DE112019001237T5

DE112019001237T5 - Dichtungsvorrichtung und Verfahren zu deren Montage

Info

Publication number: DE112019001237T5
Application number: DE112019001237.1T
Authority: DE
Inventors: Kenichi Nakayama; Masashi Suzuki
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2018-03-09
Filing date: 2019-01-16
Publication date: 2020-12-03
Also published as: KR20200047691A; CN111133236B; US11536371B2; WO2019171771A1; JP6812601B2; CN111133236A; JPWO2019171771A1; US20200292081A1

Abstract

Es soll eine Dichtungsvorrichtung bereitgestellt werden, die frei von einem Einsetzwiderstand und einem Drehwiderstand ist, die der Elastizität einer Dichtung zuzuschreiben sind, und folglich die Montagearbeit erleichtert.Eine Dichtungsvorrichtung weist auf: ein Gehäuse 12; einen Dichtungsring 13, der konfiguriert ist, längs eines Innenumfangs des Gehäuses 12 axial verschiebbar eingesetzt zu werden, wobei der Dichtungsring 13 eine vordere Endfläche 13a und eine hintere Endfläche 13b aufweist, die einen Dichtungsbefestigungsraum 13c definiert; eine Dichtung 14, die konfiguriert ist, eine Abdichtung zwischen dem Gehäuse 12 und dem Dichtungsring 13 herzustellen, wobei die Dichtung 14 im Dichtungsbefestigungsraum 13c angeordnet ist; und ein Federmittel 15, das auf der Seite der hinteren Endfläche 13b des Dichtungsrings 13 angeordnet ist, um den Dichtungsring 13 zur Seite der vorderen Endfläche 13a elastisch vorzuspannen.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtungsvorrichtung und ein Verfahren zu deren Montage.
Hintergrund
In jüngster Zeit hat die Automobilindustrie in Anbetracht von Umweltproblemen aktiv kraftstoffsparender Fahrzeuge entwickelt. Das, was zum Zweck der Verbesserung der Kraftstoffleistung entwickelt worden ist, ist ein Durchflussregelventil, das ein Fluid wie Öl oder Kühlmittel regelt. Das Durchflussregelventil ist mit einer Ventildichtung ausgestattet.
Eine herkömmlich bekannte Ventildichtung ist eine Dichtungsvorrichtung 111, die in 5 gezeigt wird (japanische Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. 2015-96747 , die nachstehend als „Patentliteratur 1“ bezeichnet wird). In der herkömmlichen Dichtungsvorrichtung 111 wird eine vordere Endfläche 113a eines Dichtungsrings 113, der durch ein Federmittel 115 elastisch vorgespannt ist, gegen eine Außenfläche 121a eines Ventilrotors 121 gedrückt, um eine Abdichtung zwischen dem Dichtungsring 113 und dem Ventilrotor 121 herzustellen. Eine zwischen einem Gehäuse 112 und dem Dichtungsring 113 angeordnete Dichtung 114 stellt eine Abdichtung an einem Zwischenraum c zwischen dem Gehäuse 112 und dem Dichtungsring 113 her.
Man beachte, dass die Außenfläche 121a des Ventilrotors 121 häufig eine kugelförmige oder zylindrische Fläche ist. Entsprechend ist die vordere Endfläche 113a des Dichtungsrings 113 ebenfalls eine kugelförmige oder zylindrische Fläche.
Kurze Zusammenfassung
Technisches Problem
Wenn wie in 5 gezeigt die Außenfläche 121a des Ventilrotors 121 eine zylindrische Fläche ist und entsprechend die vordere Endfläche 113a des Dichtungsrings 113 ebenfalls eine zylindrische Fläche ist, muss damit die vordere Endfläche 113a des Dichtungsrings 113 über den gesamten Umfang des Rings mit der Außenfläche 121a des Ventilrotors 121 in Kontakt steht, die Mittelachse der zylindrischen Fläche, die die vordere Endfläche 113a des Dichtungsrings 113 ist, genau mit der Mittelachse der zylindrischen Fläche ausgerichtet sein, die die Außenfläche 121a des Ventilrotors 121 ist.
Andererseits ist in der Patentliteratur 1 die Dichtung 114 an einer Dichtungsbefestigungsnut 112b montiert, die an einer Innenumfangsfläche 112a des Gehäuses 112 ausgebildet ist. Folglich wird bei der Montage der Dichtungsvorrichtung 111, wie in 6 gezeigt, die Dichtung 114 im Voraus an der Dichtungsbefestigungsnut 112b montiert, und danach wird der Dichtungsring 113 längs des Innenumfangs des Gehäuses 112 eingesetzt.
Das heißt, beim Einsetzen des Dichtungsrings 113 in den Innenumfang des Gehäuses 112 ist die Dichtung 114 schon an der Dichtungsbefestigungsnut 11b montiert. Folglich ist das Einsetzen des Dichtungsrings 113 mit einem Einsetzwiderstand verbunden, der der Elastizität der Dichtung 114 zuzuschreiben ist. Außerdem erleidet im anschließenden Schritt bei einem Versuch, die Mittelachse der zylindrischen Fläche, die die vordere Endfläche 113a des Dichtungsrings 113 ist, genau mit der Mittelachse der zylindrischen Fläche auszurichten, die die Außenfläche 121a des Ventilrotors 121 ist, eine Drehung des Dichtungsrings 113 relativ zum Gehäuse 112 in der Ringumfangrichtung einen Drehwiderstand, der der Elastizität der Dichtung 114 zuzuschreiben ist. Dieser Einsetzwiderstand und Drehwiderstand, die der Elastizität der Dichtung 114 zuzuschreiben sind, können für eine reibungslose Montagearbeit nachteilig sein.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Dichtungsvorrichtung und ein Verfahren zu deren Montage bereitzustellen, die frei von einem Einsetzwiderstand und einem Drehwiderstand sind, die der Elastizität einer Dichtung zuzuschreiben sind, und folglich die Montagearbeit zu erleichtern.
Lösung des Problems
Eine Dichtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung weist auf:

ein Gehäuse;
einen Dichtungsring, der konfiguriert ist, längs eines Innenumfangs des Gehäuses axial verschiebbar eingesetzt zu werden, wobei der Dichtungsring aufweist:
- eine vordere Endfläche und
- eine hintere Endfläche, die einen Dichtungsbefestigungsraum definiert;
- eine Dichtung, die konfiguriert ist, eine Abdichtung zwischen dem Gehäuse und dem Dichtungsring herzustellen, wobei die Dichtung im Dichtungsbefestigungsraum angeordnet ist; und
- ein Federmittel, das auf der Seite der hinteren Endfläche des Dichtungsrings angeordnet ist, um den Dichtungsring zur Seite der vorderen Endfläche elastisch vorzuspannen.

Ein Verfahren zum Montieren einer Dichtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung weist auf:

Einsetzen eines Dichtungsrings in einen Innenumfang eines Gehäuses;
anschließend Einsetzen einer Dichtung in einen Dichtungsbefestigungsraum, der durch eine hintere Endfläche des Dichtungsrings definiert wird, um eine Abdichtung zwischen dem Gehäuse und dem Dichtungsring herzustellen; und
anschließend Einsetzen, von der Seite der hinteren Endfläche des Dichtungsrings, eines Federmittels, das konfiguriert sind, den Dichtungsring zu einer Seite der vorderen Endfläche des Dichtungsrings elastisch vorzuspannen.

Vorteilhafte Effekte
Die vorliegende Erfindung ist frei von einem Einsetzwiderstand und einem Drehwiderstand, die der Elastizität einer Dichtung zuzuschreiben sind, und erleichtert folglich die Montagearbeit einer Dichtungsvorrichtung.
Figurenliste

1 ist eine Querschnittsansicht einer Dichtungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform.
2A ist eine Querschnittsansicht eines Dichtungsrings gemäß einer ersten Ausführungsform.
2B ist eine perspektivische Ansicht des Dichtungsrings.
3 ist eine erläuternde Darstellung, die ein Verfahren zum Montieren einer Dichtungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
4 ist eine Querschnittsansicht einer Dichtungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
5 ist eine Querschnittsansicht einer Dichtungsvorrichtung einer herkömmlichen Technik.
6 ist eine erläuternde Darstellung, die ein Verfahren zum Montieren einer Dichtungsvorrichtung einer herkömmlichen Technik zeigt.

Detaillierte Beschreibung
<Erste Ausführungsform>
Unter Bezugnahme auf 1, wird eine Dichtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Die Dichtungsvorrichtung 11 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine Ventildichtung, die für ein Durchflussregelventil verwendet wird, das ein Fluid wie Öl oder Kühlmittel auf dem Gebiet von Automobilen regelt. Ein Ventilrotor 21 ist eine Gegenkomponente, mit der ein Dichtungsring 13 verschiebbar in Kontakt steht. Der Ventilrotor 21 weist eine Außenfläche 21a auf, die zylindrisch ist. Die Außenfläche 21a ist mit mehreren Öffnungen 22 versehen. Man beachte, dass 1 nur eine Öffnung 22 zeigt.
Die Dichtungsvorrichtung 11 weist ein Gehäuse (Dichtungsgehäuse) 12, einen Dichtungsring 13, eine Dichtung 14 und ein Federmittel 15 auf. Das Gehäuse 12 ist hülsenförmig und weist eine Innenumfangsfläche 12a auf, die zylindrisch ist. Der Dichtungsring 13 ist längs des Innenumfangs des Gehäuses 12 so eingesetzt, dass er axial verschiebbar ist, und ist mit der Außenfläche 21a des Ventilrotors 21 an einer vorderen Endfläche 13a (dem oberen Ende in 1) in verschiebbaren Kontakt gebracht. Die Dichtung 14 ist zwischen dem Gehäuse 12 und dem Dichtungsring 13 angeordnet, um eine Abdichtung an einem Zwischenraum c zwischen dem Gehäuse 12 und dem Dichtungsring 13 herzustellen. Die Dichtung 14 ist beispielsweise ein O-Ring. Das Federmittel 15 ist auf der Seite der hinteren Endfläche 13b (in 1 der Seite des unteren Endes) des Dichtungsrings 13 angeordnet, und spannt den Dichtungsring 13 elastisch zum Ventilrotor 21 vor. Das Federmittel 15 ist beispielsweise eine Schraubenfeder.
Der Dichtungsring 13 ist aus einem Element ausgebildet, dessen Reibungskoeffizient niedrig ist, wie PTFE (Polytetrafluorethylen).
Wie in den 2A und 2B gezeigt, ist entsprechend der Außenfläche 21a des Ventilrotors 21, die eine zylindrische Fläche ist, die vordere Endfläche 13a des Dichtungsrings 13 eine entsprechende zylindrische Fläche über den gesamten Ringumfang, um einen Kontakt mit der Außenfläche 21a des Ventilrotors 21 herzustellen.
An der hinteren Endfläche 13b des Dichtungsrings 13 ist eine ringförmige verjüngte Fläche 13d ausgebildet. Folglich ist ein ringförmiger Dichtungsbefestigungsraum 13c zum Montieren der Dichtung 14 an der hinteren Endfläche 13b des Dichtungsrings 13 definiert. Das heißt, der Dichtungsbefestigungsraum 13c ist als ein Raum definiert, dessen Querschnitt dreieckig ist. Wenn die Dichtung 14 am Dichtungsbefestigungsraum 13c montiert wird, wird die Dichtung 14 mit der verjüngten Fläche 13d des Dichtungsrings 13 und der Innenumfangsfläche 12a des Gehäuses 12 in Kontakt gebracht, um eine Abdichtung am Zwischenraum c zwischen dem Gehäuse 12 und dem Dichtungsring 13 herzustellen.
Dabei weist der Dichtungsring 13, der die verjüngten Fläche 13d aufweist, in dem Fall, wo ein Pulvermaterial wie PTFE in eine Formanordnung gepackt und geformt wird, eine ausgezeichnete Formbarkeit auf.
Um zu verhindern, dass die Dichtung 14 aus dem Dichtungsbefestigungsraum 13c herausfällt, kann die hintere Endfläche 13b des Dichtungsrings 13 mit einem plattenförmigen Anschlagring 16 kombiniert werden. In diesem Fall spannt das Federmittel 15 über den Anschlagring 16 den Dichtungsring 13 elastisch vor. Obwohl das in den Zeichnungen nicht gezeigt wird, kann ein Anschlagring als eine Federaufnahme zur Unterstützung des hinteren Endes des Federmittels 15 anschließend mit dem Innenumfang des hinteren Endes des Gehäuses 12 kombiniert werden.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 3 ein Verfahren zum Montieren der Dichtungsvorrichtung 11 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Zuerst wird der Dichtungsring 13 von der Seite des hinteren Endes des Gehäuses 12 eingesetzt. Danach wird von der Seite des hinteren Endes des Gehäuses 12 die Dichtung 14 in den Dichtungsbefestigungsraum (13c) eingesetzt. Danach wird der Anschlagring 16 von der Seite des hinteren Endes des Gehäuses 12 eingesetzt. Schließlich wird das Federmittel 15 von der Seite des hinteren Endes des Gehäuses 12 eingesetzt.
Das Einsetzen des Anschlagrings 16 kann weggelassen werden.
Nach dem Einsetzen des Federmittels 15 kann der Anschlagring von der Seite des hinteren Endes des Gehäuses 12 eingesetzt werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Dichtungsring 13 eingesetzt, bevor die Dichtung 14 am Innenumfang des Gehäuses 12 montiert wird. Folglich ist das Einsetzen des Dichtungsrings 13 frei von einem Einsetzwiderstand oder Drehwiderstand, der der Elastizität der Dichtung 14 zuzuschreiben ist, was zu einer reibungslosen Montagearbeit der Dichtungsvorrichtung 11 beiträgt.
<Zweite Ausführungsform>
Unter Bezugnahme auf 4 wird eine Dichtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Man beachte, dass die Struktur der Dichtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform im Grunde ähnlich zur Dichtungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform ist. Folglich wird eine Struktur, die zu der in der ersten Ausführungsform identisch ist, durch eine identische Bezugsziffer bezeichnet, um deren detaillierte Beschreibung wegzulassen. Nachstehend wird eine Struktur beschrieben, die sich von der in der ersten Ausführungsform unterscheidet.
Insbesondere unterscheidet sich die Dichtungsvorrichtung 11 gemäß der vorliegenden Ausführungsform von der ersten Ausführungsform in der Struktur der hinteren Endfläche 13b des Dichtungsrings 13. An der hinteren Endfläche 13b des Dichtungsrings 13 ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine ringförmige Nut 13e mit einem rechteckigen Querschnitt ausgebildet. Das heißt, der Dichtungsbefestigungsraum 13c ist als ein Raum definiert, dessen Querschnitt rechteckig ist. Wenn die Dichtung 14 am Dichtungsbefestigungsraum 13c montiert wird, wird die Dichtung 14 mit der Nut 13e des Dichtungsrings 13 und der Innenumfangsfläche 12a des Gehäuses 12 in Kontakt gebracht, um eine Abdichtung am Zwischenraum c zwischen dem Gehäuse 12 und dem Dichtungsring 13 herzustellen.
Als nächstes wird ein Verfahren zum Montieren der Dichtungsvorrichtung 11 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Zuerst wird der Dichtungsring 13 von der Seite des hinteren Endes des Gehäuses 12 eingesetzt. Als nächstes wird die Dichtung 14 von der Seite des hinteren Endes des Gehäuses 12 in den Dichtungsbefestigungsraum (13c) eingesetzt, der durch die Nut 13e definiert ist. Als nächstes wird der Anschlagring 16 von der Seite des hinteren Endes des Gehäuses 12 eingesetzt. Schließlich wird das Federmittel 15 von der Seite des hinteren Endes des Gehäuses 12 eingesetzt.
Das Einsetzen des Anschlagrings 16 kann weggelassen werden.
Nach dem Einsetzen des Federmittels 15 kann der Anschlagring von der Seite des hinteren Endes des Gehäuses 12 eingesetzt werden.
Ähnlich zur ersten Ausführungsform wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Dichtungsring 13 eingesetzt, bevor die Dichtung 14 am Innenumfang des Gehäuses 12 montiert wird. Folglich ist das Einsetzen des Dichtungsrings 13 frei von einem Einsetzwiderstand oder Drehwiderstand, der der Elastizität der Dichtung 14 zuzuschreiben ist, was zu einer reibungslosen Montagearbeit der Dichtungsvorrichtung 11 beiträgt.
Bezugszeichenliste

11: Dichtungsvorrichtung
12: Gehäuse
12a: Innenumfangsfläche
13: Dichtungsring
13a: vordere Endfläche
13b: hintere Endfläche
13c: Dichtungsbefestigungsraum
13d: verjüngte Fläche
13e: Nut
14: Dichtung
15: Federmittel
16: Anschlagring
21: Ventilrotor (Gegenkomponente)
21a: Außenfläche
22: Öffnung
c: Zwischenraum

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 201596747 [0003]

Claims

Dichtungsvorrichtung, die aufweist: ein Gehäuse; einen Dichtungsring, der konfiguriert ist, längs eines Innenumfangs des Gehäuses axial verschiebbar eingesetzt zu werden, wobei der Dichtungsring aufweist: eine vordere Endfläche, und eine hintere Endfläche, die einen Dichtungsbefestigungsraum definiert; eine Dichtung, die konfiguriert ist, um eine Abdichtung zwischen dem Gehäuse und dem Dichtungsring herzustellen, wobei die Dichtung im Dichtungsbefestigungsraum angeordnet ist; und ein Federmittel, das auf der Seite der hinteren Endfläche des Dichtungsrings angeordnet ist, um den Dichtungsring zur Seite der vorderen Endfläche elastisch vorzuspannen.
Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die hintere Endfläche eine verjüngte Fläche aufweist, die den Dichtungsbefestigungsraum definiert.
Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die hintere Endfläche eine Nut aufweist, die den Dichtungsbefestigungsraum definiert und einen rechteckigen Querschnitt aufweist.
Dichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die ferner einen Anschlagring aufweist, der zwischen dem Dichtungsring und dem Federmittel angeordnet ist.
Verfahren zum Montieren einer Dichtungsvorrichtung, wobei das Verfahren aufweist: Einsetzen eines Dichtungsrings in einen Innenumfang eines Gehäuses; anschließend Einsetzen einer Dichtung in einen Dichtungsbefestigungsraum, der durch eine hintere Endfläche des Dichtungsrings definiert wird, um eine Abdichtung zwischen dem Gehäuse und dem Dichtungsring herzustellen; und anschließend Einsetzen, von der Seite der hinteren Endfläche des Dichtungsrings, eines Federmittels, das konfiguriert ist, den Dichtungsring zu einer Seite der vorderen Endfläche des Dichtungsrings elastisch vorzuspannen.