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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dichtungskörper und einen Gasdichtungsmechanismus.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Ein Dichtungskörper, in dem eine U-förmige Dichtung als Dichtungshauptkörper dient, ist geeignet, durch gleichzeitige Anwendung einer die Lippen spreizenden Feder eine hohe Dichtungswirkung auszuüben. Deshalb wird der Dichtungskörper als eine hermetische Dichtung beim Strömungskanal für ein Hochdruckgas benutzt, wie einem Hochdruck-Wasserstoffgas in einem Brennstoffzellen-Leistungserzeugungssystem, einem Brennstoffzellenfahrzeug, und so weiter (siehe beispielsweise die japanische veröffentlichte Patentanmeldung Nr. 2004-76870 (
JP 2004-76870 A )).
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In einem Falle, in dem ein Dichtungskörper, der gleichzeitig eine Feder benutzt, in einen Gasströmungskanal einbezogen ist, um Gas abzudichten, weist ein Gasströmungskanal auf einer Seite des Dichtungskörpers einen höheren Druck auf als jenen im Gasströmungskanal auf der anderen Seite. Beispielsweise weist in einem Falle, in dem ein Dichtungskörper benutzt wird, um einen Gasströmungskanal abzudichten, der mit einem Hauptströmungskanal verbunden ist, der sich von einem Hochdruckwasserstoffgastank, der Wasserstoffgas unter hohem Druck speichert, zu einer Brennstoffzelle erstreckt, ein Gasströmungskanal auf der Seite des Hauptgasströmungskanals einen höheren Gasdruck auf und der auf der anderen Seite des Dichtungskörpers einen niedrigeren Gasdruck. Normalerweise ändern sich die Pegel des Gasdrucks in den Gasströmungskanälen beiderseits des Dichtungskörpers nicht. Deshalb gibt es keine besonderen Schwierigkeiten bei der Aufrechterhaltung der Dichtungsfähigkeit. Wenn jedoch das im Tank gespeicherte Gas soweit verbraucht ist, daß die Restmenge nahezu Null wird, oder Gas vom anderen Strömungskanal mit niedrigem Druck in den Gasströmungskanal einströmt, kann zumindest zeitweilig eine Umkehrung der Gasdruckpegel der Gasströmungskanäle eintreten. Falls ein Dichtungskörper benutzt wird, um einen Strömungskanal abzudichten, der sich jeweils von einer Mehrzahl von Hochdruckgastanks aus erstreckende Hauptgasströmungskanäle verbindet, ist es wegen des Gasverbrauchs möglich, daß der Hauptgasströmungskanal vom Hochdruckgastank, der benutzt wird, um sich auf einer Hochdruckseite zu befinden, einen niedrigeren Druck aufweisen kann, als jenen des Hauptgasströmungskanals vom anderen Hochdruckgastank. Kurz nach dem Auftreten des Rückdrucks kehren die Gasdruckpegel in den Gasströmungskanälen auf beiden Seiten des Dichtungskörpers zum Originaldruckzustand zurück, d. h. zum Vorwärtsdruck. Jedoch ist nun unter dem Gesichtspunkt der Wiederherstellung der Dichtungsfähigkeit, wenn der Vorwärtsdruck zurückgewonnen wird, eine Art von Messung erforderlich, wann der Rückdruck eintritt. Es wird auch gefordert, die Größe und die Kosten des Dichtungskörpers zu reduzieren, der geeignet ist, sich mit dem Rückdruck zu befassen, oder die Konstruktion eines Gasdichtungsmechanismus, in dem der Dichtungskörper verwendet wird, zu vereinfachen und dessen Kosten zu reduzieren.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen zur Gasabdichtung benutzten Dichtungskörper. Der Dichtungskörper umfaßt einen Dichtungshauptkörper, in dem eine vertiefte Rinne durch Anordnung eines einander gegenüberliegenden Lippenpaars ausgebildet ist bzw. in dem eine vertiefte Rinne ausbildet ist durch Anordnen eines Paares von Lippen derart, daß sich die Lippen einander gegenüberstehen; einen elastischen Körper, der in die vertiefte Rinne eingesetzt ist und die Lippen spreizt; und einen starren Körper, der in den elastischen Körper eingefügt ist und die Verformung des elastischen Körpers aufgrund einer Verengung der vertieften Rinne auf einen elastischen Verformungsbereich begrenzt. Beim Auftreten einer Umkehrung der Gasdruckpegel in den Gasströmungskanälen auf beiden Seiten des Dichtungskörpers, d. h. beim Auftreten von Rückdruck, wird durch den Rückdruck die vertiefte Rinne verengt und der elastische Körper wird durch die Verengung der vertieften Rinne verformt. Selbst in diesem Falle beschränkt im Dichtungskörper der starre Körper die Verformung auf den elastischen Verformungsbereich und läßt keine plastische Verformung des elastischen Körpers zu. Deshalb kehrt der elastische Körper zu seinem vorherigen Zustand vor dem Auftreten des Rückdrucks zurück, wenn der Rückdruck abnimmt, und die Gasdruckpegel in den Gasströmungskanälen zu beiden Seiten des Dichtungskörpers zum ursprünglichen Druckzustand, d. h. dem Vorwärtsdruck, zurückkehren. Deshalb wird wegen des Dichtungskörpers, selbst wenn Rückdruck auftritt, sobald der Rückdruck abnimmt, ohne irgendein Problem die ursprüngliche Skalierbarkeit wiederhergestellt und der Dichtungskörper wird fortlaufend benutzt, wenn der Vorwärtsdruck wiederhergestellt ist. Deshalb ist es möglich, den Fortbestand der Abdichtung und die Lebensdauer der Dichtung zu verbessern. Der starre Körper wird nur in den elastischen Körper eingebaut und ist nicht an der Spreizung der Lippen durch den elastischen Körper beteiligt. Deshalb kann bei dem Dichtungskörper dieser Art die Größe des Dichtungskörpers ähnlich jener eines existierenden Dichtungskörpers sein und kann deshalb kompakt ausgeführt werden.
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Der starre Körper kann einen Schlitz aufweisen. Auf diese Weise durch den Einbau des starren Körpers in den elastischen Körper, unterbricht der Schlitz den Zusammenhang des starren Körpers, was dem starren Körper ein größeres Maß an Verformungsfreiheit gibt. Deshalb werden die Montierbarkeit und die Möglichkeit zum Einbau der starren Körpers in den elastischen Körper verbessert und die Kosten einschließlich der Zusammenbaukosten werden reduziert.
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Der elastische Körper kann eine Metallfeder sein und der starre Körper kann innerhalb der Feder eingesetzt sein. Auf diese Weise kann leicht ein existierender, keinen starren Körper besitzender Dichtungskörper benutzt werden, und die Vielseitigkeit wird erhöht. Gleichzeitig wird der starre Körper leicht in das Innere der Feder eingesetzt. Durch Verwendung der Metallfeder erhält der Dichtungskörper eine ausreichende elastische Kraft.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft einen Gasdichtungsmechanismus, der in einem durch ein Gehäuse gebildeten Gasströmungskanal eine Gasabdichtung bewirkt. Der Gasdichtungsmechanismus umfaßt einen in den Gasströmungskanal eingebauten Schaft und einen in einem Aufnahmebereich für den Dichtungskörper zwischen dem Schaft und dem Gehäuse untergebrachten Dichtungskörper. Der Dichtungskörper schließt einen Dichtungshauptkörper ein, in dem eine vertiefte Rinne durch Anordnung eines Paars einander gegenüberliegender Lippen ausgebildet ist, einen elastischen, in die vertiefte Rinne eingesetzten und die Lippen spreizenden Körper, und einen starren Körper, der in den elastischen Körper eingesetzt ist und die Verformung des elastischen Körpers aufgrund einer Verengung der vertieften Rinne auf einen elastischen Verformungsbereich beschränkt. Der Dichtungskörper ist in dem Aufnahmebereich für den Dichtungskörper so untergebracht, daß eine Öffnungsseite der vertieften Rinne sich auf der Hochdruckseite des Dichtungskörpers im Gasströmungskanal befindet. Gemäß dem Gasdichtungsmechanismus wird problemlos die ursprüngliche Skalierfähigkeit wederhergestellt und der Gasdichtungsmechanismus wird fortlaufend benutzt und der Fortbestand der Abdichtung und die Lebensdauer der Dichtung werden verbessert.
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Die Erfindung kann in verschiedenen Formen verwirklicht werden. Beispielsweise kann die Erfindung zusätzlich zu verschiedenen Typen von in Gasströmungskanälen eingebauten Ventilmechanismen bei einem Fahrzeug angewandt werden, das einen Hochdruckgastank und eine Gas verbrauchende Vorrichtung, wie eine Brennstoffzelle, sowie einen die Vorrichtungen verbindenden Gasströmungskanal einschließt. Die Erfindung kann auch bei einer eine Brennstoffzelle und einen Hochdruckgastank aufweisenden, Leistung erzeugenden Anlage verwendet werden, die in Fabriken, Waren- oder Wohnhäusern eingebaut wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Merkmale; Vorteile und technische und gewerbliche Bedeutung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszahlen gleiche Elemente bezeichnen und:
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1 eine beispielsweise Ansicht ist, die einen Querschnitt einer schematischen Konstruktion eines Gasdichtungsmechanismus als eine Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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2 eine beispielsweise Ansicht ist, die eine Draufsicht auf und einen Querschnitt durch einen starren Ring eines Dichtungskörpers zeigt, der in den Gasdichtungsmechanismus eingeschlossen ist;
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3A und 3B erläuternde Ansichten sind, die Wirkungen des Gasdichtungsmechanismus gemäß der Ausführungsform zusammen mit dem Verhalten des Dichtungskörpers zeigen;
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4A und 4B erläuternde Ansichten sind, die das Verhalten eines existierenden Dichtungskörpers in einem existierenden Gasdichtungsmechanismus zeigen, in dem der starre Ring nicht vorhanden ist;
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5 eine erläuternde Ansicht ist, die eine Draufsicht auf und einen Querschnitt durch einen starren Ring gemäß einer anderen Ausführungsform zeigt;
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6A und 6B Querschnitte eines Dichtungskörpers gemäß noch einer weiterem Ausführungsform sind, die das Verhalten des Dichtungskörpers bei einer Dichtungsbedingung mit Vorwärtsdruck und bei einer Dichtungsbedingung mit Rückwärtsdruck erläutern; und
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7 eine erläuternde Ansicht ist, die einen Abschnitt einer schematischen Konstruktion eines Gasdichtungsmechanismus gemäß einer anderen Ausführungsform zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Basierend auf den Zeichnungen werden unten Ausführungsformen der Erfindung erläutert. Die 1 ist eine erläuternde Ansicht, die einen Querschnitt einer schematischen Konstruktion eines Gasdichtungsmechanismus 10 als eine Ausführungsform der Erfindung zeigt, und 2 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Draufsicht auf und einen Querschnitt durch einen starren Ring 30 eines Dichtungskörpers 20 zeigt, der in den Gasdichtungsmechanismus 10 eingeschlossen ist.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt, umfaßt der Gasdichtungsmechanismus 10 einen Schaft 14 und den Dichtungskörper 20, um in dem von einem Gehäuse 12 ausgebildeten Gasströmungskanal GL eine Gasdichtung zu bewirken. Der Schaft 14 ist in den Gasströmungskanal GL einbezogen und besitzt einen Bereich 16 zur Aufnahme des Dichtungskörpers in einer äußeren Umfangswand des Schafts 14. Der den Dichtungskörper aufnehmende Abschnitt 16 ist als Ausnehmung um den äußeren Umfang des Schafts 14 ausgebildet und nimmt den später beschriebenen Dichtungskörper 20 mit etwas Raum in Achsrichtung des Schafts auf, und empfängt den später beschriebenen starren Ring 30 auf einer Abdeckwand in 1, um so zu verhindern, daß der Dichtungskörper 20 aus dem Bereich 16 zur Aufnahme des Dichtungskörpers fällt. Die Abdeckwand des Bereichs 16 zur Aufnahme des Dichtungskörpers kann durch Aufstecken oder Festschrauben der Abdeckwand am oberen Teil des Schafts 14 in 1 vorgesehen werden. Auf diese Weise wird der Einbau des später beschriebenen Dichtungskörpers 20 einfach und leicht.
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Der Dichtungskörper 20 schließt einen ringförmigen Dichtungshauptkörper 21, eine Feder 22 und den starren Ring 30 ein. Der Dichtungshauptkörper 21 ist ein Harzerzeugnis mit Beständigkeit gegenüber dem abzudichtenden Gas. Wenn beispielsweise der Gasdichtungsmechanismus 10 benutzt wird, um Hochdruckwasserstoffgas abzudichten, besteht der Dichtungskörper 20 aus einem Harz wie Polytetrafluorethylen (PTFE) und hochdichtem Polyethylen, um eine elastische Kraft aufzuweisen, und bildet durch Anordnung eines Paars von einander zugewandten Lippen 21a, 21b eine vertiefte Rinne 21c. Der Dichtungshauptkörper 21 kann eine vorhandene U-förmige, aus PTFE gefertigte Dichtung sein.
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Die Feder 22 ist ein geformtes Produkt, das durch Verformen einer Federstahlplatte in einen kreisförmigen Gegenstand mit V-förmigem Querschnitt erhalten wird, und das elastisch in eine Richtung zurückfedert, in der sich das geöffnete Ende des V erweitert, wenn das Öffnungsende verengt wird. Die Feder 22 ist in die vertiefte Rinne 21c des Dichtungshauptkörpers 21 eingesetzt, spreizt die Lippen 21a und 21b gegen eine innere Umfangswandung des Gehäuses 12 und eine innere Umfangswandung des Bereichs 16 zur Aufnahme des Dichtungskörpers. Durch den Druck auf die Lippen erreicht der Dichtungskörper 20 eine Gasabdichtung im Gasströmungskanal GL.
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Wie in 2 gezeigt, besitzt der starre Ring 30 eine kreisförmige Gestalt und das untere Ende des Rings verjüngt sich konisch. Der starre Ring 30 ist derart innerhalb der Feder 22 angeordnet, daß seine konische untere Endseite zum Boden der Feder 22 gelangt und die konischen Oberflächen der inneren Oberfläche der Feder 22 zugewandt sind. In diesem Falle ist der starre Ring 30 so ausgebildet, daß seine Querschnittsform nicht derart mit der Feder 22 zusammenwirkt, daß sie eine Ausspreizung der Lippen verursacht. Außerdem ist der starre Ring 30 so geformt, daß er die Innenfläche der Feder 22 abstützt und die Verformung der Feder 22 in einem elastischen Verformungsbereich begrenzt, wenn die Feder 22 so zusammengedrückt wird, daß sich das offene Ende der Feder 22 verengt. Insbesondere hat der konische Bereich des starren Rings 30 eine vorgegebene Dicke, die geeignet ist, die Innenfläche der zusammengedrückten Feder 22 abzustützen und die Verformung der Feder 22 im elastischen Verformungsbereich zu begrenzen. Der starre Ring 30 muß nur einer Druckkraft widerstehen, wenn die Feder 22 wie oben festgestellt zusammengedrückt wird und kann deshalb ein aus Metall, einer Leichtbaulegierung oder einem hochfesten Harz geformtes Produkt sein.
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Der wie oben konstruierte Dichtungskörper 20 wird vom Bereich 16 des Schafts 14 zur Aufnahme des Dichtungskörpers aufgenommen. Somit dichtet der Dichtungskörper 20 den Gasströmungskanal GL ab und unterteilt diesen in 1 quer zum Dichtungskörper 20 in einen stromauf gelegenen Gasströmungskanal GLu und einen stromab gelegenen Gasströmungskanal GLd. Der Gasdichtungsmechanismus 10 gemäß dieser Ausführungsform dichtet den Gasströmungskanal GL unter der Annahme ab, daß der stromauf gelegene Gasströmungskanal Glu die Seite des Gashochdrucks ist und der stromab gelegene Gasströmungskanal Gld die Seite des niedrigen Gasdrucks. Ein Dichtungszustand mit den vorstehend genannten Gasdrücken wird als Dichtungszustand mit Vorwärtsdruck bezeichnet. Beim Dichtungszustand mit Vorwärtsdruck ist der Dichtungskörper 20 so angeordnet, daß die Öffnungsseite der vertieften Rinne 21c sich auf der Seite des stromauf gelegenen Strömungskanals Glu befindet, der der Strömungskanal GL auf der Hochdruckseite des Dichtungskörpers 20 ist.
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Der Gasdichtungsmechanismus 10 gemäß dieser Ausführungsform mit der oben erläuterten Konstruktion besitzt die folgenden Vorteile. Die 3A und 3B sind erläuternde Ansichten, die die Wirkungen des Gasdichtungsmechanismus 10 gemäß der Ausführungsform zusammen mit dem Verhalten des Dichtungskörpers 20 erläutern, und die 4A und 4B sind erläuternde Ansichten, die das Verhalten eines existierenden Dichtungskörpers Js in einem existierenden Gasdichtungsmechanismus Jsm zeigen, in dem der starre Ring 30 nicht vorgesehen ist.
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Wenn der Gasdichtungsmechanismus 10 in dem in 3A gezeigten Dichtungszustand mit Vorwärtsdruck den Gasströmungskanal GL abdichtet, kann aus einigen Gründen ein Rückdruck auftreten. Mit anderen Worten, der Gasdruck auf der Seite des stromab gelegenen Gasströmungskanals GLd kann höher werden als jener auf der Seite des stromauf gelegenen Gasströmungskanals Glu. Der Dichtungszustand beim Auftreten des Rückdrucks wird als Rückdruckdichtungszustand bezeichnet. Die 3B zeigt das Verhalten des Dichtungskörpers 20 beim Rückdruckdichtungszustand. Die vertiefte Rinne 21c verengt sich, wenn auf die Lippe 21a eine Kraft einwirkt, die durch den Druckunterschied eingeleitet wird, der den Rückdruck verursacht hat. Auch die Feder 22 nimmt über die Lippe 21a die Kraft durch die Druckdifferenz auf und erfährt eine Druckverformung, wenn sich die vertiefte Rinne verengt. Selbst falls die Feder 22 eine Druckverformung erfährt, wird die der Druckverformung unterworfene Feder 22 von dem bereits in der Feder eingesetzten starren Ring 30 aufgenommen. Deshalb wird die Druckverformung der Feder 22 durch den starren Ring 30 im Bereich der elastischen Verformung gehalten und eine plastische Verformung der Feder 22 findet nicht statt.
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Sobald ein den Rückdruck verursachender Faktor entfernt ist und der Rückdruck absinkt, wird der Gasdruck auf der stromauf gelegenen Seite des Strömungskanals GLu höher als jener auf der stromab gelegenen Seite des Strömungskanals GLd, und der Vorwärtsdruck wird wiederhergestellt. Wegen der Wiederherstellung des Vorwärtsdrucks springt die Feder 22 wieder elastisch zurück und kehrt in den Zustand vor dem Auftreten des Rückdrucks zurück, und der Dichtungskörper 20 kehrt in den in 3A gezeigten, den Vorwärtsdruck abdichtenden Zustand zurück. Zu diesem Zeitpunkt ist die Feder 22 nur innerhalb des elastischen Verformungsbereichs verformt, obwohl die Feder 22 durch den Rückdruck eine Druckverformung erfahren hat. Also trat keine plastische Verformung ein. Deshalb spreizt die Feder 22 die Lippe 21a und die Lippe 21b in ähnlicher Weise in den Zustand vor dem Auftreten des Rückdrucks. Somit wird mit dem Gasdichtungsmechanismus 10 mit dem Dichtungskörper 20 der Ausführungsform ohne irgendeine Schwierigkeit die ursprüngliche Abdichtungsfähigkeit wiederhergestellt, wenn nach dem Auftreten des Rückdrucks der Vorwärtsdruck wieder hergestellt ist, und der Dichtungskörper 20 und der Gasdichtungsmechanismus 10 werden fortlaufend benutzt. Somit sind die Kontinuität der Abdichtung und die Lebensdauer der Dichtung verbessert.
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Andererseits wird beim existierenden Gasdichtungsmechanismus Jsm, wenn der Rückdruck auftritt, so daß der in 4A gezeigte Vorwärtsdruckdichtungszustand in den in 4B gezeigten Rückdruckdichtungszustand verändert wird, eine vertiefte Rinne 21c verengt und ähnlich dieser Ausführungsform findet entsprechend dieser Verengung eine Druckverformung einer Feder 22 statt. Beim existierenden Gasdichtungsmechanismus Jsm wird die in den existierenden Dichtungskörper Js eingeschlossene Feder 22 jenseits eines elastischen Verformungsbereichs verformt (ist einer Druckverformung unterworfen) und könnte eine plastische Verformung erfahren. In diesem Falle ist die Feder 22, wenn der Vorwärtsdruck nach dem Abnehmen des Rückdrucks wieder aufgebaut wird, nicht fähig, elastisch in den früheren Zustand vordem Auftreten des Rückdrucks zurückzukehren und kann deshalb die Lippen 21a und 21b nicht ausreichend spreizen. Deshalb besteht bei dem den existierenden Dichtungskörper Js aufweisenden existierenden Gasdichtungsmechanismus Jsm keine Möglichkeit, die ursprüngliche Dichtungsfähigkeit zurückzugewinnen, wenn nach dem Auftreten des Rückdrucks der Vorwärtsdruck wieder hergestellt ist, weshalb die Abdichtung weniger zuverlässig ist.
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Ein die Wiedergewinnung der Dichtungsfähigkeit betreffender Test wurde beim Gasdichtungsmechanismus 10 gemäß dieser in den 3A und 3B dargestellten Ausführungsform und bei dem in den 4A und 4B dargestellten existierenden Gasdichtungsmechanismus durchgeführt. Zunächst wurden beide Gasdichtungsmechanismen mit 70 MPa (Druck auf der stromauf gelegenen Seite unter normalen Bedingungen) in den Dichtungszustand unter Vorwärtsdruck versetzt, und dann mit 70 MPa in den Dichtungszustand mit Rückdruck, wobei die Druckpegel auf der stromauf gelegenen Seite und der stromab gelegenen Seite umgekehrt wurden. Danach wurde die Dichtungsqualität gemessen, wenn der Dichtungszustand mit Vorwärtsdruck von 70 MPa wieder hergestellt war. Als Ergebnis wurde beim Gasdichtungsmechanismus 10, bei dem eine plastische Verformung der Feder 22 nicht auftritt, eine gute Dichtungsfähigkeit wiederhergestellt. Andererseits wurde beim existierenden Gasdichtungsmechanismus Jsm Gasleckage beobachtet. Als Grund wird angenommen, daß die Dichtungsfähigkeit beim existierenden Gasdichtungsmechanismus Jsm wegen einer plastischen Deformation der Feder 22 nicht wieder hergestellt wurde.
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Beim Dichtungskörper 20 dieser Ausführungsform ist es nur erforderlich, den starren Ring 30 in das Innere der Feder 22 einzusetzen, und der starre Ring 30 ist nicht von der Ausdehnung der Feder 22 und beider Lippen 21a und 21b betroffen. Deshalb kann in Übereinstimmung mit dem Dichtungskörper dieser Ausführungsform die Größe des Dichtungskörpers ähnlich jenem des Dichtungskörpers Js und daher kompakt sein. Der Dichtungskörper 20 gemäß dieser Ausführungsform kann leicht durch den existierenden Dichtungskörper Js ersetzt werden und besitzt dadurch eine große Vielseitigkeit. Deshalb erhält der Dichtungskörper 20 durch Verwendung der metallischen Feder 22 ausreichend elastische Kraft.
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Als Nächstes wird eine zweite Ausführungsform erläutert, Die 5 ist eine erläuternder Ansicht, die eine Draufsicht auf und einen Querschnitt durch einen starren Ring 30A gemäß einer anderen Ausführungsform. Wie in 5 gezeigt, besitzt der starre Ring 30A in einer Seitenwand einen Schlitz 31. Deshalb wird beim Einsetzen des starren Rings 30A in eine Feder 22 durch den Schlitz 31 der Freiheitsgrad einer Formänderung erhöht. Als Ergebnis werden die Montagefähigkeit- und die Fähigkeit zum Einbauen des starren Rings 30A innerhalb der Feder 22 erhöht und die Kosten einschließlich der Zusammenbaukosten werden reduziert.
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Die 6A und 6B sind Querschnitte durch einen Dichtungskörper 20B gemäß einer dritten Ausführungsform, die das Verhalten des Dichtungskörpers 20B bei einem Vorwärtsdruckdichtungszustand und einem Rückdruckdichtungszustand erläutern. Wie in den 6A und 6B gezeigt, schließt der Dichtungskörper 20B einen Dichtungshauptkörper 21, eine Feder 22B und einen starren Ring 30B ein, ähnlich dem Dichtungskörper 20 gemäß der vorigen Ausführungsform. Im Dichtungshauptkörper 21 wird die Feder 22B, die eine ringförmige Sprungfeder ist, in eine von Lippen 21a und 21b gebildete, vertiefte Rinne 21c eingesetzt und in ihr aufgenommen. In Kürze, durch Anbringen und Einsetzen der Sprungfeder mit gegebener Länge innerhalb der vertieften Rinne 21c, weist die Feder 22B eine ringförmige Gestalt auf und wird in der vertieften Rinne 21c untergebracht. Der starre Ring 30B ist ein stabförmiger Körper mit kreisförmigem Querschnitt. Dieser eine gegebene Länge besitzende stabförmige Körper wird in die aus einer Sprungfeder gefertigte Feder 22B von einer geeigneten Position aus eingesetzt. Somit ist der starre Ring 30B innerhalb der Feder 22B eingebaut. Wie bei einem in 6B gezeigten Rückdruckdichtungszustand dargestellt, beschränkt der starre Ring 30B die Verformung der Feder 22B innerhalb eines elastischen Verformungsbereichs, wenn die Feder 22b einer Druckbelastung ausgesetzt ist, so daß die Kreisform der Feder 22B in eine elliptische Form gedrückt wird, wenn die vertiefte Rinne 21c verengt wird. In Kürze, der starre Ring 30B hat einen Durchmesser, der die oben erwähnte Verformung der Feder 22B aufgrund der Verengung der vertieften Rinne 21c innerhalb des elastischen Verformungsbereichs beschränkt. Durch den Dichtungskörper 20B gemäß dieser Ausführungsform wird die Druckverformung der Feder 22B aufgrund des Rückdrucks innerhalb des elastischen Verformungsbereichs gehalten und eine plastische Verformung der Feder 22B wird nicht zugelassen. Deshalb wird die Skalierfähigkeit ohne irgendeine Schwierigkeit wiederhergestellt, wenn nach dem Auftreten eines Rückdrucks der Vorwärtsdruck wieder aufgebaut wird, und der Dichtungskörper 20B wird fortlaufend benutzt, wodurch die Kontinuität der Abdichtung und die Lebensdauer der Dichtung verbessert werden.
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Die 7 ist eine erläuternde Ansicht, die einen Querschnitt einer schematischen Konstruktion eines Gasdichtungsmechanismus 10A gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt. Wie in 7 gezeigt, ist beim Gasdichtungsmechanismus 10A ein schaftförmiger Körper 14 ein vorspringender Körper und ein Stufenteil des schaftförmigen Körpers 14 dient als ein Aufnahmebereich 16 für den Dichtungskörper 20. Der Gasdichtungsmechanismus 10A schließt auch einen Flanschteil 13 an einer inneren Umgangswandung des Gehäuses 12 ein, und der Flanschteil 13 dient als eine Deckwand für den Aufnahmebereich 16 für den Dichtungskörper. Entsprechend dem Gasdichtungsmechanismus 10A dieser Ausführungsform ist eine plastische Verformung einer Feder 22 nicht möglich, selbst wenn Rückdruck auftritt. Deshalb werden die vorstehenden Wirkungen erhalten. Außerdem wird die Einbaufähigkeit des Dichtungskörpers 20 verbessert, weil es nur erforderlich ist, den Dichtungskörper 20 auf dem Stufenteil des Schaftkörpers 14 anzubringen.
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Die Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt und kann mit verschiedenen Konstruktionen realisiert werden, ohne vom wesentlichen Kern der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können die technischen Merkmale der Ausführungsformen ersetzt oder kombiniert werden, um einen Teil oder alle der vorher festgestellten Probleme zu lösen, oder um einen Teil oder alle der vorgenannten Wirkungen zu erreichen. Die technischen Merkmale können, soweit es geeignet erscheint, weggelassen werden, sofern die Merkmale in dieser Beschreibung nicht als zwingend erforderlich erläutert werden.
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Bei den vorstehenden Ausführungsformen ist der Aufnahmebereich 16 für den Dichtungskörper an der äußeren Umfangswandung des Schaftkörpers 14 ausgebildet, er kann aber auch an der inneren Umfangswand des Gehäuses 12 ausgebildet sein. In diesem Falle muß das in 1 gezeigte Gehäuse 12 nur eine ausreichende Dicke besitzen, um den Aufnahmebereich 16 für den Dichtungskörper zu bilden.
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Bei den vorstehenden Ausführungsformen werden die Feder 22, die durch Verformen einer Federstahlplatte in einen kreisförmigen Gegenstand mit V-förmigem Querschnitt erhalten wird, und die Feder 22B, die eine kreisförmig gestaltete Sprungfeder ist, in die vertiefte Rinne 21c eingesetzt und in ihr untergebracht. Jedoch kann anstelle der Federn jeder elastische Körper verwendet werden, der eine elastische Kraft erzeugt und ein Paar von Lippen durch Anwendung der elastischen Kraft spreizen kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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