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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrwerksbauteil eines Kraftfahrzeugs,
mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft
außerdem ein Verfahren zum Anbringen eines Korrosionsschutzes
an einem Fahrwerksbauteil.
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Fahrwerksbauteile
bilden in einem Kraftfahrzeug häufig Tragstrukturen und
können mit Hilfe von Längsträgern und
Querträgern zusammengebaut sein. Fahrwerksbauteile können
dabei Hohlkörper aufweisen, die zumindest einen Hohlraum
enthalten. Beispielsweise sind Träger, die beim Aufbau
eines solchen Fahrwerksbauteils verwendet werden können,
regelmäßig hohl bzw. rohrförmig. Sofern
zum Herstellen des Fahrwerksbauteils korrosionsgefährdete
Materialien, wie zum Beispiel Stahl, verwendet werden, muss das
Fahrwerksbauteil mit einem Korrosionsschutz versehen werden. Insbesondere
bei der Serienfertigung von Fahrzeugen kann ein kathodischer Korrosionsschutz
bevorzugt werden. Hierzu wird das jeweilige Fahrwerksbauteil zunächst
feuerverzinkt oder mit einer Zinklamellenbeschichtung versehen.
Problematisch sind dabei die Beschichtung der Innenflächen
des Bauteils, welche die Hohlräume im jeweiligen Hohlkörper
des Fahrwerksbauteils begrenzen. Insbesondere muss das Beschichtungsmedium
ablaufen können. Ferner kann beim Beschichten eine vorherige
Strahlbehandlung erforderlich sein, was bei den Innenflächen
nur schwer realisierbar ist. Ferner muss auch das beim Strahlbehandeln
verwendete Medium vollständig aus dem jeweiligen Hohlraum
entfernt werden, um die Beschichtung durchführen zu können.
Des Weiteren können auch verzinkte Bleche beim Herstellen
der Hohlkörper verwendet werden, damit bereits verzinkte
Innenflächen vorliegen. Problematisch ist dabei, dass beim
Verschweißen der verzinkten Bleche die Zinkbeschichtung
verdampft, wodurch eine Schwachstelle im Korrosionsschutz entsteht.
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Aus
der
DE 44 07 435 A1 ist
eine Anlage zur Hohlraumkonservierung metallischer Gegenstände, wie
zum Beispiel Fahrzeugkarosserien, bekannt. Die Konservierung wird
mittels eines beim Verarbeiten flüssigen Korrosionsschutzmaterials
durchgeführt. Die Anlage umfasst einen Korrosionsschutzmaterial-Vorratsbehälter
und einen Auffangboden für überschüssiges,
aus einem zu konservierenden Hohlraum ablaufendes Korrosionsschutzmaterial.
Zum Durchführen der Hohlraumkonservierung wird der zu behandelnde
Gegenstand über dem Auffangboden angeordnet, der seinerseits
auf dem Vorratsbehälter angeordnet ist.
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Aus
der
DE 10 2005
036 342 A1 ist eine Einrichtung zum Konservieren von Hohlräumen
einer Fahrzeugkarosserie bekannt, die einen Düsenrahmen
mit daran angeordneten Sprühdüsen aufweist. Die
Sprühdüsen sind jeweils einem zu konservierenden
Hohlraum zugeordnet. Ferner ist eine Positionierungsvorrichtung
zum Ausrichten des Düsenrahmens relativ zur Karosserie
vorgesehen. Außerdem weist die Einrichtung ein Magazin
mit mehreren Düsenrahmen sowie wenigstens einen Industrieroboter auf,
mit dessen Arm jeweils ein Düsenrahmen durch eine Kupplung
verbindbar und zwischen einer Ablageposition im Magazin und einer
Arbeitsposition bewegbar ist, in der die Sprühdüsen
sich in den entsprechenden Hohlräumen befinden.
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Aus
der
DE 101 05 280
C1 ist eine Fahrzeugkarosserie bekannt, die zumindest ein
mit wenigstens einem Hohlraum versehenes Karosserieelement aufweist.
Außerdem ist eine Öffnung zum Einbringen eines
Hohlraumschutzfluids in den Hohlraum vorgesehen. Im jeweiligen Hohlraum
ist ein Verschlusselement angeordnet, das den Hohlraum in zwei Teilhohlräume
teilt. Um die Teilhohlräume mit einem Hohlraumschutz versehen
zu können, weist das Verschlusselement einen Durchlass
für das erstarrende Hohlraumschutzfluid auf, wobei der
Durchlass als Siphon ausgebildet sein kann.
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Die
vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem,
für ein Fahrwerksbauteil sowie für ein Verfahren
zum Anbringen eines Korrosionsschutzes an einem solchen Fahrwerksbauteil
eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere
dadurch auszeichnet, dass mit einem reduzierten Aufwand ein vergleichsweise
hoher Korrosionsschutz realisierbar ist.
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Dieses
Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände
der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, am Fahrwerksbauteil
den jeweiligen Hohlraum flüssigkeitsdicht und feuchtigkeitsdicht
zu verschließen. Die Erfindung nutzt hierbei die Erkenntnis,
dass es bei korrosionsgefährdeten Materialien in der Regel
nur dann zur Korrosion kommt, wenn das Material mit Feuchtigkeit
bzw. mit Wasser in Kontakt kommt. Durch ein feuchtigkeitsdichtes Verschließen
der Hohlräume kann effektiv ein Kontakt der korrosionsgefährdeten
Oberflächen mit Feuchtigkeit bzw. Wasser vermieden werden,
wodurch die Korrosionsgefahr erheblich reduziert werden kann.
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Durch
die vorgeschlagene Bauweise bzw. Vorgehensweise kann beispielsweise
auf eine Korrosionsbeschichtung der den Hohlräumen ausgesetzten
Innenflächen verzichtet werden. Hierdurch entfallen zum
einen die vorstehend genannten, damit verbundenen Probleme. Zum
anderen ergibt sich dadurch eine erhebliche Materialeinsparung.
Insgesamt vereinfacht sich die Herstellung des Fahrwerkbauteils,
wodurch Kosten und Rohstoffe eingespart werden können.
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Sofern
der Hohlkörper einen den Hohlraum durchsetzenden Durchgang
benötigt, kann dieser entsprechend einer vorteilhaften
Ausführungsform von einem Rohr umschlossen und durch das
Rohr vom Hohlraum flüssigkeitsdicht und feuchtigkeitsdicht
getrennt sein. Sofern der Hohlkörper eine Öffnung
benötigt, kann diese entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform
an der Seite des Hohlraums mit einer Topfhülse eingefasst
und durch diese vom Hohlraum flüssigkeitsdicht und feuchtigkeitsdicht
getrennt sein. Mit Hilfe von solchen Durchgängen bzw. Öffnungen
kann der Hohlkörper an unterschiedliche Einsatzbedingungen
angepasst werden, ohne dass auf den nach außen hermetisch
verschlossenen Hohlraum verzichtet werden muss. Somit lassen sich die
mit Hilfe der Erfindung erzielbaren Vorteile auch bei vergleichsweise
komplexen Fahrwerksbauteilen realisieren.
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Beim
Anbringen des Korrosionsschutzes wird beim erfindungsgemäßen
Verfahren vorab der jeweilige Hohlraum flüssigkeitsdicht
und feuchtigkeitsdicht verschlossen. Erst anschließend
wird eine Korrosionsschutzbeschichtung außen am Fahrwerksbauteil
angebracht. Somit wird auf eine Korrosionsschutzbeschichtung der
dem Hohlraum ausgesetzten Innenflächen verzichtet, was
zu den genannten Vorteilen führt.
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Besonders
vorteilhaft ist dabei eine Ausführungsform, bei welcher
die Korrosionsschutzbeschichtung eine Verzinkung des Fahrwerksbauteils und
eine Lackierung des verzinkten Fahrwerksbauteils umfasst. Hierdurch
wird erreicht, dass auch Fügestellen, insbesondere Schweißverbindungen,
verzinkt und lackiert werden können, was die Realisierung
eines effektiven Korrosionsschutzes auch an diesen kritischen Stellen
ermöglicht.
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Gemäß einer
besonders vorteilhaften Ausführungsform kann das Verschließen
des jeweiligen Hohlraums in einer trockenen Umgebung bzw. in einer
trockenen Atmosphäre durchgeführt werden. Diese
Vorgehensweise hat zur Folge, dass der Hohlraum nach dem Verschließen
keine Feuchtigkeit enthält. Die Korrosionsgefahr an den
dem Hohlraum ausgesetzten Innenflächen kann dadurch weiter
reduziert werden.
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Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen
Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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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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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche
oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Es
zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine
stark vereinfachte, prinzipielle perspektivische Ansicht eines Fahrwerksbauteils,
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2 eine
vereinfachte Schnittansicht des Fahrwerksbauteils im Bereich eines
Durchgangs,
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3 eine
vereinfachte Schnittansicht des Fahrwerksbauteils im Bereich einer Öffnung.
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Entsprechend 1 umfasst
ein Fahrwerksbauteil 1 eines im Übrigen nicht
dargestellten Kraftfahrzeugs beispielsweise zwei Längsträger 2 und zwei
Querträger 3. Das dargestellte Fahrwerksbauteil 1 kann
beispielsweise einen Tragrahmenabschnitt bilden; es ist in dieser
Form rein exemplarisch dargestellt und dient nur zur Illustration
der vorliegenden Erfindung. Es ist klar, dass ein derartiges Fahrwerksbauteil 1 auch
eine weitaus komplexere Struktur aufweisen kann. Im Extremfall kann
es sich beim Fahrwerksbauteil um eine ganze Rohbaukarosserie des
Fahrzeugs handeln. Das Fahrwerksbauteil 1 weist wenigstens
einen Hohlkörper 4 auf, der einen Hohlraum 5 enthält.
Im Beispiel ist der Hohlkörper 4 durch den Verbund
der Träger 2, 3 gebildet, die dementsprechend
als Hohlträger oder Rohrkörper ausgestaltet sind.
Der Hohlraum 5 des Hohlkörpers 4 wird hierbei
durch die umschlossenen Innenräume der einzelnen Träger 2, 3 gebildet,
die miteinander kommunizieren. Dementsprechend ist der Hohlraum 5 hier
durch ein kommunizierendes System einzelner Innenräume
der einzelnen Träger 2, 3 gebildet. Der Hohlkörper 4,
also im Beispiel die Träger 2 und 3,
besteht aus einem korrosionsgefährdeten Material. Beispielsweise
ist der Hohlkörper 4 aus Stahl oder aus Stahlblechen
hergestellt. Alternativ sind z. B. auch geschweißte Aluminium-
oder Magnesium-Konstruktionen denkbar, die je nach Legierung ebenfalls
korrosionsanfällig sein können.
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Der
Hohlraum 5 ist beim Fahrwerksbauteil 1 flüssigkeitsdicht
und feuchtigkeitsdicht verschlossen. Beispielsweise besitzt der
hier gezeigte Hohlkörper 4 an den Längsenden
der Längsträger 2 axial offene Rohrabschnitte 6,
deren Öffnungen 7 mit Hilfe von Schließblechen 8 verschlossen
sind. Beispielsweise können diese Schließbleche 8 in
die Öffnungen 7 der Rohrabschnitte 6 eingeschweißt
sein. In 2 ist ohne Beschränkung
der Allgemeinheit ein Schließblech 8 dargestellt,
das in eine solche Öffnung 7 eines solchen Rohrabschnitts 6 des
Hohlkörpers 4 eingeschweißt ist. Eine
entsprechende Schweißnaht ist dabei mit 9 bzw. 9' bezeichnet.
Die Schweißnaht 9, 9' kann beispielsweise
als Stirnnaht oder als Kehlnaht oder dergleichen ausgeführt
sein.
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Um
das in 1 gezeigte Fahrwerksbauteil 1 effektiv
gegen Korrosion zu schützen, reicht es nun aus, ausschließlich
an einer vom Hohlraum 5 abgewandten Außenseite
am Material des Hohlkörpers 4 eine Korrosionsschutzbeschichtung
anzubringen. Die dem Hohlraum 5 zugewandte Innenseite des korrosionsgefährdeten
Materials kann dabei unbehandelt bleiben. In den 2 und 3 ist
die vom Hohlraum 5 abgewandte Außenseite des Materials
mit 10 bezeichnet, während die dem Hohlraum 5 zugewandte
Innenseite des Materials mit 11 bezeichnet ist. Eine Korrosionsschutzbeschichtung 12 wird
bevorzugt nur auf die Außenseite 10 aufgebracht.
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Entsprechend 2 kann
der Hohlkörper 4 zumindest einen Durchgang 13 aufweisen.
Dieser Durchgang 13 durchdringt beispielsweise einen der Träger 2, 3.
Besagter Durchgang 13 ist von einem Rohr 14 umschlossen,
derart, dass das Rohr 14 den Durchgang 13 vom
Hohlraum 5 flüssigkeitsdicht und feuchtigkeitsdicht
trennt. Beispielsweise ist das Rohr 14 hierzu mit dem Hohlkörper 4 verschweißt.
Entsprechende Schweißnähte sind dabei mit 15 bezeichnet.
Im Beispiel besitzt das Rohr 14 einen Innendurchmesser,
der größer ist als der Öffnungsdurchmesser
von Öffnungen 16, die den Eingang bzw. Ausgang
des Durchgangs 13 am Hohlkörper 4 bilden.
Ebenso ist eine Ausführungsform denkbar, bei welcher ein
Außendurchmesser des Rohrs 14 gleich groß gewählt
ist wie der Innendurchmesser der Öffnungen 16,
so dass das Rohr 14 sich bis in die Öffnungen 16 hineinerstrecken
kann. Eine dem Durchgang 13 zugewandte Innenseite des Rohrs 14 bildet nach
dem Einsetzen des Rohrs 14 einen Bestandteil der Außenseite 10 des
Hohlkörpers 4. Nach dem Anbringen der Korrosionsschutzbeschichtung 12 ist
somit auch die Innenseite des Rohrs 14 mit der Korrosionsschutzbeschichtung 12 versehen.
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Entsprechend 3 kann
der Hohlkörper 4 wenigstens eine Öffnung 17 aufweisen.
Diese Öffnung 17 durchdringt das Material des
Hohlkörpers 4. Im Hohlraum 4 ist eine
Topfhülse 18 angeordnet, welche die Öffnung 17 einfasst.
Außerdem trennt die Topfhülse 18 die Öffnung 17 flüssigkeitsdicht
und feuchtigkeitsdicht vom Hohlraum 5. Beispielsweise ist
die Topfhülse 18 an den Hohlkörper 4 angeschweißt.
Eine entsprechende Schweißnaht ist hier mit 19 bezeichnet.
Im Beispiel ist ein Innendurchmesser der Topfhülse 18 größer
als ein Innendurchmesser der Öffnung 17. Ebenso
ist eine Ausführungsform möglich, bei welcher
ein Außendurchmesser der Topfhülse 18 etwa
gleich groß ist wie der Innendurchmesser der Öffnung 17.
Somit kann die Topfhülse 18 in die Öffnung 17 eingesteckt
sein und dort mit dem Hohlkörper 4 verbunden sein.
Nach dem Anbringen der Korrosionsschutzbeschichtung 12 ist
somit auch die Innenseite der Topfhülse 18 mit
der Korrosionsschutzbeschichtung 12 versehen.
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Ein
Verfahren zum Anbringen des Korrosionsschutzes am Fahrwerksbauteil 1 kann
erfindungsgemäß wie folgt durchgeführt
werden:
Zuerst wird der Hohlraum 5 flüssigkeitsdicht
und feuchtigkeitsdicht verschlossen. Dies kann beispielsweise durch
Einsetzen der Verschlussbleche 8 realisiert werden. Dieses
Verschließen des Hohlraums 5 kann bevorzugt in
einer trockenen Umgebung bzw. in einer trockenen Atmosphäre
durchgeführt werden. Hierdurch kann das Vorhandensein von
Feuchtigkeit im Hohlraum 5 vermieden werden, so dass auch nach
dem Verschließen des Hohlraums 5 darin keine Feuchtigkeit
enthalten ist. Eine trockene Umgebung bzw. Atmosphäre lässt
sich beispielsweise mit einer Schutzgasatmosphäre, z. B.
Helium oder Argon oder auch Stickstoff, realisieren.
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Nach
dem Verschließen des Hohlraums 5 wird außen
am Fahrwerksbauteil 1 die Korrosionsschutzbeschichtung 12 angebracht.
Insbesondere wird somit auf eine Korrosionsschutzbeschichtung 12 an
der Innenseite 11 des Hohlkörpers 4 verzichtet. Durch
das hermetische Verschließen des Hohlraums 5 kann
ein hinreichend wirksamer Korrosionsschutz erreicht werden. Da zum
Entstehen der Korrosion Feuchtigkeit erforderlich ist.
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Die
Korrosionsschutzbeschichtung 12 kann entsprechend einer
vorteilhaften Ausführungsform dadurch realisiert werden,
dass zuerst eine Verzinkung des Fahrwerksbauteils 1 und
anschließend eine Lackierung des verzinkten Fahrwerksbauteils 1 durchgeführt
wird. Hierdurch kann ein besonders effektiver äußerer
Korrosionsschutz erzielt werden. Besonders vorteilhaft ist dabei,
dass die Verzinkung erst nach dem Fügen der einzelnen Komponenten,
hier der Träger 2, 3, des Hohlkörpers 4 bzw.
des Fahrwerksbauteils 1 durchgeführt wird. Insbesondere können
somit auch Fügestellen, wie Schweißnähte, verzinkt
werden. Somit sind nach dem Lackieren auch die besonders kritischen
Fügestellen mit einem effektiven Korrosionsschutz versehen.
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Gemäß einer
besonders vorteilhaften Ausführungsform kann die Verzinkung
durch Feuerverzinken oder durch galvanisches Verzinken oder durch Überziehen
mit einer Zinklegierung oder durch Zinklamellenbeschichten durchgeführt
werden. Des Weiteren kann gemäß einer vorteilhaften
Ausführungsform die Lackierung des verzinkten Fahrwerksbauteils 1 durch
ein Kathodentauchlackieren durchgeführt werden. Ein kathodisches
Lackierverfahren ist insbesondere bei einer Serienfertigung, wie
sie bei Kraftfahrzeugen realisiert wird, von Vorteil.
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Die
erfindungsgemäße Bauweise bzw. das erfindungsgemäße
Verfahren ist – wie bereits erläutert – nicht
nur auf Stahlbauteile beschränkt, sondern kann auch bei
geschweißten Aluminium- oder Magnesium-Konstruktionen angewendet
werden. Insbesondere bei Aluminiumlegierungen mit höheren
Festigkeiten und entsprechend höheren Legierungsbestandteilen,
insbesondere bei mit Kupfer oder Zink legierten Werkstoffen aus
der 2xxx- bzw. 7xxx-Legierungsgruppe kann eine Korrosionsschutzbeschichtung
erforderlich sein. Des Weiteren ermöglicht die vorgeschlagene
Bauweise bzw. Verfahrensweise neben üblichen Verfahren,
wie das Tauch-Ziehen und das Tauch-Schleudern, zusätzliche
Verfahren. Beispielsweise können bei Zinklamellen-Beschichtungssystemen
sowie bei Nano-Beschichtungssystemen die Lackschichten gespritzt
werden, wodurch insbesondere exakt einstellbare Schichtdicken realisierbar sind.
Ferner kann das Fahrwerksbauteil 1 geflutet werden, um
es zu beschichten. Des Weiteren vereinfacht sich die Anwendung einer
galvanischen Abscheidung. Die galvanische Beschichtung von herkömmlichen,
also offenen Hohlbauteilen ist derzeit nur bei einfachen Geometrien
in Verbindung mit einem vergleichsweise großen Aufwand über
Innenelektroden realisierbar. Komplexe Geometrien, wie sie bei Fahrwerksbauteilen üblich
sind, lassen sich nicht galvanisch beschichten. Bei der erfindungsgemäßen Bauweise
bzw. in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
kann das mit dem verschlossenen Hohlraum 5 versehene Fahrwerksbauteil 1 galvanisch
beschichtet werden.
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Obwohl
es die hier vorgestellte Erfindung ermöglicht, das Fahrwerksbauteil 1 an
der dem Hohlraum 5 ausgesetzten Innenseite 11 unbehandelt, also
insbesondere ohne Korrosionsschutzbeschichtung 12 zu belassen,
ist eine Korrosionsschutzbeschichtung 12 besagter Innenseite 11 jedoch
nicht ausgeschlossen. Beispielsweise kann der Hohlkörper 4 an
seiner Innenseite 11 vor dem Verschließen des
Hohlraums 5 galvanisch beschichtet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4407435
A1 [0003]
- - DE 102005036342 A1 [0004]
- - DE 10105280 C1 [0005]