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Die Erfindung betrifft eine Belüftungsvorrichtung und ein Leichtbaugehäuse.
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Diesen Bauteilen ist eine relativ aufwendige und zeitintensive Herstellung gemein, obwohl relativ einfache und schnelle Herstellverfahren schon aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten heraus wünschenswert sind. Beispielsweise werden diese Bauteile in Dünnwand-Spritzgusstechnik hergestellt. Weiterhin ist eine Funktionsintegration bei diesen Bauteilen relativ schwierig. Zudem sind diese Bauteile in der Regel relativ schwergewichtig.
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In der
DE 198 02 055 A1 ist ein Gehäuse beschrieben, das aus wenigstens zwei Teilen besteht, wobei vorgeschlagen ist, die Teile aus Kunststoffpartikelschaum herzustellen.
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Ferner ist aus der
EP 3 078 705 A1 ein Schaumformkörper, ein Kanal für eine Klimaanlage und ein Schacht für eine Fahrzeugklimaanlage bekannt.
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Weiterhin ist in der
DE 199 18 167 B4 ein Abdichtelement beschrieben, das zwischen einem Wärmeübertrager einer Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges und einem Gehäuse der Anlage angeordnet ist.
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Weiterhin ist aus der
DE 10 2004 049 393 A1 ein Bauteil bekannt, das aus einem im Wesentlichen als Hohlprofil ausgebildeten Grundkörper besteht, der innen einen zumindest einen Kanal bildenden Kunststoffkern aufweist, wobei der Grundkörper zumindest teilweise perforiert ausgebildet ist.
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Ferner ist in der
DE 10 2014 217 171 A1 eine Klimaanlage für ein Fahrzeug beschrieben. Die Klimaanlage umfasst ein Gehäuse, welches ein Oberteil und ein Unterteil aufweist, wobei das Oberteil und das Unterteil einen Innenraum des Gehäuses mit einer oder mehreren Aufnahmen für Komponenten der Klimaanlage umschließen. Das Oberteil hat eine integral angeformte obere Versteifungsstruktur, ferner hat das Unterteil eine integral angeformte untere Versteifungsstruktur, die komplementär zu der oberen Versteifungsstruktur ausgebildet ist. Die obere Versteifungsstruktur und die untere Versteifungsstruktur greifen ineinander, um die Relativbewegung des Oberteils zu dem Unterteil einzuschränken.
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Ferner ist aus der
EP 3 302 011 A1 eine Elektronikbaugruppe mit einem Gehäuse und einem zumindest abschnittsweise im Inneren des Gehäuses angeordneten elektronischen Schaltung sowie einem Druckausgleichskanal durch das Gehäuse zum Druckausgleich zwischen dem Inneren des Gehäuses und der Umgebung bekannt. Zumindest ein Abschnitt des Druckausgleichskanals ist mit einem wasserdichten, jedoch druckdurchlässigen Schaumstoff gefüllt.
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Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform einer Belüftungsvorrichtung und eines Leichtbaugehäuses bereitzustellen.
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Bei der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe insbesondere durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und der Beschreibung.
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Der Grundgedanke der Erfindung liegt darin, ein Gehäuse aus einem sinterfähigen Material herzustellen.
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Hierzu wird eine Belüftungsvorrichtung, insbesondere eine Klimavorrichtung, zweckmäßigerweise eine HVAC-Klimavorrichtung, für ein Straßenkraftfahrzeug, vorzugsweise für ein elektrisch antreibbares Straßenkraftfahrzeug vorgeschlagen. Die in Fachkreisen gängige Abkürzung „HVAC“ bezeichnet ein „Heating-Ventilating and Air Conditioning Device“ zu Deutsch etwa eine „Heizungs-Lüftungs- und Klimavorrichtung“, also eine Vorrichtung zum Konditionieren von beispielsweise Raumluft. Die Belüftungsvorrichtung umfasst ein Gehäuse und/oder Sandwich-Strukturen, die zweckmäßigerweise ein Fluidkanalsystem aufweisen oder bilden. Das Fluidkanalsystem kann aus einem Kaltkanal zum Leiten eines Kaltfluidstroms aus Kaltfluid, einem Heißkanal zum Leiten eines Heißfluidstroms aus Heißfluid und einem Mischkanal zum Leiten eines Mischfluidstroms aus Mischfluid gebildet sein Das Fluidkanalsystem kann auch lediglich nur einen Kanal aufweisen. Es kann die gesamte HVAC-Baugruppe oder auch nur Komponenten einer HVAC bilden, wie z.B. ein Frischluft-Umluft-Gehäuse, eine Gebläse-Spirale, ein Verdampfergehäuse oder Verteiler-Bereiche oder Luftführungskanäle. Wesentlich ist, dass das Gehäuse und/oder die Sandwich-Strukturen zumindest teilweise aus einem sinterfähigen Partikelschaum hergestellt sind. Das hat den Vorteil, dass die Akustik im Gehäuse verbessert ist. Das bietet weiter den Vorteil, dass das Gehäuse insgesamt leichtgewichtiger hergestellt werden kann, nämlich vorzugsweise mit einer Gewichtsersparnis von 40-50 Gewichtsprozent, was insb. im Hinblick auf den im Kraftfahrzeugbereich wichtigen konstruktiven Leichtbau wünschenswert ist. Das hat weiterhin den Vorteil, dass lokale Funktionsintegration ermöglicht ist. Das hat weiterhin den Vorteil, dass sich das Gehäuse elastisch biegen lässt, beispielsweise um Hinterschnitte auszuformen. Das bietet weiterhin den Vorteil, dass die Herstellung des Gehäuses relativ schnell und preiswert ist. Das hat weiterhin den Vorteil, dass zur Herstellung des Gehäuses weniger Energie benötigt wird. Das hat weiterhin den Vorteil, dass das Recycling des Gehäuses verbessert ist. Das hat weiterhin den Vorteil, dass verschiedene Materialien zur Herstellung eines Gehäuses kombiniert werden können, um sozusagen ein „Multi-Layer-Housing Design“ zu ermöglichen.
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Zweckmäßigerweise kann der Partikelschaum aus porösen Partikeln, insbesondere kugelförmigen Partikeln oder geschlossen Partikeln, gebildet sein. Weiter zweckmäßigerweise kann der Partikelschaum aus im Rahmen eines Dampf-Sinter-Prozesses zusammengebackenen porösen Partikeln, insbesondere kugelförmigen und geschlossen Partikeln, gebildet sein. Weiter zweckmäßigerweise kann der Partikelschaum aus im Rahmen eines Thermischen-Sinter-Prozesses zusammengebackenen porösen Partikeln, insbesondere kugelförmigen und geschlossen Partikeln, gebildet sein.
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Weiter insbesondere kann sich die Vorrichtung dadurch auszeichnen, dass der Partikelschaum statt aus kugelförmiger oder geschlossener Partikel aus hohlzylindrischen Partikeln, aus C-förmigen Partikeln, aus Halbhohlkugel- oder Makkaroni-förmigen Partikeln gebildet ist.
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Weiterhin kann der Partikelschaum aus Partikeln gebildet sein, wobei zwischen den einzelnen Partikeln schaumfreie Hohlräume, insb. ein sogenanntes Zwickel-Volumen, gebildet sind, die teilweise oder vollständig mit PCM-(Phasen Wechsel Material)-Material gefüllt sind. Die Hohlräume können ferner zusätzlich oder alternativ teilweise oder vollständig mit einem Duftmaterial zur Verbesserung von Umgebungsluft gefüllt sein. Ferner können die Hohlräume zusätzlich oder alternativ teilweise oder vollständig mit einem Superabsorbermaterial, insbesondere Natriumpolyacrylat, zum Absorbieren von Flüssigkeit aus der Umgebung gefüllt sein.
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Weiterhin kann das Gehäuse aus mehreren Sinter-Schichten hergestellt sein, wobei jede Sinter-Schicht aus sinterfähigem Partikelschaum hergestellt ist. Dabei ist es zweckmäßig, wenn wenigstens eine Sinter-Schicht geschlossene Partikel und hohle, insbesondere innenhohle, Partikel umfasst, und/oder dass wenigstens eine Sinter-Schicht zusätzlich zu geschlossenen Partikel und hohlen Partikeln Langfasermaterial-Matrix-Einlagen aufweist, um einfaches Recycling des Gehäuses zu realisieren.
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Weiterhin kann wenigstens eine Sinter-Schicht als Zentrale-Schicht oder Mitten-Schicht ausgebildet sein, wobei diese Zentrale-Schicht oder Mitten-Schicht aus einem Partikelschaum hergestellt ist, der aus gesinterten geschlossenen Partikeln besteht.
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Ferner kann wenigstens eine Sinter-Schicht als Zentrale-Schicht oder Mitten-Schicht ausgebildet ist, wobei diese Zentrale-Schicht oder Mitten-Schicht aus Fasermaterial hergestellt ist.
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Weiterhin kann wenigstens eine Sinter-Schicht als Innen-Schicht ausgebildet sein, wobei diese Innen-Schicht aus einem Partikelschaum hergestellt ist, der aus hohlen, insbesondere innenhohlen, Partikeln besteht, um zweckmäßigerweise akustische Eigenschaften des Gehäuses zu verbessern und/oder um eine Oberflächenfiltration zu erlauben.
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Zweckmäßigerweise kann wenigstens eine Sinter-Schicht als Außen-Schicht ausgebildet sein, wobei diese Außen-Schicht aus einem Partikelschaum hergestellt ist, der aus gesinterten geschlossenen Partikeln besteht.
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Jedenfalls kann eine oder können zwei oder alle Sinter-Schichten bei Klimavorrichtungen zwischen 6 bis 8mm bis 16mm, ansonsten 10mm bis 25mm dick gestaltet sein.
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Das Gehäuse kann lokale Dicht-Bereiche oder lokale Dicht-Flächen aufweisen, die durch Überhitzung und/oder Verdichtung des Partikelschaums oder der den Partikelschaum bildenden Partikel gebildet ist. Ferner kann der Partikelschaum oder die den Partikelschaum bildenden Partikel mit 20 / 40 bis 60 Gramm/Liter bis 900 Gramm/Liter gepresst werden, wobei z.B. 3mm Schaum eine ca. 0,2mm dichte, insbesondere fluiddichte kompakte Oberflächen-Schicht auf einer Sinter-Schicht ergeben. Dichtbereiche vorzugsweise 15-120 g/Liter insbesondere 20-60 Gramm pro Liter.
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Zweckmäßig ist, wenn im Gehäuse eingebettetes Fasermaterial und/oder Einlegematrizen, insb. Gewirke, Tapes, Maschengewebe, Gitter oder Flechtstrukturen, als Gelenke ausgebildet und verwendet werden. Ferner kann im Gehäuse mindestens ein Sensor mit/ohne zugehörige Kabelstränge eingebettet sein.
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Das Gehäuse oder Gehäuseteile, die zumindest teilweise aus einem sinterfähigen Partikelschaum hergestellt sind, können bevorzugt in Motorkühlbauteilen, Klimavorrichtungen, Filtereinrichtungen, Elektronikgehäusen, Dekorteile oder Innenraumanwendungen zur Anwendung kommen.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Leichtbaugehäuse, insbesondere ein Leichtbaugehäuse für eine Klimavorrichtung, zweckmäßigerweise für eine HVAC-Klimavorrichtung, für ein Straßenkraftfahrzeug, vorzugsweise für ein elektrisch antreibbares Straßenkraftfahrzeug. Die in Fachkreisen gängige Abkürzung „HVAC“ bezeichnet ein „Heating-Ventilating and Air Conditioning Device“ zu Deutsch etwa eine „Heizungs-Lüftungs- und Klimavorrichtung“, also eine Vorrichtung zum Konditionieren von beispielsweise Raumluft. Ein Leichtbaugehäuse hat ein Gehäuse, das ein Fluidkanalsystem aufweist, das aus einem Kaltkanal zum Leiten eines Kaltfluidstroms aus Kaltfluid, einem Heißkanal zum Leiten eines Heißfluidstroms aus Heißfluid und einem Mischkanal zum Leiten eines Mischfluidstroms aus Mischfluid umfasst. Das Gehäuse ist zumindest teilweise aus einem sinterfähigen Partikelschaum hergestellt, wobei im Gehäuse wenigstens ein Sensor und zugehörige Kabel oder Kabelstränge integriert sind.
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Zweckmäßigerweise zeichnen sich die Vorrichtung oder das Leichtbaugehäuse durch ein Gehäuse aus, das über eine Verrippung aus Partikelschaum verfügt. Durch die Verrippung kann lokal eine Verstärkung des Gehäuses realisiert werden. Weiterhin kann das Gehäuse mit Zusatz-Funktionen und/oder Zusatzkomponenten ausgerüstet sein, nämlich akustisch wirksamen Oberflächen, mit einer Dekorschicht für Interieurbereiche und Exterieurbereiche, eingeschäumten Elektronikkomponenten, dünnwandigen Rohrkomponenten, Drainagekomponenten und Gelenken für Klappen und Deckel.
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Zweckmäßigerweise kann das Gehäuse der Vorrichtung aus zwei verschiedenen Partikelschäumen hergestellt sein. Das bietet den Vorteil, dass das Gehäuse beispielsweise durch geeignete Partikelschaum Auswahl an verschiedene Randbedingungen angepasst werden kann. Dadurch ist die Vorrichtung vielseitig anpassbar.
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Weiter zweckmäßigerweise kann das Gehäuse der Vorrichtung aus zwei sich einander berührenden Schichten gebildet sein, so dass man auch von einer Sandwichbauweise sprechen kann. Das hat den Vorteil, dass sich das Gehäuse hinsichtlich seiner Eigenschaften hervorragend konstruktiv auslegen lässt.
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Ferner kann das Gehäuse einen Installationsraum bilden, bspw. zur Aufnahme von Komponenten der HVAC-Klimavorrichtung, insb. eines Fluidkanalsystems. Dabei ist eine erste, insb. innere, Schicht des Gehäuses zumindest abschnittsweise unmittelbar an dem Installationsraum des Gehäuses angeordnet. Das hat den Effekt, dass der Installationsraum sozusagen vollständig zu allen Seiten hin abgeschlossen ist.
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Weiterhin kann an der ersten, insb. inneren, Schicht eine zweite, insb. äußere, Schicht angeordnet sein, insb. ist sie mittelbar über die erste, insb. innere, Schicht am Installationsraum des Gehäuses angeordnet. Dadurch ist wiederum eine Sandwichbauweise realisiert, die bspw. die vorteilhafte Möglichkeit bietet, das Bauteilgewicht des Gehäuses zu reduzieren.
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Zweckmäßigerweise ist zwischen der ersten, insb. inneren, und zweiten, insb. äußeren, Schicht eine beidseits berührende Verstärkungsschicht zwischengeschaltet. Das hat den Effekt, dass das Gehäuse gegen Kraftbelastungen verstärkt bzw. versteift ist. Das wiederum bietet den konstruktiven Vorteil, ein relativ steifes, insb. widerstandsfähiges, Gehäuse bereitstellen zu können.
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Die erste und/oder zweite, insb. innere und/oder äußere, Schicht kann aus einem Partikelschaum hergestellt sein. Zweckmäßigerweise bildet der Partikelschaum eine relativ geschlossene, insb. wasserdichte und/oder gasdichte, Isolierschicht zum Isolieren und/oder Abdichten des Installationsraums vor der Umgebung.
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Weiterhin kann die erste und/oder zweite, insb. innere und/oder äußere, Schicht aus einem Partikelschaum hergestellt sein, der eine relativ offene, insb. wasserdurchlässige und/oder gasdurchlässige, Schallschutzschicht zum Verbessern der akustischen Eigenschaften der Vorrichtung bereitstellt.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Es zeigt schematisch
- 1 eine Querschnittansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Belüftungsvorrichtung, insb. eine HVAC- Klimavorrichtung,
- 2 in einer Schnittansicht ein mehrschichtig ausgeführtes Gehäuse der Belüftungsvorrichtung im Querschnitt.
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Die 1 zeigt exemplarisch eine Belüftungsvorrichtung 1, insbesondere eine Klimavorrichtung, zweckmäßigerweise eine HVAC-Klimavorrichtung, für ein Straßenkraftfahrzeug, vorzugsweise für ein elektrisch antreibbares Straßenkraftfahrzeug in einer Querschnittansicht. Die Belüftungsvorrichtung 1 hat ein Gehäuse 2, das einen Installationsraum 10, insb. ein Fluidkanalsystem 3, aufweist. Das Fluidkanalsystem 3 ist aus einem Kaltkanal 4 zum Leiten eines Kaltfluidstroms aus Kaltfluid, einem Heißkanal 5 zum Leiten eines Heißfluidstroms aus Heißfluid und einem Mischkanal 6 zum Leiten eines Mischfluidstroms aus Mischfluid gebildet. Weiterhin sind mehrere, verschiedene und bevorzugt jeweils separat ansteuerbare Mischerklappen 11 dargestellt, mittels denen jeweils ein Fluid durch das Fluidkanalsystem 3 führbar ist und/oder mittels denen jeweils bspw. Kaltfluid mit Heißfluid zu Mischfluid gemischt werden kann.
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Ferner ist in 1 zu erkennen, dass das Gehäuse 2 vollständig aus einem sinterfähigen Partikelschaum 7 hergestellt ist. Der Partikelschaum 7 kann zweckmäßigerweise aus einzelnen losen Partikeln gebildet sein, wobei zwischen den Partikeln bevorzugt Hohlräume gebildet sind. Die Hohlräume können jeweils teilweise oder vollständig mit PCM-(Phasen Wechsel Material)-Material oder mit Duftmaterial gefüllt sein.
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In der 2 ist in einer Schnittansicht ein mehrschichtig ausgeführtes Gehäuse 2 der Belüftungsvorrichtung 1 im Querschnitt zu erkennen, sozusagen ein Sandwichaufbau. Das Gehäuse 2 grenzt zu einer Seite hin an den Installationsraum 10, insb. an das Fluidkanalsystem 3, und zu einer anderen Seite hin an eine Umgebung, insb. die Atmosphäre, der Vorrichtung 1, was in 2 allerdings nicht dargestellt ist. Exemplarisch weist das Gehäuse 2 zwei berührend an eine zentrale Verstärkungsschicht 12 angeordnete und jeweils aus Partikelschaum 7 hergestellte Schichten 13,14 auf. Die Verstärkungsschicht 12 ist bspw. aus einem Kunststoffmaterial hergestellt und in der 2 exemplarisch kreuzschraffiert dargestellt. Sie dient zur Versteifung des Gehäuses 2 und ist im Vergleich mit den Schichten 13,14 relativ Belastbar. Die Schichten 13,14 sind jeweils durch Strichsymbole illustriert, wobei die unmittelbar an den Installationsraum 10, insb. das Fluidkanalsystem 3, grenzenden Strichsymbole der ersten, inneren, Schicht 13 durch Strichringe und die an die Umgebung grenzenden Strichsymbole der zweiten, äußeren, Schicht 14 durch Strichkreise illustriert sind. Die die erste, innere, Schicht 13 symbolisierenden Strichringe sind exemplarisch punktiert gefüllt dargestellt, was offensichtlich einen Füllstoff andeutet, bspw. Duftstoffe, Wasserabsorber etc. Weiterhin ist in 2 relativ leicht zu erkennen, dass es sich bei den Schichten 13,14 aus zwei verschiedenen Partikelschäumen 7 hergestellte Schichten handelt.
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Die erste, innere, Schicht 13 hat den Zweck, mittels einem relativ offen porigen, insb. wasserdurchlässigen und/oder gasdurchlässigen, Partikelschaum eine Schallschutzschicht zum Verbessern der akustischen Eigenschaften der Vorrichtung 1 bereitzustellen.
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Die zweite, äußere, Schicht 14 hat den Zweck, mittels einem relativ geschlossene porigen, insb. wasserdichten und/oder gasdichten, Partikelschaum 7 eine Isolierschicht zum Isolieren und/oder Abdichten des Installationsraums 10 vor der Umgebung des Gehäuses 2 bereitzustellen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19802055 A1 [0003]
- EP 3078705 A1 [0004]
- DE 19918167 B4 [0005]
- DE 102004049393 A1 [0006]
- DE 102014217171 A1 [0007]
- EP 3302011 A1 [0008]
