleute erkennen, dass noch weitere Modifikationen, Permutationen, Ergänzungen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale möglich sind. Die folgenden beigefügten und nachfolgend eingeführten Ansprüche sollen so ausgelegt werden, dass alle Änderungen, Permutationen, Ergänzungen und Unterzusammenstellungen umfasst sind, die innerhalb der Erfindungsidee und des Schutzumfanges liegen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
    • CN 201811494447 [0001]

Claims (10)

  1. Lautsprechereinheit für ein Fahrzeug, umfassend: eine Subwoofereinheit zum Ausgeben von Schall in einem Basisschallbereich; eine Verstärkerschaltungseinheit (AMP), die an einer Seite der Subwoofereinheit angeordnet ist, um ein akustisches Stromsignal zu verstärken und das verstärkte akustische Stromsignal an die Subwoofereinheit zu liefern; und eine Verstärkerschutzabdeckungseinheit, die mit der Subwoofereinheit auf einer Seite der Subwoofereinheit gekoppelt und eingerichtet ist, die Verstärkerschaltungseinheit abzudecken.
  2. Lautsprechereinheit für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Subwoofereinheit Folgendes umfasst: einen Subwooferrahmen; eine Vibrationsplatte, die mit dem Subwooferrahmen auf einer Seite des Subwooferrahmens gekoppelt ist und auf und ab schwingt, um Schall zu erzeugen; eine Schwingspule, die mit einer Mitte der Vibrationsplatte gekoppelt ist und ein akustisches Signal empfängt, um die Vibration auf die Vibrationsplatte zu übertragen; einen Magneten, der mit einem zentralen Abschnitt der Schwingspule gekoppelt ist, um die Schwingspule unter Verwendung einer Magnetkraft eines Permanentmagneten auf und ab zu schwingen; und ein Joch zur Befestigung der Vibrationsplatte, der Schwingspule und des Magneten am Subwooferrahmen.
  3. Lautsprechereinheit für ein Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei der Subwooferrahmen an einer Seite mit einem Verstärkereinschubabschnitt versehen ist, in den die Verstärkerschaltungseinheit eingesetzt wird.
  4. Lautsprechereinheit für ein Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei die Vibrationsplatte aus Papier, Kunststoff oder einer Metallplatte gebildet ist.
  5. Lautsprechereinheit für ein Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei eine vertikale Schwingungsbreite der Vibrationsplatte mehr als 10 mm und weniger als 20 mm beträgt.
  6. Lautsprechereinheit für ein Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei die Subwoofereinheit ein akustisches Signal von einer Haupteinheit empfängt, das akustische Signal auf die Schwingspule übertragen wird und die Vibrationsplatte aufgrund der vertikalen Vibration der Schwingspule schwingt.
  7. Lautsprechereinheit für ein Fahrzeug nach Anspruch 6, wobei die an der Subwoofereinheit angeordnete Verstärkerschaltungseinheit elektrisch mit den vorderen linken und rechten Türlautsprechern und den hinteren linken und rechten Türlautsprechern des Fahrzeugs verbunden ist und ein akustisches Signal verstärkt, das von den vorderen linken und rechten Türlautsprechern sowie den hinteren linken und rechten Türlautsprechern erzeugt wird.
  8. Lautsprechereinheit für ein Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei die Verstärkerschaltungseinheit unter Verwendung eines Luftzugs gekühlt wird, der durch die Vibration der Vibrationsplatte erzeugt wird.
  9. Lautsprechereinheit für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Verstärkerschutzabdeckungseinheit aus einem hochhitzebeständigen und hochfesten Injektionsmaterial gebildet ist.
  10. Lautsprechereinheit für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Verstärkerschutzabdeckungseinheit eine Vielzahl von Durchgangsschlitzen umfasst, die in die Verstärkerschutzabdeckungseinheit einzudringen ausgebildet sind.
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