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Die
Erfindung betrifft ein Gehäuse
zur Aufnahme eines Kraftfahrzeug-Airbagmoduls gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Ein
derartiges Gehäuse
ist beispielsweise aus der
US
5,342,082 bekannt. Dieses Gehäuse verfügt über Seitenwände und einen Abschnitt zur
Aufnahme eines Gasgenerators, mit dem bei einem rückhalterelevanten
Fahrzeugunfall ein Gassack aufgeblasen wird. An dem gasgeneratorfernen
Ende des Gehäuses
ist ein Innenverkleidungselement wie beispielsweise eine Abdeckhaube
befestigbar.
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Derartige
Rückhaltevorrichtungen
sind üblicherweise
so ausgelegt, dass der Gasgenerator zum Aufblasen des Gassacks nur
dann aktiviert wird, wenn eine vorbestimmte Unfallschwere sensiert
wird. Daher besteht ein Bedarf daran, diese Rückhaltevorrichtung auch für solche
Rückhaltefälle vorteilhaft auszubilden,
die bei vergleichsweise geringen Fahrzeugverzögerungen auftreten. Dazu wird
in der
US 5,342,082 vorgeschlagen,
dass zumindest eine der Seitenwände
des Airbagmodulgehäuses
einen Deformationsabschnitt aufweist, in dem das Seitenwandmaterial
gewellt ausgebildet ist. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass
beispielsweise bei einem Kopfaufschlag auf die Abdeckhaube des Airbagmoduls
diese Seitenwand mechanisch nachgibt und so einen Teil der Aufprallenergie
in Verformungsarbeit umgewandelt.
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Als
nachteilig wird jedoch beurteilt, dass bei einer Zugbelastung auf
das an den Seitenwänden dieses
Airbagmodulgehäuses
befestigte Innenverkleidungselement der oder die Deformationsabschnitte
ebenfalls mechanisch nachgeben, was zu einer unerwünschten
Verlängerung
der Seitenwände führt. Ein
solcher Fall tritt beispielsweise dann auf, wenn das Innenverkleidungselement
als Bestandteil des Armaturenbretts eines Kraftfahrzeuges ausgebildet
ist, an dem sich ein Fahrzeuginsasse beim Ein- oder Aussteigen des
Fahrzeugs festhält.
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Diesen
Mangel versucht der aus der
DE 101 08 685 C1 bekannte Halter für ein Innenverkleidungselement
eines Kraftfahrzeuges zu überwinden,
der auch zur Aufnahme eines Airbagmoduls dient. Dazu sind an dem
Halter an zwei gegenüberliegenden
Seitenwänden
vorgeformte Sollknickbereiche ausgebildet, die aus von der Oberfläche der
betroffenen Seitenwände
seitlich abstehenden Flächenabschnitten bestehen.
Diese Flächenabschnitte
werden bei einem Aufprall auf den Halter beziehungsweise das Innenverkleidungselement
derart weiter verformt, dass der Halter im wesentlichen parallel
zu der einwirkenden Kraft zusammengedrückt wird.
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Um
einer Zugbelastung auf das Innenverkleidungselement oder das daran
befestigte Innenverkleidungselement ohne Verformung des Halters standhalten
zu können,
sind Haken an denjenigen beiden Seitenwänden ausgebildet, die Sollknickbereiche
aufweisen. Diese Haken überspannen
diese Sollknickbereiche derart, dass bei einer Druckbelastung des
Halters die Seitenwände
wie geschildert zusammengestaucht werden können, andererseits bei einer
Zugbelastung die Haken sich in zugeordneten Öffnungen verhaken und so ein
Aufziehen der ja bereits vorgeknickten Sollknickbereiche verhindern.
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Nachteilig
bei diesem Halter ist dessen vergleichsweise komplexer Aufbau, welches
seine Herstellung aufwendig und teuer gestaltet.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein gattungsgemäßes Gehäuse zur
Aufnahme eines Airbagmoduls vorzustellen, welches wegen seines Aufbaus
kostengünstig
herstellbar ist und einerseits bei einer Krafteinwirkung auf das
Gehäuse
beziehungsweise eines daran befestigten Innenverkleidungselementes
mechanisch nachgibt sowie andererseits auch einer Zugbelastung ohne
Verformung der Seitenwände
standhält.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs,
während
vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den
Unteransprüchen
entnehmbar sind.
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Demnach
geht die Erfindung von einem Gehäuse
zur Aufnahme eines Airbagmoduls für ein Kraftfahrzeug aus, bei
dem wenigstens zwei gegenüberliegende
Seitenwände
unterschiedlich leicht deformierbar ausgebildet sind. Zur Lösung der
gestellten Aufgabe ist nun zusätzlich
vorgesehen, dass die leichter deformierbare Seitenwand einen im
wesentlichen planen Flächenabschnitt
aufweist, der bei einer Krafteinwirkung in Richtung zum Gehäuseboden deformierbar
ist, und bei einer im wesentlichen vom Gehäuseboden wegweisenden Zugbelastung
formstabil bleibt.
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Abweichend
vom Stand der Technik ist bei diesem Gehäuse vorteilhafterweise kein
weiteres Hilfsmittel wie etwa Haken notwendig, um bei einer Krafteinwirkung
in Richtung zum Behälterboden
die in Gegenrichtung deformierbare Seitenwand formstabil zu erhalten.
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Eine
besondere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass in der weniger
leicht deformierbaren Seitenwand ein Aufnahmebereich für einen
Gasgenerator integriert ist. Diese Integration gelingt insbesondere
durch eine entsprechende Ausbauchung der weniger leicht verformbaren
Seitenwand.
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Darüber hinaus
ist es ein Bestandteil der Erfindung, dass die weniger leicht deformierbare
Seitenwand des Gehäuses
einen Rotations- oder Umbiegeabschnitt aufweist, um ein dort befestigtes
Innenverkleidungselement bei einer Deformation der leichter deformierbaren
Seitenwand im wesentlichen in Richtung zum Behälterboden schwenkt beziehungsweise
umgebogen wird.
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Hinsichtlich
der Ausbildung des Deformationsabschnittes der leichter deformierbare
Seitenwand sind vorzugsweise Deformationselemente angeordnet oder
ausgebildet, die eine gezielte Schwächung der mechanischen Stabilität dieser
Seitenwand bewirken.
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Als
Deformationselemente kommen vorzugsweise Materialstege zur Anwendung,
die benachbart zu Aussparungen in der leichter deformierbaren Seitenwand
angeordnet sind. Diese Aussparungen können als Löcher oder als einzelne Sicken ausgebildet
sein.
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Eine
weitere bevorzugte Variante der Erfindung sieht vor, dass die Aussparungen
und/oder die Deformationsstege in der leichter deformierbaren Seitenwand
derart ausgebildet sind, dass durch diese ein vorbestimmter Deformations ablauf
sowie eine vorbestimmte Deformationsendgeometrie erreicht wird.
Dazu kann auch vorgesehen sein, dass in die Deformationsstege bestimmte
Deformationsstrukturen eingeprägt
sind.
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In
jeden Fall ist bei dem Aufbau des erfindungsgemäßen Gehäuses berücksichtigt, dass die Stabilität der leichter
deformierbaren Seitenwand durch die Auswahl und die Anordnung der
Aussparungen und Stege derartig ausgelegt ist, dass diese erst ab
einer vorbestimmten Krafteinwirkung mechanisch nachgibt.
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Ein
weiterer unabhängiger
Aspekt der Erfindung betrifft die Integration des Schusskanals des Airbagmoduls
in das Gehäuse.
Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass der Schusskanal zum Entfalten des
Gassacks des Airbagmoduls derart in das Gehäuse integriert ist, dass eine
Schusskanalwand durch die leichter deformierbare Seitenwand gebildet ist.
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In
Weiterbildung der Erfindung kann zudem vorgesehen sein, dass die
leichter deformierbare Seitenwand mehrteilig ausgebildet ist, wobei
ein erstes Seitenwandteil mit dem Gehäuseboden, dem Aufnahmebereich
für den
Gasgenerator sowie dem Rotations- oder Umbiegeabschnitt einstückig verbunden
ist, während
das andere Seitenwandteil durch die an dem ersten Seitenwandteil
befestigten Deformationsstege gebildet ist.
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Darüber hinaus
ist es vorteilhaft, wenn die freien Enden der Deformationsstege
einen Flanschbereich zur Befestigung einer Seite des Innenverkleidungselementes
bilden.
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Hinsichtlich
der Deformationsstege ist noch zu bemerken, dass diese vorzugsweise
derart angeordnet und ausgebildet sind, dass diese im undeformierten
Zustand einen Abstand zu dem ersten Seitenwandteil einhalten und
sich bei einer Deformation im wesentlichen quer zur Richtung der
Deformationskraft an diesem ersten Seitenwandteil abstützen.
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Eine
andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Gehäuse zweiteilig
ausgebildet ist, wobei ein erstes Gehäuseseitenteil zumindest einen
Teil der leichter deformierbaren Seitenwand, den Gehäuseboden,
den Aufnahmebereich für
das Airbagmodul sowie einen Flanschbereich mit dem Rotationsabschnitt
bildet, während
ein zweites Gehäuseseitenteil
die Deformationsstege und Aussparungen, einen oberen Abschnitt des
Schusskanals und den anderen Flanschbereich zur Befestigung eines
Innenverkleidungselementes umfasst. Dabei wird der Schusskanal im
wesentlichen durch das zweite Gehäuseseitenteil gebildet.
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Eine
andere Variante des erfindungsgemäß ausgebildeten Gehäuses sieht
vor, dass an der Unterseite des ersten Gehäuseseitenteils beziehungsweise
am Boden des Gehäuses
ein Stützelement einstückig ausgebildet
oder über
Befestigungsmittel an diesem befestigt ist.
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Das
Gehäuse
kann aber auch selbst als Airbagmodul aufgebaut sein, in dem der
Gasgenerator, der Gassack, die Deformationsmittel und der Schusskanal
für den
Gassack aufgenommen sowie die Flanschbereiche zur Befestigung des
Innenverkleidungselementes angeordnet beziehungsweise ausgebildet
sind.
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Zur
Transportsicherung des zusammengefalteten Gassacks in dem an sich
offenen und als Airbagmodul ausgebildeten Gehäuses ist die offene Gehäuseseite
vorzugsweise mittels einer Abdeckfolie abgedeckt.
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Schließlich soll
darauf hingewiesen werden, dass dieses Gehäuse beziehungsweise Airbagmodul vorzugsweise
als Beifahrerairbagmodul ausgebildet ist.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen schematisch
dargestellten Ausführungsbeispieles
näher erläutert. In
dieser Zeichnung zeigen
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1 die
Darstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten
Gehäuses
zur Aufnahme eines Airbagmoduls,
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2 einen
Querschnitt durch das Gehäuse gemäß 1 im
nicht deformierten Zustand im Bereich von Stehbolzen am Gehäuseboden,
sowie
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3 einen
Querschnitt wie in 2, jedoch nach Deformation des
Gehäuses.
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Demnach
zeigt 1 eine dreidimensionale Ansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten
Gehäuses 1,
welches zur Aufnahme eines Airbagmoduls geeignet oder selbst als
solches ausgebildet ist. Das Gehäuse 1 ist
dabei sozusagen von seiner Rückseite
dargestellt, also von der Seite die zu einer Karosseriestruktur
eines Kraftfahrzeuges weist. Zur Befestigung an dieser nicht dargestellten
Karosseriestruktur sind an dem Gehäuseboden 5 zwei als
Stehbolzen ausgebildete Befestigungsmittel 26, 27 angebracht.
An diese Stehbolzen kann auch ein in 2 dargestelltes
Stützelement
befestigt sein, welches seinerseits an einem nicht dargestellten
Karosseriebauteil befestigt ist.
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Wie
dieser 1 deutlich entnehmbar ist, besteht dieses Gehäuse 1 vorteilhafterweise
aus nur zwei Gehäuseseitenteilen 22 und 23,
die vorzugsweise aus jeweils einem Blechstück herausgestanzt und geformt
sind. Die beiden Gehäuseseitenteile 22, 23 sind
durch geeignete Befestigungsmittel 32, 33 fest miteinander
verbunden, wobei diese Befestigungsmittel vorzugsweise als Niet-
oder Schweißverbindung
ausgebildet sind.
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Während das
rechte Gehäuseseitenteil 22 den
Gehäuseboden 5,
eine nur vergleichsweise schwer deformierbare Seitenwand 2,
einen Aufnahmebereich 6 für einen Gasgenerator 18 und
einen rechten Flanschbereich 8 bildet, sind an dem linken Gehäuseseitenteil 23 in
einem im wesentlichen an den Gehäuseboden 5 anschließenden weitgehend planen
Flächenabschnitt 4 als
Stege 11, 12, 13 geformte Deformationselemente
ausgebildet. Zwischen den Stegen 11, 12, 13 sind
Aussparungen 14, 15 vorhanden, die für eine gezielte
Materialschwächung dieses
Flächenabschnittes
des Gehäuseseitenteils 23 sorgen.
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In
Richtung zur Oberseite des Gehäuses 1 schließt sich
ein oberer Abschnitt 25 eines Schusskanals 16 an,
der bei einer Einwirkung einer Kraft F auf einen Flanschbereich 24 des
linken Gehäuseseitenteils 23 formstabil
bleibt, während
sich die Stege 11, 12, 13 gezielt verformen.
Ausgehend von dem oberen Abschnitt 25 und dem linken Flanschbereich 24 greift
ein Seitenabschnitt 34 des Schusskanals 16 um das
rechte Gehäuseseitenteil 22,
um mit diesem dann im rechten Flanschbereich 8 über Befestigungsmittel 23 verbunden
zu sein.
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Die
Flanschbereiche 8, 24 dienen zur Befestigung eines
Innenverkleidungselementes 10 des Kraftfahrzeuges. Dieses
kann beispielsweise ein Abschnitt eines Armaturenbrettes sein, welcher
nach der Montage des Gehäuses 1 mit
oder an dem Innenverkleidungselement 10 von einer dünnen und
von einem sich entfaltenden Airbag aufreissbaren Kunststoffhaut überzogen
ist. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass bei einer
Ausbildung dieses Gehäuses 1 als
Airbagmodul oder nach der Bestückung
dieses Gehäuses 1 mit
einem Gasgenerator 18 und einem zusammengefalteten Gassack das
Gehäuse
selbst vorzugsweise mit einem sogenannten „softcover", also einer dünnen Abdeckfolie 29 überdeckt
sein kann, welche den Gehäuseeinhalt beim
Transport oder der Montage am Kraftfahrzeug vor Verschmutzung oder
einem Auseinanderfallen des gefalteten Gassacks schützt (hierzu 3).
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2 zeigt
das Gehäuse 1 gemäß 1 in einer
schematischen Querschnittsdarstellung, wobei die Schnittlinie etwa
im Bereich der beiden Stehbolzen 26, 27 durch
das Gehäuse 1 gelegt
ist. Wie dieser Darstellung deutlich entnehmbar ist, wird das Gehäuse 1 im
wesentlichen durch die beiden bereits erwähnten Seitenwände 2, 3 charakterisiert,
die sich vor allem dadurch unterscheiden, dass die Seitenwand 2 vergleichsweise
schlecht und die Seitenwand 3 vergleichsweise gut deformierbar
ist, wenn eine Kraft F auf die Oberseite des Gehäuses 1, respektive das
dort befestigte Innenverkleidungselement 10 wirkt.
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Eine
solche Kraft F wirkt beispielsweise dann auf das Gehäuse 1,
wenn bei einem sogenannten low-speed-Unfall die Fahrzeugverzögerung noch nicht
groß genug
ist, um den Gasgenerator 18 des Airbagmoduls auszulösen, jedoch
der Fahrzeuginsasse, etwa weil er nicht angeschnallt war, mit seinem
Kopf auf die Armaturentafel im Bereich dieses Gehäuses 1 auftrifft.
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Wie
bereits aus dem eingangs diskutierten Stand der Technik bekannt
ist, soll ein gattungsgemäßes Gehäuse oder
Airbagmodul so ausgelegt sein, dass dieses bei der Einwirkung der
Kraft F leicht nachgibt und so einen Teil der Aufprallenergie in
Verformungsarbeit umwandelt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist das Gehäuse 1 nun
so ausgebildet, dass eine Seitenwand 3 bei der Krafteinwirkung
F im wesentlichen in Richtung zum Gehäuseboden 5 deformierbar
ist, während
die gegenüberliegende
Seitenwand 2 formstabil bleibt. Zudem ist vorgesehen, dass
bei einer im wesentlichen vom Gehäuseboden 5 wegweisenden Zugbelastung
die Seitenwand 2 und damit das Gehäuse 1 formstabil bleibt.
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Das
erwähnte
Verformungsverhalten wird vor allem dadurch erreicht, dass an der
einen Seitenwand 2 die bereits erwähnten Deformationsstege 11, 12, 13 ausgebildet
sind, die im Normalzustand, also im unbelasteten Fall als im wesentlichen
plane Fläche 4 beziehungsweise
Flächenstücke ausgebildet sind.
Erst bei der Einwirkung einer in etwa in Richtung zum Gehäuseboden 5 wirkenden
Kraft F auf diese Deformationsstege 11, 12, 13 knicken
diese seitlich weg, so dass diese Verformungsarbeit aufnehmen. In
diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass die Deformationsstege 11, 12, 13 im
ungestörten
Zustand zu dem Seitenwandteil 17 einen definierten Abstand 21 aufweisen,
der Raum für
den genannten Verformungsvorgang lässt.
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Sofern
eine Zugkraft auf diese Deformationsstege 11, 12, 13 wirkt,
die im wesentlichen vom Gehäuseboden 5 weg,
also in Richtung zum Innenverkleidungselement 10 wirkt,
bleiben diese Stege 11, 12, 13 in ihrer
gestreckten und weitgehend planen Ausgangsgeometrie, so dass die
Geometrie des Gehäuses
bei einer solchen Zugbelastung vollständig erhalten bleibt.
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3 zeigt
im Vergleich mit 2 beispielhaft, wie sich der
Deformationssteg 12 bei Einwirkung der Kraft F auf den
Gehäuseflansch 20 verformt.
In der unbelasteten Ausgangssituation gemäß 2 ist der
Deformationssteg 12 weitgehend plan geformt und in dieser
Darstellung vertikal noch oben ausgerichtet. Die Einwirkung der
Kraft F führt
dazu, dass der Deformationssteg 12 soweit einknickt, dass dieser
die Querschnittsgeometrie 12' gemäß 3 einnimmt.
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Bei
dieser Deformation bewegt sich das Innenverkleidungselement 10 gemäß dem Schwenkpfeil 36 entsprechend 2 um
eine virtuelle Schwenkachse an dem Rotations- beziehungsweise Umbiegeabschnitt 9 der
formstabileren Seitenwand 2, so dass sich das Innenverkleidungselement 10 gezielt
nach innen bewegt und in erwünschter
Weise ebenfalls Bewegungsenergie in Verformungsarbeit umwandelt.
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Von
besonderem Vorteil bei dieser Konstruktion ist, dass sich der ausgeknickte
Abschnitt 12' nicht
in das Gehäuse 1 erstreckt,
da sich dort der nicht dargestellte gefaltete Gassack befindet.
Dieses Knickverhalten wird vor allem dadurch erreicht, dass sich
der Deformationssteg 12 mit seiner Innenseite an dem Seitenwandteil 17 abstützen kann,
welches sich direkt an dem Gehäuseboden 5 anschließt und einstückig Bestandteil
des weniger leicht deformierbaren Seitenteils 2 ist. Der
Rest der Seitenwand 3 wird wie schon erwähnt durch
die Deformationsstege 11, 12, 13 gebildet.
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Wie
auch die 2 und 3 deutlich
zeigen, ist der Deformationssteg 12 mit dem Seitenwandteil 17 fest
verbunden, wobei die diesbezüglichen
Verbindungsmittel 32 nur in 1 erkennbar sind.
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Das
gezielte Wegknicken der Deformationssteg 11, 12, 13 wird
durch die Auswahl der Steggeometrie, die Anzahl der Stege und der
Aussparungen 14, 15 sowie durch deren Werkstoff
bestimmt. Zudem kann vorgesehen sein, dass den Deformationsstegen 11, 12, 13 eine
bestimmte Deformationsstruktur 35 aufgeprägt ist,
die diese Stege in der gewünschten
Form nachgeben lässt.
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Wie
bereits angedeutet, wird es als ein wesentliches Merkmal der Erfindung
angesehen, dass in dem Gehäusekörper 1 ein
Schusskanal 16 für
den Gassack ausgebildet ist. Dieser Schusskanal 16 wird zumindest
hinsichtlich einer seiner Seitenwände durch die vergleichsweise
leicht verformbare Seitenwand 3 gebildet. Dadurch ist es
möglich,
dieses Gehäuse 1 selbst
als komplettes Airbagmodul auszubilden, zu dem der Gasgenerator 18,
der Gassack, ein Softcover 29 oder ein Innenverkleidungselement 10, der
Schusskanal 16 sowie die deformierbare Seitenwand 3 gehört. Dies
führt zu
erheblichen Kosteneinsparungen gegenüber vergleichbaren Vorrichtungen gemäß dem Stand
der Technik, da diese komplette Bau einheit vormontiert und dann
mit der erwähnten Karosseriestruktur
und/oder dem Armaturenbrett verbunden werden kann.
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Mit
Bezug auf 3 soll erwähnt werden, dass in dem Gehäuse 1 vorzugsweise
ein Aufnahmebereich 6 für
den Gasgenerator 18 eines Airbagmoduls ausgebildet ist.
Dieser Aufnahmebereich besteht im wesentlichen aus einem halbzylindrischen Abschnitt 37 der
Seitenwand 2, auf dessen Innenseite ein Gehäusedeckel 30 den
Gasgenerator 18 gegen den Aufnahmebereich 7 des
Gassacks abdeckt.
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Zusammenfassen
lässt sich
feststellen, dass das erfindungemäße Gehäuse zur Aufnahme eines Airbagmoduls
beziehungsweise Airbagmodul hinsichtlich der auf dasselbe wirkenden
Druck- und Zugkräfte
das erwünsche
Bauteilverhalten aufweist. Dies wird bei einen vergleichsweise einfachen
und kostengünstig
herstellbaren Aufbau erreicht. Zudem ist in diese Gehäuse beziehungsweise
in dieses Airbagmodul vorteilhafterweise bereits der Schusskanal
für einen
sich entfaltenden Gassack integriert, so dass diesbezügliche bauliche
Maßnahmen
an anderen Kraftfahrzeugbauteilen entfallen.
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- 1
- Gehäuse
- 2
- Seitenwand
- 3
- Seitenwand
- 4
- Planer
Flächenabschnitt
- 5
- Gehäuseboden
- 6
- Aufnahmebereich
für den
Gasgenerator
- 7
- Aufnahmebereich
für einen
Gassack
- 8
- Flanschbereich
- 9
- Rotationsabschnitt
- 10
- Innenverkleidungselement
- 11
- Deformationssteg,
Deformationselement
- 12
- Deformationssteg,
Deformationselement
- 12'
- Deformationssteg,
Deformationselement im defor
-
- mierten
Zustand
- 13
- Deformationssteg,
Deformationselement
- 14
- Aussparung
- 15
- Aussparung
- 16
- Schusskanal
- 17
- Seitenwandteil
- 18
- Gasgenerator
- 19
- Seitenwandteil
- 20
- Flanschbereich
- 21
- Abstand
- 22
- Gehäuseseitenteil
- 23
- Gehäuseseitenteil
- 24
- Flanschbereich
- 25
- Oberer
Abschnitt des Schusskanals
- 26
- Befestigungsmittel
- 27
- Befestigungsmittel
- 28
- Stützelement
- 29
- Abdeckfolie
- 30
- Gehäusedeckel
des Gasgenerators
- 31
- Befestigungsmittel
am Gasgeneratorgehäuse
- 32
- Befestigungsmittel
am Gehäuse,
Schweißpunkt
- 33
- Befestigungsmittel
am Gehäuse,
Schweißpunkt
- 34
- Seitenabschnitt
des Schusskanals
- 35
- Deformationsstruktur
- 36
- Schwenkrichtung
- 37
- halbzylindrischen
Abschnitt