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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mundstückstruktur für einen Druckbehälter.
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Die Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung mit der Nummer
JP-A-H11-13995 offenbart eine Mundstückstruktur für einen Druckbehälter mit einer Außenlage, die aus einem synthetischen Harz hergestellt ist und einen Behälterkörper und einen zylindrischen Teil zur Kommunikation zwischen einem Inneren und einem Äußeren des Behälterkörpers bildet, einem zylindrischen Mundstück, welches an einer inneren Peripherie des zylindrischen Teils montiert ist, und einem Abdichtelement, welches verhindert, dass eine Flüssigkeit in dem Behälterkörper durch einen Spalt zwischen der inneren Peripherie des zylindrischen Teils und einer äußeren Peripherie des Mundstücks austritt. Wie in
13 gezeigt ist, besitzt der zylindrische Teil
101 der Außenlage
100 eine distale bzw. körperferne Endfläche
102. Das Mundstück
103 besitzt ebenso eine distale Endfläche
104, welche sich benachbart zu der distalen Endfläche
102 befindet, so dass beide distalen Endflächen
102 und
104 komplanar sind bzw. in der gleichen Ebene liegen. Ein Spalt zwischen den benachbarten distalen Endflächen
102 und
104 dient als ein Leckage-Auslass
106, durch welchen die Flüssigkeit, die durch eine Schnittstelle
105 zwischen der inneren Peripherie des zylindrischen Teils
101 und der äußeren Peripherie des Mundstücks
103 austritt, nach außerhalb des Behälters strömt. Das Abdichtelement
107 ist derart angeordnet, dass dieses den Leckage-Auslass
106 verschließt.
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Wenn der Druck der Flüssigkeit, welche durch den Spalt zwischen der inneren Peripherie des zylindrischen Teils 101 und der äußeren Peripherie des Mundstücks 103 austritt, übermäßig hoch ist, besteht die Wahrscheinlichkeit, dass das Abdichtelement 107, welches dem Flüssigkeitsdruck ausgesetzt ist, in einer Richtung von dem Leckage-Auslass 106 weg unregelmäßig verformt wird, während dieses axial zusammengedrückt wird, wie in 14 gezeigt ist. Diese unregelmäßige Verformung des Abdichtelements 107 führt dazu, dass der Leckage-Auslass 106 nach außen hin offen ist, was in einem Verlust der Abdichtfunktion resultiert.
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Daher ist es Aufgabe der Erfindung, eine Mundstückstruktur für den Druckbehälter vorzusehen, welche die Zuverlässigkeit der Abdichtleistung verbessern kann.
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Die Erfindung sieht eine Mundstückstruktur für einen Druckbehälter vor, mit einer Außenlage, welche aus synthetischem Harz hergestellt ist und einen Behälterkörper und einen zylindrischen Teil zur Kommunikation zwischen einem Inneren und einem Äußeren des Behälterkörpers bildet, und einem zylindrischen Mundstück, welches dicht an einer inneren Peripherie des zylindrischen Teils montiert ist, gekennzeichnet durch einen Aufnahmeteil mit einer Aufnahmeaussparung, welche durch Ausnehmen der inneren Peripherie des zylindrischen Teils und/oder der äußeren Peripherie des Mundstücks ausgebildet werden, wobei die Aufnahmeaussparung hin zu einer äußeren Oberfläche offen ist, die sich mit axialen Linien des zylindrischen Teils und des Mundstücks überschneidet, ein Abdichtelement, welches in der Aufnahmeaussparung aufgenommen ist, während dieses dicht an der inneren Peripherie des zylindrischen Teils und der äußeren Peripherie des Mundstücks haftet, wobei das Abdichtelement einen abgedichteten Raum definiert, der einer Schnittstelle zwischen der inneren Peripherie des zylindrischen Teils und der äußeren Peripherie des Mundstücks bei der Aufnahmeaussparung gegenüberliegt, und einen Halter, welche gegenüberliegend zu dem abgedichteten Raum vorgesehen ist, wobei das Abdichtelement dazwischen eingefügt ist, und verhindert, dass das Abdichtelement derart in einer Richtung verschoben wird, dass das Abdichtelement eine Kapazität bzw. einen Rauminhalt des abgedichteten Raums vergrößert.
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Das Abdichtelement blockiert in dem abgedichteten Raum eine Flüssigkeit, welche von dem Inneren des Behälterkörpers durch den Spalt bei der Schnittstelle zwischen dem zylindrischen Teil und dem Mundstück in die Aufnahmeaussparung strömt. Folglich kann die Flüssigkeit daran gehindert werden, nach außerhalb des zylindrischen Teils und des Mundstücks auszutreten. Wenn der Druck der in den abgedichteten Raum strömenden Flüssigkeit übermäßig hoch wird, wird das Abdichtelement elastisch verformt, so dass dieses in der Richtung der axialen Linie zwischen der Flüssigkeit und dem Halter zusammengedrückt wird. Eine Haftkraft des Abdichtelements an der inneren Peripherie des zylindrischen Teils und der äußeren Peripherie des Mundstücks ist mit dieser elastischen Verformung des Abdichtelements erhöht. Dies kann eine Flüssigkeitsleckage zuverlässig verhindern.
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Der Halter kann eine Umfangswand besitzen, welche eine äußere Peripherie des zylindrischen Teils umgibt. Gemäß dieser Konstruktion wird der zylindrische Teil durch die Umfangswand an einer Verschiebung nach radial außen gehindert, selbst wenn der zylindrische Teil durch die Elastizität des Abdichtelements einer radial nach außen gerichteten Druckkraft ausgesetzt ist. Dies bewirkt, dass das Abdichtelement zuverlässig an der inneren Peripherie des zylindrischen Teils und der äußeren Peripherie des Mundstücks haftet, was dazu führt, dass eine hohe Dichtleistung erreicht werden kann.
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Die Umfangswand des Halters kann eine innere Peripherie besitzen, welche mit einem Druckabschnitt ausgebildet ist, der derart konfiguriert ist, dass dieser den zylindrischen Teil radial nach innen drückt. Gemäß dieser Konstruktion kann die Drück- bzw. Presswirkung des Druckabschnitts eine Verschiebung des zylindrischen Teils nach radial außen verhindern, selbst wenn die Elastizität des Abdichtelements eine radial nach außen gerichtete Druckkraft auf das zylindrische Teil aufbringt. Dies bewirkt, dass das Abdichtelement zuverlässig an der inneren Peripherie des zylindrischen Teils und der äußeren Peripherie des Mundstücks haftet, was dazu führt, dass eine hohe Dichtleistung erreicht werden kann.
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Der Druckabschnitt kann näher an einer Öffnung der Aufnahmeaussparung angeordnet sein als das Abdichtelement. Ein Betrag der Verschiebung des zylindrischen Teils wird bei der Öffnung der Aufnahmeaussparung maximal, wenn die Elastizität des Abdichtelements das zylindrische Teil radial nach außen verschiebt. Diese Konstruktion kann die Verschiebung des zylindrischen Teils nach radial außen wirkungsvoll verhindern.
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Die Aufnahmeaussparung kann eine innere Aussparung, welche durch Ausnehmen der inneren Peripherie des zylindrischen Teils ausgebildet wird, und eine äußere Aussparung, welche durch Ausnehmen der äußeren Peripherie des Mundstücks ausgebildet wird, enthalten, und die innere Aussparung kann eine kleinere radiale Tiefe besitzen als die äußere Aussparung. Gemäß dieser Konstruktion kann, da eine Variation der Dicke des aus dem synthetischen Harz hergestellten zylindrischen Teils kleiner ist, eine Schrumpfung des zylindrischen Teils bei der Formgebung unterdrückt werden, was zu einer Verbesserung der Maßgenauigkeit des zylindrischen Teils führt.
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Der Halter kann mit einem Beschränkungsvorsprung ausgebildet sein, der in der Aufnahmeaussparung aufgenommen ist. Gemäß dieser Konstruktion kann der Halter relativ zu dem Mundstück und dem zylindrischen Teil positioniert werden, wenn der Beschränkungsvorsprung in der Aufnahmeaussparung aufgenommen ist.
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Die Aufnahmeaussparung kann darin mit einem Stützring vorgesehen sein, welcher von einer Seite gegenüberliegend zu dem abgedichteten Raum an das Abdichtelement stößt oder nahe an dieses herankommt, um sich dem Abdichtelement entgegenzusetzen. Diese Konstruktion kann verhindern, dass das Abdichtelement durch den Kontakt mit dem Halter beschädigt wird.
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Die Erfindung wird lediglich beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Abbildungen beschrieben, in welchen:
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1 eine Querschnittsansicht des Druckbehälters gemäß einer ersten Ausführungsform ist;
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2 eine vergrößerte Querschnittsansicht der Mundstückstruktur ist;
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3 eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht der Mundstückstruktur ist;
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4 eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht der Mundstückstruktur ist, welche das elastisch verformte Abdichtelement mit einer Zunahme des Fluiddrucks zeigt;
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5 eine Querschnittsansicht der Außenlage ist, welche in einer Form bzw. Matrize ausgebildet ist, die einen Herstellungsvorgang des Druckbehälters zeigt;
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6 eine Querschnittsansicht des integrierten Mundstücks und der Außenlage ist, die den Herstellungsvorgang des Druckbehälters zeigt;
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7 eine Draufsicht des Abstandhalters ist;
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8 eine Querschnittsansicht des Abstandhalters ist;
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9 eine Draufsicht des Halters ist;
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10 eine Querschnittsansicht des Halters ist;
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11 eine Querschnittsansicht der Mundstückstruktur gemäß einer zweiten Ausführungsform ist;
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12 eine Querschnittsansicht der Mundstückstruktur gemäß einer dritten Ausführungsform ist;
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13 eine Querschnittsansicht einer herkömmlichen Mundstückstruktur ist; und
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14 eine Querschnittsansicht der herkömmlichen Mundstückstruktur ist, die das unregelmäßig verformte Abdichtelement zeigt.
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Eine erste Ausführungsform ist mit Bezug auf die 1 bis 10 beschrieben. Der Druckbehälter A der ersten Ausführungsform besitzt einen Speicher 10 zum Speichern einer Flüssigkeit und eine Mundstückstruktur 15, welche als Einlass- und Auslasspfad der Flüssigkeit dient. Der Speicher 10 besitzt eine zweischichtige Struktur mit einem Behälterkörper 12, welcher aus einem synthetischen Harz hergestellt ist und eine Außenlage 11 bildet, und einer äußeren Schicht (nicht gezeigt), welche eine Oberfläche des Gehäusekörpers 12 bedeckt. Eine gemischte Harzschicht aus Hartpolyethylen (HDPE) und Ethylen-Vinylalkohol-Copolymerisat-Harz (EVOH) kann beispielsweise als Material der Außenlage 11 verwendet werden. Ein karbonfaserverstärkter Kunststoff (CFRP) kann beispielsweise als Material der äußeren Schicht verwendet werden.
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Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, enthält die Mundstückstruktur 15 einen zylindrischen Teil 16, welcher einen kreisförmigen Querschnitt besitzt und die Außenlage 11 bildet, ein Mundstück 20, ein Abdichtelement 30, einen Stützring 32, einen Halter 33, eine Mutter 36 und ein Ventil (nicht gezeigt). Der zylindrische Teil 16 ist integral mit dem Behälterkörper 12 ausgebildet und kommuniziert zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Behälterkörpers 12. Der zylindrische Teil 16 besitzt eine innere Aussparung 17, welche durch Ausnehmen eines inneren peripheren distalen Endes davon über einen gesamten Umfang ausgebildet ist, wie in den 3 und gezeigt ist. Die innere Aussparung 17 ist hin zu einer distalen Endfläche 16S (eine externe Fläche, welche sich mit axialen Linien des zylindrischen Teils 16 überschneidet) des zylindrischen Teils 16 offen. Die innere Ausnehmung 17 besitzt einen Querschnitt, welcher sich normal zu einer axialen Linie O des zylindrischen Teils 16 befindet, und eine kreisförmige Gestalt. Die innere Aussparung 17 ist koaxial zu dem Mundstück 20. Die innere Aussparung 17 besitzt eine radiale Tiefe Da, welche auf einen relativ kleinen Wert eingestellt ist, wie in 3 gezeigt. Die innere Aussparung 17 besitzt eine innere Peripherie, welcher als eine innere Dichtfläche 19 dient.
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Das Mundstück 20 ist im Allgemeinen in einer zylindrischen Gestalt ausgebildet und besitzt einen hohlen Innenraum, in welchem ein Ventil (nicht gezeigt) montiert werden soll. Wie in 2 gezeigt ist, besitzt das Mundstück 20 eine äußere Peripherie, welche eine am weitesten distal gelegene Endseite (eine obere Seite in 2) enthält, die mit zwei parallelen Flächen 21 ausgebildet ist, an welchen ein Werkzeug angebracht werden soll. Das Mundstück 20 besitzt eine äußere Peripherie, welche einen ersten Bereich benachbart zu einer proximalen Endseite (einer unteren Seite in 2) der parallelen Fläche 21 enthält. Der erste Bereich ist mit einem Außengewinde 22 ausgebildet, welches sich koaxial zu dem Mundstück 20 befindet. Die äußere Peripherie des Mundstücks 20 enthält einen zweiten Bereich benachbart zu einer proximalen Endseite des Außengewindes 22. Der zweite Bereich dient als ein Abschnitt 23 mit größerem Durchmesser, welcher einen Querschnitt besitzt, der normal zu der axialen Linie O des Mundstücks 20 ist und eine kreisförmige Gestalt besitzt. Der Abschnitt 23 mit größerem Durchmesser ist koaxial zu dem Mundstück 20. Der Abschnitt 23 mit größerem Durchmesser besitzt eine Endfläche, welche bei der Seite des Außengewindes 22 angeordnet ist und als eine Stufenfläche 20S (eine äußere Fläche, welche sich mit einer axialen Linie des Mundstücks überschneidet) dient.
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Der Abschnitt 23 mit größerem Durchmesser besitzt eine äußere Aussparung 24, welche durch Ausnehmen eines distalen Endes einer äußeren Peripherie davon über einen gesamten Umfang ausgebildet ist und hin zu der Stufenfläche 20S offen ist, wie in den 3 und 4 gezeigt. Die äußere Aussparung 24 besitzt einen Querschnitt, welcher normal zu der axialen Linie O des Mundstücks 20 ist und eine kreisförmige Gestalt besitzt. Die äußere Aussparung 24 ist koaxial zu dem Mundstück 20 und besitzt eine radiale Tiefe Db, welche derart eingestellt ist, dass diese größer ist als die radiale Tiefe Da der inneren Aussparung 17. Die äußere Aussparung 24 besitzt eine Umfangsfläche, welche als eine äußere Dichtfläche 25 dient.
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Der Abschnitt 23 mit größerem Durchmesser besitzt ein äußeres peripheres proximales Ende, welches mit einer Mehrzahl von im Umfang beabstandeten Ausschnitten 26 ausgebildet ist, wie in 2 gezeigt ist. Daher werden die Ausschnitte 26 durch teilweises Ausschneiden bzw. Ausnehmen des äußeren peripheren proximalen Endes des Abschnittes 23 mit größerem Durchmesser ausgebildet. Die äußere Peripherie des Mundstücks 20 besitzt einen Bereich, welcher sich benachbart zu der proximalen Endseite des Abschnittes 23 mit größerem Durchmesser befindet, und ist mit einem kreisförmigen Flansch 27 mit einem größeren Durchmesser als der Abschnitt 23 mit größerem Durchmesser ausgebildet.
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Das Mundstück 20 wird beim Einsatzformverfahren der Außenlage 11 (des Behälterkörpers 12 und des zylindrischen Teils 16) integral mit der Außenlage 11 ausgebildet, um koaxial zu dem zylindrischen Teil 16 zu sein. Wie in 6 gezeigt ist, haftet ein Bereich der inneren Peripherie des zylindrischen Teils 16 mit Ausnahme der inneren Aussparung 17 in einer luftdichten oder flüssigkeitsdichten Art und Weise dicht an einem Bereich der äußeren Peripherie des Abschnittes 23 mit größerem Durchmesser mit Ausnahme der äußeren Aussparung 24, wenn das Mundstück 20 mit der Außenlage 11 integriert ist. Ferner besitzt der Behälterkörper 12 eine innere Oberfläche einschließlich eines Bereichs, welcher sich benachbart zu dem zylindrischen Teil 16 befindet, und haftet in einer luftdichten oder flüssigkeitsdichten Art und Weise dicht an einer Oberfläche des Flansches 27. Des Weiteren besitzt der zylindrische Teil 16 eine Mehrzahl von Arretiervorsprüngen 18, welche bei einem inneren peripheren proximalen Ende davon ausgebildet sind. Die Arretiervorsprünge 18 sind jeweils in die Ausschnitte 26 des Mundstücks 20 eingefügt. Infolge des Einfügens sind der zylindrischen Teil 16 (die Außenlage 11) und das Mundstück 20 derart positioniert, dass diese an einer relativen Verschiebung in einer Richtung der axialen Linie O und einer relativen Verschiebung in der Umfangsrichtung gehindert werden.
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Die inneren und äußeren Aussparungen 17 und 24 sind in der Richtung der axialen Linie O bei der gleichen Position angeordnet, so dass sich diese radial gegenüberliegen, wenn sich das Mundstück 20 und die Außenlage 11 in dem integrierten Zustand befinden. Ein Teil, welcher die innere Aussparung 17 der Außenlage 11 und die äußere Aussparung 24 des Mundstücks 20 definiert, dient als ein Aufnahmeteil 39, um das Abdichtelement 30 aufzunehmen, wie in den 3 und 4 gezeigt ist. Der Aufnahmeteil 39 besitzt eine ringförmige Aufnahmeaussparung 28, welche durch die inneren und außeren Aussparungen 17 und 24 ausgebildet ist. Die Aufnahmeaussparung 28 besitzt ein distales Ende, welches zu einer distalen Endfläche 16S des zylindrischen Teils 16 und der Stufenfläche 20S des Mundstücks 20 offen ist. Die Aufnahmeaussparung 28 besitzt eine proximale Endfläche 28S (eine gegenüberliegend zu der distalen Endfläche 16S und der Stufenfläche 20S angeordnete Endfläche). Eine Schnittstelle 29 zwischen der inneren Peripherie des zylindrischen Teils 16 und der äußeren Peripherie des Mundstücks 20 (dem Abschnitt 23 mit größerem Durchmesser) besitzt ein distales Ende, welches der proximale Endfläche 28S gegenüberliegt. Die Schnittstelle 29 besitzt ein proximales Ende, welches bei einer äußeren Umfangskante des Flansches 27 einem Innenraum des Speichers 10 (des Behälterkörpers 12) gegenüberliegt.
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Entsprechend sollte die Schnittstelle 29 von Hause aus luftdicht oder flüssigkeitsdicht geschlossen sein, um die in dem Speicher 10 (dem Behälterkörper 12) gespeicherte Flüssigkeit daran zu hindern, diese zu durchdringen. Jedoch kann aufgrund von Differenzen des linearen Ausdehnungskoeffizienten in einer Umgebung mit großen Temperaturveränderungen, einer Druckzunahme in dem Speicher 10 und dergleichen ein kleiner Spalt in der Schnittstelle 29 auftreten. In diesem Fall bildet die Schnittstelle 29 mit dem Spalt einen Leckagepfad, durch welchen die Flüssigkeit in dem Speicher nach außen austritt.
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Als eine Gegenmaßnahme wird ein elastisch verformbares Abdichtelement 30 mit einem Gummi-O-Ring in der Aufnahmeaussparung aufgenommen. Das Abdichtelement 30 besitzt einen Querschnitt, welcher die Umfangsrichtung des Abdichtelements 30 kreuzt, und besitzt eine perfekte kreisförmige oder elliptische Gestalt. Das Abdichtelement 30 haftet kontinuierlich über einen gesamten Umfang luftdicht oder flüssigkeitsdicht an der Umfangsfläche (der inneren Dichtfläche 19) der inneren Aussparung 17 und der Umfangsfläche (der äußeren Dichtfläche 25) der äußeren Aussparung 24. Insbesondere wird die Aufnahmeaussparung 28 durch das Abdichtelement 30 in eine distale bzw. körperferne Endseite und eine proximale bzw. körpernahe Endseite geteilt. Ein Innenraum der Aufnahmeaussparung enthält einen Raum, welcher bei der proximalen Endseite relativ zu dem Abdichtelement 30 angeordnet ist, und dient als abgedichteter Raum 31, welcher durch das Abdichtelement 30 definiert ist, so dass das distale Ende der Schnittstelle 29 (ein stromabwärtiges Ende des Leckagepfads in der Schnittstelle 29) zwischen der inneren Peripherie des zylindrischen Teils 16 und der äußeren Peripherie des Mundstücks 20 dem abgedichteten Raum 31 gegenüberliegt. Wenn Flüssigkeit in dem Behälterkörper 12 durch den Leckagepfad in der Schnittstelle 29 austritt, strömt dieses in den abgedichteten Raum 31, um durch das Abdichtelement 30 blockiert zu werden.
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Ferner ist der Stützring 32 in der Aufnahmeaussparung 28 aufgenommen. Der Stützring 32 ist in einer ringförmigen Gestalt ausgebildet und stößt von der Seite gegenüberliegend zu dem abgedichteten Raum 31 (d. h. der Seite, welche zu der distalen Endfläche 16S des zylindrischen Teils 16 und der Stufenfläche 20S des Mundstücks 20 offen ist) gegen das Abdichtelement 30 oder kommt nahe an dieses heran, wodurch dieser dem Abdichtelement 30 entgegensteht. Der Stützring 32 verhindert, dass sich das Abdichtelement 30 in der Aufnahmeaussparung 28 hin zu der Seite der distalen Endfläche 16S und der Stufenfläche 20S bewegt.
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Der Halter 33 ist aus einem Metall, wie einer Aluminiumlegierung, hergestellt. Der Halter 33 ist in einer zylindrischen Gestalt ausgebildet und ist koaxial zu dem zylindrischen Teil 16 und dem Mundstück 20. Wie in den 2, 9 und 10 gezeigt ist, besitzt der Halter 33 eine zylindrische Umfangswand 34 und einen Halteabschnitt 35, welcher von einem distalen Ende der Umfangswand 34 in der Gestalt einer ringförmigen Platte radial nach innen vorsteht. Der Halter 33 wird von der distalen Endseite der Mundstückstruktur 15 mit dem Mundstück 20 und dem zylindrischen Teil 16 zusammengebaut, um durch die Mutter 36 fixiert zu werden, die in dem zusammengebauten Zustand mit dem Außengewinde in Eingriff steht. Wenn sich der Halter 33 in dem zusammengebaut Zustand befindet, stößt die Umfangswand 34 an den zylindrischen Teil 16 oder kommt nahe an diesen heran, um den äußeren Umfang bzw. die äußere Peripherie des zylindrischen Teils 16 über einen gesamten Umfang zu umgeben, und der Halteabschnitt 35 stößt gegen die Stufenfläche 20S des Mundstücks 20 und ist in einem Zustand ohne Kontakt mit einem kleinen Spalt gegenüberliegend zu der distalen Endfläche 16S des zylindrischen Teils 16 angeordnet.
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Die Umfangswand 34 besitzt eine innere Peripherie mit einem distalen Ende, welches mit einem Druckabschnitt 37 ausgebildet ist, der radial nach innen vorsteht. Der Druckabschnitt 37 ist derart ausgebildet, dass dieser koaxial zu der Umfangswand 34 (dem zylindrischen Teil 16) ist. Ein Ausbildungsbereich des Druckabschnitts 37 in der Richtung einer axialen Linie O bedeckt einen Bereich entsprechend dem distalen Ende der Aufnahmeaussparung 28, das heißt, einen Bereich, welcher bei der distalen Endseite relativ zu dem Abdichtelement 30 angeordnet ist (d. h. einer Position näher an einer Öffnung der Aufnahmeaussparung 28 als das Abdichtelement 30). Ferner besitzt der Druckabschnitt 37 eine Ausbildungsdimension, welche derart eingestellt ist, dass diese gleich oder geringfügig kleiner ist als ein äußerer Durchmesser des distalen Endes des zylindrischen Teils 16. Der Halteabschnitt 35 besitzt einen Beschränkungsvorsprung 38, welcher koaxial zu dem Mundstück 20 und dem zylindrischen Teil 16 ist und in einer ringförmigen Gestalt ausgebildet ist. Der Beschränkungsvorsprung 38 ist in der Aufnahmeaussparung 28 aufgenommen und stößt gegen den Stützring 32 oder kommt nahe an diesen heran, um gegenüberliegend zu dem Stützring 32 angeordnet zu sein.
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Nachfolgend ist ein Ausbildungsvorgang des Druckbehälters A beschrieben. Zunächst werden ein Abstandhalter 42 und das Mundstück 20 in Formen 40 und 41 eingesetzt, wie in 5 gezeigt ist. Der Abstandhalter 42 besitzt einen ringförmigen Abschnitt 43, welcher koaxial zu dem Mundstück 20 ist, und einen ringförmigen Formvorsprung 44, welcher von einer äußeren Umfangskante des ringförmigen Abschnitts 43 zu der proximalen Endseite des Mundstücks 20 vorsteht, wie in den 7 und 8 gezeigt ist. Der ringförmige Abschnitt 43 ist mit einer Mehrzahl von im Umfang beabstandeten Positionierungsöffnungen 45 ausgebildet. Der Abstandhalter 42 wird an den Formen 40 und 41 befestigt, während Positionierstifte 46 der Formen 40 und 41 in den jeweiligen Positionierungsöffnungen 45 eingepasst werden, so dass der Abstandhalter 42 positioniert ist, wie in 5 gezeigt ist. Das Mundstück 20 wird an den Formen 40 und 41 angebracht, während der Formvorsprung 44 in der äußeren Aussparung 24 davon eingepasst wird. Der Formvorsprung 44 besitzt eine äußere Peripherie, welche durch eine Dimension entsprechend der inneren Aussparung 17 hin zu der äußeren Umfangsseite des Mundstücks 20 vorsteht.
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Wenn der Abstandhalter 42 und das Mundstück 20 in den Formen 40 und 41 eingesetzt sind, wird geschmolzenes Harz in die Formen 40 und 41 geführt, so dass die Außenlage 11 geformt wird. Bei der Formgebung wird ein Blasformverfahren, ein Spritzgießverfahren oder dergleichen ausgeführt. Der Abstandhalter 42 wird entfernt, wenn das Harz ausgehärtet ist und die Außenlage 11 geformt wurde. Nach dem Entfernen des Abstandhalters 42 wird die Aufnahmeaussparung 28 ausgebildet. Die Formmatrizen 40 und 41, welche zum Formen des Bereichs der Außenlage 11 mit Ausnahme der inneren Aussparung 17 verwendet werden, sind in einer senkrechten Richtung zu der axialen Linie O des Mundstücks 20 (der Rechts-Links-Richtung in 5) geöffnet. Entsprechend würde zwangsläufig eine Trennlinie (nicht gezeigt) parallel zu der axialen Linie O auf der Oberfläche der geformten Außenlage 11 ausgebildet werden.
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Jedoch wird die Umfangsfläche (d. h. die innere Dichtfläche 19) der inneren Aussparung 17, welche die Aufnahmeaussparung 28 bildet, durch den Abstandhalter 42 geformt, welcher in der Richtung parallel zu der axialen Linie O des Mundstücks 20 und des zylindrischen Teils 16 bewegt wird, jedoch nicht durch die Formmatrizen 40 und 41, welche in der Richtung senkrecht zu der axialen Linie O geöffnet sind. Entsprechend tritt bei der inneren Dichtfläche 19 keine Trennlinie auf. Danach wird der Halter 33 mit dem Mundstück 20 und der Außenlage 11 zusammengebaut und die Mutter 36 wird festgezogen, so dass der Halter 33 an dem Mundstück 20 und der Außenlage 11 fixiert ist. Ferner wird an dem Mundstück 20 ein Ventil (nicht gezeigt) montiert. Die Herstellung der Mundstückstruktur 15 ist abgeschlossen.
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Wenn in dem Speicherabschnitt 10 (dem Behälterkörper 12) gespeicherte Flüssigkeit durch die Schnittstelle 29 zwischen dem zylindrischen Teil 16 und dem Abschnitt 23 mit größerem Durchmesser austritt, strömt diese in den abgedichteten Raum 31 und drückt das Abdichtelement 30 gegen die distale Endseite. Da das Abdichtelement 30 durch den Beschränkungsvorsprung 38 über den Stützring 32 jedoch an einer Bewegung hin zu der distalen Endesseite gehindert wird, wird das Abdichtelement 30 elastisch verformt, um einen Rauminhalt des abgedichteten Raums 31 zu vergrößern, wie in 4 gezeigt ist. Insbesondere wird das Abdichtelement 30 in der Richtung der axialen Linie O des Mundstücks 20 zusammengedrückt und dieses wird elastisch verformt, um sich radial auszubreiten. Diese elastische Verformung erhöht den Druck in dem Bereich des Abdichtelements 30, wo das Abdichtelement 30 dicht an der äußeren Dichtfläche 25 des Mundstücks 20 und der inneren Dichtfläche 19 des zylindrischen Teils 16 haftet, und erhöht ferner einen Bereich, wo das Abdichtelement 30 an der äußeren Dichtfläche 25 des Mundstücks 20 haftet und einen Bereich, wo das Abdichtelement 30 an der inneren Dichtfläche 19 des zylindrischen Teils 16 haftet. Folglich kann die Flüssigkeit in der Aufnahmeaussparung 28 zuverlässig daran gehindert werden, auszutreten.
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Ferner besitzt der Halter 33 die Umfangswand 34, welche die äußere Peripherie des zylindrischen Teils 16 umgibt. Gemäß dieser Konstruktion hindert die Umfangswand 34 den zylindrischen Teil 16 an einer Verschiebung nach radial außen, selbst wenn die elastische Rückverformungskraft des Abdichtelements 30 eine radial nach außen gerichtete Druckkraft auf den zylindrischen Teil 16 aufbringt. Darüber hinaus kann, da der Druckabschnitt 37 bei der inneren Peripherie der Umfangswand 34 ausgebildet ist, um den zylindrischen Teil 16 radial nach innen zu drücken, die Drück- bzw. Presswirkung des Druckabschnitts 37 die Verschiebung des zylindrischen Teils 16 nach radial außen zuverlässig verhindern. Dies kann eine zuverlässige Anhaftung des Abdichtelements 30 an der inneren Peripherie des zylindrischen Teils 16 und der äußeren Peripherie des Mundstücks 20 vorsehen, was dazu führt, dass eine hohe Dichtleistung erreicht werden kann. Ferner wird, wenn die elastische Rückverformungskraft des Abdichtelements 30 den zylindrischen Teil 16 nach radial außen verschiebt, ein Betrag der Verschiebung des zylindrischen Teils 16 bei der Öffnung (das heißt dem distalen Ende des zylindrischen Teils 16) der Aufnahmeaussparung 28 maximal. Der Druckabschnitt 37 wird dann näher an der Öffnung der Aufnahmeaussparung 28 als das Abdichtelement 30 angeordnet. Dies kann eine Verschiebung des zylindrischen Teils 16 nach radial außen effektiv verhindern.
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Die Mundstückstruktur 15 des Druckbehälters A der ersten Ausführungsform besitzt die synthetische Harz-Außenlage 11, welche den Behälterkörper 12 und den zylindrischen Teil 16, der zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Behälterkörpers 12 kommuniziert, bildet, das zylindrische Mundstück 20, welches dicht an der inneren Peripherie des zylindrischen Teils 16 montiert ist, und den Aufnahmeteil 39, welcher das Abdichtelement 30 aufnimmt. Der Aufnahmeteil 39 wird durch Ausnehmen der inneren Peripherie des zylindrischen Teils 16 und der äußeren Peripherie des Mundstücks 20 ausgebildet und besitzt die Aufnahmeaussparung 28, welche zu der Stufenfläche 20S des Mundstücks 20 und der distalen Endfläche 16S des zylindrischen Teils 16 offen ist. Das Abdichtelement 30 ist in der Aufnahmeaussparung 28 aufgenommen, während dieses dicht mit der inneren Umfang des zylindrischen Teils 16 und dem äußeren Umfang des Mundstücks 20 verbunden ist. Ferner ist der abgedichtete Raum 31 durch das Abdichtelement 30 in der Aufnahmeaussparung 28 definiert. Die Schnittstelle 29 zwischen der inneren Peripherie des zylindrischen Teils 16 und der äußeren Peripherie des Mundstücks 20 liegt dem abgedichteten Raum 31 gegenüber. Die Mundstückstruktur 15 enthält ferner den Halter 33, welcher bei der Seite gegenüberliegend dem abgedichteten Raum 31 vorgesehen ist, wobei das Abdichtelement 30 dazwischen eingefügt ist. Der Halter 33 verhindert, dass das Abdichtelement 30 in der Richtung verformt wird, dass die Kapazität bzw. der Rauminhalt des abgedichteten Raums 31 erhöht wird.
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Gemäß dieser Konstruktion blockiert das Abdichtelement 30 in dem abgedichteten Raum 31 die Flüssigkeit, welche von dem Behälterkörper 12 durch den Spalt in der Schnittstelle 29 zwischen dem zylindrischen Teil 16 und dem Mundstück 20 in die Aufnahmeaussparung 28 strömt. Entsprechend wird die Flüssigkeit daran gehindert, nach außerhalb des zylindrischen Teils 16 und des Mundstücks 20 auszutreten. Wenn der Druck der in den abgedichteten Raum 31 strömenden Flüssigkeit übermäßig hoch wird, wird das Abdichtelement 30 elastisch verformt, so dass dieses in der Richtung der axialen Linie O zwischen der Flüssigkeit und dem Halter 33 zusammengedrückt wird. Dies erhöht die Anhaftung des Abdichtelements 30 an der inneren Peripherie des zylindrischen Teils 16 und der äußeren Peripherie des Mundstücks 20. Entsprechend wird die Flüssigkeit zuverlässig daran gehindert, auszutreten.
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Die Aufnahmeaussparung 28 enthält die innere Aussparung 17, welche durch Ausnehmen der inneren Peripherie des zylindrischen Teils 16 ausgebildet wird, und die äußere Aussparung 24, welche durch Ausnehmen der äußeren Peripherie des Mundstücks 20 ausgebildet wird. Die innere Aussparung 17 besitzt die radiale Tiefe Da, welche kleiner eingestellt ist als die radiale Tiefe Db der äußeren Aussparung 24. Gemäß dieser Konstruktion wird, da Variationen der Dicke des aus dem synthetischen Harz hergestellten zylindrischen Teils 16 klein sind, eine Schrumpfung beim Formen des zylindrischen Teils 16 unterdrückt, was dazu führt, dass die Dimensions- bzw. Maßgenauigkeit des zylindrischen Teils 16 verbessert werden kann.
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Ferner ist der Stützring 32 in der Aufnahmeaussparung 28 vorgesehen. Der Stützring 32 stößt von der Seite gegenüberliegend zu dem abgedichteten Raum 31 gegen das Abdichtelement 30 oder kommt nahe an dieses heran. Folglich kann verhindert werden, dass das Abdichtelement 30 durch den Kontakt mit dem Halter 33 (dem Beschränkungsvorsprung 38) beschädigt wird. Ferner kann der Halter 33 mit dem Beschränkungsvorsprung 38 ausgebildet sein, welcher in der Aufnahmeaussparung 28 aufgenommen ist. Gemäß dieser Konstruktion kann der Halter 33 durch Aufnehmen des Beschränkungsvorsprungs 38 in der Aufnahmeaussparung 28 relativ zu dem zylindrischen Teil 16 und dem Mundstück 20 positioniert sein.
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Mit Bezug auf 11 ist eine zweite Ausführungsform beschrieben. Die Mundstückstruktur 50 für den Druckbehälter B gemäß der zweiten Ausführungsform besitzt bei der inneren Peripherie des zylindrischen Teils 52 der Außenlage 51 keine innere Aussparung, welche Peripherie den Aufnahmeteil 59 definiert. Die Aufnahmeaussparung 53 wird lediglich durch Ausnehmen der äußeren Peripherie des Mundstücks 54 ausgebildet. Ferner ist eine Dimension der Aufnahmeaussparung 53 in der Richtung der axialen Linie O kleiner eingestellt als diese der Aufnahmeaussparung 28 bei der ersten Ausführungsform. Der Stützring 55 und das Abdichtelement 56, welche beide in der Aufnahmeaussparung 53 aufgenommen sind, sind relativ zu den Positionen bei der ersten Ausführungsform hin zu der distalen Endseite (obere Seite in den 3, 4 und 11) verschoben. Ferner unterscheidet sich der Halter 57 hinsichtlich der Gestalt von dem Halter 33 bei der ersten Ausführungsform. Insbesondere besitzt der Halter 57 keinen Teil entsprechend dem Beschränkungsvorsprung 38 bei der ersten Ausführungsform und der Halteabschnitt 58 des Halters 57 ist derart verschoben, dass dieser gegen den Stützring 55 stößt oder nahe an diesen herankommt, um sich dadurch gegenüberliegend zu dem Stützring 55 zu befinden. Da der weitere Aufbau bei der zweiten Ausführungsform identisch zu diesem der ersten Ausführungsform ist, sind identische oder ähnliche Teile durch die gleichen Bezugszeichen wie diese bei der ersten Ausführungsform bezeichnet. Auf eine Beschreibung der Struktur, Arbeitsweise und des Effekts dieser identischen Teile wird verzichtet.
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Eine dritte Ausführungsform ist mit Bezug auf 12 beschrieben. Die Mundstückstruktur 60 für den Druckbehälter C gemäß der dritten Ausführungsform besitzt keine innere Aussparung bei der inneren Peripherie des zylindrischen Teils 62 der Außenlage 61, welche Peripherie den Aufnahmeteil 69 definiert. Die Aufnahmeaussparung 63 wird lediglich durch Ausnehmen der äußeren Peripherie des Mundstücks 64 ausgebildet. Ferner ist eine Dimension der Aufnahmeaussparung 63 in der Richtung der axialen Linie O kleiner eingestellt als diese der Aufnahmeaussparung 28 bei der ersten Ausführungsform. Der Stützring 65 und das Abdichtelement 66, welche beide in der Aufnahmeaussparung 63 aufgenommen sind, sind relativ zu den Positionen bei der ersten Ausführungsform hin zu der distalen Endseite verschoben. Ferner ist, obwohl die innere Peripherie des zylindrischen Teils 62 in gleicher Art und Weise wie bei der ersten Ausführungsform eine innere Dichtfläche 67 besitzt, welche sich parallel zu der axialen Linie O des Mundstücks 64 befindet, eine äußere Dichtfläche 68 der äußeren Peripherie des Mundstücks 64 relativ zu der axialen Linie O des Mundstücks 64 geneigt. Entsprechend besitzt die Aufnahmeaussparung 63 eine radiale Dimension, welche hin zu der distalen Endseite vergrößert ist. Ferner besitzt der Halter 70 bei der dritten Ausführungsform keinen Teil entsprechend dem Beschränkungsvorsprung 38 bei der ersten Ausführungsform, und der Halteabschnitt 71 des Halters 70 ist derart angeordnet, dass dieser gegen den Stützring 65 stößt oder nahe an diesen herankommt, um sich dadurch gegenüberliegend zu dem Stützring 65 zu befinden. Da der weitere Aufbau bzw. die weitere Konstruktion bei der dritten Ausführungsform identisch zu dieser bei der ersten Ausführungsform ist, sind identische oder ähnliche Teile durch die gleichen Bezugszeichen wie diese bei der ersten Ausführungsform bezeichnet. Auf eine Beschreibung der Struktur, der Arbeitsweise und des Effekts dieser identischen Teile wird verzichtet.
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Die vorstehenden Ausführungsformen sollen nicht beschränkend sein, sondern diese können folgendermaßen modifiziert oder erweitert sein.
- (1) Obwohl die Verschiebung des Abdichtelements hin zu der Seite der äußeren Oberfläche bei der ersten Ausführungsform durch Aufnehmen des bei dem Halter ausgebildeten Beschränkungsvorsprungs verhindert wird, kann der Halter eine Verschiebung des Abdichtelements hin zu der Seite der äußeren Oberfläche ohne das Ausbilden eines in der Aufnahmeaussparung aufzunehmenden Teils verhindern.
- (2) Obwohl die radiale Tiefe der inneren Aussparung des zylindrischen Teils bei der ersten Ausführungsform kleiner eingestellt ist als diese der äußeren Aussparung des Mundstücks, können die inneren und äußeren Aussparungen bei der ersten Ausführungsform die gleiche radiale Tiefe besitzen, oder die radiale Tiefe der inneren Aussparung des zylindrischen Teils ist größer eingestellt als diese der äußeren Aussparung des Mundstücks.
- (3) Obwohl der Raum, welcher die Aufnahmeaussparung bildet, bei der ersten Ausführungsform durch die innere Aussparung, welche durch Ausnehmen des zylindrischen Teils ausgebildet wird, und die äußere Aussparung, welche durch Ausnehmen des Mundstücks ausgebildet wird, aufgebaut ist, kann der Raum, welcher die Aufnahmeaussparung bildet, lediglich durch die innere Aussparung, welche durch Ausnehmen des zylindrischen Teils ausgebildet wird, oder lediglich durch die äußere Aussparung, welche durch Ausnehmen des Mundstücks ausgebildet wird, aufgebaut sein.
- (4) Obwohl der Halter bei jeder der ersten bis dritten Ausführungsformen mit dem Druckabschnitt ausgebildet ist, kann der Halter keinen Druckabschnitt aufweisen.
- (5) Obwohl der Halter und die Mutter bei jeder der ersten bis dritten Ausführungsformen unabhängige Teile sind, können Halter und Mutter ein einzelnes Bauelement darstellen.
- (6) Obwohl bei jeder der ersten bis dritten Ausführungsformen die äußere Oberfläche (die distale Endfläche) des zylindrischen Teils, zu welcher die Aufnahmeaussparung hin offen ist, eine Ebene darstellt, welche sich senkrecht zu der axialen Linie befindet, kann die äußere Oberfläche eine Ebene sein, welche relativ zu der axialen Linie geneigt ist, oder eine gekrümmte Oberfläche sein, welche die axiale Linie kreuzt.
- (7) Obwohl bei jeder der ersten bis dritten Ausführungsformen die äußere Oberfläche (die Stufenfläche) des Mundstücks, zu welcher die Aufnahmeaussparung hin offen ist, eine Ebene darstellt, welche sich senkrecht zu der axialen Linie befindet, kann die äußere Oberfläche eine Ebene sein, welche relativ zu der axialen Linie geneigt ist, oder eine gekrümmte Oberfläche sein, welche die axiale Linie kreuzt.
- (8) Obwohl bei jeder der ersten bis dritten Ausführungsformen der Ausbildungsbereich des Druckabschnitts in der Richtung der axialen Linie des Mundstücks dem Bereich bei der distalen Endseite relativ zu dem Abdichtelement entspricht, das heißt, dem Bereich, welcher nicht dem Abdichtelement entspricht, kann der Ausbildungsbereich des Druckabschnitts ein Bereich sein, welcher einem Teil oder einem gesamten Abdichtelement entspricht.
- (9) Obwohl der Halter bei sowohl der zweiten als auch der dritten Ausführungsform ohne das in der Aufnahmeaussparung aufgenommen Teil das Abdichtelement an einer Verschiebung hin zu der Seite der äußeren Oberfläche hindert, kann die Verschiebung des Abdichtelements hin zu der Seite der äußeren Oberfläche durch Aufnehmen eines bei dem Halter ausgebildeten Beschränkungsvorsprungs in der Aufnahmeaussparung verhindert werden.
- (10) Obwohl der Raum, welcher die Aufnahmeaussparung bildet, bei sowohl der zweiten als auch der dritten Ausführungsform lediglich durch die äußere Aussparung aufgebaut ist, welche durch Ausnehmen des Mundstücks ausgebildet wird, kann dieser Raum lediglich durch die innere Aussparung aufgebaut sein, welche durch Ausnehmen des zylindrischen Teils ausgebildet wird, oder durch eine innere Aussparung, welche durch Ausnehmen des zylindrischen Teils ausgebildet wird, und eine äußere Aussparung, welche durch Ausnehmen des Mundstücks ausgebildet wird, zusammen aufgebaut sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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