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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft Dichtungsanbringungsstrukturen.
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STAND DERTECHNIK
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Bekannte Dichtungsanbringungsstrukturen sind in Ausrüstung für die Herstellung von Halbleitern und dergleichen verwendbar. Siehe z.B. Patentliteratur 1. Solche Dichtungsanbringungsstrukturen haben eine Dichtung mit H-Querschnitt, deren konkaver Abschnitt einen Vorsprung eines Anbringungselements aufnimmt.
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LISTE ZITIERTER DRUCKSCHRIFTEN
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Patentliteratur
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Patentliteratur 1:
JP 2006-307983 A -
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Solche herkömmlichen Dichtungsanbringungsstrukturen können Abdichtungskräfte in radialen Richtungen einer Dichtung erzeugen, die an einem Anbringungselement angebracht ist, um Zwischenräume zwischen der Dichtung und dem Anbringungselement abzudichten. Die Abdichtungsleistung der Dichtung ist jedoch unzureichend und ihre weitere Verbesserung wünschenswert.
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Die Erfindung entstand angesichts dieses Sachverhalts. Eine Aufgabe der Erfindung ist es, die Abdichtungsleistung zwischen einer Dichtung und einem Anbringungselement zu verbessern.
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MITTEL ZUR LÖSUNG DER AUFGABE
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Eine erfindungsgemäße Dichtungsanbringungsstruktur umfasst ein Anbringungselement, das aufweist:
- eine erste Basis mit einem Fluidkanal;
- eine äußere Hülse, die von der ersten Basis absteht;
- eine innere Hülse, die von der ersten Basis in der gleichen Richtung wie die äußere Hülse radial innerhalb der äußeren Hülse absteht und ein Loch hat, das mit dem Fluidkanal kommuniziert; und
- eine Nut, die von der ersten Basis, der äußeren Hülse und der inneren Hülse umgeben ist und in der Richtung offen ist, in der die äußere Hülse absteht;
und eine Dichtung, die aufweist:
- eine ringförmige zweite Basis;
- einen ringförmigen äußeren Vorsprung, der sich von der zweiten Basis erstreckt, um in die Nut des Anbringungselements gepresst zu sein; und
- einen ringförmigen inneren Vorsprung, der sich von der zweiten Basis erstreckt, um axial an die innere Hülse des Anbringungselements radial innerhalb des äußeren Vorsprungs gepresst zu sein, so dass die innere Hülse radial zwischen dem äußeren Vorsprung und dem inneren Vorsprung angeordnet ist.
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Diese Struktur lässt es zu, dass der äußere Vorsprung der Dichtung in die Nut des Anbringungselements gepresst ist, um radiale Abdichtungskräfte zwischen der Dichtung und dem Anbringungselement zu erzeugen. Außerdem lässt die Strukturzu, dass die innere Hülse des Anbringungselements axial an den inneren Vorsprung der Dichtung gepresst ist, um axiale Abdichtungskräfte zwischen der Dichtung und dem Anbringungselement zu erzeugen. Auf diese Weise kann die Struktur die Abdichtungsleistung der Dichtung und des Anbringungselements verbessern.
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Wenn die innere Hülse des Anbringungselements den inneren Vorsprung der Dichtung berührt, können eine Innenperipherie der inneren Hülse und eine Innenperipherie des inneren Vorsprungs Wände von Fluidkanälen bilden, die miteinander kommunizieren. Eine Spitze des inneren Vorsprungs kann einen Innendurchmesser haben, der gleich oder größer als der minimale Innendurchmesser der inneren Hülse ist. Die Innenperipherie des inneren Vorsprungs kann eine erste Innenperipheriefläche haben, die den Innendurchmesser des inneren Vorsprungs mit einer Zunahme in axialer Richtung von der Spitze des inneren Vorsprungs reduziert.
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Wenn der äußere Vorsprung der Dichtung in die Nut des Anbringungselements gepresst ist, lässt diese Struktur es zu, dass der äußere Vorsprung die innere Hülse des Anbringungselements radial nach innen drückt. Da die innere Hülse radial zwischen dem äußeren Vorsprung und dem inneren Vorsprung der Dichtung angeordnet ist, ist der innere Vorsprung durch die innere Hülse radial nach innen gedrückt. Dies verformt den inneren Vorsprung, so dass die erste Innenperipheriefläche radial nach innen bewegt wird. Die oben beschriebene Form der ersten Innenperipheriefläche kann verhindern, dass der verformte innere Vorsprung zum Inneren des Fluidkanals der Dichtung hin absteht. Infolgedessen bestehen keine Behinderungen des Flusses zwischen der Dichtung und dem Anbringungselement in dem Volumen, in dem das Anbringungselement mit der Dichtung kommuniziert, nachdem die Dichtung an dem Anbringungselement angebracht ist. Hierdurch wird die Glattheit des Flusses sichergestellt, so dass zwischen dem Anbringungselelement und der Dichtung fließende Fluide rasch ersetzt werden können.
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Die erste Innenperipheriefläche kann zulaufend sein.
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Die erste Innenperipheriefläche kann zum radialen Inneren der Dichtung hin konvex sein.
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Wenn der äußere Vorsprung der Dichtung in die Nut des Anbringungselements gepresst ist, kann die Struktur die Innenperipheriefläche des inneren Vorsprungs zu einer glatteren Fläche verändern, wodurch eine konstante Querschnittsfläche des Fluidkanals des inneren Vorsprungs mit höherer Genauigkeit aufrechterhalten werden kann. Dies kann die Glattheit des Fließens in dem Fluidkanal erhöhen.
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WIRKUNG DER ERFINDUNG
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Die Erfindung kann die Abdichtungsleistung zwischen der Dichtung und dem Anbringungselement verbessern.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Querschnittsansicht einer Dichtungsanbringungsstruktur gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 2 ist eine vergrößerte Teilansicht aus 1;
- 3 ist eine Querschnittsansicht der Dichtung und eines Abschnitts des Anbringungselements in der Dichtungsanbringungsstruktur aus 1;
- 4 ist eine vergrößerte Teilansicht der Dichtung aus 3;
- 5 ist eine Querschnittsansicht der Dichtungsanbringungsstruktur aus 1, bevor die Dichtung an der Struktur angebracht ist; und
- 6 ist eine Teilquerschnittsansicht einer Dichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform in der Dichtungsanbringungsstruktur aus 1.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert.
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1 ist eine Querschnittsansicht einer Struktur zum Anbringen einer Dichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 2 ist eine vergrößerte Teilansicht aus 1. 3 ist eine Querschnittsansicht der Dichtung 1 und eines Abschnitts des Anbringungselements 3.
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Die Richtung des Anbringungselements 3 mit Bezug auf die Dichtung 1 in 1 und 2, d.h. die Abwärtsrichtung in 1 und 2, wird im Folgenden als erste axiale Richtung oder Abwärtsrichtung der Dichtung 1 oder des Anbringungselements 3 bezeichnet.
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Die Richtung eines anderen Anbringungselements 5 mit Bezug auf die Dichtung 1 in 1 und 2, d.h. die Aufwärtsrichtung in 1 und 2, wird im Folgenden als zweite axiale Richtung oder Aufwärtsrichtung der Dichtung 1 oder des Anbringungselements 3 bezeichnet.
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Wie in 1 und 2 gezeigt, wird die Struktur zum Anbringen der Dichtung 1 dazu verwendet, die Dichtung 1 an dem Anbringungselement 3 oder dem anderen Anbringungselement 5 anzubringen.
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Das erfindungsgemäße Anbringungselement 3 ist als Block einer Fluidvorrichtung dargestellt, ist jedoch nicht auf einen solchen Block begrenzt. Das Anbringungselement 3 kann ein Element sein, das beispielsweise mit einem Regler, einem Druckmesser, einem Ventil, einem Durchflussmesser, einer Kunststoffröhre oder einem Flansch einer Fluidvorrichtung in Zusammenhang steht.
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Das Anbringungselement 3 ist an das andere Anbringungselement 5 gekoppelt, wobei die Dichtung 1 zwischen dem Anbringungselement 3 und dem anderen Anbringungselement 5 liegt, um ein Fließen von Fluiden, z.B. Flüssigkeiten wie etwa ultrareinem Wasser oder chemischem Stoff, durch die Anbringungselemente 3 und 5 zuzulassen.
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Das Anbringungselement 3 ist aus thermoplastischem Harz hergestellt, das beispielsweise Fluorpolymer wie etwa Tetrafluorethylen-Perfluoralkylvinylether-Copolymer (PFA), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymer (ETFE) und Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymer (FEP) aufweist.
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Das Anbringungselement 3 ist nicht auf Fluorpolymer begrenzt, sondern kann auch aus Polypropylen (PP), hochdichtem Polyethylen (HDPE), niederdichtem Polyethylen (LDPE), Polyoxymethylen (POM) oder Elastomer, d.h. Gummi, hergestellt sein.
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Das Anbringungselement 3 weist eine erste Basis 11, eine äußere Hülse 13, eine innere Hülse 15 und eine Nut 17 auf. Das Anbringungselement 3 hat auch einen mit der ersten Basis 11 verbundenen Körper (nicht gezeigt).
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Die erste Basis 11 hat einen ersten Fluidkanal 21, der ein Loch ist, das ein Hindurchfließen der Fluide zulässt. Der erste Fluidkanal 21 hat einen kreisförmigen Querschnitt und erstreckt sich in der axialen Richtung der äußeren Hülse 13 und der inneren Hülse 15, d.h. in den Figuren vertikal.
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Die äußere Hülse 13 ist an der ersten Basis 11 vorgesehen und steht zu einer Seite der ersten Basis 11 hin ab, d.h. in der zweiten axialen Richtung (d.h. Aufwärtsrichtung) des Anbringungselements 3. Die äußere Hülse 13 ist in kreiszylindrischer Form gebildet und in der zweiten axialen Richtung offen.
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Die innere Hülse 15 ist an der ersten Basis 11 vorgesehen und steht in der gleichen Richtung wie die äußere Hülse 15, d.h. aufwärts, ab. Die innere Hülse 15 ist in kreiszylindrischer Form gebildet und in derzweiten axialen Richtung des Anbringungselements 3, d.h. in der Aufwärtsrichtung, offen.
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Die innere Hülse 15 ist radial innerhalb der äußeren Hülse 13 und koaxial zu der äußeren Hülse 13 angeordnet. Die Nut 17, die noch beschrieben wird, ist radial außerhalb der inneren Hülse 15 und radial innerhalb der äußeren Hülse 13, d.h. zwischen der inneren Hülse 15 und der äußeren Hülse 13, gebildet.
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Die innere Hülse 15 hat ein Loch, das mit dem Loch der ersten Basis 11 kommuniziert und einen zweiten Fluidkanal 23 bildet, um das Hindurchfließen der Fluide zuzulassen. Der zweite Fluidkanal 23 hat einen kreisförmigen Querschnitt und erstreckt sich in der axialen Richtung der inneren Hülse 15, d.h. in den Figuren vertikal.
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Der zweite Fluidkanal 23 liegt näher an der Achse der inneren Hülse 15 als die innere Hülse 15 und hat ein Ende, das mit dem ersten Fluidkanal 21 der ersten Basis 11 kommuniziert. Zusammen mit dem ersten Fluidkanal 21 bildet der zweite Fluidkanal 23 einen Fluidkanal des Anbringungselements 3.
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Wie in 3 gezeigt, hat die innere Hülse 15 einen minimalen Innendurchmesser D1, der der kleinste Durchmesser des zweiten Fluidkanals 23 ist. Der minimale Innendurchmesser D1 ist im Wesentlichen gleich dem kleinsten Durchmesser des Lochs der ersten Basis 11, dies ist jedoch keine Voraussetzung.
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Die innere Hülse 15 hat im Wesentlichen konstante Innen- und Außendurchmesser. Die innere Hülse 15 liegt radial innerhalb der äußeren Hülse 13 und ist von der äußeren Hülse 13 um eine bestimmte Distanz entfernt. Die Außenperipherie der inneren Hülse 15 ist im Wesentlichen parallel zu der Innenperipherie der äußeren Hülse 13.
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Die innere Hülse 15 hat eine erste Abdichtungsfläche 27, die eine ringförmige zulaufende Fläche ist. Die erste Abdichtungsfläche 27 liegt radial innerhalb einer Spitze 29 (d.h. eines zweiten axialen Endes) der inneren Hülse 15 und erstreckt sich über im Wesentlichen den ganzen Umfang der Spitze 29.
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Der Innendurchmesser der ersten Abdichtungsfläche 27, d.h. der Innendurchmesser der Spitze 29, vergrößert sich mit zunehmender axialer Distanz von dem ersten axialen Ende desAnbringungselements 3, d.h. der Aufwärtsdistanz von dem unteren Ende aus 1.
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Die Spitze 29 der inneren Hülse 15 liegt näher an dem ersten axialen (d.h. unteren) Ende des Anbringungselements 3 als eine Spitze 31 (d.h. ein zweites axiales Ende) der äußeren Hülse 13.
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Die Nut 17 ist von der ersten Basis 11, der äußeren Hülse 13 und der inneren Hülse 15 so umgeben, dass sie in der zweiten axialen Richtung der äußeren Hülse 13, d.h. in der Aufwärtsrichtung, offen ist.
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Die Nut 17 ist ringförmig und bildet einen ringförmigen offenen Raum, der von der ersten Basis 11, der äußeren Hülse 13 und der inneren Hülse 15 umgeben ist. Die Nut 17 hat in der radialen Richtung der äußeren Hülse 13 und der inneren Hülse 15 eine im Wesentlichen konstante Breite.
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Die radiale Breite der Nut 17 ist beispielsweise in der Weise kleiner gestaltet als die radiale Breite eines äußeren Vorsprungs 44 der Dichtung 1, der noch beschrieben wird, dass die Nut 17 ein Hineinpressen des äußeren Vorsprungs 44 zulässt.
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Die Dichtung 1 ist so an dem Anbringungselement 3 angebracht, dass ein Fließen der Fluide aus dem Anbringungselement 3 zugelassen ist. Die Dichtung 1 ist in kreiszylindrischer Form gebildet, so dass sie in die Nut 17 passt.
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Die Dichtung 1 ist mit Bezug auf eine zentrale Ebene 35 symmetrisch, die an der axialen Mitte der Dichtung 1 liegt und die Achse der Dichtung 1 im rechten Winkel schneidet. Auch an dem anderen Anbringungselement 5 ist die Dichtung 1 mithilfe einer Struktur angebracht, die der oben beschriebenen, zum Anbringen der Dichtung 1 an dem Anbringungselement 3 verwendeten Struktur ähnlich ist.
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Die Dichtung 1 ist aus thermoplastischem Harz hergestellt, beispielsweise aus Fluorpolymer wie etwa PFA, PTFE, PVDF, ETFE oder FEP.
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Das Material des Anbringungselements 3 ist nicht auf Fluorpolymer begrenzt, sondern kann auch aus anderen Harzen wie etwa PP, HDPE, LDPE, POM und Elastomer ausgewählt sein.
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Die Dichtung 1 weist eine zweite Basis 42, einen äußeren Vorsprung 44 und einen inneren Vorsprung 46 auf.
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Die zweite Basis 42 ist an einem axialen Mittelabschnitt der Dichtung 1 vorgesehen, der nahe der Zentralebene 35 liegt. Die zweite Basis 42 ist in kreiszylindrischer Form gebildet, so dass sie mit dem Inneren der äußeren Hülse 13 des Anbringungselements 3 in Eingriff bringbar gestaltet ist.
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Die zweite Basis 42 hat ein Loch zum Hindurchfließenlassen der Fluide, das einen dritten Fluidkanal 53 bildet und einen kreisförmigen Querschnitt hat. Der dritte Fluidkanal 53 erstreckt sich entlang der axialen Richtung derzweiten Basis 42, d.h. in den Figuren vertikal.
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Der Durchmesser des dritten Fluidkanals 53, d.h. der Innendurchmesser D2 der zweiten Basis 42, ist im Wesentlichen gleich dem minimalen Innendurchmesser D1 der inneren Hülse 15. Der Innendurchmesser D2 ist in der axialen Richtung der zweiten Basis 42 im Wesentlichen konstant.
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Der äußere Vorsprung 44 ist zum Einpressen in die Nut 17 des Anbringungselements 3 in kreiszylindrischer Form gebildet. Der äußere Vorsprung 44 steht von derzweiten Basis 42 in der ersten axialen Richtung der Dichtung 1, d.h. abwärts, ab.
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Die radiale Breite des äußeren Vorsprungs 44 ist in der Weise größer als die radiale Breite der Nut 17, dass der äußere Vorsprung 44 in die Nut 17 pressbar ist, so dass er mit der äußeren Hülse 13 und der inneren Hülse 15 des Anbringungselements 3 koaxial ist.
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Der äußere Vorsprung 44 hat einen Außendurchmesser, der gleich oder etwas größer als der Innendurchmesser der äußeren Hülse 13 des Anbringungselements 3 ist. Der äußere Vorsprung 44 hat einen Innendurchmesser, der kleiner als der Außendurchmesser der inneren Hülse 15 des Anbringungselements 3 ist.
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Der Innendurchmesser des äußeren Vorsprungs 44 ist in der axialen Richtung der Dichtung 1, d.h. auf der ganzen Länge des äußeren Vorsprungs 44, im Wesentlichen konstant. Wenn er in die Nut 17 gepresst ist, ist der äußere Vorsprung 44 radial außen an die innere Hülse 15 des Anbringungselements 3 gepresst.
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Der innere Vorsprung 46 ist ein kreiszylindrischer Abschnitt der Dichtung 1, der axial an die innere Hülse 15 des Anbringungselements 3 gepresst ist. Der innere Vorsprung 46 ist an der zweiten Basis 42 vorgesehen und steht in der gleichen Richtung wie der äußere Vorsprung 44 ab, d.h. in der ersten axialen Richtung (d.h. Abwärtsrichtung) der Dichtung 1.
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Der innere Vorsprung 46 liegt radial innerhalb des äußeren Vorsprungs 44, so dass, wenn der innere Vorsprung 46 an die innere Hülse 15 des Anbringungselements 3 gepresst ist, die innere Hülse 15 radial zwischen dem inneren Vorsprung 46 und dem äußeren Vorsprung 44 angeordnet ist.
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Eine Spitze 55 (d.h. ein erstes axiales Ende) des inneren Vorsprungs 46 liegt näher an dem zweiten axialen (d.h. oberen) Ende der Dichtung 1 als eine Spitze 57 (d.h. ein erstes axiales Ende) des äußeren Vorsprungs 44.
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Wenn die zweite Basis 42 mit dem Inneren der äußeren Hülse 13 in Eingriff gebracht ist, ist der innere Vorsprung 46 koaxial zu der äußeren Hülse 13 und der inneren Hülse 15 angeordnet.
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Der innere Vorsprung 46 hat ein Loch, das mit dem ersten Fluidkanal 21, d.h. dem Loch des Anbringungselements 3, kommuniziert und einen vierten Fluidkanal 59 bildet, um das Hindurchfließen der Fluide zuzulassen. Der vierte Fluidkanal 59 hat einen kreisförmigen Querschnitt und erstreckt sich entlang der axialen Richtung des inneren Vorsprungs 46, d.h. in den Figuren vertikal.
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Ein Ende des vierten Fluidkanals 59 kommuniziert mit dem dritten Fluidkanal 53 der zweiten Basis 42. Zusammen mit dem dritten Fluidkanal 53 bildet der vierte Fluidkanal 59 einen Abschnitt eines Fluidkanals der Dichtung 1.
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Der innere Vorsprung 46 hat eine zweite Abdichtungsfläche 62, die eine ringförmige zulaufende Fläche ist. Die zweite Abdichtungsfläche 62 liegt an der Außenperipherie der Spitze 55 des inneren Vorsprungs 46 und erstreckt sich über den ganzen Umfang der Spitze 55.
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Der Außendurchmesser der zweiten Abdichtungsfläche 62, d.h. der Außendurchmesser der Spitze 55 des inneren Vorsprungs 46, verringert sich mit zunehmender axialer Distanz von der axialen Mitte der Dichtung 1, d.h. derzentralen Ebene 35. In den Figuren hat ein unterer Abschnitt derzweiten Abdichtungsfläche 62 einen kleineren Außendurchmesser.
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Die zweite Abdichtungsfläche 62 kann die erste Abdichtungsfläche 27 der inneren Hülse 15 des Anbringungselements 3 berühren, da die zweite Abdichtungsfläche 62 in einem Winkel geneigt ist, der von dem Neigungswinkel der ersten Abdichtungsfläche 27 abhängt.
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Es wird darauf hingewiesen, dass der Neigungswinkel der zweiten Abdichtungsfläche 62 in Bezug auf die Achse 67 des inneren Vorsprungs 46 sich von dem Neigungswinkel der ersten Abdichtungsfläche 27 in Bezug auf die Achse 69 der inneren Hülse 15 unterscheidet.
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Wenn in diesem Fall mindestens entweder die Dichtung 1 oder das Anbringungselement3 eine äußere Kraft in der axialen Richtung aufnimmt, die durch die Kopplungder Anbringungselemente 3 und 5 verursacht ist, ist die zweite Abdichtungsfläche 62 auf die erste Abdichtungsfläche 27 gepresst.
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Im Folgenden werden Prozeduren zur Anbringungder Dichtung 1 an dem Anbringungselement 3 erläutert. Wie in 5 gezeigt, wird zuerst der äußere Vorsprung 44 der Dichtung 1, ausgehend von der Spitze 57 des äußeren Vorsprungs 44, axial in die Nut 17 des Anbringungselements3 gepresst.
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Als Nächstes wird der äußere Vorsprung 44 zum Boden der Nut 17 hin, d.h. abwärts bewegt, bis die zweite Abdichtungsfläche 62 des inneren Vorsprungs 46 die erste Abdichtungsfläche 27 der inneren Hülse 15 berührt.
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Wenn die zweite Abdichtungsfläche 62 die erste Abdichtungsfläche 27 berührt, ist das Einpressen des äußeren Vorsprungs 44 in die Nut 17 beendet. Die zweite Basis 42 ist dann mit dem Inneren der äußeren Hülse 13 in Eingriff gebracht.
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Zur Anbringungder entgegengesetzten axialen Seite der Dichtung 1 an dem anderen Anbringungselement 5 werden dann ähnliche Prozeduren ausgeführt. Danach werden die Anbringungselemente 3 und 5 mit dazwischenliegender Dichtung 1 über Befestigungsmittel wie etwa Schrauben (nicht gezeigt) aneinandergekoppelt.
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Auf diese Weise wird die Dichtung 1 zuerst an dem Anbringungselement 3 und dann an dem anderen Anbringungselement 5 angebracht, so dass sie das Anbringungselement 3 mit dem anderen Anbringungselement 5 verbindet.
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Während der Prozeduren nehmen die Dichtung 1 und das Anbringungselement3 äußere Kräfte in der axialen Richtung auf. Die Kräfte können die zweite Abdichtungsfläche 62 auf die erste Abdichtungsfläche 27 pressen, während der äußere Vorsprung 44 in die Nut 17 gepresst ist.
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Das Pressen des äußeren Vorsprungs 44 in die Nut 17 kann radiale Abdichtungskräfte zwischen dem äußeren Vorsprung 44 und der inneren Hülse 15 und, falls nötig, zwischen dem äußeren Vorsprung 44 und der äußeren Hülse 13 erzeugen, um Zwischenräume mindestens zwischen dem äußeren Vorsprung 44 und der inneren Hülse 15 abzudichten.
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Zusätzlich kann das Pressen der zweiten Abdichtungsfläche 62 auf die erste Abdichtungsfläche 27 axiale Abdichtungskräfte zwischen den Abdichtungsflächen 62 und 27 erzeugen, d.h. zwischen der inneren Hülse 15 und dem inneren Vorsprung 46, um Zwischenräume dazwischen abzudichten.
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Die Struktur zum Anbringen der Dichtung an dem Anbringungselement kann also zusätzlich zu den radialen Abdichtungskräften die axialen Abdichtungskräfte erzeugen. Dies kann die Abdichtungsleistungzwischen der Dichtung 1 und dem Anbringungselement 3 erhöhen.
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Das Verfahren zum Pressen des inneren Vorsprungs der Dichtung an die innere Hülse des Anbringungselements ist erfindungsgemäß nicht auf ein bestimmtes begrenzt. Beispielsweise ist das Pressen durch eine äußere Kraft erreichbar, die mit einem Werkzeug und dergleichen auf die Dichtung 1 angewandt wird, wenn der äußere Vorsprung 44 der Dichtung 1 in die Nut 17 des Anbringungselements 3 gepresst wird.
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4 ist eine vergrößerte Teilansicht der Dichtung 1 aus 3. 5 ist eine Querschnittsansicht der Dichtung 1 und des Anbringungselements 3, bevor die Dichtung 1 an dem Anbringungselement 3 angebracht ist.
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Wenn, wie in 3 und 4 gezeigt, der innere Vorsprung 46 der Dichtung 1 die innere Hülse 15 des Anbringungselements 3 berührt, um den vierten Fluidkanal59 mit dem zweiten Fluidkanal 23 in Kommunikation zu versetzen, bildet die Innenperipherie der inneren Hülse 15 eine Wand 71 des zweiten Fluidkanals 23, und die Innenperipherie des inneren Vorsprungs 46 bildet eine Wand 73 des vierten Fluidkanals 59.
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Die Spitze 55 des inneren Vorsprungs 46 der Dichtung 1 hat einen Innendurchmesser, der gleich oder größer als der minimale Innendurchmesser D1 der inneren Hülse 15 des Anbringungselements 3 ist.
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Die Innenperipherie des inneren Vorsprungs 46 der Dichtung 1 hat eine erste Innenperipheriefläche 75, die so geneigt ist, dass sich der Innendurchmesser des inneren Vorsprungs 46 mit zunehmender axialer Distanz von dem entfernt gelegenen Ende 55a der Spitze 55, d.h. zunehmender vertikaler Distanz von dem unteren Ende aus 1, reduziert.
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Die Innenperipherie der inneren Hülse 15 des Anbringungselements 3 weist die Wand 71 des zweiten Fluidkanals 23 auf, die einen Durchmesser im Wesentlichen gleich dem minimalen Innendurchmesser D1 der inneren Hülse 15 hat.
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Die Innenperipherie des inneren Vorsprungs 46 der Dichtung 1 weist die Wand 73 des vierten Fluidkanals 59 auf, die einen Durchmesser hat, der gleich oder größer als der Innendurchmesser D2 der zweiten Basis 42 ist.
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Der Innendurchmesser D2 der zweiten Basis 42 ist im Wesentlichen gleich dem minimalen Innendurchmesser D1 der inneren Hülse 15.
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Die erste Innenperipheriefläche 75 ist ein Abschnitt der Wand 73 des vierten Fluidkanals 59. Die erste Innenperipheriefläche 75 ist in einer Ringform gebildet, die sich über den ganzen Umfang der Innenperipherie des inneren Vorsprungs 46 erstreckt und zu dem vierten Fluidkanal 59 gewandt ist.
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Die erste Peripheriefläche 75 erstreckt sich axial von dem zweiten axialen Abschnitt des inneren Vorsprungs 46 in Richtung des entfernt gelegenen Endes 55a der Spitze 55.
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Die erste Innenperipheriefläche 75 ist zulaufend, und ihr Querschnitt einschließlich der Achse 67 (des inneren Vorsprungs 46) der Dichtung 1 ist in Bezug auf eine virtuelle Linie 79, die zu der Achse 67 parallel ist, in einem Winkel θ1 geneigt.
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Dementsprechend hat das zweite axiale Ende des inneren Vorsprungs 46, d.h. sein näher an der zweiten Basis 42 gelegenes Ende, den minimalen Innendurchmesser D3, und das erste axiale Ende des inneren Vorsprungs 46, d.h. das entfernt gelegene Ende 55a der Spitze 55, hat den maximalen Innendurchmesser D4.
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Der minimale Innendurchmesser D3 des inneren Vorsprungs 46 ist im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser D2 der zweiten Basis 42. Der maximale Innendurchmesser D4 des inneren Vorsprungs 46 ist größer als der Innendurchmesser D2 der zweiten Basis 42, d.h. der minimale Innendurchmesser D1 der inneren Hülse 15.
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Das Verhältnis zwischen dem minimalen Innendurchmesser D3 des inneren Vorsprungs 46 und dem minimalen Innendurchmesser D1 der inneren Hülse 15 ist nicht auf das oben beschriebene begrenzt. Der minimale Innendurchmesser D1 der inneren Hülse 15 kann größer oder kleiner als der Innendurchmesser der inneren Hülse 15 sein, wenn die Differenz der Innendurchmesser den Fluss der Fluide nicht behindert.
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Wenn die erste Innenperipheriefläche 75 eine geradlinig zulaufende Fläche ist, ist an der Grenze zwischen der ersten Innenperipheriefläche 75 und einer Innenperipherie 81 des zweiten axialen Abschnitts des inneren Vorsprungs 46, d.h. seines näher an der zweiten Basis 42 gelegenen Abschnitts, eine glatt gekrümmte (d.h. abgerundete) Fläche vorgesehen.
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Der innere Vorsprung 46 ist flexibel verformbar, um den Winkel θ1 zu reduzieren. Genauer gesagt, kann der innere Vorsprung 46 die Spitze 55 radial nach innen, d.h. in der Richtung eines Pfeils 83 in 4, bewegen, indem er an einem Punkt nahe der Grenze zwischen dem inneren Vorsprung 46 und der zweiten Basis 42, d.h. nahe dem nah gelegenen Ende der Spitze 55, gebogen wird.
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Der innere Vorsprung 46 ist verformt, wenn die erste Abdichtungsfläche 27 auf die zweite Abdichtungsfläche 62 gepresst ist. Bevorzugt bewegt der verformte innere Vorsprung 46 die erste Innenperipheriefläche 75 an eine Stelle nahe einer Verlängerung 87 einer Innenperipherie 85 der zweiten Basis 42, d.h. reduziert den Neigungswinkel θ1 auf null.
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Der äußere Vorsprung 44 der Dichtung 1 ist von der Stelle, an der er von dem Anbringungselement 3 entfernt ist, wie in 5 gezeigt, an die Stelle versetzt, an der er in die Nut 17 des Anbringungselements 3 gepresst ist, wie in 1 und 2 gezeigt. Der äußere Vorsprung 44 drückt dann die innere Hülse 15 des Anbringungselements 3 radial einwärts, und die innere Hülse 15 drückt den inneren Vorsprung 46 der Dichtung 1 radial einwärts, d.h. zu der Achse 67 hin.
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Infolgedessen wird der innere Vorsprung 46 der Dichtung 1, insbesondere seine Spitze 55, verformt, um die erste Innenperipheriefläche 75 zum radialen Inneren des inneren Vorsprungs 46, d.h. zum radialen Inneren der Dichtung 1, zu bewegen. Die Verformung des inneren Vorsprungs 46 verändert die zulaufende Form der ersten Innenperipheriefläche 75, deren Innendurchmesser sich mit abnehmender Distanz von dem entfernt gelegenen Ende 55a der Spitze 55 vergrößert, zu einer Form, die im Wesentlichen parallel zu der Achse 67 ist.
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Da die erste Innenperipheriefläche 75 vor der Verformung so geneigt ist, dass sich der Innendurchmesser des inneren Vorsprungs 46 mit zunehmender axialer Distanz von dem ersten axialen (d.h. unteren) Ende des inneren Vorsprungs 46 reduziert, kann verhindert werden, dass der radial einwärts gedrückte innere Vorsprung 46 von der Wand 73 des vierten Fluidkanals59 in Richtung des Inneren des vierten Fluidkanals 59, d.h. des Fluidkanals der Dichtung 1, absteht.
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Nach dem Aneinanderkoppeln der zwei Anbringungselemente 3 und 5 fließen die Fluide zwischen dem Anbringungselement 3 und der Dichtung 1. Dabei bestehen keine Hindernisse gegen den Fluss der Fluide in dem Volumen, in dem das Anbringungselement 3 mit der Dichtung 1 kommuniziert. Hierdurch kann die Glattheit des Flusses der Fluide sichergestellt werden, so dass die zwischen dem Anbringungselement 3 und der Dichtung 1 fließenden Fluide rasch ersetzt werden können.
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Die erste Innenperipheriefläche 75 kann verhindern, dass ein verformter Abschnitt des inneren Vorsprungs 46 in Richtung des vierten Fluidkanals 59, d.h. des Fluidkanals der Dichtung 1, absteht und den Fluss der Fluide zwischen der Dichtung 1 und dem Anbringungselement 3 unterbricht. Hierdurch kann ein Rückstau aus dem Übergang zwischen der Dichtung 1 und dem Anbringungselement 3 behoben werden, um die Fluide rasch zu ersetzen. Infolgedessen kann verhindert werden, dass durch den Rückstau Bestandteile der Fluide abgelagert und aus den Bestandteilen Partikel gebildet werden.
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Die Innenperipheriefläche des inneren Vorsprungs der erfindungsgemäßen Dichtung ist nicht auf die erste Innenperipheriefläche 75, d.h. die zulaufende Fläche in der oben beschriebenen Ausführungsform, begrenzt. Beispielsweise kann die Innenperipheriefläche eine konvexe gekrümmte Fläche 91 sein, wie in 6 gezeigt. In einem Querschnitt der Dichtung 1, der ihre Achse 67 einschließt, ist die konvexe gekrümmte Fläche 91 zum radialen Inneren der Dichtung 1 konvex.
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Wenn der äußere Vorsprung 44 der Dichtung 1 in die Nut 17 des Anbringungselements 3 gepresst ist, kann die verformte erste Innenperipheriefläche 91 glatter als die verformte erste Innenperipheriefläche 75 sein, um eine konstante Querschnittsfläche des vierten Fluidkanals 59 des inneren Vorsprungs 46 mit höherer Genauigkeit aufrechtzuerhalten. Dementsprechend kann die erste Innenperipheriefläche 91 die Glattheit des Fließens der Fluide in dem Fluidkanal der Dichtung 1 weiter erhöhen.
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Die erste Innenperipheriefläche der erfindungsgemäßen Dichtung ist nicht auf die erste Innenperipheriefläche 75 an dem ersten axialen (d.h. unteren) Abschnitt der Innenperipherie des inneren Vorsprungs 46, d.h. an der Spitze 55, begrenzt. Beispielsweise kann die Innenperipheriefläche sich axial über die ganze Länge der Innenperipherie des inneren Vorsprungs 46 erstrecken.
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Die erste Innenperipheriefläche der erfindungsgemäßen Dichtung ist nicht auf die erste Innenperipheriefläche 75, die einheitlich in dem Winkel θ1 geneigt ist, in dem Querschnitt der Dichtung einschließlich ihrer Achse begrenzt. Beispielsweise kann die erste Innenperipheriefläche eine Kombination aus Ebenen, die in unterschiedlichen Winkeln geneigt sind, eine Kombination aus zulaufenden Flächen und konvexen gekrümmten Flächen oder beide Kombinationen aufweisen.
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Aus der obigen Erläuterung ist zu sehen, dass die Erfindung selbstverständlich Varianten und Abwandlungen zulässt. Dementsprechend wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung innerhalb des Umfangs der Patentansprüche, die der Beschreibung beigefügt sind, andere Ausführungsformen als die in der Beschreibung beschriebenen haben kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Dichtung;
- 3
- Anbringungselement;
- 5
- anderes Anbringungselement;
- 11
- erste Basis;
- 13
- äußere Hülse;
- 15
- innere Hülse;
- 17
- Nut;
- 23
- zweiter Fluidkanal (Fluidkanal der inneren Hülse des Anbringungselements);
- 42
- zweite Basis;
- 44
- äußerer Vorsprung;
- 46
- innerer Vorsprung;
- 55
- Spitze des inneren Vorsprungs;
- 59
- vierter Fluidkanal (Fluidkanal des inneren Vorsprungs der Dichtung);
- 71
- Wand des zweiten Fluidkanals;
- 73
- Wand des vierten Fluidkanals;
- 75
- erste Innenperipheriefläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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