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Die Erfindung betrifft einen Anzünderträger für einen Gasgenerator eines Insassenschutzsystems gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner ein Zündgerät, einen Gasgenerator und ein Gassackmodul mit jeweils einem derartigen Anzünderträger.
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Ein Anzünderträger der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus
WO 98/21543 bekannt, die einen Anzünderträger mit einer Anzünderaufnahme beschreibt. Die Anzünderaufnahme weist eine Seitenfläche auf, die den in der Anzünderaufnahme angeordneten Anzünder seitlich stützt. Schräg zur Seitenfläche ist eine Anlagefläche angeordnet, die als Sitz für eine Flachdichtung dient. Der Anzünder weist eine zur Anlagefläche parallele Dichtungsfläche auf, die auf der Flachdichtung aufliegt. Konkret werden die Anlagefläche und die Dichtungsfläche durch die Flachdichtung auf Abstand gehalten, so dass sich insgesamt ein Aufnahmeraum für die Flachdichtung ergibt, der im Wesentlichen eine parallelogrammartige Querschnittskontur aufweist.
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Wegen der rotationssymmetrischen Form ist bei dem bekannten Anzünderträger eine der Kontur entsprechende Flachdichtung zu verwenden. Die Flachdichtung muss insbesondere eine kegelstumpfförmige Form aufweisen, um beim Einpressen des Anzünders optimal abzudichten. Dies erhöht Aufwand und Kosten bei der Montage eines Anzünders.
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Es sind weitere Anzünderträger bekannt, bei denen ein handelsüblicher O-Ring als Dichtungselement eingesetzt wird.
US 2005/0009390 A1 beschreibt beispielsweise einen Anzünderträger mit einer schräg zu einer Seitenfläche angeordneten Anlagefläche, an der ein O-Ring anliegt. Gemeinsam mit der Dichtungsfläche bzw. der Kontur des Anzünders wird ein Aufnahmeraum für den O-Ring bestimmt, der eine im Wesentlichen parallelogrammartige Querschnittskontur aufweist. Aus
EP 0 897 838 A1 ist ein Anzünderträger bekannt, der in der schrägen Anlagefläche eine Nut mit einer rechteckförmigen Querschnittskontur aufweist, wobei der O-Ring in der Nut angeordnet ist.
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Die letztgenannten Varianten haben den Nachteil, dass aufgrund von Fertigungstoleranzen der O-Ring über- oder unterdimensioniert sein kann. So besteht das Risiko, dass das Volumen der Aussparung, die zur Aufnahme des O-Rings vorgesehen ist, relativ groß und die Schnurstärke des O-Rings relativ gering ist, was zu einer unzureichenden Verpressung führt, so dass die Dichtwirkung des O-Rings gefährdet ist. In der Praxis wird versucht, dies durch eine entsprechend höhere Crimpkraft zu kompensieren, wobei jedoch der Anzünder beschädigt werden kann. Umgekehrt ist es möglich, dass das Volumen der für die Aufnahme des O-Rings vorgesehenen Aussparung relativ klein ist und der O-Ring eine relativ große Schnurstärke aufweist, so dass beim Verpressen des Anzünders im Anzünderträger der O-Ring aus der Aussparung herausgepresst und beschädigt wird. Auf diese Weise wird die Dichtwirkung des O-Rings ebenfalls gefährdet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Anzünderträger anzugeben, der unter Vermeidung von überhöhten Crimp- bzw. Bördelkräften eine dichte Verbindung zu einem Anzünder ermöglicht. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Zündgerät, einen Gasgenerator und/oder ein Gassackmodul mit einem derartigen Anzünderträger anzugeben.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe im Hinblick auf den Anzünderträger durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1, im Hinblick auf das Zündgerät durch den Gegenstand des Patentanspruchs 6, im Hinblick auf den Gasgenerator durch den Gegenstand des Patentanspruchs 11 und im Hinblick auf das Gassackmodul durch den Gegenstand des Patentanspruchs 12 gelöst.
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So beruht die Erfindung auf dem Gedanken, einen Anzünderträger für einen Gasgenerator eines Insassenschutzsystems mit einem Aufnahmebereich zur Aufnahme eines Anzünders anzugeben, wobei der Aufnahmebereich eine Seitenfläche und eine schräg zur Seitenfläche angeordnete Anlagefläche für ein Dichtungselement aufweist. Der Aufnahmebereich weist ferner eine Bodenfläche auf, wobei die Bodenfläche und die Seitenfläche zueinander konvergent angeordnet sind.
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Bei der Erfindung ist also im Aufnahmebereich im Wesentlichen ein Dichtsitz ausgebildet, der zwei zueinander konvergierende, d. h. zwei zusammenlaufende, Begrenzungsflächen, nämlich die Seitenfläche und die Bodenfläche, aufweist, die durch eine schräg bzw. diagonal zwischen den beiden Begrenzungsflächen verlaufende, im Wesentlichen ebene, Anlagefläche verbunden sind. Somit ist der Dichtungssitz im Wesentlichen als ein sich nach oben aufweitender Kanal ausgebildet, wobei der Kanalgrund durch die Anlagefläche und die Kanalufer durch die Seitenfläche und die Bodenfläche gebildet sind. Es hat sich gezeigt, dass diese Gestaltung des Aufnahmebereichs, insbesondere des Dichtungssitzes, eine robuste und sichere Dichtwirkung über die gesamte Breite der Fertigungstoleranzen sowohl des Anzünderträgers, als auch des Dichtungselements, aufweist. Gleichzeitig sind die Fertigungskräfte beim Verwenden eines Anzünders im erfindungsgemäßen Anzünderträger reduziert, so dass der Anzünder bei der Montage in den Aufnahmebereich des Anzünderträgers entlastet wird. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Anzünderträgers sind geringere Schwankungen des Anzünder-Brückendrahtwiderstands beim Einbau des Anzünders in den Anzünderträger resultierend aus einer Reduktion derauf die Kappe des Anzünders wirkenden Belastungen. Eventuelle Beschädigungen der Anzünderkappe werden somit vermieden.
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Vorzugsweise verbindet die Anlagefläche die Seitenfläche und die Bodenfläche, so dass die Seitenfläche und die Bodenfläche jeweils direkt an die Anlagefläche angrenzen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anzünderträgers sind die Seitenfläche und die Bodenfläche zueinander rechtwinklig angeordnet. Generell kann vorgesehen sein, dass die Seitenfläche parallel und/oder die Bodenfläche senkrecht zu einer Längsachse des Aufnahmebereichs des Anzünderträgers angeordnet ist bzw. sind. Die Seitenfläche stützt so den im Aufnahmebereich angeordneten Anzünder in seitlicher bzw. radialer Richtung. Die Bodenfläche bildet hingegen eine Begrenzung des Aufnahmebereichs in Längsrichtung bzw. axialer Richtung des Anzünderträgers. Beim Verpressen des Anzünders im Anzünderträger wird der Anzünder hauptsächlich gegen die Bodenfläche gedrückt, die aufgrund der rechtwinkligen Anordnung zur Seitenfläche eine gute Stützung des Anzünders bildet.
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Die Seitenfläche kann einen Crimpabschnitt umfassen, der zur Fixierung des Anzünders plastisch verformbar ist. So kann der Anzünder leicht im Anzünderträger fixiert werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Anzünder in den Aufnahmeabschnitt des Anzünderträgers eingesetzt und anschließend der Crimpabschnitt plastisch verformt wird, so dass der Anzünderträger im Aufnahmebereich fixiert ist. Die längsaxiale Fixierung wird dabei durch den plastisch verformten Crimpabschnitt und die Bodenfläche des Aufnahmebereichs erreicht. In radialer Richtung ist der Anzünder durch die Seitenfläche und ggf. den Crimpabschnitt fixiert.
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Ein nebengeordneter Aspekt der Erfindung betrifft ein Zündgerät für einen Gasgenerator eines Insassenschutzsystems mit einem zuvor beschriebenen Anzünderträger und einem Anzünder, der im Aufnahmebereich des Anzünderträgers angeordnet ist.
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Die im Zusammenhang mit dem Anzünderträger genannten Vorteile und bevorzugten Weiterbildungen gelten analog für das erfindungsgemäße Zündgerät.
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So besteht der Vorteil des erfindungsgemäßen Zündgeräts darin, dass es eine robuste und dichte Verbindung des Anzünders mit dem Anzünderträger aufweist. Das erfindungsgemäße Zündgerät zeichnet sich ferner durch eine einfache Montage aus, die mit geringen Belastungen des Anzünders beim Einpressen und/oder Eincrimpen in den Anzünderträger einhergeht.
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Grundsätzlich kann bei dem erfindungsgemäßen Zündgerät vorgesehen sein, dass der Anzünder in den Aufnahmebereich des Anzünderträgers eingepresst und/oder durch eine Crimpung oder Bördelung fest mit dem Aufnahmebereich verbunden ist. Der Anzünder weist vorzugsweise eine Dichtungsfläche auf, die sich parallel zur Anlagefläche der Anzünderaufnahme erstreckt. Die Dichtungsfläche, die Seitenfläche, die Bodenfläche und die Anlagefläche bilden somit eine Umgrenzung für das Dichtungselement, die im Wesentlichen einen wannenförmigen bzw. trapezförmigen Querschnitt aufweist. Dabei bilden die Anlagefläche und die Dichtungsfläche parallele Trapezflächen. Die Seitenfläche und die Bodenfläche bilden die zueinander konvergierenden, also zueinander geneigten, Begrenzungsflächen des Trapezes.
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Die erfindungsgemäße Kontur des Aufnahmebereichs bzw. des Dichtungssitzes eignet sich für die Verwendung eines O-Rings als Dichtungselement. Vorzugsweise ist das Dichtungselement bzw. der O-Ring zwischen der Anlagefläche des Anzünderträgers und der Dichtungsfläche des Anzünders angeordnet.
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Bei der Montage des Anzünders im Aufnahmebereich des Anzünderträgers wird ein Druck auf das Dichtungselement ausgeübt, so dass sich das Dichtungselement, insbesondere der O-Ring, verformt. Durch die zueinander konvergierenden Begrenzungsflächen des Dichtungssitzes, nämlich die Seitenfläche und die Bodenfläche, weist der Dichtungssitz insgesamt ausreichend Freiraum auf, um den sich verformenden O-Ring aufzunehmen. Andererseits wird durch die parallele Anordnung von Anlagefläche und Dichtungsfläche erreicht, dass der O-Ring auch dann verpresst wird, wenn er aufgrund von Fertigungstoleranzen einen relativ kleinen Querschnittsdurchmesser aufweist. Somit stellt die Kontur des Aufnahmebereichs im Anzünderträger über den gesamten Toleranzbereich bei der Fertigung von Anzünderträger und O-Ring eine dichte Verbindung zwischen Anzünder und Anzünderträger sicher.
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Ein weiterer nebengeordneter Aspekt der Erfindung betrifft einen Gasgenerator mit einem Zündgerät oder einem Anzünderträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Gassackmodul für ein Insassenschutzsystem eines Kraftfahrzeugs mit einem Gasgenerator oder einem Zündgerät oder einem Anzünderträger.
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Die im Zusammenhang mit dem Anzünderträger und/oder dem Zündgerät genannten bevorzugten Weiterbildungen und Vorteile gelten entsprechend auch für den erfindungsgemäßen Gasgenerator und das erfindungsgemäße Gassackmodul.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
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1 einen Teilquerschnitt durch einen erfindungsgemäßen Anzünderträger gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel;
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2 einen Teilquerschnitt durch den Anzünderträger gemäß 1 und einen mit dem Anzünderträger verbundenen Anzünder, wobei zwischen dem Anzünderträger und dem Anzünder ein innerhalb der Fertigungstoleranzen überdimensionierter O-Ring angeordnet ist; und
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3 einen Teilquerschnitt durch den Anzünderträger gemäß 1 und einen im Aufnahmebereich des Anzünderbereichs angeordneten Anzünder, wobei zwischen dem Anzünderträger und dem Anzünder ein innerhalb der Fertigungstoleranzen unterdimensionierter O-Ring angeordnet ist.
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1 zeigt einen Anzünderträger 1 in einem Teilquerschnitt. Der Anzünderträger 1 kann Teil eines Zündgeräts sein, das zumindest den Anzünderträger 1 und einen Anzünder 2 aufweist. Im Zündgerät sind der Anzünder 2 und der Anzünderträger 1 fest miteinander verbunden. Insbesondere ist der Anzünder 2 in einem Aufnahmebereich 10 des Anzünderträgers 1 angeordnet und fixiert, vorzugsweise durch eine Crimpung und/oder Bördelung.
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Der Aufnahmebereich 10 des Anzünderträgers 1 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet und in radialer Richtung durch eine Seitenfläche 11 begrenzt. Die Seitenfläche 11 bildet eine Innenumfangsfläche des Aufnahmebereichs 10.
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In axialer Richtung ist der Aufnahmebereich 10 durch eine Bodenfläche 13 begrenzt. Die Bodenfläche 13 bildet eine Ringfläche, die sich in radialer Richtung des Anzünderträgers 1 erstreckt. Die Bodenfläche 13 ist an einem Steg 15 angeordnet, der beim Einführen des Anzünders 2 in den Aufnahmebereich 10 einen axialen Anschlag bildet.
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Zwischen der Bodenfläche 13 und der Seitenfläche 11 erstreckt sich die Anlagefläche 12, wobei die Anlagefläche 12 derart angeordnet ist, dass sich zwischen ihr und der Seitenfläche 11 bzw. Bodenfläche 13 jeweils ein stumpfer Winkel zeigt. Die Anlagefläche 12 kann im Wesentlichen als Fase im Aufnahmebereich 10 ausgebildet sein und stellt eine im Wesentlichen ebene Fläche dar.
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Die Lage der Anlagefläche 12 lässt sich wie folgt beschreiben:
Als Referenz für die Anlagefläche 12 dient eine in den Figuren nicht dargestellte virtuelle Flächenanordnung, bei der die Seitenfläche 11 in an sich bekannter Weise rechtwinklig in eine virtuelle Bodenfläche übergeht. Die schräge Anlagefläche 12 schneidet den virtuellen rechten Referenzwinkel zwischen der Seitenfläche 11 und der virtuellen Bodenfläche ab bzw. überbrückt diesen. Um ein ausreichendes Leervolumen für den verpressten O-Ring zu bilden, kompensiert das Ausführungsbeispiel den durch die Anlagefläche 13 überbrückten virtuellen Leerraum des rechten Referenzwinkels dadurch, dass die Anlagefläche 12 die virtuelle Bodenfläche schneidet und über diese hinausgeht. Die tatsächliche Bodenfläche 13 ist also gegenüber der virtuellen Bodenfläche zurückversetzt, wodurch bezogen auf die virtuelle Flächenanordnung Leervolumen geschaffen wird. Insgesamt steht somit in etwa dasselbe Leervolumen zur Verfügung, wie bei der virtuellen Flächenanordnung mit rechtwinkligem Übergang, nur anders verteilt.
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Die Seitenfläche 11, die Anlagefläche 12 und die Bodenfläche 13 bilden gemeinsam einen Dichtungssitz 16. Der Dichtungssitz 16 dient zur Aufnahme bzw. Stützung eines Dichtungselements, insbesondere eines O-Rings 3, der eine gasdichte bzw. fluiddichte Verbindung zwischen Anzünder 2 und Anzünderträger 1 gewährleistet. Im Allgemeinen weist der Anzünderträger 1 im Aufnahmebereich 10 einen wannenförmigen Dichtungssitz 16 auf, der durch die Seitenfläche 11, die Anlagefläche 12 und die Bodenfläche 13 gebildet ist.
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1 zeigt deutlich, dass die Seitenfläche 11 und die Bodenfläche 13 zueinander konvergieren. Zwar sind die Seitenfläche 11 und die Bodenfläche 13 nicht unmittelbar miteinander verbunden. Es besteht jedoch eine mittelbare Verbindung zwischen der Seitenfläche 11 und der Bodenfläche 13 durch die Anlagefläche 12. Mit anderen Worten verbindet die Anlagefläche 12 die Seitenfläche 11 mit der Bodenfläche 13.
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Im montierten Zustand des Anzünders 2 im Anzünderträger 1 ist das Dichtungselement bzw. der O-Ring 3, im Aufnahmebereich 10 angeordnet. Der O-Ring 3 ist in den Dichtungssitz 16 eingebettet bzw. liegt an der Anlagefläche 12 an. Zur Abdichtung des Anzünders 2 gegen den Anzünderträger 1 wird der O-Ring 3 verformt, so dass ein dichtender Kontakt mit der Anlagefläche 12 des Anzünderträgers 1 und einer Dichtungsfläche 21 des Anzünders sichergestellt ist.
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Die Dichtungsfläche 21 des Anzünders 2 ist an einem Sockel 20 des Anzünders ausgebildet, der im Wesentlichen eine zum Aufnahmebereich 10 bzw. zum Dichtungssitz 16 komplementäre Kontur aufweist. Im montierten Zustand des Anzünders begrenzt die Dichtungsfläche 21 den Dichtungssitz 16 bzw. bildet mit der Seitenfläche 11, der Anlagefläche 12 und der Bodenfläche 13 eine vollständige Umgrenzung des Dichtungssitzes 16. Die Dichtungsfläche 21 ist schräg zwischen zwei zueinander parallelen bzw. koaxialen Außenumfangsflächen des Anzünders 10 angeordnet. Konkret ist die Dichtungsfläche 21 parallel zur Anlagefläche 12 ausgerichtet.
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Aus 1 ist ferner erkennbar, dass der Anzünderträger 1 am Steg 15 eine Kontaktfläche 17 aufweist, die sich parallel zur Anlagefläche 12 erstreckt. Die Kontaktfläche 17 grenzt direkt an die Bodenfläche 13 an. Im montierten Zustand des Anzünders 2 berührt die Kontaktfläche 17 die Dichtungsfläche 21 des Anzünders 2. Mit anderen Worten ist die Dichtungsfläche 21 des Anzünders 2 länger als die Anlagefläche 12, so dass die Dichtungsfläche 21 auf der Kontaktfläche 17 aufliegt, wenn der Anzünder 2 im Aufnahmebereich 10 des Anzünderträgers 1 angeordnet ist.
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Die Kontaktfläche 17 und die Anlagefläche 12 sind in zwei zueinander parallelen Ebenen angeordnet, deren Abstand derart gewählt ist, dass eine ausreichende Verpressung eines im Dichtungssitz 16 angeordneten Dichtungselements bzw. O-Rings 3 gewährleistet ist. Der Abstand zwischen der Anlagefläche 12 und der Dichtungsfläche 21 bzw. der Ebene der Kontaktfläche 17 ist vorzugsweise kleiner als der Durchmesser des O-Rings 3 und kann insbesondere höchstens 1,0 mm, insbesondere höchstens 0,9 mm, insbesondere höchstens 0,8 mm, insbesondere höchstens 0,75 mm, betragen. Konkret kann der Abstand zwischen der Anlagefläche 12 und der Dichtungsfläche 21 bzw. Ebene der Kontaktfläche 17 0,7 mm betragen mit einer Toleranz von +–0,05 mm. Damit ist sichergestellt, dass ein O-Ring 3, der ein Nennmaß von 0,8 mm bis 1,1 mm, insbesondere zwischen 0,85 mm und 1,05 mm, insbesondere zwischen 0,9 mm und 0,95 mm, insbesondere 0,92 mm, aufweist, sicher und dichtend zwischen Anzünder 2 und Anzünderträger 1 verpresst wird.
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Die Seitenfläche 11 des Aufnahmebereichs 10 geht in Richtung eines axialen Endes des Anzünderträgers 1 in einem Crimpabschnitt 14 über. Der Crimpabschnitt 14 weist eine geringere Wandstärke als eine Seitenwand 22 des Aufnahmebereichs 10 auf, die die Seitenfläche 11 trägt. So ist der Crimpabschnitt 14 leicht verformbar, insbesondere plastisch verformbar, und kann zum Fixieren eines Anzünders im Anzünderträger umgeformt, insbesondere gecrimpt oder umbördelt, werden. Die Umformung des Crimpabschnitts 14 erfolgt, sobald ein Anzünder 2 im Aufnahmebereich 10 angeordnet ist, wobei der Crimpabschnitt 14 in einen im Anzünder 2 angeordneten Eingriffsbereich eingreift. Auf diese Weise wird der Anzünder 2 fest mit dem Anzünderträger 1 verbunden.
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2 zeigt einen O-Ring 3, der den innerhalb des Toleranzbereichs größtmöglichen Querschnittsdurchmesser aufweist, im verpressten Zustand zwischen Anzünder 2 und Anzünderträger 1. Der Querschnittsdurchmesser des O-Rings 3 wird auch als Schnurstärke bezeichnet. Es ist gut erkennbar, dass der O-Ring 3 sich verformt und sich der Kontur des Dichtungssitzes 16 anpasst. Aufgrund der zueinander konvergierenden Begrenzungsflächen, nämlich der Seitenfläche 11 und der Bodenfläche 13, ist ausreichend Freiraum vorhanden, so dass der O-Ring 3 beim Verpressen ausweichen bzw. sich verformen kann, ohne aus dem Dichtungssitz 16 herausgedrängt zu werden. Die Dichtungsfläche 21 des Anzünders 2 liegt also trotz des relativ überdimensionierten O-Rings 3 vollflächig auf der Kontaktfläche 17 auf. So kann der Anzünder 2 mit relativ geringem Kraftaufwand im Aufnahmebereich 10 fixiert werden.
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3 zeigt einen O-Ring 3, der im Bereich der Fertigungstoleranzen ein kleinstmögliches Querschnittsmaß bzw. eine kleinstmögliche Schnurstärke aufweist. Der O-Ring 3 ist im Dichtungssitz 16 angeordnet, insbesondere zwischen der Anlagefläche 12 und der Dichtungsfläche 21 eingepresst. Es ist erkennbar, dass der O-Ring 3 trotz seiner geringen Schnurstärke verformt wird, da der Abstand zwischen der Anlagefläche 12 und der Dichtungsfläche 21 kleiner als die Schnurstärke des O-Rings 3 ist.
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Insgesamt wird aus den 2 und 3 erkennbar, dass die Kontur bzw. Geometrie des Dichtungssitzes bzw. allgemein des Aufnahmebereichs 10 des Anzünderträgers 1 entscheidend dazu beiträgt, dass eine dichte Verbindung zwischen Anzünder 2 und Anzünderträger 1 hergestellt wird, insbesondere unabhängig von den Fertigungstoleranzen des Anzünderträgers 1, des Anzünders 2 und/oder des O-Rings 3.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Anzünderträger
- 2
- Anzünder
- 3
- O-Ring
- 10
- Aufnahmebereich
- 11
- Seitenfläche
- 12
- Anlagefläche
- 13
- Bodenfläche
- 14
- Crimpabschnitt
- 15
- Steg
- 16
- Dichtungssitz
- 17
- Kontaktfläche
- 20
- Sockel
- 21
- Dichtungsfläche
- 22
- Seitenwand
- A
- Längsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 98/21543 [0002]
- US 2005/0009390 A1 [0004]
- EP 0897838 A1 [0004]
