DE112018002994B4

DE112018002994B4 - Dichtungsvorrichtung

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Publication number: DE112018002994B4
Application number: DE112018002994.8T
Authority: DE
Inventors: Kota Henmi
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2017-06-13
Filing date: 2018-05-25
Publication date: 2020-11-26
Anticipated expiration: 2038-05-26
Also published as: US11261970B2; WO2018230306A1; CN110691930A; US20200173560A1; DE112018002994T5; JP6442647B1; CN110691930B; JPWO2018230306A1

Abstract

Dichtungsvorrichtung (1) mit:einem Dichtungsring (11), der in einer Montagenut (53) eingebaut ist, die in einem Bauteil (51) von zwei Bauteilen (51, 52) vorgesehen ist, die einander zugewandt sind, und der mit dem anderen Bauteil (52) in engen Kontakt gebracht ist;einer ersten Stützscheibe (21), die an einer Stufe (53d) angeordnet ist, die an einer Seite (L) eines nicht abgedichteten Fluides in der Montagenut (53) vorgesehen ist und die eine Nuttiefe verringert; undeiner zweiten Stützscheibe (31), die in der Montagenut (53) zwischen dem Dichtungsring (11) und der ersten Stützscheibe (21) an einem von der Stufe (53d) verschiedenen Teil angeordnet ist und die weicher als die erste Stützscheibe (21) ist,wobei die erste Stützscheibe (21) Folgendes umfasst:eine bodenflächenseitige Umfangsfläche (21a), die einer Bodenfläche (53e) der Stufe (53d) zugewandt ist und deren Axiallänge (L1) auf eine Länge festgelegt ist, die gleich einer Axiallänge (L2) der Bodenfläche (53e) der Stufe (53d) oder geringer als diese ist;eine Endfläche (21b), die einer Seitenfläche (53f) der Stufe (53d) an der Seite (L) des nicht abgedichteten Fluides zugewandt ist;eine Umfangsfläche (21c), die benachbart zu dem anderen Bauteil (52) ist und die dem anderen Bauteil (52) zugewandt ist; undeine Abschrägung (21d), die derart geneigt ist, dass die Axiallänge (L1) der bodenflächenseitigen Umfangsfläche (21a) kürzer als die Axiallänge der zu dem anderen Bauteil (52) benachbarten Umfangsfläche (21c) ist, unddie zweite Stützscheibe (31) Folgendes umfasst:eine Umfangsfläche (31a), die einer Bodenfläche (53a) der Montagenut (53) zugewandt ist;eine Endfläche (31b) an der Seite (L) des nicht abgedichteten Fluides, die einer Seitenfläche (53c, 53f) der Montagenut (53) an der Seite (L) des nicht abgedichteten Fluides zugewandt ist;eine Abschrägung (31c), die der Abschrägung (21d) der ersten Stützscheibe (21) zugewandt ist; undeine Endfläche (31d) an der Seite (H) des abgedichteten Fluides, die einer Seitenfläche (11a) des Dichtungsrings (11) an der Seite (L) des nicht abgedichteten Fluides zugewandt ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Offenbarung betrifft eine Dichtungsvorrichtung, die mit einer Dichtungstechnologie verbunden ist. Die Dichtungsvorrichtung in Übereinstimmung mit dieser Offenbarung wird besonders als eine Hochdruckdichtung zum Abdichten eines abgedichteten Hochdruckfluides geeignet verwendet.
Stand der Technik
Als eine Hochdruckdichtung ist herkömmlicherweise eine in 3 veranschaulichte Dichtungsvorrichtung 101 bekannt. Die Dichtungsvorrichtung 101 ist zwischen zwei einander zugewandten Bauteilen 151 und 152 angeordnet, um ein abgedichtetes Fluid an einer Hochdruckseite H abzudichten, sodass das abgedichtete Fluid nicht zu einer Niederdruckseite L austritt. Die Dichtungsvorrichtung 101 ist aus einem Dichtungsring 111, der in einer kreisförmigen Montagenut 153 montiert ist, die in einem Bauteil (zum Beispiel einer Welle) 151 von einem der zwei Bauteile 151 und 152 vorgesehen ist, und der in engen Kontakt mit dem anderen Bauteil (zum Beispiel einem Gehäuse) 152 gebracht ist, und einer Kombination aus einer ersten Stützscheibe 121, die an einer Seite des nicht abgedichteten Fluides (der Niederdruckseite) L des Dichtungsrings 111 angeordnet ist und die verhältnismäßig hart ist, und einer zweiten Stützscheibe 131, die zwischen dem Dichtungsring 111 und der ersten Stützscheibe 121 angeordnet ist und die verhältnismäßig weich ist, zusammengesetzt.
Die Montagenut 153 wird ohne Weiteres gefertigt, sodass die Nut einen rechteckigen Querschnitt hat. Die erste Stützscheibe 121 ist mit einem dreieckigen Querschnitt ausgebildet und ist mit einer zur Achse senkrechten ebenen Endfläche 121a, die einer Seitenfläche 153b der Montagenut 153 an der Seite des nicht abgedichteten Fluides zugewandt ist, einer zylinderförmigen Umfangsfläche 121b, die dem anderen Bauteil 152 zugewandt ist, und einer Abschrägung 121c versehen, die sich mit der Endfläche 121a und der Umfangsfläche 121b schneidet. Die zweite Stützscheibe 131 ist mit einer zur Achse senkrechten ebenen Endfläche 131a, die dem Dichtungsring 111 zugewandt ist, einer zylinderförmigen Umfangsfläche 131b, die einer Bodenfläche 153a der Montagenut 153 zugewandt ist, und einer Abschrägung 131c versehen, die mit der Abschrägung 121c der ersten Stützscheibe 121 zusammenpasst. Wie die erste Stützscheibe 121 ist auch die zweite Stützscheibe 131 mit einem dreieckigen Querschnitt ausgebildet.
In der Dichtungsvorrichtung 101 mit der obigen Konfiguration ermöglicht es die erste Stützscheibe 121, die an der Seite des nicht abgedichteten Fluides (der Niederdruckseite) L des Dichtungsrings 111 angeordnet ist, zu verhindern, dass der Dichtungsring 111, der aus einem gummiartigen elastischen Material gefertigt ist, zu einem Spalt 154 zwischen den zwei Bauteilen 151 und 152 vorsteht und folglich beschädigt wird, wenn der Dichtungsring 111 einem Hochdruck P ausgesetzt wird. Des Weiteren ermöglicht es in der Dichtungsvorrichtung 101 die zweite Stützscheibe 131, die zwischen dem Dichtungsring 111 und der ersten Stützscheibe 121 angeordnet ist, zu verhindern, dass der Dichtungsring 111 zu einem Spalt (nicht veranschaulicht) zwischen der ersten Stützscheibe 121 und dem anderen Bauteil 152 vorsteht und folglich beschädigt wird.
Dokument zum Stand der Technik Patentdokumente

Patentdokument 1: JP H10 - 68 467 A
Patentdokument 2: EP 3 115 657 A1
Patentdokument 3: JP H08 - 135 795 A

Zusammenfassung
Zu lösende Aufgabe
In der obigen Dichtungsvorrichtung 101 werden aufgrund der einfachen dreieckigen Formen der Querschnitt von sowohl der ersten Stützscheibe 121 als auch der zweiten Stützscheibe 131 die folgenden Schwierigkeiten aufgezeigt.
Um die Dichtungsvorrichtung 101 zwischen den zwei Bauteilen 151 und 152 einzubauen, wird die Dichtungsvorrichtung 101 zunächst in die Montagenut 153 des einen Bauteils 151 eingebaut, und dann wird die Dichtungsvorrichtung 101 zusammen mit dem einen Bauteil 151 in den Innenumfang (ein Wellenloch 152a) des anderen Bauteils 152 wie in 4(A) veranschaulicht eingesetzt (Pfeil x). Zu diesem Zeitpunkt tritt das folgende Ereignis auf, da eine Außendurchmesserabmessung d₁ des Dichtungsrings 111 vor dem Einsetzen größer als eine Innendurchmesserabmessung d₂ des Wellenlochs 152a ist.
Wie in 4(B) veranschaulicht ist, behindern sich beim Einsetzen der Außenumfang des Dichtungsrings 111 und ein Öffnungsumfangsrand 152b des Wellenlochs 152a. Zu diesem Zeitpunkt, während das Einsetzen des Dichtungsring 111 vorübergehend angehalten wird, wird das Einsetzen des einen Bauteils 151 und der ersten Stützscheibe 121 und der zweiten Stützscheibe 131, die durch das eine Bauteil 151 gedrückt werden, fortgesetzt (Pfeil x), sodass ein Abstand t zwischen der Seitenfläche 153b der Montagenut 153 und dem Dichtungsring 111 nach und nach verringert wird.
In der zweiten Stützscheibe 131 hat eine Ecke 131d zwischen der Umfangsfläche 131b und der Abschrägung 131c einen spitzen Winkel und die Ecke 131d mit dem spitzen Winkel neigt dazu, in einer Axialrichtung zusammengedrückt zu werden, wenn sie gegen die Seitenfläche 153b der Montagenut 153 gedrückt wird. Daher wird, wenn der Abstand t zwischen der Seitenfläche 153b der Montagenut 153 und dem Dichtungsring 111 verringert wird, die zweite Stützscheibe 131 zusammengedrückt und verformt, und die gesamte zweite Stützscheibe 131 wird in Richtung der Seitenfläche 153b der Montagenut 153 bewegt und drückt die erste Stützscheibe 121. Die zwei Stützscheiben 121 und 131 sind an den Abschrägungen 121c und 131c in Kontakt, sodass, wenn die zweite Stützscheibe 131 die erste Stützscheibe 121 drückt, die erste Stützscheibe 121 Kraftkomponenten in den Richtungen von Pfeilen y ausgesetzt wird und verformt wird, was deren Außendurchmesserabmessung erhöht.
Falls das Einsetzen der ersten Stützscheibe 121 in dem verformten Zustand mit dem erhöhten Durchmesser weiter fortgesetzt wird, dann behindern sich deren Außenumfang und der Öffnungsumfangsrand 152b des Wellenlochs 152a, was somit in einigen Fällen ein Beschädigen der ersten Stützscheibe 121 bewirkt.
Ein Ziel der Offenbarung ist es, einer Beschädigung einer ersten Stützscheibe Einhalt zu gebieten, die durch eine Erhöhung des Durchmessers der ersten Stützscheibe verursacht wird, wenn ein Bauteil in das andere Bauteil eingesetzt wird, in einer Dichtungsvorrichtung, die aus dem Dichtungsring und der Kombination aus einer ersten Stützscheibe und einer zweiten Stützscheibe zusammengesetzt ist, wobei die Dichtungsvorrichtung an einem der zwei Bauteile angebracht wird.
Mittel zur Lösung der Aufgabe
Eine Dichtungsvorrichtung umfasst: einen Dichtungsring, der in einer Montagenut eingebaut ist, die in einem Bauteil von zwei Bauteilen vorgesehen ist, die einander zugewandt sind, und der mit dem anderen Bauteil in engen Kontakt gebracht ist; eine erste Stützscheibe, die an einer Stufe angeordnet ist, die an einer Seite eines nicht abgedichteten Fluides in der Montagenut vorgesehen ist und die eine Nuttiefe verringert; und eine zweite Stützscheibe, die in der Montagenut zwischen dem Dichtungsring und der ersten Stützscheibe an einem von der Stufe verschiedenen Teil angeordnet ist und die weicher als die erste Stützscheibe ist, wobei die erste Stützscheibe Folgendes hat: eine bodenflächenseitige Umfangsfläche, die einer Bodenfläche der Stufe zugewandt ist und deren Axiallänge auf eine Länge festgelegt ist, die gleich einer Axiallänge der Bodenfläche der Stufe oder geringer als diese ist; eine Endfläche, die einer Seitenfläche der Stufe an der Seite des nicht abgedichteten Fluides zugewandt ist; eine Umfangsfläche, die benachbart zu dem anderen Bauteil ist und die dem anderen Bauteil zugewandt ist; und eine Abschrägung, die derart geneigt ist, dass die Axiallänge der bodenflächenseitigen Umfangsfläche kürzer als die Axiallänge der zu dem anderen Bauteil benachbarten Umfangsfläche ist, und die zweite Stützscheibe Folgendes hat: eine Umfangsfläche, die einer Bodenfläche der Montagenut zugewandt ist; eine Endfläche an der Seite des nicht abgedichteten Fluides, die einer Seitenfläche der Montagenut an der Seite des nicht abgedichteten Fluides zugewandt ist; eine Abschrägung, die der Abschrägung der ersten Stützscheibe zugewandt ist; und eine Endfläche an der Seite des abgedichteten Fluides, die einer Seitenfläche des Dichtungsrings an der Seite des nicht abgedichteten Fluides zugewandt ist.
Wirkung
Die Dichtungsvorrichtung kann einer Beschädigung einer ersten Stützscheibe Einhalt gebieten, die durch eine Erhöhung des Durchmessers der ersten Stützscheibe verursacht wird, wenn ein Bauteil in das andere Bauteil eingesetzt wird, in einer Dichtungsvorrichtung, die aus einem Dichtungsring und der Kombination aus einer ersten Stützscheibe und einer zweiten Stützscheibe ausgebildet ist, wobei die Dichtungsvorrichtung an einem der zwei Bauteile angebracht wird.
Figurenliste

1 ist eine Schnittansicht eines wesentlichen Abschnitts einer Dichtungsvorrichtung, die eine Ausführungsform veranschaulicht;
2 ist eine Schnittansicht eines wesentlichen Abschnitts, die einen Zustand veranschaulicht, in dem ein Hochdruck auf die Dichtungsvorrichtung aufgebracht wird;
3 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel einer herkömmlichen Dichtungsvorrichtung veranschaulicht; und
4(A) ist ein erläuterndes Schaubild, das eine Szene eines Schritts des Montagevorgangs der in 3 veranschaulicht Dichtungsvorrichtung veranschaulicht, und 4(B) ist ein erläuterndes Schaubild, das eine Szene veranschaulicht, die der Szene des in 4(A) veranschaulichten Schritts folgt.

Beschreibung von Ausführungsformen
1 veranschaulicht den Abschnitt eines wesentlichen Teils einer Dichtungsvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform. Die Dichtungsvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform wird für eine Hochdruckdichtung in Hydraulikgeräten, wie beispielsweise einem Direkteinspritzungsinjektor, verwendet.
Die Dichtungsvorrichtung 1 ist in einem kreisförmigen Spalt zwischen einer Welle (ein Bauteil) 51 und einem Gehäuse (das andere Bauteil) 52 angeordnet, die zwei einander zugewandte Bauteile sind, um zu verhindern, dass ein abgedichtetes Fluid, das an einer Hochdruckseite (einer Seite des abgedichteten Fluides) H rechts in den Zeichnungen vorhanden ist, zu einer Niederdruckseite (einer Seite des nicht abgedichteten Fluides) L links in den Zeichnungen austritt. Die Dichtungsvorrichtung 1 hat einen O-Ring 11, der ein Dichtungsring ist, der in einer kreisförmigen Montagenut 53 eingebaut ist, die in der Umfangsfläche der Welle 51 vorgesehen ist, und in engen Kontakt mit der Innenumfangsfläche des Wellenlochs des Gehäuses 52 ist, eine erste Stützscheibe 21, die an der Seite des O-Ring 11 an der Seite des nicht abgedichteten Fluides L angeordnet ist und die auch in der Montagenut 53 eingebaut ist, und eine zweite Stützscheibe 31, die zwischen dem O-Ring 11 und der ersten Stützscheibe 21 angeordnet ist und die auch in der Montagenut 53 eingebaut ist. Der O-Ring 11 kann durch einen D-Ring, einen X-Ring oder andere Dichtungsringe mit anderen Querschnittsformen ersetzt werden.
Der O-Ring 11 ist aus einem gummiartigen elastischen Material ausgebildet. Die erste Stützscheibe 21 ist beispielsweise aus einem Nylonharz ausgebildet, das härter als die zweite Stützscheibe 31 ist. Die zweite Stützscheibe 31 ist beispielsweise aus einem PTFE-Harz ausgebildet, das weicher als die erste Stützscheibe 21 ist.
Die Montagenut 53 wird ohne Weiteres gefertigt und ist deshalb in einer rechteckigen Nut mit einem rechteckigen Querschnitt ausgebildet. Die Montagenut 53 ist mit einer Stufe 53d mit einem rechteckigen Querschnitt versehen, die die Tiefe der Nut verringert, wobei die Stufe 53d an einer Seitenfläche 53c an der Seite des nicht abgedichteten Fluides vorgesehen ist. Die Montagenut 53 umfasst eine zylinderförmige Bodenfläche 53a, eine Seitenfläche 53b an der Seite des abgedichteten Fluides, die ähnlich einer zur Achse senkrechten Ebene geformt ist, und eine Seitenfläche 53c an der Seite des nicht abgedichteten Fluides, die auch ähnlich einer zur Achse senkrechten Ebene geformt ist. Die Stufe 53d hat eine zylinderförmige Bodenfläche 53e und eine Seitenfläche 53f an der Seite des nicht abgedichteten Fluides, die ähnlich einer zur Achse senkrechten Ebene geformt ist. Die Durchmesserabmessung der Bodenfläche 53e der Stufe 53d ist festgelegt, um größer als die der Bodenfläche 53a der Montagenut 53 zu sein. Die Seitenfläche 53c der Montagenut 53 an der Seite des nicht abgedichteten Fluides kann in Richtung der Seite des abgedichteten Fluides H geneigt sein.
Die erste Stützscheibe 21 ist angepasst, um an der Stufe 53d der Montagenut 53 eingebaut zu sein, und umfasst eine zylinderförmige Innenumfangsfläche 21a, die die bodenflächenseitige Umfangsfläche ist, die der Bodenfläche 53e der Stufe 53d zugewandt ist, eine Endfläche 21b, die einer Seitenfläche 53f der Stufe 53d an der Seite des nicht abgedichteten Fluides zugewandt ist und die ähnlich einer zur Achse senkrechten Ebene geformt ist, eine zylinderförmige Außenumfangsfläche 21c, die die zu dem anderen Bauteil benachbarte Umfangsfläche ist und die der Innenumfangsfläche des Wellenlochs des Gehäuses 52 zugewandt ist, und eine Abschrägung 21d mit einer kegelförmigen Fläche, die derart geneigt ist, dass die Axiallänge der Innenumfangsfläche 21a kürzer als die Axiallänge der Außenumfangsfläche 21c ist. Die Querschnittsform der ersten Stützscheibe 21 ist im Grunde trapezförmig oder im Wesentlichen trapezförmig. Die Verjüngungsrichtung der Abschrägung 21d ist derart, dass deren Durchmesserabmessung (die Innendurchmesserabmessung) von der Seite des abgedichteten Fluides (die Hochdruckseite) H in Richtung der Seite des nicht abgedichteten Fluides (die Niederdruckseite) L nach und nach abnimmt.
Die zweite Stützscheibe 31 ist eher an dem Hauptkörper der Montagenut 53 als an der Stufe 53d eingebaut. Die zweite Stützscheibe 31 umfasst eine zylinderförmige Innenumfangsfläche 31a, die die Umfangsfläche ist, die der Bodenfläche 53a der Montagenut 53 zugewandt ist, eine Endfläche 31b an der Seite des nicht abgedichteten Fluides, die ähnlich einer zur Achse senkrechten Ebene geformt ist und die der Seitenfläche 53c der Montagenut 53 an der Seite des nicht abgedichteten Fluides zugewandt ist, eine Abschrägung 31c, die der Abschrägung 21d der ersten Stützscheibe 21 zugewandt ist, und eine Endfläche 31d an der Seite des abgedichteten Fluides, die einer Seitenfläche 11a des O-Rings 11 an der Seite des nicht abgedichteten Fluides zugewandt ist. Die Querschnittsform der zweiten Stützscheibe 31 ist im Grunde trapezförmig oder im Wesentlichen trapezförmig. Die Abschrägung 31c ist zusammenpassend mit der Abschrägung 21d der ersten Stützscheibe 21 vorgesehen und die Verjüngungsrichtung ist derart, dass deren Durchmesserabmessung (die Außendurchmesserabmessung) von der Seite des abgedichteten Fluides (die Hochdruckseite) H in Richtung der Seite des nicht abgedichteten Fluides (die Niederdruckseite) L nach und nach abnimmt. Die Abschrägung 31c ist entlang des Außenumfangs der Endfläche 31b an der Seite des nicht abgedichteten Fluides durchgängig vorgesehen.
Eine Außendurchmesserabmessung d₃ der ersten Stützscheibe 21 ist festgelegt, um kleiner als eine Innendurchmesserabmessung d₂ des Gehäuses 52 zu sein, sodass sich die erste Stützscheibe 21 und der Wellenlochöffnungsumfangsrand (nicht veranschaulicht) des Gehäuses 52 nicht behindern, wenn die Dichtungsvorrichtung 1 in ein Wellenloch 52a des Gehäuses 52 eingesetzt wird. Eine Außendurchmesserabmessung d₄ der zweiten Stützscheibe 31 ist auch festgelegt, um kleiner als die Innendurchmesserabmessung d₂ des Gehäuses 52 zu sein, sodass sich die zweite Stützscheibe 31 und der Wellenlochöffnungsumfangsrand (nicht veranschaulicht) des Gehäuses 52 nicht behindern, wenn die Dichtungsvorrichtung 1 in das Wellenloch 52a des Gehäuses 52 eingesetzt wird.
Eine Axiallänge L₁ der Innenumfangsfläche 21a, die der Innenumfang der ersten Stützscheibe 21 ist, ist festgelegt, um gleich einer Axiallänge L₂ der Bodenfläche 53e der Stufe 53d oder kleiner als die Axiallänge L₂ zu sein (L₁ ≤ L₂).
Die Abschrägung 21d der ersten Stützscheibe 21 ist ausgebildet, um in einer Schnittansicht eine konkave bogenförmige Fläche zu haben. Die Abschrägung 31c der zweiten Stützscheibe 31 ist ausgebildet, um in einer Schnittansicht eine konvexe bogenförmige Fläche zu haben. Die Krümmungsradien der zwei Abschrägungen 21d und 31c sind festgelegt, um dieselben zu sein. Dies ermöglicht es, dass die zwei Abschrägungen 21d und 31c in Flächenkontakt über die gesamten Flächen sind.
Die Endfläche 31d der zweiten Stützscheibe 31 an der Seite des abgedichteten Fluides ist in einer Schnittansicht als eine konkave bogenförmige Fläche ausgebildet. Die Seitenfläche 11a des O-Rings 11 an der Seite des nicht abgedichteten Fluides ist in einer Schnittansicht als eine konvexe bogenförmige Fläche ausgebildet. Der Krümmungsradius der Endfläche 31d der zweiten Stützscheibe 31 an der Seite des abgedichteten Fluides ist festgelegt, um größer als der Krümmungsradius der Seitenfläche 11a des O-Rings 11 an der Seite des nicht abgedichteten Fluides zu sein. Deshalb ist in einem Anfangszustand, in dem ein Druck oder eine äußere Kraft noch nicht auf die Dichtungsvorrichtung 1 aufgebracht wurde, der O-Ring 11 nur mit dem radial mittleren Teil der zweiten Stützscheibe 31 in Kontakt und nicht mit dem Außenumfang und dem Innenumfang der zweiten Stützscheibe 31 in Kontakt, was somit einen Anfangsaxialspalt 41 ausbildet.
In der Dichtungsvorrichtung 1 mit der obigen Konfiguration ist die erste Stützscheibe 21 an der Seite des nicht abgedichteten Fluides L des O-Rings 11 angeordnet, was es somit möglich macht, zu verhindern, dass der O-Ring 11 zu einem Radialspalt 54 zwischen der Welle 51 und dem Gehäuse 52 vorsteht und beschädigt wird, wenn der O-Ring 11 einem Hochdruck P ausgesetzt wird. Die Dichtungsvorrichtung 1 hat des Weiteren die zweite Stützscheibe 31, die zwischen dem O-Ring 11 und der ersten Stützscheibe 21 angeordnet ist, was es möglich macht, zu verhindern, dass der O-Ring 11 zu einem Radialspalt 55 zwischen der ersten Stützscheibe 21 und dem Gehäuse 52 vorsteht und beschädigt wird. Daher kann die Verschlechterung einer Dichtungsleistung, die durch den O-Ring 11 verursacht wird, der zu den Spalten 54 oder 55 vorsteht und beschädigt wird, unterdrückt werden.
In der Dichtungsvorrichtung 1 ist die Endfläche 31b an der Seite des nicht abgedichteten Fluides, die der Seitenfläche 53c der Montagenut 53 an der Seite des nicht abgedichteten Fluides zugewandt ist, an der zweiten Stützscheibe 31 vorgesehen. Durch ein Halten der Endfläche 31b an der Seite des nicht abgedichteten Fluides in Kontakt mit der Seitenfläche 53c der Montagenut 53 an der Seite des nicht abgedichteten Fluides von Beginn des Einbaus an, bewegt sich die zweite Stützscheibe 31 nicht in der Montagenut 53 in Richtung der Seite des nicht abgedichteten Fluides L und drückt deshalb nicht die erste Stützscheibe 21, selbst wenn die gesamte zweite Stützscheibe 31 durch den O-Ring 11 gedrückt wird. Zusätzlich wird der Außenumfang der zweiten Stützscheibe 31 nicht durch den O-Ring 11 gedrückt, bis der Anfangsaxialspalt 41, der zwischen dem Außenumfang und dem O-Ring 11 ausgebildet ist, verschwindet, sodass der Außenumfang der zweiten Stützscheibe 31 die erste Stützscheibe 21 nicht drückt. Somit drückt beim Einsetzen der Dichtungsvorrichtung 1 in das Wellenloch 52a des Gehäuses 52 die zweite Stützscheibe 31 nicht die erste Stützscheibe 21, sodass sich die erste Stützscheibe 21 eine Verformung nicht zuzieht, die deren Außendurchmesserabmessung d₃ erhöht. Deshalb tritt die Situation, bei der sich die erste Stützscheibe 21 und der Öffnungsumfangsrand des Wellenlochs 52a beim Einsetzen behindern, nicht auf, was es möglich macht, der Beschädigung der ersten Stützscheibe 21, die der Behinderung zuzuschreiben ist, Einhalt zu gebieten.
Die Abschrägung 21d der ersten Stützscheibe 21 ist ausgebildet, um in einer Schnittansicht eine konkave bogenförmige Fläche zu haben, die Abschrägung 31c der zweiten Stützscheibe 31 ist ausgebildet, um in einer Schnittansicht eine konvexe bogenförmige Fläche zu haben, und die Endfläche 31d der zweiten Stützscheibe 31 an der Seite des abgedichteten Fluides ist ausgebildet, um in einer Schnittansicht eine konkave bogenförmige Fläche zu haben. Diese Flächen 21d, 31c und 31d werden in der Form derart elastisch verformt, dass der Dichtungsring 11 gegen die zweite Stützscheibe 31 gedrückt wird, wenn der Hochdruck P auf den O-Ring 11 von der Seite des abgedichteten Fluides H wie in 2 veranschaulicht aufgebracht wird. Zu diesem Zeitpunkt verschwindet der Spalt 41, was somit ermöglicht, dass der O-Ring 11 die zweite Stützscheibe 31 drückt (Pfeil A).
Die zweite Stützscheibe 31, die gedrückt wurde, verformt sich derart elastisch, dass sich deren Außendurchmesserabmessung d₄ erhöht, was somit bewirkt, dass die zweite Stützscheibe 31 die erste Stützscheibe 21 drückt (Pfeil B).
Die erste Stützscheibe 21, die gedrückt wurde, verformt sich auch derart elastisch, dass sich deren Außendurchmesserabmessung d₃ erhöht und folglich in Kontakt mit der Wellenlochinnenumfangsfläche des Gehäuses 52 kommt oder zumindest den Radialabstand bezüglich der Wellenlochinnenumfangsfläche des Gehäuses 52 verringert (Pfeil C).
Somit legt die erste Stützscheibe 21, die sich, wie oben beschrieben ist, in der Radialrichtung nach außen elastisch verformt, die Dichtungsfunktion an den Tag, sodass von der ersten Stützscheibe 21 eine Dichtungswirkung zu erwarten ist.
Der Innenumfang der zweiten Stützscheibe 31, die durch den O-Ring 11 gedrückt wurde, wird gegen die Bodenfläche 53a der Montagenut 53 in einigen Fällen gedrückt (Pfeil D).
In solch einem Fall legt die gegen die Bodenfläche 53a der Montagenut 53 gedrückte zweite Stützscheibe 31 die Dichtungsfunktion an den Tag, sodass die Dichtungswirkung von der zweiten Stützscheibe 31 auch erwartet werden kann.
Wie oben beschrieben ist, kann nicht nur der O-Ring 11 sondern auch die erste Stützscheibe 21 und die zweite Stützscheibe 31 die Dichtungsfunktion an den Tag legen, was eine Verbesserung der Dichtungsleistung der gesamten Dichtungsvorrichtung 1 ermöglicht. Im Vergleich mit einer herkömmlichen Kombination aus rechtwinkligen Dreiecken, kann die erste Stützscheibe (die harte Stützscheibe) 21 in der Axialrichtung vergrößert werden, ohne das Hochsteigen während des Einbaus zu berücksichtigen, sodass die Steifigkeit der Stützscheibe (der harten Stützscheibe) 21 mit einer daraus resultierenden höheren Druckfestigkeit erhöht werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Dichtungsvorrichtung
11: O-Ring (Dichtungsring)
11a, 53c, 53f: Seitenfläche an der Seite des nicht abgedichteten Fluides
21: Erste Stützscheibe
21a: Innenumfangsfläche (bodenflächenseitige Umfangsfläche)
21b: Endfläche
21c: Außenumfangsfläche (zu dem anderen Bauteil benachbarte Umfangsfläche)
21d, 31c: Abschrägung
31: Zweite Stützscheibe
31a: Innenumfangsfläche (Umfangsfläche)
31b: Endfläche an der Seite des nicht abgedichteten Fluides
31d: Endfläche an der Seite des abgedichteten Fluides
41: Axialspalt
51: Welle (ein Bauteil)
52: Gehäuse (das andere Bauteil)
52a: Wellenloch
53: Montagenut
53a, 53e: Bodenfläche
53b: Seitenfläche an der Seite des abgedichteten Fluides
53d: Stufe
54, 55: Spalt
H: Seite des abgedichteten Fluides
L: Seite des nicht abgedichteten Fluides

Claims

Dichtungsvorrichtung (1) mit: einem Dichtungsring (11), der in einer Montagenut (53) eingebaut ist, die in einem Bauteil (51) von zwei Bauteilen (51, 52) vorgesehen ist, die einander zugewandt sind, und der mit dem anderen Bauteil (52) in engen Kontakt gebracht ist; einer ersten Stützscheibe (21), die an einer Stufe (53d) angeordnet ist, die an einer Seite (L) eines nicht abgedichteten Fluides in der Montagenut (53) vorgesehen ist und die eine Nuttiefe verringert; und einer zweiten Stützscheibe (31), die in der Montagenut (53) zwischen dem Dichtungsring (11) und der ersten Stützscheibe (21) an einem von der Stufe (53d) verschiedenen Teil angeordnet ist und die weicher als die erste Stützscheibe (21) ist, wobei die erste Stützscheibe (21) Folgendes umfasst: eine bodenflächenseitige Umfangsfläche (21a), die einer Bodenfläche (53e) der Stufe (53d) zugewandt ist und deren Axiallänge (L1) auf eine Länge festgelegt ist, die gleich einer Axiallänge (L2) der Bodenfläche (53e) der Stufe (53d) oder geringer als diese ist; eine Endfläche (21b), die einer Seitenfläche (53f) der Stufe (53d) an der Seite (L) des nicht abgedichteten Fluides zugewandt ist; eine Umfangsfläche (21c), die benachbart zu dem anderen Bauteil (52) ist und die dem anderen Bauteil (52) zugewandt ist; und eine Abschrägung (21d), die derart geneigt ist, dass die Axiallänge (L1) der bodenflächenseitigen Umfangsfläche (21a) kürzer als die Axiallänge der zu dem anderen Bauteil (52) benachbarten Umfangsfläche (21c) ist, und die zweite Stützscheibe (31) Folgendes umfasst: eine Umfangsfläche (31a), die einer Bodenfläche (53a) der Montagenut (53) zugewandt ist; eine Endfläche (31b) an der Seite (L) des nicht abgedichteten Fluides, die einer Seitenfläche (53c, 53f) der Montagenut (53) an der Seite (L) des nicht abgedichteten Fluides zugewandt ist; eine Abschrägung (31c), die der Abschrägung (21d) der ersten Stützscheibe (21) zugewandt ist; und eine Endfläche (31d) an der Seite (H) des abgedichteten Fluides, die einer Seitenfläche (11a) des Dichtungsrings (11) an der Seite (L) des nicht abgedichteten Fluides zugewandt ist.
Dichtungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, wobei die Seitenfläche (11a) des Dichtungsrings (11) an der Seite (L) des nicht abgedichteten Fluides eine in einer Schnittansicht konvexe bogenförmige Fläche ist, und die Endfläche (31d) der zweiten Stützscheibe an der Seite (H) des abgedichteten Fluides in einer Schnittansicht eine konkave bogenförmige Fläche ist, wobei die konkave bogenförmige Fläche einen Krümmungsradius hat, der größer als der der Seitenfläche (11a) des Dichtungsrings (11) an der Seite (L) des nicht abgedichteten Fluides ist.
Dichtungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 2, wobei der Dichtungsring (11) ein O-Ring ist.
Dichtungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, wobei die Abschrägung (21d) der ersten Stützscheibe (21) in einer Schnittansicht eine konkave bogenförmige Fläche hat, und die Abschrägung (31c) der zweiten Stützscheibe (31) in einer Schnittansicht eine konvexe bogenförmige Fläche hat.
Dichtungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 2, wobei die Abschrägung (21d) der ersten Stützscheibe (21) in einer Schnittansicht eine konkave bogenförmige Fläche hat, und die Abschrägung (31c) der zweiten Stützscheibe (31) in einer Schnittansicht eine konvexe bogenförmige Fläche hat.