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Die
Erfindung betrifft einen Gassackmodul nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Gassackmoduls nach Anspruch
15.
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In
nahezu jedem modernen Kraftfahrzeug sind mehrere Gassackmodule eingebaut.
Man unterscheidet hierbei in der Regel zwischen Frontgassackmodulen,
Seitengassackmodulen und Vorhanggassackmodulen. Die Frontgassackmodule
unterteilen sich hierbei wiederum in folgende Kategorien: Fahrergassackmodule,
welche in der Regel im Lenkrad des Kraftfahrzeugs eingebaut sind,
Beifahrergassackmodule, welche sich hinter der Instrumententafel befinden,
und Kniegassackmodule, welche entweder hinter der Instrumententafel
oder in einem sich an die Instrumententafel anschließenden
Bereich im Fußraum befinden, wie dies in der 10 2006 020
577.2 vorgeschlagen ist. Seitengassackmodule sind entweder in den
Sitzlehnen oder hinter der Seitenverkleidung angeordnet. Sowohl
Front- als auch Seitengassackmodule weisen in der Regel ein Gehäuse,
einen in das Gehäuse eingefalteten Gassack und einen Gasgenerator
auf.
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In
der gattungsbildenden
DE
19 607 342 A1 ist ein gattungsbildendes Gassackmodul beschrieben,
welches zum Einbau in die Sitzlehne eines Kraftfahrzeugs vorgesehen
ist; es handelt sich also um ein Seitengassackmodul. Das Gehäuse
dieses Gassackmoduls weist zwei Gehäuseteile, nämlich zwei
Halbschalen auf, welche in einem hinteren Bereich über
ein Scharnier verbunden und in einem vorderen Bereich miteinander
verrastet sind. Die beiden Gehäuseteile werden als separate
Teile, in der Regel als separate Spritzgussteile, hergestellt und
bei der Montage zunächst über das Scharnier und
dann nach dem Zuschwenken des Gehäuses um die Achse des
Scharniers über die Rastverbindungen im vorderen Teil miteinander
verbunden. Die Verbindung mit dem Fahrzeug – das heißt
im konkreten Fall mit dem Rahmen der Sitzlehne – erfolgt über
ein mit dem Gasgenerator verbundenes Blech, welches sich durch den
Scharnierbereich erstreckt.
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Wird
der sich innerhalb des Gehäuses befindende Gasgenerator
gezündet und expandiert der Gassack, so öffnet
sich das Gehäuse im vorderen Bereich dadurch, dass die
Rastnasen des einen Gehäuseteils brechen und das Gehäuse
entlang des Scharniers aufklappt.
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Hiervon
ausgehend stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, ein
gattungsgemäßes Gassackmodul dahingehend weiterzubilden,
dass sein Gesamtherstellungsprozess insgesamt rationalisiert und
damit kostengünstiger wird.
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Diese
Aufgabe wird mit einem Gassackmodul mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst. Ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Gassackmoduls
ist in Anspruch 15 angegeben.
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Erfindungsgemäß sind
zwei Scharniere vorgesehen, nämlich ein Verbindungsscharnier
und ein Öffnungsscharnier, welche als separate funktionale Elemente
ausgebildet sind. Weiterhin sind Verbindungseinheiten vorgesehen,
welche dafür sorgen, dass das Verbindungsscharnier auch
bei Expansion des Gassacks geschlossen bleibt. Hierdurch ist es notwendig,
das Öffnungsscharnier einem der beiden Gehäuseteile
zuzuordnen, wodurch gegenüber dem Stand der Technik eine „Asymmetrisierung” auftritt. Wie
im Stand der Technik auch, erfolgt das Schließen des Gehäuses
durch ein Zusammenschwenken der Gehäuseteile um das Verbindungsscharnier.
Nach Abschluss der Montage ist dieses Verbindungsscharnier im Gegensatz
zum Stand der Technik jedoch funktionslos.
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Dadurch,
dass die Funktion des Scharniers auf zwei funktionale Einheiten,
nämlich auf ein Verbindungsscharnier und ein vom Verbindungsscharnier
verschiedenes Öffnungsscharnier verteilt wird, ergibt sich
die Möglichkeit, das Gasackmodul während des gesamten
Herstellungsprozesses als ein Bauteil zu behandeln, insbesondere
gibt sich nach Anspruch 2 die bevorzugte Möglichkeit, das
Gehäuse als einstückiges Kunststoffteil zu fertigen.
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Der
Umstand, dass das Gehäuse des Gassackmoduls während
des gesamten Herstellungsprozesses als nur ein Bauteil auftritt,
hat zahlreiche Vorteile: Zum Einen ist es ausgeschlossen, dass durch
Verwechslung zwei nicht zueinander passende Gehäuseteile
aneinander montiert werden. Ein anderer Vorteil liegt im kaufmännischen/administrativen Bereich.
Da das Gehäuse immer als ein Bauteil auftritt, muss ihm
in einem PPS-System auch nur eine Nummer zugewiesen werden, was
zu einer Erleichterung hinsichtlich der Produktionssteuerung und
der Teileverwaltung führt, was wiederum einen Beitrag zur
Kostensenkung leistet.
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Ein
weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Gassackmodules
ist, dass das zugrundeliegende Konstruktionsprinzip sowohl auf Seitengassäcken
als auch auf Frontgassäcke, nämlich Beifahrergassackmodule
und Kniegassackmodule, angewendet werden kann.
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Schließlich
ist weiterhin vorteilhaft, dass die Endmontage des Gassackmodules,
insbesondere die Montage des einen Gehäuseteils am anderen Gehäuseteil,
sehr einfach ist.
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Das
erfindungsgemäße Gassackmodul eignet sich insbesondere
als Kniegassackmodul, insbesondere als ein Kniegassackmodul, welches
in einer Konstruktion verwendet werden kann, wie Sie in der
DE 10 2006 020 577.2 vorgeschlagen
ist.
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Vorteilhafte
Ausgestaltung der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen,
sowie aus dem nun mit Bezug auf die Figuren näher erläuterten Ausführungsbeispiel.
Hierbei zeigen:
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1 eine
Seitenansicht eines Gassackmoduls,
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2 eine
Daraufsicht auf das in 1 Gezeigte Ausrichtung A,
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3 eine
Draufsicht auf das in 2 Gezeigte aus Richtung C,
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4 ein
Schnitt entlang der Ebene B-B aus 2,
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5 das
Detail D aus 4,
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6 das
in 4 Gezeigte bei expandiertem Gassack,
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7 das
Gassackmodul aus 1 in einer der 1 entsprechenden
Darstellung, wobei sich das Gassackmodul in einem Kraftfahrzeug
als Kniegassackmodul im montiertem Zustand befindet,
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8 das
Gassackmodul aus 1 in einem noch nicht vollständig
montierten Zustand,
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9 eine
Schnittdarstellung eines Teilbereiches eines Werkzeuges, welches
zur Herstellung eines Gassackgehäuses geeignet ist, in
einem Zustand vor der Herstellung des ersten Gehäuseteils und
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10 das
in 9 Gezeigte nach dem Öffnen von beweglichen
Werkzeugteilen, so dass das Filmscharnier an das erste Gehäuseteil
angespritzt werden kann.
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Mit
Bezug auf die 1 bis 5 wird zunächst
der Aufbau des erfindungsgemäßen Gassackmodules
beschrieben. Hierbei ist 1 eine seitliche Draufsicht, 2 die
Ansicht aus Richtung A in 1, 3 eine
Draufsicht aus Richtung C in 2, 4 einen
Schnitt entlang der Ebene B-B aus 2 und 5 das
Detail D aus 4. Das Gassackmodul besteht
im Wesentlichen aus folgenden Bestandteilen: Einem Gehäuse 5,
einem im Gehäuse 5 angeordneten Gasgenerator 40 und
einem in das Gehäuse 5 eingefalteten Gassack 44,
wobei sich der Gasgenerator 40 in üblicher Weise
innerhalb des Gassackes 44 befindet. Der Gasgenerator erstreckt
sich seitlich leicht aus dem Gehäuse heraus und ist weiterhin
mittels Haltebolzen 42 mit diesem verbunden.
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Das
Gehäuse 5 besteht aus zwei Teilen, nämlich
aus dem ersten Gehäuseteil 10 und dem zweiten
Gehäuseteil 20. Das erste Gehäuseteil 10 ist mit
deutlich größerer Höhe ausgebildet als
das zweite Gehäuseteil 20 und dient der Aufnahme
von Gasgenerator 40 und Gassack 44. Es weist eine
großflächige Öffnung 18 auf.
Seitlich am ersten Gehäuseteil 10 sind Befestigungsflansche 16 mit
Bohrungen 16a vorgesehen. Das zweite Gehäuseteil 20 dient
im Wesentlichen als Abdeckelement, wozu es eine im gezeigten Ausführungsbeispiel
im Wesentlichen ebene Abdeckfläche 22 aufweist.
Von dieser Abdeckfläche 22 erstreckt sich ein
vier Seiten aufweisender, umlaufender Rand 24, von dem
sich wiederum Rastlaschen 27 erstrecken. Hierbei erstrecken
sich von jeder der vier Seiten des umlaufenden Randes 24 Rastlaschen 27.
Jeder Rastlasche 27 des zweiten Gehäuseteils 20 ist
eine Rastnase 17 des ersten Gehäuseteiles 10 zugeordnet
auf welche die entsprechende Rastlasche aufgerastet ist. Je eine
Rastlasche und eine Rastnase bilden eine Verbindungseinheit. Von
der hinteren Seite 24a des umlaufenden Randes 24 erstrecken
sich zusätzlich zu den Rastlaschen 27 Vorsprünge 32 (siehe
insbesondere 2 und 3). Zwischen
diesen Vorsprüngen 32 und dem Randbereich der Öffnung 18 des
ersten Gehäuseteils 10 erstreckt sich jeweils
ein Filmscharnier 30, welches sich im in den 1 bis 5 gezeigten
montierten Zustand zwischen den beiden Gehäuseteilen 10, 20 befindet,
so dass es von außen so gut wie nicht sichtbar und nicht
zugänglich ist. Diese Filmscharniere bilden das Verbindungsscharnier.
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Im
umlaufenden Rand 24 des zweiten Gehäuseteils 20 sind,
bis auf die hintere Seite 24a, Durchbrechungsschlitze 25 vorgesehen,
welche eine Sollbruchlinie bilden. Etwa von den Endpunkten dieser
Sollbruchlinie erstreckt sich eine Schwächungslinie 26 über
die Abdeckfläche 22 des zweiten Gehäuseteiles 20.
Diese Schwächungslinie bildet das Öffnungsscharnier.
Alternativ ist es beispielsweise jedoch auch möglich, das Öffnungsscharnier
durch Einspritzen einer separaten Kunststoffkomponente zu erzeugen.
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Die 6 zeigt
das in 3 Gezeigte, jedoch nach Zündung des Gasgenerators 40,
nachdem der expandierende Gassack 44 das Gehäuse 5 geöffnet
hat. Hierbei bricht die durch die Durchbrechungsschlitze 25 gebildete
Sollbruchlinie und der vordere Abschnitt der Abdeckfläche 22 klappt
um das durch die Schwächungslinie 26 gebildete Öffnungsscharnier
auf. Sämtliche Rastlaschen 27 bleiben mit den
zugeordneten Rastnasen 17 verbunden, insbesondere auch
die Rastlaschen 27 des hinteren Teils 24a des
umlaufenden Randes 24. Auch die Filmscharniere 30 bleiben
unversehrt. Das Öffnen des Gehäuse 5 betrifft
also ausschließlich das zweite Gehäuseteil 20,
welchem das Öffnungsscharnier auch ausschließlich
zugeordnet ist.
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Die 7 zeigt
das ebene beschriebene Gassackmodul im eingebauten Zustand, nämlich
anschließend an die Instrumententafel 50 eines
Kraftfahrzeugs, so dass das Gassackmodul ein Kniegassackmodul ist.
Die Befestigung mit dem Kraftfahrzeug erfolgt über den
Befestigungsflansch 16, durch dessen Bohrungen 16a sich
Schrauben oder andere geeignete Verbindungselemente erstrecken,
welche die Verbindung zum Kraftfahrzeug bilden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel
ist der Befestigungsflansch mit einem Träger 52 des
Kraftfahrzeuges verschraubt. Es können zusätzliche
Besfestigungselemente, inbesondere Rastelemente vorgesehen sein, welche
das Gehäuse 5 mit der sich anschließende
Instrumententafel und der sich anschließenden Fußraumabdeckung 54 verbinden.
Man sieht, dass sich die Abdeckfläche 22 im wesentlichen
waagerecht erstreckt und einen Teil der Decke des Fußraumes
bildet.
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Mit
Bezug auf die 8 wird die Funktion der Filmscharniere 30 erklärt,
welche das Verbindungscharnier bilden. Die 8 zeigt
den Zustand, in welchem das Gehäuse 5 an der Arbeitsstation
vorliegt, an welcher der Gasgenerator 40 montiert und der Gassack 44 in
das erste Gehäuseteil 10 eingefaltet wird. Obwohl
das erste Gehäuseteil 10 für die genannten
Arbeitsschritte vollständig zugänglich ist, ist das
zweite Gehäuseteil 20 durch das Verbindungsscharnier
dauerhaft und unverlierbar am ersten Gehäuseteil 10 gehalten,
so dass es weder verloren gehen, noch verwechselt werden kann. Nach
erfolgter Montage von Gasgenerator 40 und Gassack 44 wird das
zweite Gehäuseteil 20 um das Verbindungsscharnier
(Filmscharniere 30) entlang der gezeigten Pfeilrichtung
umgeklappt und anschließend werden die Rastlaschen 27 an
den Rastnasen 17 verrastet, womit die Montage des Gassackmodules
abgeschlossen ist. Dieser abschließende Arbeitsschritt – Umklappen
des zweiten Gehäuseteils 20 um das Verbindungsscharnier
und Einrasten der Rastlaschen ist sehr einfach und kann sehr rationell
ausgeführt werden. Anders als bei bisherigen gattungsgemäßen
Gassackmodulen erfolgt das Schließen des Gehäuses
nicht durch ein reines Zusammenschwenken der Gehäuseteile
um das Scharnier, sondern durch eine zweistufige Bewegung, welche
zunächst eine im wesentlichen rotatorische Schwenkbewegung
und anschließend eine translatorische Bewegung (s. Pfeile),
welche ein geradliniges und gleichzeitiges Verrasten aller Verbindungseinheiten
ermöglicht, umfasst. Der für diese zweistufige
Bewegung notwendige zusätzliche Freiheitsgrad wird durch
die speziellen Eigenschaften der Filmscharniere zur Verfügung
gestellt.
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Die
weiteren Vorteile, welche im Wesentlichen im Bereich der Materialwirtschaft
liegen, wurden bereits dargelegt. Da das Verbindungsscharnier nach
erfolgter Montage funktionslos wird, könnte es grundsätzlich
auch wieder entfernt, also abgeschnitten werden, was jedoch zumindest
bei der gezeigten Lösung, bei welcher die Filmscharniere 30 vollständig
innerhalb des Gehäuses 5 liegen, unnötig
ist und nur zusätzlichen Aufwand erzeugen würde.
An den Vorteilen des beschriebenen Herstellungsverfahrens des Gassackmodules
würde dies jedoch nichts ändern.
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Die 9 und 10 zeigen
jeweils einen Teil eines Spritzgußwerkzeuges, in dem ein
Gehäuse, wie es eben beschrieben wurde, hergestellt werden
kann. Beim in 8 gezeigten Ausstellungsbeispiel
wird zunächst das erste Gehäuseteil hergestellt und
dann das Filmscharnier, welches in das zweite Gehäuseteil übergeht,
an das erste Gehäuseteil angespritzt. Hierzu ist ein Formschlussbereich 11 im Übergangsbereich
zwischen erstem Gehäuseteil 10 und Filmscharnier 30 vorgesehen.
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Zum
Herstellen des Gehäuses dient ein Werkzeug mit zwei Werkzeughälften 60, 62,
zwischen denen sich ein erster Hohlraum 66 für
das erste Gehäuseteil und ein zweiter Hohlraum 64 für
das zweite Gehäuseteil befinden. Zum zweiten Hohlraum 64 gehören
auch die Abschnitte 64' für die Filmscharniere 30.
Jeweils im Übergangsbereich zwischen dem ersten Hohlraum 66 und
einem Abschnitt 64' ist ein Paar bewegliche Werkzeugelemente 68 vorgesehen,
welche in einem ersten Verfahrensschritt den ersten Hohlraum 66 verschließen.
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In
einem ersten Schritt wird das erste Gehäuseteil 10 gegossen,
wozu der sich zwischen den beiden Werkzeughälften befindende
erste Hohlraum 66 dient. Nachdem das erste Gehäuseteil
gegossen und hinreichend abgekühlt ist, werden die beweglichen Werkzeugelemente 68 in
die in 10 gezeigte geöffnete
Stellung verfahren, so dass jeweils ein zusätzlicher Hohlraum 65 entsteht,
welcher mit dem zweiten Hohlraum 64, nämlich dem
Abschnitt 64' für das Filmscharnier in Verbindung
steht. An jeden Abschnitt 64' schließt sich der
Hauptabschnitt des zweiten Hohlraums 64 für das
zweite Gehäuseteil an. Der zusätzliche Hohlraum 65 umgreift
einen Teil des in den ersten Hohlraum 66 gegossenen ersten
Gehäuseteils 10, so dass ein Formschlussbereich 11 zwischen
Filmscharnier und erstem Gehäuseteil entsteht. Nach dem
Gießen des zweiten Gehäuseteils 20 und
den Filmscharnieren 30 entsteht so jeweils eine untrennbare
(außer durch Zerstörung) mechanische Verbindung
zwischen Filmscharnier und erstem Gehäuseteil 10.
Mit dem zweiten Gehäuseteil 20 sind die Filmscharniere 30 jeweils
unmittelbar verbunden, da die Hohlräume für die
Filmscharniere in den Hohlraum für das zweite Gehäuseteil übergehen.
Mögliche Angusspunkte sind an den Stellen A und B eingezeichnet.
Es wäre weiterhin möglich, die Filmscharniere 30 separat
zu spritzen, wozu jeder Abschnitt 64' einen eigenen Angusspunkt
benötigen würde. Die Anbindung jedes Filmscharnieres
an das zweite Gehäuseteil würde dann wie beim
ersten Gehäuseteil über einen Formschlussbereich
erfolgen.
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Auf
die gezeigte Weise kann es insbesondere erreicht werden, dass die
beiden Gehäuseteile aus unterschiedlichen Materialien,
insbesondere unterschiedlichen Kunststoffen bestehen, was häufig
zu bevorzugen ist, da die Materialanforderung und Oberflächenforderungen
an die beiden Gehäuseteile unterschiedlich sind. Das erste
Gehäuseteil muss insbesondere relativ hohe Kräfte
bei der Expansion des Gassackes aufnehmen können. Diese
Eigenschaft ist für das zweite Gehäuseteil 20 nicht
wichtig; beim zweiten Gehäuseteil 20 ist zu beachten,
dass die Abdeckfläche 22 in manchen Anwendungsfällen sichtbar
ist, so dass ein Kunststoff mit entsprechend ansprechenden optischen
und funktionalen Eigenschaften zu bevorzugen ist.
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Soll
das Gehäuse wie eben dargelegt aus zwei unterschiedlichen
Kunststoffen gefertigt werden, sind insbesondere zwei Herstellungsmöglichkeiten
gegeben. Zum einen kann das Gehäuse wie eben beschrieben
in einem 2K-Verfahren hergestellt werden. Weiterhin ist es möglich,
zunächst eines der beiden Gehäuseteile zu fertigen,
welches dann in eine Spritzgußform eingelegt wird, in welcher
dann über das Filmscharnier das zweite Gehäuseteil
angespritzt wird.
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Es
ist noch zu erwähnen, dass die Fertigung des Gehäuses
aus zwei unterschiedlichen Kunststoffen bevorzugt aber nicht zwingend
ist. Es ist grundsätzlich auch möglich, das Gehäuse 5 aus
einem Kunststoff zu fertigen, so dass das Gehäuse in einem einzigen
Spritzgußvorgang gefertigt werden kann. Es ist weiterhin
zu erwähnen, dass die beiden Gehäuseteile jeweils
auch mehr als einem Kunststoff bestehen können, beispielsweise
weil ein Emblem oder ähnliches angespritzt ist.
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- 5
- Gehäuse
- 10
- erstes
Gehäuseteil
- 11
- Formschlussbereich
- 12
- vorderer
Abschnitt
- 14
- hinterer
Abschnitt
- 15
- Stirnfläche
- 16
- Befestigungsflansch
- 16a
- Bohrung
- 17
- Rastnase
- 18
- Öffnung
- 20
- zweites
Gehäuseteil
- 22
- Abdeckfläche
- 24
- umlaufender
Rand
- 25
- Durchbrechungsschlitze
- 26
- Schwächungslinie
- 27
- Rastlasche
- 30
- Filmscharnier
- 32
- Vorsprung
- 40
- Gasgenerator
- 42
- Haltebolzen
- 44
- Gassack
- 50
- Instrumententafel
- 52
- Träger
- 54
- Fußraumabdeckung
- 60,
62
- Werkzeughälften
- 64,
66
- Hohlraum
- 64'
- Abschnitt
- 65
- zusätzlicher
Hohlraum
- 68
- bewegliches
Werkzeugelement
- A,
B
- Angusspunkt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19607342
A1 [0003]
- - DE 102006020577 [0012]