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[Technisches Gebiet]
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dichtring zum Abdichten zwischen einer Welle und einer Wellenöffnung, in die die Welle eingeschoben wird.
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[Hintergrundtechnologie]
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Herkömmlich wird eine Dichteinrichtung verwendet, um eine Leckage eines für eine Hydrauliksteuerung verwendeten Betriebsöls bei einem Automatikgetriebe (AT), einem stufenlosen Getriebe (CVT) usw. eines Fahrzeugs zu verhindern. In einer derartigen Dichteinrichtung gibt es einen Dichtring, wobei der Dichtring zum Abdichten zwischen einer Welle und einer Wellenöffnung verwendet wird, in die die Welle eingeschoben wird. Konkret wird der Dichtring in einer auf der Außenumfangsfläche der Welle gebildeten Nut befestigt und dichtet durch den Kontakt mit den Seitenflächen der Nut und der Innenumfangsfläche der Wellenöffnung einen Raum zwischen der Welle und der Wellenöffnung ab, um die Hydraulik des Betriebsöls zwischen der Welle und der Wellenöffnung zu halten.
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Als derartige herkömmliche Dichtringe gibt es einen Dichtring vom Seitenflächen-Gleittyp, bei dem Der Dichtring wird bei einem Drehantrieb einer Welle mit seiner Außenumfangsfläche gegen die Innenumfangsfläche der Wellenöffnung gedrückt und die Seitenflächen der Nut gleiten auf den Seitenflächen des Dichtrings, ohne dass ein Gleiten des Dichtrings gegenüber der Wellenöffnung erfolgt. Beim derartigen Dichtring vom Seitenflächen-Gleittyp gibt es zum Reduzieren eines Gleitwiderstands, der zwischen den Seitenflächen des Dichtrings und den Seitenflächen der Nut entsteht, Dichtringe, dessen Seitenflächen durch z. B. das Vorsehen einer Vertiefung in einem Seitenabschnitt des Dichtrings verkleinert werden, um die Kontaktfläche des Dichtrings mit den Seitenflächen der Nut zu reduzieren, wodurch eine Druckbelastung des Dichtrings reduziert wird, die von den Seitenflächen des Dichtrings auf die Seitenflächen der Nut wirkt(vgl. z. B. Patentdokumente 1, 2).
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[Zitatliste]
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[Patentdokumente]
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[Kurzfassung der Erfindung]
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[Durch die Erfindung zu lösende Aufgabe]
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Beim derartigen herkömmlichen Dichtring kann wie vorstehend beschrieben zwar eine Reduzierung des Gleitwiderstands des Dichtrings angestrebt werden, die Reduzierung des Gleitwiderstands des Dichtrings wird jedoch durch den Aufbau des Befestigungsobjekts beeinflusst. Konkret nimmt die Kontaktfläche zwischen der Seitenfläche des Dichtrings und der Seitenfläche der Nut der Welle je nach Größe des Zwischenraums zwischen der Welle und der Wellenöffnung und Form der Nut zu oder ab. Verkleinert sich die Kontaktfläche des Dichtrings mit den Seitenflächen der Nut, kommt es zu einer Abnahme der Abdichtfähigkeit. Daher kann es bei einem herkömmlichen Dichtring vorkommen, dass sich die Abdichtfähigkeit des Dichtrings je nach Aufbau des Befestigungsobjekts verändert.
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Die vorliegende Erfindung erfolgte unter Berücksichtigung der vorstehenden Aufgabe und beabsichtigt die Bereitstellung eines Dichtrings, bei dem erreicht werden kann, dass sich die Abdichtfähigkeit des Dichtrings nicht in Abhängigkeit von dem Aufbau des Befestigungsobjekts verändert.
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[Mittel zum Lösen der Aufgabe]
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Um obiges Ziel zu erreichen, handelt es sich bei dem Dichtring gemäß der vorliegenden Erfindung um einen Dichtring zum Abdichten eines ringförmigen Zwischenraums zwischen einer Welle und einer Wellenöffnung, in die die Welle eingeschoben wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring um die Achse ringförmig ist, und eine zur Außenumfangsseite weisende, um die Achse ringförmige Außenumfangsfläche und eine Mehrzahl von sich von der Außenumfangsfläche zur Innenumfangsseite hin vertiefenden Vertiefungen umfasst, die in Umfangsrichtung zueinander beabstandet gebildet sind, wobei sich die Vertiefungen in der Richtung der Achse von einer Seitenfläche bis zu einer die andere Seitenfläche nicht erreichenden Stelle erstreckt, und wobei die Außenumfangsfläche zwischen der anderen Seitenfläche und der die andere Seitenfläche nicht erreichenden Stelle eine Kontaktfläche, die eine ringförmige Fläche ist, und die Vertiefungen zwischen den in Umfangsrichtung zueinander benachbarten Vertiefungen Rippenflächen aufweist, bei denen es sich um Flächen handelt, die in der Richtung der Achse zwischen der einen Seitenfläche und der die andere Seitenfläche nicht erreichenden Stelle verlaufen.
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Bei dem Dichtring gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Rippenflächen in Umfangsrichtung in gleichen Abständen angeordnet.
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Bei dem Dichtring gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weisen die jeweiligen Vertiefungen eine Bodenfläche auf, bei der es sich um eine zur Außenumfangsseite weisende Fläche handelt, wobei die Bodenfläche von einem Ende der Vertiefung in Umfangsrichtung absinkend schräg zur Rippenfläche bis zum anderen Ende der Vertiefung in Umfangsrichtung verläuft.
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Bei dem Dichtring gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei der Bodenfläche um eine ebene Fläche.
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Bei dem Dichtring gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei der Bodenfläche um eine gewölbte Fläche.
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Bei dem Dichtring gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weisen die jeweiligen Vertiefungen eine Bodenfläche auf, bei der es sich um eine zur Außenumfangsseite weisende Fläche handelt, wobei die Bodenfläche von beiden Enden der Vertiefung in Umfangsrichtung absinkend zur Innenumfangsseite vertieft ist.
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[Wirkungen der Erfindung]
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Nach dem Dichtring gemäß der vorliegenden Erfindung kann erreicht werden, dass sich die Abdichtfähigkeit des Dichtrings je nach Aufbau des Befestigungsobjekts nicht verändert.
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Figurenliste
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- [1] 1 ist eine den schematischen Aufbau eines Dichtrings gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigende Seitenansicht einer Seite.
- [2] 2 ist eine den schematischen Aufbau des Dichtrings gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigende Frontansicht.
- [3] 3 ist eine den schematischen Aufbau des Dichtrings gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigende Seitenansicht der anderen Seite.
- [4] 4 ist eine den schematischen Aufbau des Dichtrings gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigende teilweise vergrößerte perspektivische Ansicht.
- [5] 5 ist ein teilweise vergrößerter Querschnitt des Dichtrings in einem Verwendungszustand, bei dem der Dichtring gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an einem Gehäuse einer Hydraulikvorrichtung als Befestigungsobjekt und einer Welle befestigt ist, die in eine am Gehäuse als Durchgangsbohrung gebildete Wellenöffnung eingeschoben ist.
- [6] 6 ist ein teilweise vergrößerter Querschnitt des Dichtrings eines anderen Schnittes in einem Verwendungszustand, bei dem der Dichtring gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an einem Gehäuse einer Hydraulikvorrichtung als Befestigungsobjekt und einer Welle befestigt ist, die in eine am Gehäuse als Durchgangsbohrung gebildete Wellenöffnung eingeschoben ist.
- [7] 7 ist eine vergrößerte Seitenansicht des Dichtrings, die eine Abwandlung des Rippenabschnitts bei dem Dichtring gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- [8] 8 ist eine einen Teil der Seitenfläche einer Seite des Dichtrings, die den schematischen Aufbau des Dichtrings gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, vergrößert zeigende teilweise vergrößerte Seitenansicht.
- [9] 9 ist eine teilweise vergrößerte Seitenansicht der Seitenfläche einer Seite des Dichtrings, die eine erste Abwandlung der Vertiefungen bei dem Dichtring gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- [10] 10 ist eine teilweise vergrößerte Seitenansicht der Seitenfläche einer Seite des Dichtrings, die eine zweite Abwandlung der Vertiefungen bei dem Dichtring gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- [11] 11 ist eine teilweise vergrößerte Seitenansicht der Seitenfläche einer Seite des Dichtrings, die eine dritte Abwandlung der Vertiefungen bei dem Dichtring gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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[Formen zur Ausführung der vorliegenden Erfindung]
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Im Folgenden werden basierend auf den Figuren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert.
1 ist eine den schematischen Aufbau eines Dichtrings 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigende Seitenansicht einer Seite. 2 ist eine Frontansicht, die den schematischen Aufbau des Dichtrings 1 zeigt. 3 ist eine den schematischen Aufbau des Dichtrings 1 zeigende Seitenansicht der anderen Seite. 4 ist ferner eine teilweise vergrößerte perspektivische Ansicht, die den schematischen Aufbau des Dichtrings 1 zeigt. Der Dichtring 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine Dichteinrichtung zum Abdichten eines ringförmigen Zwischenraums zwischen einer Welle und einer Wellenöffnung, in die die Welle eingeschoben wird, und wird bei einem Fahrzeug und einer Universalmaschine zum Abdichten eines Zwischenraumes zwischen einer Welle und einer z. B. an einem Gehäuse gebildeten Wellenöffnung verwendet, in die die Welle eingeschoben wird, wobei diese sich relativ zueinander drehen. Der Dichtring 1 wird in einer auf der Außenumfangsfläche einer Welle gebildeten Nut befestigt und verwendet, um z. B. bei einem Automatikgetriebe oder einem stufenlosen Getriebe die Hydraulik des Betriebsöls zu halten. Das Objekt (Befestigungsobjekt), auf das der Dichtring 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird, ist nicht auf das Vorstehende beschränkt.
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Wie in 1 gezeigt, ist der Dichtring 1 um eine Achse x ringförmig, und umfasst eine zur Außenumfangsseite weisende, um die Achse x ringförmige Außenumfangsfläche 2 und eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung zueinander beabstandet gebildeten, sich von der Außenumfangsfläche 2 zur Innenumfangsseite hin vertiefenden Vertiefungen 3. Die Mehrzahl der Vertiefungen 3 erstreckt sich in der Richtung der Achse x von einer Seitenfläche 4 bis zu einer eine andere Seitenfläche 5 nicht erreichenden Stelle. Die Außenumfangsfläche 2 weist zwischen der anderen Seitenfläche 5 und der die vorstehende andere Seitenfläche 5 nicht erreichenden Stelle eine Kontaktfläche 6 auf, bei der es sich um eine ringförmige Fläche handelt, und die Vertiefungen 3 zwischen den in Umfangsrichtung zueinander benachbarten Vertiefungen 3 weisen Rippenflächen 7 auf, bei denen es sich um Flächen handelt, die in der Richtung der Achse x zwischen der einen Seitenfläche 4 und der die vorstehende andere Seitenfläche 5 nicht erreichenden Stelle verlaufen.
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Konkret stellt die Außenumfangsfläche 2 eine zur Außenumfangsseite weisende Fläche und eine als Gleitfläche gebildete Fläche dar, bei der im später beschriebenen Verwendungszustand eine Welle an die Innenumfangsfläche einer Wellenöffnung angedrückt wird, in die die Welle eingeschoben wird, und an dieser Innenumfangsfläche gleitet. Die Außenumfangsfläche 2 verläuft an einer zylinderförmigen Fläche oder einer im Wesentlichen zylinderförmigen Fläche mit der Achse x im Zentrum oder im Wesentlichen im Zentrum. Die eine Seitenfläche 4 ist eine Seitenfläche der Seite, auf die im später beschriebenen Verwendungszustand ein unter hohem Druck stehendes Betriebsöl wirkt und die im Folgenden auch als hochdruckseitige-Seitenfläche 4 bezeichnet wird. Die andere Seitenfläche 5 ist eine Seitenfläche der Seite, auf die im später beschriebenen Verwendungszustand ein unter niedrigem Druck stehendes Betriebsöl wirkt, die eine gegen die Nutseitenfläche der in der Welle gebildeten Nut gedrückte Seitenfläche darstellt und im Folgenden auch als niederdruckseitige-Seitenfläche 5 bezeichnet wird.
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Bei dem Dichtring 1 ist die Form des Querschnitts der Fläche entlang der Achse x, wie in den 1 bis 3 gezeigt, rechteckig oder im Wesentlichen rechteckig, und der Dichtring 1 weist die vorstehend beschriebene Außenumfangsfläche 2, die hochdruckseitige-Seitenfläche 4 und die niederdruckseitige-Seitenfläche 5, sowie eine Innenumfangsfläche 8 auf, bei der es sich um eine zur Innenumfangsseite weisende Fläche handelt. Die hochdruckseitige-Seitenfläche 4 und die niederdruckseitige-Seitenfläche 5 sind z. B. ringförmige Flächen, die sich in einer ebenen Fläche oder einer im Wesentlichen ebenen Fläche orthogonal oder im Wesentlichen orthogonal zu der Achse x erstrecken und voneinander abgewandt sind. Ferner ist die Innenumfangsfläche 8 z. B. eine zylinderförmige Fläche oder eine im Wesentlichen zylinderförmige Fläche mit der Achse x im Zentrum oder im Wesentlichen im Zentrum und von der Außenumfangsfläche 2 abgewandt. Die hochdruckseitige-Seitenfläche 4 und die niederdruckseitige-Seitenfläche 5 erstrecken sich zwischen der Außenumfangsfläche 2 und der Innenumfangsfläche 8.
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Wie in den 1, 2 gezeigt, sind in dem Abschnitt der Außenumfangsseite des Dichtrings 1 mehrere Vertiefungen 3 in Umfangsrichtung nebeneinander liegend gebildet, bei denen es sich um von der Außenumfangsfläche 2 zur Innenumfangsseite vertiefte Abschnitte handelt. Die Vertiefungen 3 sind z. B. jeweils identisch und um die Achse x in gleichen Winkelabständen oder im Wesentlichen gleichen Winkelabständen gebildet. Die jeweiligen Vertiefungen 3 erstrecken sich in der Richtung der Achse x von der hochdruckseitigen-Seitenfläche 4 bis zu einer die niederdruckseitige-Seitenfläche 5 nicht erreichende Zwischenposition der Breite des Dichtrings 1 in der Richtung der Achse x (Nutseitenflächenposition L (vgl. 2)). Wie in 2 gezeigt, haben die Vertiefungen 3, von der Außenumfangsseite aus radial betrachtet, eine rechteckige oder im Wesentlichen rechteckige Form.
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Konkret sind die Vertiefungen 3, wie in 4 gezeigt, ausgehend von der hochdruckseitigen-Seitenfläche 4 zur hochdruckseitigen-Seitenfläche 4 offen und ferner ausgehend von der Außenumfangsfläche 2 zur Außenumfangsseite offen, und an beiden Enden in Umfangsrichtung und an einem Endabschnitt auf der Seite der niederdruckseitige-Seitenfläche 5 geschlossen. Die Vertiefungen 3 weisen z. B., wie in 4 gezeigt, eine Bodenfläche 31, die eine zur Außenumfangsseite weisende Fläche ist, eine Vorderwandfläche 32 und eine Rückwandfläche 33, die von beiden Umfangsenden der Bodenfläche 31 in Umfangsrichtung zur Außenumfangsseite hin verlaufenden Flächen sind, , sowie eine Querwandfläche 34 auf, die eine vom Ende der Seite der niederdruckseitigen Seitenfläche 5 der Bodenfläche 31 zur Außenumfangsseite hin verlaufende Fläche ist. Die Bodenfläche 31 ist eine gewölbte Fläche, die sich an einer zylinderförmigen Fläche oder einer im Wesentlichen zylinderförmigen Fläche mit der Achse x im Zentrum oder im Wesentlichen im Zentrum erstreckt. Die Bodenfläche 31 kann auch eine ebene Fläche sein. Die Vorderwandfläche 32 und die Rückwandfläche 33 verlaufen von der Achse x auf einer zu der Achse x parallel oder im Wesentlichen parallel verlaufenden ebenen Fläche oder im Wesentlichen ebenen Fläche, wobei die Vorderwandfläche 32 und die Rückwandfläche 33 zwischen der Bodenfläche 31 und der Außenumfangsfläche 2 (Rippenfläche 7) verlaufen. Die Vorderwandfläche 32 ist in dem im später beschriebenen Verwendungszustand in der Drehrichtung des Dichtrings (Dichtring-Drehrichtung (vgl. 1, 4)) auf der Vorderseite positioniert, und die Rückwandfläche 33 ist in der Dichtring-Drehrichtung auf der Rückseite positioniert. Die Querwandfläche 34 verläuft in einer zu der Achse x orthogonalen oder im Wesentlichen orthogonalen ebenen Fläche oder im Wesentlichen ebenen Fläche, wobei die Vorderwandfläche 32 und die Rückwandfläche 33 zwischen der Bodenfläche 31 und der Außenumfangsfläche 2 (Kontaktfläche 6) verläuft. Auf diese Weise sind die Vertiefungen 3 durch die Bodenfläche 31, die Vorderwandfläche 32, die Rückwandfläche 33 und die Querwandfläche 34 begrenzt, und bilden im Inneren einen im Wesentlichen rechteckplattenförmigen Raum.
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Zwischen den in Umfangsrichtung zueinander benachbarten Vertiefungen 3 sind Rippenabschnitte 35 gebildet, die von der Bodenfläche 31 bis zur Außenumfangsfläche 2 (Rippenfläche 7) zur Außenumfangsseite vorstehende Abschnitte sind, wobei die Rippenabschnitte 35 parallel oder im Wesentlichen parallel zur Achse x verlaufen, und durch die Vorderwandfläche 32 und die Rückwandfläche 33, die voneinander abgewandt sind, die Rippenfläche 7 sowie die hochdruckseitige-Seitenfläche 4 begrenzt sind. Ferner sind zwischen den jeweiligen Vertiefungen 3 und der niederdruckseitigen-Seitenfläche 5 Kontaktvorsprünge 36 gebildet, die von der Bodenfläche 31 bis zur Außenumfangsfläche 2 (Kontaktfläche 6) zur Außenumfangsseite vorstehende ringförmige Abschnitte sind, wobei die Kontaktvorsprünge 36 durch die niederdruckseitige-Seitenfläche 5, die Querwandfläche 34 und die Kontaktfläche 6 begrenzt sind.
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Die Außenumfangsfläche 2 weist, wie vorstehend beschrieben, eine einzige Kontaktfläche 6 und eine Mehrzahl von Rippenflächen 7 auf. Wie in 4 gezeigt, ist die Kontaktfläche 6 konkret eine sich in der Richtung der Achse x zwischen der niederdruckseitigen-Seitenfläche 5 und der Nutseitenflächenposition L erstreckende zylinderförmige Fläche oder im Wesentlichen zylinderförmige Fläche mit der Achse x im Zentrum oder im Wesentlichen im Zentrum. Ferner sind die jeweiligen Rippenflächen 7 im Wesentlichen rechteckige Flächen, die auf einer zylinderförmigen Fläche oder einer im Wesentlichen zylinderförmigen Fläche mit der Achse x im Zentrum oder im Wesentlichen im Zentrum parallel oder im Wesentlichen parallel zur Achse x verlaufen. Die Außenumfangsfläche 2 kommt im später beschriebenen Verwendungszustand mit der Innenumfangsfläche der Wellenöffnung in Kontakt und stellt eine an der Innenumfangsfläche gleitende Gleitfläche dar. Das heißt, die Kontaktfläche 6 und die Rippenfläche 7 fungieren im später beschriebenen Verwendungszustand als eine Gleitfläche. Im später beschriebenen Verwendungszustand ist zur Reduzierung des auf den Dichtring 1 wirkenden Gleitwiderstands eine geringe Breite der Kontaktfläche 6 in der Richtung der Achse x bevorzugt.
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Der Dichtring 1 wird aus einem Harzmaterial wie Polyetheretherketon (PEEK), Polyphenylensulfid (PPS) oder Polytetrafluorethylen (PTFE) ausgebildet. Die Umfangslänge der Außenumfangsfläche 2 (Kontaktabschnitt 6) des Dichtrings 1 ist kürzer als die Umfangslänge der Innenumfangsfläche der Wellenöffnung, in die die Welle eingeschoben wird, und weist kein Übermaß gegenüber der Wellenöffnung auf. Daher gelangt die Außenumfangsfläche 2 des Dichtrings 1 in einem Zustand, in dem im Verwendungszustand kein Flüssigkeitsdruck auf den Dichtring 1 ausgeübt ist, in einen von der Innenumfangsfläche der Wellenöffnung beabstandeten Zustand.
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Der Dichtring 1 ist ferner nicht endlos, sondern es ist an einer Stelle in Umfangsrichtung, wie in den 1 bis 3 gezeigt, ein Auflageabschnitt 9 vorgesehen. Der Auflageabschnitt 9 hat einen bekannten Aufbau, der auch bei einer Änderung der Umfangslänge des Dichtrings 1 aufgrund einer Wärmeausdehnung oder einer Wärmeschrumpfung des Dichtrings 1 eine stabile Beibehaltung der Abdichtfähigkeit ermöglicht. Als Struktur des Auflageabschnitts 9 gibt es z. B. eine so genannte spezielle Stufenschnittstruktur, bei der dieser von der Seite sowohl der Außenumfangsfläche 2 als auch der beiden Seitenflächen 4, 5 aus betrachtet stufenförmig abgeschnitten ist, sowie eine Geradschnittstruktur, eine Schrägschnittstruktur, eine Stufenschnittstruktur usw. Ferner kann für den Fall, dass als Material des Dichtrings 1 ein wenig elastisches Material (PTFE usw.) verwendet wird, an dem Dichtring 1 der Auflageabschnitt 9 nicht vorgesehen und der Dichtring 1 endlos gebildet werden.
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Als Nächstes wird die Wirkungsweise des Dichtrings 1 mit dem vorstehenden Aufbau erläutert.
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5 ist ein teilweise vergrößerter Querschnitt des Dichtrings 1 in einem Verwendungszustand, bei dem der Dichtring 1 an einem Gehäuse 101 einer Hydraulikvorrichtung 100 als Befestigungsobjekt und einer Welle 110 befestigt ist, die in eine an dem Gehäuse 101 als Durchgangsbohrung gebildete Wellenöffnung 102 eingeschoben ist. Die Welle 110 ist relativ zu dem Gehäuse 101 drehbar, und auf der Außenumfangsfläche 111 der Welle 110 ist eine zur Mitte hin vertiefte ringförmige Nut 112 gebildet. Die Nut 112 hat eine rechteckige oder im Wesentlichen rechteckige Querschnittsform und ist durch ebene Seitenflächen 113, 114 und eine Bodenfläche 115 begrenzt. Bei der Hydraulikvorrichtung 100 ist zwischen der Innenumfangsfläche 103 der Wellenöffnung 102 und der Außenumfangsfläche 111 der Welle 110 ein ringförmiger Raum gebildet und an der Welle 110 und dem Gehäuse 101 ist eine nicht dargestellte mit Betriebsöl gefüllte Hydraulikleitung gebildet. Der Dichtring 1 wird in der Nut 112 befestigt und dichtet einen Zwischenraum G zwischen der Welle 110 und der Wellenöffnung 102 ab, um einen Hydraulikverlust des Betriebsöls in der Hydraulikleitung zu verhindern. In 5 ist auf der rechten Seite der Nut 112 der Hydraulikfluss, und die Seitenfläche 113 auf der linken Seite der Nut 112 fungiert als Kontaktseitenfläche, gegen die der Dichtring 1 gedrückt wird, wobei sich auf der rechten Seite (H-Seite) der Nut 112 ein Hochdruck und auf der linken Seite (L-Seite) der Nut 112 ein Niederdruck ergibt. Der Dichtring 1 wird in der Nut 112 derart befestigt, dass die niederdruckseitige-Seitenfläche 5 der Kontaktseitenfläche 113 der Nut 112 gegenüberliegt.
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Wird in die Hydraulikleitung Betriebsöl eingeleitet, entsteht in der Hydraulikleitung ein Hochdruck und die Außenumfangfläche 2 des Dichtrings 1 und die niederdruckseitige-Seitenfläche 5 werden jeweils gegen die Innenumfangsfläche 103 der Wellenöffnung 102 und die Kontaktseitenfläche 113 der Nut 112 gedrückt. Hierdurch wird die Hydraulikleitung an dem ringförmigen Zwischenraum G abgedichtet und ein Halten der Hydraulik angestrebt. Dabei bildet sich zwischen den jeweiligen Vertiefungen 3 und der Innenumfangsfläche 103 der Wellenöffnung 102 ein zur Hochdruckseite (H) geöffneter Raum S, und das Hochdruckbetriebsöl dringt in den Raum S ein. Wie in 5 gezeigt, werden dann Kräfte (Pfeil PL in 5) aufgrund der Druckkraft des Hochdruckbetriebsöls auf die Innenumfangsfläche 8 ausgeübt, und ferner werden Kräfte (Pfeil PU in 5) aufgrund der Druckkraft des Hochdruckbetriebsöls auf die Bodenfläche 31 der Vertiefungen 3 ausgeübt. Die Vertiefungen 3 verlaufen von der hochdruckseitigen-Seitenfläche 4 bis zur im Bereich der Breite des Dichtrings 1 liegenden Stelle (Querseitenflächenposition L), wobei ein Großteil der auf die Innenumfangsfläche 8 ausgeübten Kräfte PL durch die auf die Bodenfläche 31 der Vertiefungen 3 ausgeübten Kräfte PU kompensiert wird. Hierdurch werden die auf die hochdruckseitige-Seitenfläche 4 des Dichtrings 1 ausgeübten Kräfte (Pfeil PS in 5) aufgrund der Druckkraft des Hochdruckbetriebsöls größer als die Kräfte (PL-PU), die die Außenumfangsfläche 2 (Kontaktfläche 6 und Rippenfläche 7) an die Innenumfangsfläche 103 der Wellenöffnung 102 drücken. Wenn sich die Welle 110 dreht, dreht sich daher der Dichtring 1 zusammen mit der Welle 110, und die Außenumfangsfläche 2 des Dichtrings 1 gleitet gegenüber der Innenumfangsfläche 103 der Wellenöffnung 102. Ferner bleibt die niederdruckseitige-Seitenfläche 5 des Dichtrings 1 mit der Kontaktfläche 113 der Nut 112 in Kontakt.
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Auf diese Weise gleitet der Dichtring 1 mit seiner Außenumfangsfläche 2 (Kontaktfläche 6 und Rippenfläche 7) gegenüber der Hydraulikvorrichtung 100 (Innenumfangsfläche 103 der Wellenöffnung 102) als Befestigungsobjekt, ohne dass sich je nach der diametralen Breite des Zwischenraums G zwischen der Wellenöffnung 102 und der Welle 110, einer Exzentrik der Welle 110, usw. bei der Hydraulikvorrichtung 100 als Befestigungsobjekt die Kontaktfläche mit der Kontaktseitenfläche 113 der Nut 112 verändert. Dadurch ändert sich die Abdichtfähigkeit des Dichtrings 1 nicht je nach Aufbau der Hydraulikvorrichtung 100 als Befestigungsobjekt.
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Ferner steht der Dichtring 1, wie in 6 gezeigt, im Verwendungszustand in dem Bereich, in dem ein Rippenabschnitt 35 gebildet ist, insgesamt zwischen den beiden Seitenflächen 4, 5 mit der Innenumfangsfläche 103 der Wellenöffnung 102 in Kontakt. Das heißt, auch in dem Bereich, in dem die Vertiefungen 3 gebildet sind, steht die Rippenfläche 7 des Rippenabschnitts 35 mit der Innenumfangsfläche 103 der Wellenöffnung 102 in Kontakt. Daher kann eine Neigung der Kontaktfläche 6 gegenüber der Innenumfangsfläche 103 der Wellenöffnung 102 verhindert und der Kontaktzustand der Kontaktfläche 6 mit der Innenumfangsfläche 103 der Wellenöffnung 102 stabilisiert werden. Ferner kann ebenso eine Neigung der niederdruckseitigen-Seitenfläche 5 gegenüber der Seitenfläche 113 der Nut 112 verhindert und der Kontaktzustand der niederdruckseitigen-Seitenfläche 5 mit der Seitenfläche 113 der Nut 112 stabilisiert werden. Hierdurch kann die Abdichtfähigkeit des Dichtrings 1 stabilisiert werden. Ferner kann hierdurch unter Aufrechterhaltung der Stabilität der Abdichtfähigkeit des Dichtrings 1 die Breite der Kontaktfläche 6 weiter verkleinert werden.
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Ferner ermöglichen die Vertiefungen 3 eine Reduzierung der Kontaktfläche des Dichtrings 1 mit der Innenumfangsfläche 103 der Wellenöffnung 102 und eine Reduzierung des Gleitwiderstands der Wellenöffnung 102 gegenüber dem Dichtring 1.
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Da bei dem Dichtring 1 der Gleitwiderstand der Wellenöffnung 102 gegenüber dem Dichtring 1, wie vorstehend beschrieben reduziert werden kann, kann ferner eine Wärmebildung an dem Gleitabschnitt während der Verwendung unterdrückt werden, sodass der Dichtring 1 unter noch höheren PV-Bedingungen verwendet werden kann. Ferner kann der Dichtring 1 auch bei einer weichen Welle 110 verwendet werden.
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Auf diese Weise kann nach dem Dichtring 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dafür gesorgt werden, dass sich die Abdichtfähigkeit des Dichtrings 1 je nach Struktur des Befestigungsobjekts nicht verändert.
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Wie vorstehend beschrieben, dreht sich der Dichtring 1 im Verwendungszustand zusammen mit der Welle 110, wobei die Außenumfangsfläche 2 gegenüber der Innenumfangsfläche 103 der Wellenöffnung 102 gleitet und sich die Vertiefungen 3 entlang der Innenumfangsfläche 103 der Wellenöffnung 102 bewegen. Daher bewegt sich das in die Vertiefungen 3 eingedrungene Betriebsöl zusammen mit den Vertiefungen 3 entlang der Innenumfangsfläche 103 der Wellenöffnung 102, wobei durch die Rippenabschnitte 35 ein dynamischer Druckeffekt des Betriebsöls entsteht, sodass sich zwischen den Rippenflächen 7 und der Innenumfangsfläche 103 der Wellenöffnung 102 ein Ölfilm bildet. Hierdurch kann der auf den Dichtring 1 wirkende Gleitwiderstand reduziert werden. Unter Berücksichtigung des dynamischen Druckeffekts ist eine in der Drehrichtung des Dichtrings 1 glatte Form der Rippenabschnitte 35 bevorzugt. Beispielsweise kann dadurch, dass die Rippenabschnitte 35 wie bei der in 7 gezeigten Abwandlung eines Rippenabschnitts 35 eine eckenlose Form haben, durch den dynamischen Druckeffekt die Dicke des auf der Rippenfläche 7 gebildeten Betriebsölfilms vergrößert werden. Konkret sind bei den Rippenabschnitten 35 gemäß der Abwandlung die Bodenfläche 31 und die Vorderwandfläche 32 der Vertiefungen 3 durch eine gewölbte Fläche glatt verbunden, die Vorderwandfläche 32 und die Rippenfläche 7 durch eine gewölbte Fläche glatt verbunden, die Rippenfläche 7 und die Rückwandfläche 33 durch eine gewölbte Fläche glatt verbunden, sowie die Rückwandfläche 33 und die Bodenfläche 31 durch eine gewölbte Fläche glatt verbunden. Die Bodenfläche 31 kann mit der Vorderwandfläche 32 und der Rückwandfläche 33 auch durch eine nicht gewölbte Fläche, sondern durch eine ebene Fläche oder eine Mehrzahl von ebenen Flächen, die schräg verläuft, glatt verbunden sein, und ebenso kann die Rippenfläche 7 mit der Vorderwandfläche 32 und der Rückwandfläche 33 durch eine nicht gewölbte Fläche, sondern durch eine ebene Fläche oder eine Mehrzahl von ebenen Flächen, die schräg verläuft, glatt verbunden werden.
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Als Nächstes wird ein Dichtring 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. 8 ist eine einen Teil der Seitenfläche einer Seite des Dichtrings 10 vergrößernd zeigende teilweise vergrößerte Seitenansicht, die den schematischen Aufbau des Dichtrings 8 zeigt. Der Dichtring 10 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von dem vorstehend beschriebenen Dichtring 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Aufbau der Vertiefungen und der Rippenabschnitte. Im Folgenden werden bezüglich des Dichtrings 10 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Strukturen mit gleichen oder gleichartigen Funktionen wie bei dem Dichtring 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit den gleichen Bezugszeichen versehen und deren Erläuterung wird ausgelassen, wobei unterschiedliche Strukturen erläutert werden.
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Wie in 8 gezeigt, weist der Dichtring 10 eine Mehrzahl von Vertiefungen 40 auf, die ebenso wie die Vertiefungen 3 des Dichtrings 1 in Umfangsrichtung nebeneinander liegend gebildet ist, wobei zwischen zueinander benachbarten Vertiefungen 40 die Rippenfläche 7 aufweisende Rippenabschnitte 46 gebildet sind. Die Bodenfläche 41 jeder Vertiefung 40 ist von beiden Enden der Vertiefung 40 in Umfangsrichtung absinkend zur Innenumfangsseite vertieft. Konkret ist die Bodenfläche 41 aus einem Bodenabschnitt 42, einem Vorderwandabschnitt 43 und einem Rückwandabschnitt 44 ausgebildet, wobei es sich bei dem Bodenabschnitt 42 um eine zur Innenumfangsseite konvex gekrümmte gewölbte Fläche, und bei dem Vorderwandabschnitt 43 und dem Rückwandabschnitt 44 um zur Außenumfangsseite konvex gekrümmte gewölbte Flächen handelt. Der Vorderwandabschnitt 43 ist am Ende der Innenumfangsseite glatt mit dem Bodenabschnitt 42 verbunden, und ferner ist der Rückwandabschnitt 44 am Ende der Innenumfangsseite glatt auf der dem Vorderwandabschnitt 43 gegenüberliegenden Seite mit dem Bodenabschnitt 42 verbunden. Auf diese Weise ist die Bodenfläche 41 jeder Vertiefung 40 als glatte gewölbte Fläche gebildet, und durch den Vorderwandabschnitt 43, den Bodenabschnitt 42 und den Rückwandabschnitt 44 begrenzt. Ferner ist bei jeder Vertiefung 40 eine Querwandfläche 45 gebildet, die vom Rand der Seite des Vorderwandabschnitts 43, des Bodenabschnitts 42 und der niederdruckseitigen-Seitenfläche 5 des Rückwandabschnitts 44 bis zur Kontaktfläche 6 verläuft und eine zur Achse x orthogonale oder im Wesentlichen orthogonale ebene Fläche oder im Wesentlichen ebene Fläche ist. Durch die Querwandfläche 45, die Kontaktfläche 6 und die niederdruckseitige-Seitenfläche 5 ist ein ringförmiger Kontaktvorsprung 36 begrenzt. Ein Rippenabschnitt 46 ist durch den Vorderwandabschnitt 43 und den Rückwandabschnitt 44, die in Umfangsrichtung voneinander abgewandt sind, sowie die zwischen dem Vorderwandabschnitt 43 und dem Rückwandabschnitt 44 verlaufende Rippenfläche 7 begrenzt.
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Wie vorstehend beschrieben, ist bei dem Dichtring 10 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Bodenfläche 41 jeder Vertiefung 40 von dem Bodenabschnitt 42 über den Vorderwandabschnitt 43 und den Rückwandabschnitt 44 glatt mit der Rippenfläche 7 verbunden, sodass bei den Vertiefungen 40 der dynamische Druckeffekt des Betriebsöls erhöht werden kann. Daher kann im Verwendungszustand zwischen der Rippenfläche 7 und der Innenumfangsfläche 103 der Wellenöffnung 102 ein dickerer Betriebsölfilm gebildet werden, sodass der auf den Dichtring 10 wirkende Gleitwiderstand weiter reduziert werden kann.
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Auf diese Weise kann nach dem Dichtring 10 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zusätzlich zu den vorstehenden durch den Dichtring 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bewirkten Wirkungen und Effekte die Wirkung einer weiteren Reduzierung des auf den Dichtring 10 wirkenden Gleitwiderstands bewirkt werden.
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Als Nächstes wird eine Abwandlung der Vertiefung 40 des vorstehend beschriebenen Dichtrings 10 erläutert.
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9 ist eine teilweise vergrößerte Seitenansicht der Seitenfläche einer Seite des vorstehend beschriebenen Dichtrings 10, die eine erste Abwandlung der Vertiefungen 40 bei dem Dichtring 10 zeigt. Wie in 9 gezeigt, ist die Bodenfläche 41 jeder Vertiefung 40 gemäß der ersten Abwandlung von beiden Enden der Vertiefung 40 V-förmig in Umfangsrichtung absinkend zur Innenumfangsseite vertieft. Konkret weist die Bodenfläche 41 den Bodenabschnitt 42 nicht auf und ist durch den Vorderwandabschnitt 43 und Rückwandabschnitt 44 gebildet, die den Rippenabschnitt 46 begrenzen. Der Vorderwandabschnitt 43 ist eine ebene Fläche oder eine im Wesentlichen ebene Fläche, die ausgehend von einem Ende der Vertiefung 40 in Umfangsrichtung von der Rippenfläche 7 aus versinkend schräg zur Rippenfläche 7 verläuft, und der Rückwandabschnitt 44 ist eine ebene Fläche oder eine im Wesentlichen ebene Fläche, die ausgehend von dem anderen Ende der Vertiefung 40 in Umfangsrichtung von der Rippenfläche 7 aus versinkend schräg zur Rippenfläche 7 verläuft. Der Vorderwandabschnitt 43 und der Rückwandabschnitt 44 sind an den Endabschnitten der Innenumfangsseite verbunden.
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10 ist eine teilweise vergrößerte Seitenansicht der Seitenfläche einer Seite des Dichtrings 10, die eine zweite Abwandlung der Vertiefungen 40 bei dem vorstehend beschriebenen Dichtring 10 zeigt. Wie in 10 gezeigt, verlaufen die Vertiefung 40 gemäß der zweiten Abwandlung von einem Ende der Vertiefung 40 in Umfangsrichtung absinkend bis zum anderen Ende der Vertiefung 40 in Umfangsrichtung schräg zur Rippenfläche 7. Konkret verläuft die Bodenfläche 41 vom vorderseitigen Rand der Rippenfläche 7 in Dichtring-Drehrichtung, bei dem es sich um ein rückseitiges Ende der Vertiefung 40 in der Dichtring-Drehrichtung handelt, versinkend schräg zur Rippenfläche 7 in Umfangsrichtung. Die Bodenfläche 41 ist eine ebene Fläche oder eine im Wesentlichen ebene Fläche. Vom rückseitigen Rand der Rippenfläche 7 in Dichtring-Drehrichtung verläuft die Vorderwandfläche 32, bei der es sich um eine radial verlaufende ebene Fläche oder im Wesentlichen ebene Fläche handelt, und bei der Vertiefung 40 verläuft die Bodenfläche 41 bis zum anderen Ende der Vertiefung 40 in Umfangsrichtung (vorderseitiges Ende der Vertiefung 40 in der Dichtring-Drehrichtung) und ist dort mit der Vorderwandfläche 32 verbunden. Der Rippenabschnitt 46 ist durch die Bodenfläche 41 und die Vorderwandfläche 32 begrenzt.
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11 ist eine teilweise vergrößerte Seitenansicht der Seitenfläche einer Seite des Dichtrings 10, die eine dritte Abwandlung der Vertiefungen 40 bei dem vorstehend beschriebenen Dichtring 10 zeigt. Wie in 11 gezeigt, verlaufen die Vertiefungen 40 gemäß der dritten Abwandlung von einem Ende der Vertiefung 40 in Umfangsrichtung absinkend bis zum anderen Ende der Vertiefung 40 in Umfangsrichtung schräg zur Rippenfläche 7. Konkret verläuft die Bodenfläche 41 vom vorderseitigen Rand der Rippenfläche 7 in Dichtring-Drehrichtung, bei dem es sich um ein rückseitiges Ende der Vertiefung 40 in Dichtring-Drehrichtung handelt, versinkend schräg zur Rippenfläche 7 in Umfangsrichtung. Die Bodenfläche 41 ist eine gewölbte Fläche. Vom rückseitigen Rand der Rippenfläche 7 in Dichtring-Drehrichtung verläuft die Vorderwandfläche 32, bei der es sich um eine radial verlaufende ebene Fläche oder im Wesentlichen ebene Fläche handelt, und bei den Vertiefungen 40 verläuft die Bodenfläche 41 bis zum anderen Ende der Vertiefung 40 in Umfangsrichtung (vorderseitiges Ende der Vertiefung 40 in Dichtring-Drehrichtung), und ist dort mit der Vorderwandfläche 32 verbunden. Die Bodenfläche 41 weist einen Rückwandabschnitt 44, der von der hinteren Rippenfläche 7 in Dichtring-Drehrichtung verläuft, und einen Bodenabschnitt 42 auf, der mit dem Rückwandabschnitt 44 auf der Vorderseite in Dichtring-Drehrichtung verbunden wird. Der Bodenabschnitt 42 ist eine zur Innenumfangsseite vorstehend gekrümmte gewölbte Fläche, und der Rückwandabschnitt 44 ist eine zur Außenumfangsseite vorstehend gekrümmte gewölbte Fläche. Der Rückwandabschnitt 44 ist mit dem Bodenabschnitt 42 glatt verbunden. Der Bodenabschnitt 42 ist auf der Vorderseite in Dichtring-Drehrichtung mit der Vorderwandfläche 32 verbunden. Auf diese Weise ist die Bodenfläche 41 jeder Vertiefung 40 als glatte gewölbte Fläche gebildet, und ist durch den Bodenabschnitt 42 und den Rückwandabschnitt 44 begrenzt. Der Bodenabschnitt 42 kann weiter auf der Innenumfangsseite als der Verbindungsabschnitt mit der Vorderwandfläche 32 vertieft sein, und kann aber auch nicht weiter auf der Innenumfangsseite als der Verbindungsabschnitt mit der Vorderwandfläche 32 vertieft sein. Der Rippenabschnitt 46 ist durch die Vorderwandfläche 32, die Rippenfläche 7 und den Rückwandabschnitt 44 begrenzt. Der Rückwandabschnitt 44 kann auch eine ebene Fläche oder eine im Wesentlichen ebene Fläche sein, die von der Rippenfläche 7 aus versinkend schräg zur Rippenfläche 7 verläuft.
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Die Vertiefungen 40 gemäß der vorstehend beschriebenen Abwandlung wirken bei dem Dichtring 2 ebenso wie die vorstehend beschriebenen Vertiefungen 40 und bewirken die gleichen Wirkungen.
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Vorstehend wurden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert, wobei jedoch die vorliegende Erfindung nicht auf die Dichtringe 1, 10 gemäß den vorstehenden Ausführungsformen beschränkt ist, sondern sie schließt alle vom Grundgedanken und den Patentansprüchen der vorliegenden Erfindung umfasste Aspekte ein. Ferner können die jeweiligen Strukturen zum Bewirken zumindest eines Teils der vorstehend beschriebenen Aufgaben und Wirkungen geeignet wahlweise kombiniert werden. Ferner können z. B. die Form, das Material, die Anordnung, die Größe usw. der jeweiligen Bestandteile bei den vorstehenden Ausführungsformen entsprechend dem konkreten Verwendungsaspekt der vorliegenden Erfindung geeignet verändert werden.
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Die Rippenfläche 7 wurde wie vorstehend beschrieben als Fläche vorgesehen, die auf einer zylinderförmigen Fläche oder einer im Wesentlichen zylinderförmigen Fläche (Außenumfangsfläche 2) verläuft, wobei jedoch die Form der Rippenfläche 7 nicht hierauf beschränkt ist. Die Rippenfläche 7 kann z. B. auch eine zylinderförmige Fläche oder eine im Wesentlichen zylinderförmige Fläche mit einer von der Außenumfangsfläche 2 abweichenden Krümmungsrate sein, auch eine andere gekrümmte Fläche sein und auch eine Kombination aus einer ebenen und einer gekrümmten Fläche sein. Ferner kann die Rippenfläche 7 auch keine Fläche auf der Außenumfangsfläche 2 bilden. Es ist z. B. auch möglich, dass bei der Rippenfläche 7 die Vorderwandfläche 32 und die Rückwandfläche 33 auf der Außenumfangsseite verbunden sind, und die Rippenfläche 7 durch einen Abschnitt auf der Außenumfangsseite der Vorderwandfläche 32 und der Rückwandfläche 33 gebildet ist. Ebenso ist es z. B. möglich, dass bei der Rippenfläche 7 der Vorderwandabschnitt 43 und der Rückwandabschnitt 44 auf der Außenumfangsseite verbunden sind, und die Rippenfläche 7 durch einen Abschnitt auf der Außenumfangsseite des Vorderwandabschnitts 43 und der Rückwandabschnitts 44 gebildet ist. Ferner ist es ebenso z. B. möglich, dass bei der Rippenfläche 7 die Vorderwandfläche 32 oder die Rückwandfläche 33 und der Rückwandabschnitt 44 oder der Vorderwandabschnitt 43 jeweils auf der Außenumfangsseite verbunden sind, und die Rippenfläche 7 durch einen Abschnitt auf der Außenumfangsseite der Vorderwandfläche 32 und des Rückwandabschnitts 44 oder durch einen Abschnitt auf der Außenumfangsseite der Rückwandfläche 33 und des Vorderwandabschnitts 43 gebildet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1,10
- Dichtring
- 2
- Außenumfangsfläche
- 3,40
- Vertiefung
- 4
- Hochdruckseitige-Seitenfläche
- 5
- Niederdruckseitige-Seitenfläche
- 6
- Kontaktfläche
- 7
- Rippenfläche
- 8
- Innenumfangsfläche
- 9
- Auflageabschnitt
- 31,41
- Bodenfläche
- 32
- Vorderwandfläche
- 33
- Rückwandfläche
- 34,45
- Querwandfläche
- 35,46
- Rippenabschnitt
- 36
- Kontaktvorsprung
- 42
- Bodenabschnitt
- 43
- Vorderwandabschnitt
- 44
- Rückwandabschnitt
- 100
- Hydraulikvorrichtung
- 101
- Gehäuse
- 102
- Wellenöffnung
- 103
- Innenumfangsfläche
- 110
- Welle
- 111
- Außenumfangsfläche
- 112
- Nut
- 113,114
- Seitenflächen
- 115
- Bodenfläche
- G
- Zwischenraum
- L
- Nutseitenflächenposition
- S
- Raum
- x
- Achse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2011105513 [0003]
- WO 2015111707 [0003]
