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GEBIET
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Vorliegende Erfindung betrifft eine Konfiguration zum Blockieren eines Durchlassendbereichs einer in einem Hauptkörper vorgesehenen Öldruckkreis-Öffnung.
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HINTERGRUND
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Im Zusammenhang mit einer Öffnung eines Öldruckweges oder eines Schiebers, die in einem Hauptkörper einer Öldruckvorrichtung vorgesehen ist, ist ein bestimmtes Verfahren bekannt. Bei diesem Verfahren wird die Öffnung auf solche Weise vorgesehen, dass diese sich hinsichtlich einer Außenfläche des Hauptkörpers öffnet, und danach wird ein Durchlassendbereich dieser Öldruckkreis-Öffnung mit einem Stopfen verschlossen. Der Stopfen hat vorliegend einen Schaftbereich und einen Kopfbereich. Ein Außengewindebereich ist an einem vorderen Ende des Schaftbereichs vorgesehen, während der Kopfbereich an einem Basisendbereich des Schaftbereichs angeordnet ist. Der Kopfbereich ist vorliegend ein Bereich, an dem ein Festspannwerkzeug wie beispielsweise ein Spannschlüssel angesetzt wird. Der Kopfbereich ist polygonal säulenförmig ausgebildet und hat einen größeren Außendurchmesser als der Schaftbereich. Eine Aufnahmenut ist an dem Basisendbereich des Schafts vorgesehen, damit ein Dichtungsring angeordnet werden kann. Die Aufnahmenut ist vorliegend eine ringförmige Vertiefung. Ein Außendurchmesser der Aufnahmenut ist kleiner bemessen als der des Schaftbereichs.
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Wenn dieser Stopfen verwendet und der Durchlassendbereich der Öldruckkreis-Öffnung verschlossen wird, wird der Stopfen unter Zwischenschaltung des in der Aufnahmenut befestigten Dichtungsrings mit dem Durchlassendbereich der Öldruckkreis-Öffnung verschraubt. Erfolgt die Verschraubung des Stopfens mit der Öldruckkreis-Öffnung unter Anwendung eines voreingestellten Normdrehmoments, wird der zwischen dem Stopfen und einer inneren Peripherie der Öldruckkreis-Öffnung komprimierte Dichtungsring durch eine äußere Peripherie der Aufnahmenut und die innere Peripherie der Öldruckkreis-Öffnung mit Druck beaufschlagt. Dies führt zu einer Abdichtung der Öldruckkreis-Öffnung und des Stopfens (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1 und 2).
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Um zu verhindern, dass zwischen der Öldruckkreis-Öffnung und dem Stopfen Öl austritt, muss ein Zustand beibehalten werden, in dem der Stopfen ohne Gegenbewegung mit der Öldruckkreis-Öffnung verschraubt ist. Mit anderen Worten: wenn kontinuierlich eine axiale Kraft auf den Stopfen wirkt, lässt sich der Zustand, in dem der Dichtungsring durch die äußere Peripherie der Aufnahmenut und die innere Peripherie der Öldruckkreis-Öffnung mit Druck beaufschlagt wird, beibehalten und verhindern, dass Öl zwischen der Öldruckkreis-Öffnung und dem Stopfen austritt. Die auf den Stopfen wirkende Axialkraft ist eine Reaktionskraft einer elastischen Verformung in einer Längsrichtung. Die auf den Stopfen wirkende Reaktionskraft entsteht, wenn der Stopfen mit der Öldruckkreis-Öffnung verschraubt wird. Im Fall des oben genannten Stopfens ist der Außendurchmesser der Aufnahmenut kleiner bemessen als der des äußeren Schaftbereichs, wodurch die axiale Kraft auf den Stopfen wirkt, weil sich ein Bereich, in dem die Aufnahmenut angeordnet ist, im Zuge des Verschraubens des Stopfens mit der Öldruckkreis-Öffnung in der Längsrichtung elastisch verformt.
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In dem Schaftbereich jedoch kann bezüglich eines Grads der elastischen Verformung des Bereichs, in dem die Aufnahmenut vorgesehen ist, nur ein geringer Grad erwartet werden. Es kann daher vorkommen, dass sich die Axialkraft zum Beispiel unter dem Einfluss einer Alterung zerstreut und der Stopfen lockert, selbst wenn an dem Kopfbereich des Stopfens, der eine Lagerfläche bilden muss, nur eine geringe Verformung oder Lockerung auftritt. Aus diesem Grund ist es möglich, dass Öl aus einem Spalt zwischen dem Stopfen und der inneren Peripherie der Öldrucköffnung austritt. Das vorstehende Problem ist insbesondere auch offensichtlich im Fall eines Stopfens, der zum Sperren eines Öldruckweges oder zum Verschließen einer Schieberöffnung in einem Hauptkörper der Öldruckvorrichtung angeordnet ist. Der Grund dafür ist ein extrem hoher Öldruck von etwa 480 Normatmosphären, der wiederholt auf den Stopfen wirkt.
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Zum anderen beschreibt Patentliteratur 3 einen Stopfen zum Verschließen eines Ölfilters eines Betriebsölbehälters. Hier ist der Stopfen zum Verschließen eines Öleinfüllstutzens vorgesehen, wobei zwischen dem Stopfen und dem Öleinfüllstützen eine Zwischenlegscheibe vorgesehen ist.
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ZITIERTE DOKUMENTE
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PATENTLITERATUR
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- Patentliteratur 1: Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 5-288281
- Patentliteratur. 2: Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2013-29126
- Patentliteratur 3: Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2007-78094
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ÜBERSICHT
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Technisches Problem
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Eine in Patentliteratur 3 beschriebene Stopfenkonfiguration mit einem Stopfen, einer Zwischenlegscheibe, einer Dichtung und einer Verriegelungseinheit wird in einem Bereich eingesetzt, auf den ein extrem niedriger Öldruck wirkt. Der Stopfen soll hier nicht ein Stopfen sein, der zum Absperren eines Öldruckweges oder zum Verschließen einer Schieberöffnung in einem Hauptkörper einer Öldruckvorrichtung angeordnet ist und auf den ein hoher Öldruck ausgeübt wird. Es sei ein Fall angenommen, in dem ein Festspanndrehmoment auf einen hohen Wert eingestellt ist, so dass dieses auf einen Hochdruckbereich ausgeübt werden kann. Ein Flansch dehnt sich aus und verformt sich, was zur Entstehung eines Spalts zwischen dem Flansch und der Zwischenlegscheibe und infolgedessen zu einem Ölaustritt führt.
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In Anbetracht der vorstehend beschriebenen Situation ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Konfiguration zum Verschließen einer Öldruckkreis-Öffnung anzugeben, die über eine längere Zeit verhindern kann, dass Öl aus der Öldruckkreis-Öffnung austritt.
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Problemlösung
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Zur erfindungsgemäßen Lösung des vorstehenden Problems bei einer Konfiguration zum Verschließen einer Öldruckkreis-Öffnung, bei der ein Stopfen mit einem Durchlassendbereich der in einem Hauptkörper vorgesehenen Öldruckkreis-Öffnung verschraubt ist, der Stopfen einen an einem vorderen Ende eines Schaftbereichs angeordneten Außengewindebereich hat und einen an einer äußeren Peripherie eines Basisendbereichs des Schaftbereichs befestigten Dichtungsring aufweist und der Dichtungsring (kann auch als O-Ring bezeichnet werden) zwischen der äußeren Peripherie des Schaftbereichs und einer inneren Peripherie der Öldruckkreis-Öffnung eingepresst wird, um die Öldruckkreis-Öffnung und den Stopfen abzudichten, hat der Stopfen: einen Flanschbereich mit einem größeren Außendurchmesser als der Schaftbereich, wobei der Flanschbereich an einem Bereich der Basisendseite einer Aufnahmenut, in der ein Dichtungsring befestigt ist, angeordnet ist; und einen polygonal säulenförmigen Kopfbereich, an dem ein Festspannwerkzeug angesetzt wird, wobei der Kopf an einem Bereich einer Basisendseite des Flanschbereichs angeordnet ist, der Flanschbereich einen Plattendickendurchmesser in einer Längsrichtung des Schaftbereichs hat, der kleiner ist als der Höhendurchmesser des Kopfbereichs, und der Kopfbereich einen Außendurchmesser gleich dem oder kleiner als ein Durchlass der Öldruckkreis-Öffnung hat und der Flanschbereich an eine Außenfläche des Hauptkörpers als Lagerfläche gedrückt wird, wenn der Stopfen mit Durchlassendbereich der Öldruckkreis-Öffnung verschraubt ist.
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Darüber hinaus hat der Durchlassendbereich der Öldruckkreis-Öffnung bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration zum Verschließen der Öldruckkreis-Öffnung gemäß vorliegender Erfindung einen abgeschrägten bzw. konischen Bereich, dessen Innendurchmesser in Richtung eines Öffnungsendes allmählich größer wird, wobei der Dichtungsring an eine innere Peripherie des konischen Bereichs gedrückt wird.
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Außerdem hat der Kopfbereich des Stopfens bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration zum Verschließen der Öldruckkreis-Öffnung gemäß vorliegender Erfindung den Außendurchmesser, der gleich einem oder kleiner als ein Außendurchmesser des Schaftbereichs ist.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Wenn bei vorliegender Erfindung im Zuge des Verschraubens eines Stopfens mit einem Durchlassendbereich einer Öldruckkreis-Öffnung, die an einem Hauptkörper angeordnet ist, eine axiale Kraft auf den Stopfen wirkt, krümmt und verformt sich ein Flanschbereich sowie ein Bereich, in dem eine Aufnahmenut vorgesehen ist, elastisch, weshalb sich ein Grad der elastischen Verformung des Stopfens in einer Längsrichtung erhöht. Selbst wenn an einer Lagerfläche des Stopfens eine plastische Verformung oder Lockerheit auftritt, die zum Beispiel die Folge einer Alterung ist, bleibt ein Zustand der elastischen Verformung erhalten, und es gibt keine Möglichkeit für eine Zerstreuung der axialen Kraft. Dementsprechend ist es weniger wahrscheinlich, dass sich der Stopfen über eine längere Zeit lockert, so dass ein Austreten von Öl aus der Öldruckkreis-Öffnung verhindert werden kann.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Schnittansicht zur Darstellung eines Hauptabschnitts einer Öldruckvorrichtung, bei welcher eine Konfiguration zum Verschließen einer Öldruckkreis-Öffnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
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2 ist eine Schnittansicht zur Darstellung eines Zustands vor dem Verschrauben eines Stopfens mit einem Hauptkörper der in 1 gezeigten Öldruckvorrichtung;
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3 ist eine Schnittansicht, die schematisch und vergrößert den Hauptabschnitt der in 1 dargestellten Öldruckvorrichtung zeigt.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUGNSFORMEN
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Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform einer Konfiguration zum Verschließen einer Öldruckkreis-Öffnung gemäß vorliegender Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen im Detail erläutert.
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1 zeigt in einer Ansicht einen Hauptabschnitt einer Öldruckvorrichtung, bei der eine Konfiguration zum Verschließen einer Öldruckkreis-Öffnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird. In der Öldruckvorrichtung, die hier als Beispiel beschrieben wird, ist eine Öldruckkreis-Öffnung 10 auf solche Weise vorgesehen, dass diese sich hinsichtlich einer Außenfläche 1a des Hauptkörpers 1 öffnet. Durch das Verschließen eines Durchlassendbereichs der Öldruckkreis-Öffnung 10 mit einem Stopfen 20 wird ein Öldruckweg 10A, der in dem Hauptkörper 1 vorgesehen ist, abgesperrt.
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Wie die 1 und 2 zeigen, hat die Öldruckkreis-Öffnung 10 des Hauptkörpers 1 einen Innengewindebereich 11 und einen konischen Bereich 12. Der Gewindebereich 11 wird vorliegend durch eine Gewindenut in einer inneren Peripherie der Öldruckkreis-Öffnung 10 bereitgestellt. Der konische (oder abgeschrägte) Bereich 12 ist in einem Bereich der Öldruckkreis-Öffnung 10 angeordnet, der näher zu einer Öffnungsseite als zu dem Innengewindebereich 11 liegt. Ein Innendurchmesser des konischen Bereichs 12 nimmt in einer Richtung des Öffnungsendes allmählich zu.
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Zum anderen sind in dem Stopfen 20, der den Durchlassendbereich der Öldruckkreis-Öffnung 10 verschließt, ein Schaftbereich 21, ein Flanschbereich 22 und ein Kopfbereich 23 aus Kohlenstoffstahl für Maschinenbauzwecke, zum Beispiel der Güte S43C etc., einstückig ausgebildet. Der Schaftbereich 21 ist ein zylindrischer Bereich mit einem Außengewindebereich 24 an einem vorderen Endbereich sowie mit einer Aufnahmenut 25 an einem Basisendbereich. Der Außengewindebereich 24 ist ein Bereich für eine Verschraubung mit dem Innengewindebereich 11 der in dem Hauptkörper 1 vorgesehenen Öldruckkreis-Öffnung 10. Die Aufnahmenut 25 ist eine ringförmige Vertiefung. Ihr Außendurchmesser ist kleiner als ein Kerndurchmesser des Außengewindebereichs 24. Der Flanschbereich 22 ist ein scheibenförmiger Bereich, der von dem Basisende der Aufnahmenut 25 in Richtung der äußeren Peripherie vorspringt. Dieser Flanschbereich 22 hat einen Außendurchmesser, der größer ist als ein Durchlass φ der Öldruckkreis-Öffnung 10, der hinsichtlich der Außenfläche 1a des Hauptkörpers 1 geöffnet ist. Der Kopfbereich 23 ist ein Bereich, an dem ein Festspannwerkzeug wie beispielsweise ein Spannschlüssel angesetzt wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Kopfbereich 23 an einem Bereich angeordnet, der eine Basisendseite des Flanschbereichs 22 sein muss, um die Form einer regulären Sechsecksäule aufweisen zu können. Vorliegend ist ein Durchmesser ”a” eines Umkreises des Kopfbereichs 23 kleiner als ein Außendurchmesser ”b” des Schaftbereichs 21.
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Wie in 2 dargestellt ist, ist eine Höhendimension ”c” in der Längsrichtung des Kopfbereichs 23 ausreichend groß, damit mit Hilfe eines angesetzten Spannwerkzeugs ein Schraubvorgang ausgeführt werden kann. Der vorgenannte Flanschbereich 22 ist dagegen derart konfiguriert, dass dieser eine Plattendicke ”d” hat, die kleiner ist als die Höhendimension ”c” in der Längsrichtung des Kopfbereichs 23. Insbesondere ist der Stopfen 20 in der vorliegenden Ausführungsform in einer Weise konfiguriert, dass dieser den Flanschbereich 22 mit der Plattendicke ”d”, die kleiner ist als zum Beispiel 1/4 des Außendurchmessers ”b” des Schaftbereichs 21, enthält.
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Wenn die Öldruckkreis-Öffnung 10 des Hauptkörpers 1 mit dem in der vorstehend beschriebenen Weise konfigurierten Stopfen 20 verschlossen wird, genügt es, an der Aufnahmenut 25 einen Dichtungsring 30 (kann auch als O-Ring bezeichnet werden) zu befestigen und den Stopfen 20 mit dem Durchlassendbereich der Öldruckkreis-Öffnung 10 unter Andrücken des Flanschbereichs 22 an die Außenfläche 1a des Hauptkörpers 1 als Lagerfläche zu verschrauben. Wenn der Stopfen 20 mit einem voreingestellten Normdrehmoment gemäß den Nenndurchmessern der Gewindebereiche eingeschraubt wird, wird der zwischen dem Stopfen 20 und einer inneren Peripherie des an der Öldruckkreis-Öffnung 10 vorgesehenen konischen Bereichs 12 zusammengedrückte Dichtungsring 30 durch die äußere Peripherie der Aufnahmenut 25 und die innere Peripherie des konischen Bereichs 12 mit Druck beaufschlagt, wie in 1 dargestellt. Dadurch werden die Öldruckkreis-Öffnung 10 und der Stopfen 20 abgedichtet.
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Bei dem Stopfen 20, die in der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, ist der Umkreis des sechsecksäulenförmigen Kopfbereichs 23 mit einem Durchmesser ”a” konfiguriert, der kleiner ist als der Außendurchmesser ”b” des Schaftbereichs 21. Deshalb wird von einer Durchlasskante ”q” der Öldruckkreis-Öffnung 10 auf den an die Außenfläche 1a des Hauptkörpers 1 als Lagerfläche gedrückten Flanschbereich 22 eine Kraft ausgeübt, wenn der Stopfen 20 mit einer Begrenzung ”p” als Stützpunkt zwischen dem Flanschbereich 22 und dem Kopfbereich 23 mit der Öldruckkreis-Öffnung 10 verschraubt ist. Ein solcher Fall ist in 3 schematisch dargestellt. Wie vorstehend erwähnt, ist der Stopfen 20 derart konfiguriert, dass dieser den Flanschbereich 22 enthält, der in der Längsrichtung des Schaftbereichs 21 die Plattendickendimension ”d” hat, die kleiner ist als die Höhendimension ”c” des Kopfbereichs 23. Dementsprechend krümmen und verformen sich in dem Schaftbereich 21 des Stopfens 20 der Flanschbereich 22 sowie ein Bereich, in dem die Aufnahmenut 25 vorgesehen ist, elastisch, wodurch sich ein Grad der elastischen Verformung in der Längsrichtung erhöht. Insbesondere ist der Stopfen 20 in der vorliegenden Ausführungsform derart konfiguriert, dass dieser den Flanschbereich 22 mit der Plattendickendimension ”d” enthält, die ferner kleiner ist als eine Dimension ”e” in der Längsrichtung des Bereichs, in dem die Aufnahmenut 25 vorgesehen ist. Der Flanschbereich 22 ist daher elastisch verformbar, und der Grad der elastischen Verformung erhöht sich drastisch. Das Ergebnis ist, dass selbst im Falle einer alterungsbedingten geringen plastischen Verformung oder Lockerheit an dem Flanschbereich 22, der die Lagerfläche bilden muss, immer noch ein Bereich einer elastischen Verformung bestehen bleibt, so dass keine Möglichkeit für eine Zerstreuung der Axialkraft besteht. Daher ist es auch nach langer Zeit unwahrscheinlich, dass sich der Stopfen 20 lockert. Dementsprechend lässt sich verhindern, dass Öl aus der Öldruckkreis-Öffnung 10 austritt.
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An dieser Stelle ist anzumerken, dass in der vorstehenden Ausführungsform die Öldruckvorrichtung mit dem Öldruckweg in dem Hauptkörper als Beispiel beschrieben wurde. Es ist jedoch nicht nur möglich, die vorliegende Ausführungsform bei einer Öldruckvorrichtung mit einem Öldruckweg anzuwenden, sondern auch bei einer Öldruckvorrichtung, die in einem Hauptkörper eine Schieberöffnung aufweist.
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In der vorstehenden Ausführungsform wurde die Konfiguration zum Verschließen der Öldruckkreis-Öffnung mit dem konischen Bereich an dem Durchlassendbereich als Beispiel beschrieben. Eine Öldruckkreis-Öffnung muss jedoch nicht notwendigerweise einen konischen Bereich aufweisen. In der vorstehenden Ausführungsform ist der Kopfbereich des Stopfens kleiner als der Außendurchmesser des Schaftbereichs ausgebildet, falls der Durchlassendbereich der Öldruckkreis-Öffnung den konischen Bereich aufweist. Jedoch ist der Kopfbereich nicht notwendigerweise kleiner als der Schaftbereich, solange der Kopfbereich einen Durchmesser hat, der gleich einem oder kleiner als ein Durchlass einer Öldruckkreis-Öffnung ist. Ferner hat der Kopfbereich des Stopfens nicht notwendigerweise die Form einer regulären Sechsecksäule, sondern kann auch die Form anderer polygonaler Säulen aufweisen, solange es möglich ist, ein Festspannwerkzeug an dem Kopf anzusetzen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hauptkörper
- 1a
- Außenfläche
- 10
- Öldruckkreis-Öffnung
- 10A
- Öldruckweg
- 11
- Innengewindebereich
- 12
- konischer Bereich
- 20
- Stopfen
- 21
- Schaftbereich
- 22
- Flanschbereich
- 23
- Kopfbereich
- 24
- Außengewindebereich
- 25
- Aufnahmenut
- 30
- Dichtungsring
