DE60306883T2 - Spielfreier Stützring für Elastomerdichtung und Flansch - Google Patents

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Description

  • Technisches Gebiet
  • Diese Offenbarung bezieht sich auf eine Anordnung, die eine Anordnung aus einem Stützring und einer Flanschkeilfläche nutzt.
  • Hintergrund der Erfindung
  • In einer Dichtungsanordnung für zusammenpassende Metalloberflächen, wo beispielsweise eine Welle einen Druckbehälter durchdringt, sind Stützringe auf der Niederdruckseite eines O-Rings installiert, um dabei zu helfen, eine Leckage eines Fluids zu verhindern. Ein O-Ring dient über die mechanische Verformung einer elastomeren Verbindung als Dichtung. Falls der O-Ring zunehmend höheren Drücken nicht standhalten kann oder falls Zwischenräume in der Dichtungsanordnung zu groß sind, kann sich der O-Ring in die Zwischenräume in der Dichtungsanordnung pressen. Stützringe werden verwendet, um die Zwischenräume zu blockieren und eine axiale Abstützung für den O-Ring zu schaffen. Materialien wie z.B. Leder, Polytetrafluorethylen (PTFE, Teflon®), Nylon oder andere ähnliche Materialien werden als Vorrichtungen gegen das Durchpressen bzw. Antiextrusionsvorrichtungen verwendet. Diese Vorrichtungen müssen jedoch in den Abmessungen entsprechend radialen Zwischenräumen hergestellt werden, was erforderlich ist, um ein Durchdrücken bzw. eine Extrusion der Dichtung zu verhindern, wenn sie Betriebsdrücken ausgesetzt ist.
  • EP-A-1228935 (Delphi) offenbart einen Antiextrusionsring, der zur Verwendung in Verbindung mit einem Solenoidventil eines Fahrzeugs geeignet ist. Der Ring hat einen plankonkaven Querschnitt und wird verwendet, um eine Dichtung abzustützen, die eine Grenzfläche zwischen dem Solenoidventil und einer Bohrung in einem Werkstück abdichtet. Der Antiextrusionsring ist so entworfen, dass er während einer Installation des Solenoidventils kontrollierbar bricht.
  • Folglich wäre es vorteilhaft, eine Anordnung einer Antiextrusionsdichtung zu schaffen, deren Komponenten mit größeren radialen Toleranzen hergestellt werden können, ohne die Fähigkeit der Dichtungsanordnung, eine Dichtungsextrusion zu verhindern, zu beeinträchtigen, oder bei der große Einsetzkräfte oder Bedingungen zum Einpassen nicht erforderlich sind, was einen Einbau erleichtert und die sich ergebende Exzentrizität der Komponenten minimiert.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung in ihren verschiedenen Aspekten ist wie in den beiliegenden Ansprüchen dargelegt. Die Anordnung umfasst einen Flansch, der an einem Werkstück mit einem Bohrungsloch darin fixiert ist. Das Bohrungsloch kann die Welle aufnehmen. Der Flansch umgibt die Welle und umfasst ein im Wesentlichen dreieckig geformtes vorstehendes Element mit einer ersten Oberfläche, die vom Flansch in das Bohrungsloch parallel zu dessen Mittellinie verläuft und mit einer Innenfläche des Bohrungslochs in Kontakt steht. Eine zweite Oberfläche verläuft vom Flansch in das Bohrungsloch unter einem Winkel zu dessen Mittellinie und fügt sich an die erste Oberfläche. Der Flansch weist auch eine Aufsitzfläche senkrecht zur Mittellinie des Bohrungslochs auf. Das dreieckig geformte vorstehende Element definiert einen ringförmigen Raum zwischen der Welle, der Aufsitzfläche und der zweiten Oberfläche des dreieckig geformten vorstehenden Elements. Ein Stützring umgibt die Welle und wird innerhalb des Raums angeordnet, der zwischen der Welle, der Aufsitzfläche und der zweiten Oberfläche des dreieckig geformten vorste henden Elements definiert ist. Der Stützring bildet einen Kontakt mit der zweiten Oberfläche des dreieckig geformten vorstehenden Elements. Der Stützring hat einen trapezförmigen Querschnitt, der eine flache dritte Oberfläche parallel zur Aufsitzfläche, einen gegenüberliegende, konkave vierte Oberfläche mit einer von der dritten Oberfläche weg gerichteten Krümmung und eine gewinkelte fünfte Oberfläche angrenzend an die zweite Oberfläche in verschiebbarem Kontakt mit ihr umfasst.
  • Ein erster variabler Zwischenraum ist zwischen einer Innenfläche des Stützrings und einer Außenfläche der Welle oder der Oberfläche des Bohrungslochs definiert. Ein zweiter variabler Zwischenraum ist zwischen der dritten Oberfläche des Stützrings und der Aufsitzfläche des Flanschs definiert. Ein O-Ring umgibt die Welle, so dass er mit der Welle, dem Stützring und dem Bohrungsloch in physischem Kontakt steht, und ist innerhalb der Krümmung der konkaven Oberfläche angeordnet.
  • Die Anordnung der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden als die "Dichtungsanordnung" bezeichnet.
  • Beschreibung der Zeichnungen
  • Es wird auf die Zeichnungen verwiesen, worin gleiche Elemente und Merkmale gleich nummeriert sind und worin:
  • 1 eine Querschnittansicht einer Dichtungsanordnung für eine Welle ist;
  • 2 ein vergrößertes Segment der Querschnittansicht der Dichtungsanordnung von 1 ist;
  • 3 eine dreidimensionale Schnittansicht eines Flansches und Stützrings der Dichtungsanordnung der 1 und 2 ist,
  • 4 ein vergrößertes Segment der Querschnittansicht der Dichtungsanordnung von 1 in einer Anfangsstellung ist;
  • 5 ein vergrößertes Segment der Querschnittansicht der Dichtungsanordnung von 1 in einer Endstellung ist;
  • 6 eine Querschnittansicht einer Dichtungsanordnung für eine Welle ist; und
  • 7 ein vergrößertes Segment der Querschnittansicht der Dichtungsanordnung von 6 ist.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Nun werden die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beispielhaft und ohne Beschränkung mit Verweis auf 1–5 beschrieben. Nach 1 ist bei 100 im Wesentlichen eine Querschnittansicht einer Dichtungsanordnung für eine Welle 102 dargestellt. Die Dichtungsanordnung 100 umfasst einen Flansch 104, der an einem Werkstück 106 wie z.B. einem Druckbehälter mit einem Bohrungsloch 108 darin fixiert ist. Das Bohrungsloch 108 kann die Welle 102 entlang einer gemeinsamen Achse 138 aufnehmen. Der Flansch 104 umgibt die Welle 102 und weist ein im Wesentlichen dreieckig geformtes vorstehendes Element 110 oder einen Stummel (2) mit einer ersten Oberfläche 112 auf, die vom Flansch 104 in das Bohrungsloch 108 parallel zur Achse 138 verläuft. Die erste Oberfläche 112 des dreieckig geformten vorstehenden Elements 110 wird so hergestellt, dass sie mit einer Innenfläche 114 des Bohrungslochs 108 in Kontakt steht oder einen Zwischenraum 146 (5) damit aufweist, der Standards für Antiextrusionsauslegungen von Elastomerdichtungen entspricht. Das Werkstück 106 weist eine Einführungsschräge 142 auf, um zu ermöglichen, dass das dreieckig geformte vorstehende Element 110 innerhalb des Bohrungslochs 108 eingepasst wird. Der Hauptzweck der Einführungsschräge 142 besteht darin, zu ermöglichen, dass der O-Ring 136 in eine O-Ring-Stopfbuchse 120 (oder einen ringförmigen Raum) gequetscht wird, obgleich die Schräge 142 auch dabei hilft, das dreieckig geformte vorstehende Element 110 in das Bohrungsloch 108 zu führen. Das dreieckig geformte vorstehende Element 110 weist auch eine zweite Oberfläche 116 auf, die vom Flansch 104 in das Bohrungsloch 108 verläuft und mit der ersten Oberfläche 112 einen Winkel α bildet. Der Winkel α hängt von der geometrischen Beziehung zwischen dem Raum, der für den Stützring zur Verfügung steht, und der Axial-Radial-Verschiebung ab, die notwendig ist, um Antiextrusionsanforderungen an den Zwischenraum bei 128 auf der Basis von Anforderungen bezüglich des Anwendungsdrucks zu erfüllen. Anforderungen bezüglich des Anwendungsdrucks sind die Betriebsdrücke, denen die Dichtungsanordnung standhalten können muss, bevor eine Extrusion beginnt.
  • Dies impliziert jedoch nicht notwendigerweise, dass eine Extrusion eines O-Rings bei diesem Druck stattfinden wird. Es ist der Betriebsdruck, den die Dichtungsanordnung erfahren wird, unterhalb dessen man eine Extrusion des O-Rings verhindern möchte. Die zweite Oberfläche 116 fügt sich so an die erste Oberfläche 112, dass sie einen dreieckigen Querschnitt bilden. Der Flansch 104 weist eine Aufsitzfläche 118 auf, die dem Bohrungsloch 108 zugewandt und zur Achse 138 des Bohrungslochs 108 senkrecht ist. Das dreieckig geformte vorstehende Element 110 definiert eine Stopfbuchse 120 zwischen der Welle 102, der Aufsitzfläche 118 und der zweiten Oberfläche 116 des dreieckig geformten vorstehenden Elements 110.
  • Fährt man mit 1 fort, umgibt ein Stützring 122 die Welle 102 und ist innerhalb der Stopfbuchse 120 angeordnet, die zwischen der Welle 102, der Aufsitzfläche 118 und der zweiten Oberfläche 116 des dreieckig geformten vorstehenden Elements 110 definiert ist. Der Stützring 122 hat einen im Wesentlichen trapezförmigen Querschnitt, der eine flache dritte Oberfläche 124 parallel zur Aufsitzfläche 118, eine gegenüberliegende konkave vierte Oberfläche 126 mit einer von der dritten Oberfläche 124 weg gerichteten Krümmung, eine flache fünfte Innenfläche parallel zur ersten Oberfläche 112 und eine gewinkelte sechste Oberfläche 140 parallel zur zweiten Oberfläche 116 des dreieckig geformten vorstehenden Elements 110 in verschiebbarem Kontakt mit ihr umfasst.
  • Ein erster variabler Zwischenraum (2, 4 und 5) ist zwischen einer Innenfläche 130 des Stützrings 122 und einer Außenfläche 132 der Welle 102 definiert. Ein zweiter variabler Zwischenraum 134 ist zwischen der dritten Oberfläche 124 des Stützrings 122 und der Aufsitzfläche 118 des Flanschs 104 definiert.
  • Weiter nach 1 umgibt ein elastomerer O-Ring 136 die Welle 102, so dass er mit der Welle 102, dem Stützring 122 und dem Bohrungsloch 108 in physischem Kontakt steht und innerhalb der Krümmung der konkaven Oberfläche 126 angeordnet ist.
  • 4 zeigt ein vergrößertes Segment der Querschnittansicht der Dichtungsanordnung von 1 in einer Anfangsposition, wenn sie keinen Betriebsdrücken ausgesetzt ist. 5 zeigt ein vergrößertes Segment der Querschnittansicht der Dichtungsanordnung von 1 in einer Endposi tion, wenn sie Betriebsdrücken ausgesetzt ist. Wenn axiale Kräfte 148 auf den O-Ring 136 beaufschlagt werden, bewegt sich der O-Ring 136 in einer Richtung parallel zur Achse 138, bis der O-Ring 136 einen Kontakt mit dem Stützring 122 an der konkaven Oberfläche 126 herstellt. Die Bewegung des O-Rings 136 wird somit auf den Stützring 122 übertragen. Der Stützring 122 bewegt sich in einer Richtung parallel zur Achse 138, bis der erste 128 und der zweite 134 variable Zwischenraum auf Null oder nahezu Null reduziert sind, wodurch die Innenfläche 130 des Stützrings 122 mit der Außenfläche 132 der Welle 102 abschließt und die dritte Oberfläche 124 des Stützrings 122 mit der Aufsitzfläche 118 abschließt. Wie man besten versteht, muss die Bedingung, nach der die dritte Oberfläche 124 des Stützrings 122 mit der Aufsitzfläche 118 abschließt, nicht erfüllt werden. Sie hilft dabei, gewisse axiale Kräfte aufzunehmen, wenn der O-Ring 136 in die Stopfbuchse 120 eingesetzt wird, besonders wenn der Stützring 122 auf dem OD des Flansches wie in 6 und 7 gepackt ist. Wenn der Stützring 122 auf den OD des Flansches gepackt ist, besteht die Möglichkeit, dass der Stützring 122 in die Einführungswinkelfläche 142 geschoben werden kann, besonders falls diese Fläche in Bezug auf die Größe des Querschnitts des Stützrings 122 groß ist. Dies ist auch ein zusätzliches Merkmal, dass dabei hilft, zu verhindern, dass sich der Stützring 122 axial bewegt, nachdem der radiale Zwischenraum 128 eliminiert wurde. So wird eine Dichtung zwischen der Welle 102 und dem Werkstück 106 geschaffen. Bei einer derartigen Bewegung findet ein "Verkeilen" zwischen dem Stützring 122 und dem dreieckig geformten vorstehenden Element 110 statt, wodurch die gewinkelte sechste Oberfläche 140 des Stützrings 122 entlang der zweiten Oberfläche 116 des dreieckig geformten vorstehenden Elements 110 gleitet, bis der oben erwähnte erste 128 und zweite 134 variable Zwischenraum sich Null nähert oder Null erreichen (siehe 3). Das Verkeilen erzeugt eine axiale Kraft am Stützring 122 durch den O-Ring 136, die wiederum eine radiale Kraft zur Folge hat, die auf den Stützring 122 wirkt, um den radialen Zwischenraum bei 128 und den axialen Zwischenraum bei 134 in 2 und 4 zu reduzieren oder zu eliminieren.
  • Bezugnehmend auf 6 und 7 wird eine alternative Ausführungsform der Dichtungsanordnung dargestellt. Die erste Oberfläche 112 des dreieckig geformten vorstehenden Elements 110 wird nun so hergestellt, dass es mit der Außenfläche 132 der Welle 102 in Kontakt steht oder einen Zwischenraum 146 (7) damit aufweist, der Standards für die Antiextrusionsauslegung von Elastomerdichtungen entspricht. Folglich ist die Anordnung des dreieckig geformten vorstehenden Elements 110 und Stützrings 122 der alternativen Ausführungsform der Dichtungsanordnung in 6 und 7 gegenüber der in 1, 2, 4 und 5 gezeigten umgekehrt. Das oben beschriebene Verkeilen ist jedoch noch im Wesentlichen insofern das Gleiche, als axiale Kräfte 148 am O-Ring 136 beaufschlagt werden, der O-Ring 136 sich in einer Richtung parallel zur Achse 138 bewegt, bis der O-Ring 136 mit dem Stützring 122 an der konkaven Oberfläche 126 einen Kontakt herstellt. Die Bewegung des O-Rings 136 wird folglich auf den Stützring 122 übertragen. Der Stützring 122 bewegt sich in einer Richtung parallel zur gemeinsamen Achse 138, bis der erste 128 und zweite 134 variable Zwischenraum auf Null oder sehr nahe Null reduziert werden, wodurch eine Außenfläche 150 des Stützrings 122 mit der Oberfläche 114 des Bohrungslochs 108 abschließt und die dritte Oberfläche 124 des Stützrings 122 mit der Aufsitzfläche 118 des Flansches 104 abschließt, was folglich eine Dichtung für die Welle 102 im Werkstück 106 schafft. Bei einer solchen Bewegung findet ein "Verkeilen" zwischen dem Stützring 122 und dem dreieckig geformten vorstehenden Element 110 statt, wodurch die gewinkelte sechste Oberfläche 140 des Stützrings 122 entlang der zweiten Oberfläche 116 des dreieckig geformten vorstehenden Elements 110 gleitet, bis der oben erwähnte erste 128 und zweite 134 va riable Zwischenraum sich Null nähern oder erreichen (siehe 7). Das Verkeilen erzeugt durch den O-Ring eine axiale Kraft am Stützring 122 136, die wiederum eine nach außen gerichtete radiale Kraft zur Folge hat, die auf den Stützring 122 wirkt, so dass sie den radialen Zwischenraum bei 128 und den axialen Zwischenraum bei 134 in 7 reduziert oder eliminiert.
  • Basierend auf der vorhergehenden Beschreibung wird folglich eine Dichtungsanordnung für eine Welle offenbart, die einen Flansch aufweist, der an einem Werkstück mit einem Bohrungsloch darin fixiert ist. Der Flansch umgibt die Welle und umfasst ein dreieckig geformtes vorstehendes Element mit einer ersten und zweiten Oberfläche, die vom Flansch in das Bohrungsloch verlaufen. Ein Winkel ist zwischen der ersten und zweiten Oberfläche ausgebildet. Die erste Oberfläche des vorstehenden Elements steht in Kontakt mit einer Innenfläche des Bohrungslochs oder einer Außenfläche der Welle. Ein O-Ring umgibt die Welle, und ein Stützring ist innerhalb einer Stopfbuchse zwischen der Welle, dem Flansch und dem O-Ring oder zwischen dem Bohrungsloch, dem Flansch und dem O-Ring angeordnet. Unter der Einwirkung axialer Kräfte verkeilt der Stützring zwischen der Welle und dem dreieckig geformten vorstehenden Element oder zwischen dem Bohrungsloch und den dreieckigen Element, um abzudichten, so die Welle das Werkstück durchdringt.
  • Der Stützring stützt den O-Ring axial ab, um ein Durchdrücken bzw. eine Extrusion des O-Rings durch die Stopfbuchse der Dichtungsanordnung zu verhindern. Der O-Ring passt sich an etwaige radiale Zwischenräume an, die zu einer Extrusion des O-Rings führen können. Der Stützring wird während eines Zusammenbaus zusammenschrumpfen oder sich zusammendrücken, um jenen Teil des Stapels in radialer Richtung der Komponenten aufzunehmen, der ansonsten nicht radialen Zwischenräumen ent sprechen würde, was erforderlich ist, um eine Extrusion des O-Rings zu verhindern. Mit dem Entwurf mit verkeiltem Flansch und Stützring können radiale Zwischenräume mit höheren Grenzen für den radialen Stapel der Komponenten eingehalten werden. Der Keilentwurf kann auf den OD oder ID des O-Rings in Abhängigkeit davon, wo der größere radiale Zwischenraum existiert, spezifiziert werden. Unter hohen Drücken wird der O-Ring eine axiale Kraft gegen den Stützring ausüben, die den Stützring gegen den dreieckigen Querschnitt (d.h. den verkeilenden Mechanismus) des Flansches zwingt, wodurch eine radiale Kraft auf den Stützring ausgeübt wird, die den Extrusionszwischenraum reduziert oder eliminiert.
  • Eine solche Dichtungsanordnung reduziert die Kosten der Dichtung aufgrund der weniger strengen Anforderungen an die Abmessungen der Komponenten. Überdies berücksichtigt die Dichtungsanordnung einen robusteren Entwurf für ein Elastomer und ist eine effektive Lösung, wenn die radialen Stapelgrenzen der Komponenten den Antiextrusionsanforderungen für O-Ringe nicht entsprechen (d.h. wenn der OD an tiefgezogenen Komponenten mit gesteuerten ID's gezogen wird).
  • Wie man am Besten versteht, kann diese Erfindung in vielen Anwendungen genutzt werden, welche gegenwärtig O-Ringdichtungen nutzen. Deren Nützlichkeit erhöht sich bei Anwendungen, die Dichtungsanforderungen mit O-Ringen mit geringer Härte erfordern und hohe Druckunterschiede an der Dichtungsgrenzfläche aufweisen. Solche Beispiele sind Stellglieder, Sensoren, Pumpenkolben von Antiblockiersystemen sowie in Dichtungen von Stellgliedern zur Drucksteuerung bei Dieselmotoren und industriellen Anlagen unter hohem Druck.
  • Obgleich bevorzugte Ausführungsformen dargestellt und beschrieben wurden, können verschiedene Modifikationen und Substitutionen daran vor genommen werden. Demgemäß versteht es sich, dass die vorliegende Erfindung nur veranschaulichend beschrieben wurde und derartige Veranschaulichungen und Ausführungsformen, wie sie hierin durch Verweis offenbart wurden, nicht als die Ansprüche beschränkend betrachtet werden sollen.

Claims (12)

  1. Anordnung, die in einem Bohrungsloch (108) eines Werkstücks (106) fixierbar ist und einen Durchbruch in der Oberfläche des Werkstücks durch eine einsetzbare Welle abdichtet, wobei die Anordnung aufweist: einen Flansch (104), der am Werkstück (106) mit einem Bohrungsloch (108) darin fixiert werden soll, wobei das Bohrungsloch (108) die Welle (102) entlang einer gemeinsamen Achse (138) aufnehmen kann, und wobei der Flansch (104) die Welle (102) umgibt; einen Stützring (122), der die Welle (102) umgibt; und einen O-Ring (136), der die Welle (102) umgibt, so dass er mit der Welle (102), dem Stützring (122) und dem Bohrungsloch (108) in physischem Kontakt steht; dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (104), der die Welle (102) umgibt, aufweist: ein vorstehendes Element (110) mit einer ersten Oberfläche (112), die sich vom Flansch (104) parallel zur Achse (138) in das Bohrungsloch (108) erstreckt, und einer zweiten Oberfläche (116), die sich vom Flansch (104) in das Bohrungsloch (108) erstreckt, wodurch sie einen Winkel Alpha mit der ersten Oberfläche (112) bildet; und eine zur Achse senkrechte Aufsitzfläche (118); wobei das vorstehende Element (110) einen ringförmigen Raum (120) zwischen der Welle (102), der Aufsitzfläche (118) und der zweiten Oberfläche (116) des vorstehenden Elements (110) definiert; der die Welle (102) umgebende Stützring (122) innerhalb des ringförmigen Raums (120) angeordnet ist und eine zur Aufsitzfläche (118) parallele dritte Oberfläche (124), eine gegenüberliegende konkave vierte Oberfläche (126) mit einer von der dritten Oberfläche (124) weg gerichteten Krümmung, eine zur ersten Oberfläche (112) parallele fünfte Oberfläche (130) und eine gewinkelte sechste Oberfläche (140) aufweist, die zur zweiten Oberfläche (116) parallel ist und mit ihr verschiebbar in Kontakt steht; wobei in einem zusammengebauten Zustand ein erster variabler Zwischenraum (128) zwischen der fünften Oberfläche (130) des Stützrings (112) und einer Außenfläche der Welle definiert wird und ein zweiter variabler Zwischenraum (134) zwischen der dritten Oberfläche (124) des Stützrings (122) und der Aufsitzfläche (118) des Flansches (104) definiert wird; und der die Welle (102) umgebende O-Ring (136) innerhalb der Krümmung der konkaven Oberfläche (126) angeordnet ist; wobei der Stützring (122), wenn er axialen Kräften (148) ausgesetzt ist, sich entlang der Achse (138) bewegt und entlang der zweiten Oberfläche (116) des vorstehenden Elements (110) gleitet, um im ringförmigen Raum (120) einen Keil zu bilden, wodurch der erste und zweite variable Zwischenraum (128, 134) minimiert werden.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei der Stützring (122) Nylon aufweist.
  3. Anordnung nach Anspruch 1, wobei der O-Ring (136) ein Elastomer aufweist.
  4. Anordnung nach Anspruch 1, wobei das vorstehende Element (110) ein geformtes Element mit dreieckigem Querschnitt ist.
  5. Anordnung nach Anspruch 1, wobei in einem zusammengebauten Zustand die erste Oberfläche (112) des vorstehenden Elements (110) mit einer Oberfläche (114) des Bohrungslochs (108) in Kontakt steht.
  6. Anordnung nach Anspruch 1, wobei in einem zusammengebauten Zustand die erste Oberfläche (112) des vorstehenden Elements (110) mit einer Außenfläche der Welle (102) in Kontakt steht.
  7. Anordnung, die in einem Bohrungsloch (108) eines Werkstücks (106) fixierbar ist und einen Durchbruch in der Oberfläche des Werkstücks durch eine einsetzbare Welle abdichtet, wobei die Anordnung aufweist: einen Flansch (104), der am Werkstück (106) mit einem Bohrungsloch (108) darin fixiert werden soll, wobei das Bohrungsloch (108) die Welle (102) entlang einer gemeinsamen Achse (138) aufnehmen kann, wobei der Flansch (104) die Welle (102) umgibt; einen Stützring (122), der die Welle (102) umgibt; und einen O-Ring (136), der die Welle (102) umgibt, so dass er mit der Welle (102), dem Stützring (122) und dem Bohrungsloch (108) in physischem Kontakt steht; dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (104), der die Welle (102) umgibt, aufweist: ein vorstehendes Element (110) mit einer ersten Oberfläche (112), die sich vom Flansch (104) parallel zur Achse (138) in das Bohrungsloch (108) erstreckt, und einer zweiten Oberfläche (116), die sich vom Flansch (104) in das Bohrungsloch (108) erstreckt, wodurch sie einen Winkel Alpha mit der ersten Oberfläche (112) bildet; und eine zur Achse senkrechte Aufsitzfläche (118); wobei das vorstehende Element (110) einen ringförmigen Raum (120) zwischen dem Bohrungsloch (108), der Aufsitzfläche (118) und der zweiten Oberfläche (116) des vorstehenden Elements (110) definiert; der die Welle (102) umgebende Stützring (122) innerhalb des ringförmigen Raums (120) angeordnet ist und eine zur Aufsitzfläche (118) parallele dritte Oberfläche (124), eine gegenüberliegende konkave vierte Oberfläche (126) mit einer von der dritten Oberfläche (124) weg gerichteten Krümmung, eine zur ersten Oberfläche (112) parallele fünfte Oberfläche (130) und eine gewinkelte sechste Oberfläche (140) aufweist, die zur zweiten Oberfläche (116) parallel ist und mit ihr verschiebbar in Kontakt steht; wobei in einem zusammengebauten Zustand ein erster variabler Zwischenraum (128) zwischen der fünften Oberfläche (130) des Stützrings (112) und einer Außenfläche des Stützrings (122) und der Oberfläche des Bohrungslochs (108) definiert wird und ein zweiter variabler Zwischenraum (134) zwischen der dritten Oberfläche (124) des Stützrings (122) und der Aufsitzfläche (118) des Flansches (104) definiert wird; und der die Welle (102) umgebende O-Ring (136) innerhalb der Krümmung der konkaven Oberfläche (126) angeordnet ist; wobei der Stützring (122), wenn er axialen Kräften (148) ausgesetzt ist, sich entlang der Achse (138) bewegt und entlang der zweiten Oberfläche (116) des vorstehenden Elements (110) gleitet, um im ringförmigen Raum (120) einen Keil zu bilden, wodurch der erste und zweite variable Zwischenraum (128, 134) minimiert werden.
  8. Anordnung nach Anspruch 7, wobei der Stützring (122) Nylon aufweist.
  9. Anordnung nach Anspruch 7, wobei der O-Ring (136) ein Elastomer aufweist.
  10. Anordnung nach Anspruch 7, wobei das vorstehende Element (110) ein geformtes Element mit dreieckigem Querschnitt ist.
  11. Anordnung nach Anspruch 7, wobei in einem zusammengebauten Zustand die erste Oberfläche (112) des vorstehenden Elements (110) mit einer Oberfläche (114) des Bohrungslochs (108) in Kontakt steht.
  12. Anordnung nach Anspruch 7, wobei in einem zusammengebauten Zustand die erste Oberfläche (112) des vorstehenden Elements (110) mit einer Außenfläche der Welle (102) in Kontakt steht.
DE60306883T 2003-01-10 2003-12-08 Spielfreier Stützring für Elastomerdichtung und Flansch Expired - Fee Related DE60306883T2 (de)

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