JP2002013643A - シールスリーブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特に寸法が小さい組み込みスペースのため
の、ポリマーより成るシールスリーブであって、該シー
ルスリーブが、保持区分とシール区分とを有しており、
保持区分が支持体に結合されていて、シール区分がシー
ルしようとする軸又は半径方向のプレロード下にある軌
道輪を周方向でシールして取り囲んでおり、シールしよ
うとする軸に向いた側に、潤滑剤を戻し案内するための
表面異形成形部を有している形式のものを改良して、重
量がわずかで、摩耗が少なくしかも長い耐用年数を有
し、できるだけ製造が簡単で極端な運転条件においても
確実なシールが得られるようにする。 【解決手段】 結合部直径（枠部３１の内径Ｄ）が、軸
直径（Ｗ）の１．０倍〜１．０５倍にスリーブ厚さ
（ｄ）の４倍を加えた寸法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に小さい寸法の
組み込みスペース（室）のための、ポリマーより成るシ
ールスリーブであって、該シールスリーブが、保持区分
とシール区分とを有しており、保持区分が支持体に結合
されていて、シール区分がシールしようとする軸又は半
径方向のプレロード下にある軌道輪を周方向でシールし
て取り囲んでおり、シールしようとする軸に向いた側
に、潤滑剤を戻し案内するための表面異形成形部（Ｏｂ
ｅｒｆｌａｅｃｈｅｎｐｒｏｆｉｒｉｅｒｕｎｇ）を有
している形式のものに関する。

【０００２】

【従来の技術】軸貫通ガイド部をシールするためにシー
ル装置が使用されるが、このシール装置は、潤滑剤をケ
ーシング内部に止めて、埃、汚れ及びこれと類似のもの
が外部からケーシング内部に侵入するのを阻止する。非
常に多くの種々異なる構成のシールが用いられている。
この場合、特に組み込みスペースの大きさが重要であ
る。組み込みスペースが小さければ小さい程、シールは
より困難になる。いずれにしても、シールの耐用年数が
長く、しかも摩耗が小さいものが望まれている。これ
は、例えばＰＴＦＥコンパウンド（PTFE−Ｃｏｍｐｏｕ
ｎｄｓ）等の適当な材料を使用することによっても得ら
れる。

【０００３】ドイツ連邦共和国特許出願公開第３３１６
０６３号明細書によれば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオ
ロエチレン）より成るシールスリーブを備えたシールリ
ングが公知である。シールスリーブは、シールしようと
するスペースに向かってトランペット状に成形されてい
て、シールしようとする軸に向いた側でハイドロダイナ
ミック的（流体動力学的）に作用する戻し案内部材を有
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は公知の
シールリングを改良して、できるだけ製造が簡単で極端
な運転条件においても確実なシールが得られるようにす
ることである。シール装置は、重量がわずかであって、
摩耗が少なくしかも長い耐用年数を有するものでなくて
はならない。場合によっては存在する真円回転に対する
ずれ、軸の中央ずれ（Ｍｉｔｔｅｎｖｅｒｓａｔｚ）、
孔、軸の非真円性又はこれと類似のもを補償しなければ
ならない。この補償は、高い周速度、高い温度及び場合
によっては生じるシール箇所における潤滑剤不足におい
ても達成されなければならない。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この課題は本発明によれ
ば、結合部直径（枠部の内径）が、軸直径の１．０倍〜
１．０５倍にスリーブ厚さの４倍を加えた寸法であるこ
とによって解決された。

【０００６】従属請求項２〜１２には、本発明の有利な
実施態様が記載されている。

【０００７】

【発明の効果】公知先行技術から出発して、シール装置
には、保持区分とシール区分とを有する、ポリマ材料か
ら成るシールスリーブが設けられている。保持区分は支
持体に結合されており、シール区分は、シールしたい軸
を半径方向の予荷重もしくはプレロード下で全周にわた
って取り囲んでいる。シール区分には、軸に向かい合っ
て位置する側に、潤滑オイルを戻し案内するための表面
異形成形部が設けられている。本発明による構成では、
結合部直径（枠部の内径）が、軸直径の１．０〜１．０
５倍にスリーブ厚さの４倍を加算した寸法であることが
提案される。したがって、シールスリーブの構造上の構
成は軸直径を基準にして行われる。この軸直径は枠部の
結合部直径に関連して設定され、次にシールリング構成
の構造的ステップが実施される。枠部とは、シール装置
の、シールスリーブが固定されている部分を指してい
る。

【０００８】シールスリーブ厚さは、軸直径の１／２０
〜１／３００倍、有利には１／５０〜１／２００倍であ
るように選択される。これによって、シールスリーブは
特に扁平（フラット）な構造を有している。さらに、シ
ールスリーブのシール区分の長さは特に長く選択される
ので、この長さは、シールスリーブ厚さの３〜１５倍、
有利には４〜１２倍に寸法設定される。これによって、
軸に対するシール区分の圧着力が低減され、より小さな
摩擦損失が獲得される。さらに、シールスリーブの、特
に肉薄の構成によって材料が節約される。

【０００９】さらに、シールスリーブが、シール区分の
裏側で滑らかに形成されていて、シール区分のシール側
で螺旋状に波形起伏を付けられて形成されていると有利
である。この波形起伏によって、潤滑剤の良好な戻し案
内が可能となる。この波形起伏は、自体公知の形式で、
断面図で見て対称的な三角形または非対称的なのこ歯状
形状から形成することができる。この場合、のこ歯の平
坦な面は、シールしたいスペースに向かって形成されて
いる。波形起伏の深さは特に高く選択され、シールスリ
ーブ厚さの７０〜９０％である。しかも、８５％が有利
であるということが分かった。波形起伏自体は、シール
スリーブの保持区分にまで達している。これによって、
潤滑剤の良好な戻し案内が保証される。軸の停止状態の
間、外方への潤滑剤の流出を阻止するために、シールス
リーブの外側の縁部はシール隆起部として形成すること
ができる。ここでは、手前の波形起伏のうちの１つにお
ける点状の中断が同様に可能となる。

【００１０】シールスリーブの内径は、シール区分が、
少なくとも４つの波形起伏で軸に接触するように形成さ
れる。４〜１２個の波形起伏が好都合であるが、有利な
範囲としては７〜８個である。波形起伏が多段で設けら
れていることは、特定の使用事例において有利となり得
る。

【００１１】さらに、シールスリーブのために使用され
る材料は、有利にはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチ
レン）コンパウンドまたは熱可塑性フッ素樹脂（Ｆｌｕ
ｏｒｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔ）から成っている。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態を図面に示
した２つの実施例に基づき詳説する。

【００１３】図１にはシール装置３０の上方部分の長手
方向断面図が示されている。このシール装置３０は主と
して支持体４と、ポリマー材料から成る枠部３１と、Ｐ
ＴＦＥコンパウンドからなるシールスリーブ１とから構
成されている。この枠部３１を介してシール装置３０
は、詳しくは図示していないケーシング内に挿入され
る。さらに枠部３１にはシールスリーブ１が固定されて
いる。このシールスリーブ１は保持区分２とシール区分
３とから構成されている。この保持区分２は枠部３１を
介して支持体４に結合されている（結合部）。支持体４
は枠部３１の材料よりも高い硬度を有する、最適な材料
からなっている。薄板およびプラスチック材料が使用さ
れてよい。シール区分３は軸６の表面５に当接する。こ
のシール区分３には単に軸６に向けられた側にだけ表面
異形成形部７が設けられている。枠部３１は内側に位置
する側で円筒面３２によって制限されている。この内室
の直径を結合部直径Ｄと見なす。この結合部直径Ｄはシ
ールスリーブ１の保持区分２の内側制限部をも表してい
る。軸直径には符号Ｗを付与した。シールスリーブ厚さ
ｄはできるだけ小さく選択される。このシールスリーブ
厚さｄは軸直径Ｗの１／１３０である。実験において、
シールスリーブ１のための結合部直径Ｄが、軸直径Ｗの
１．０５倍にシールスリーブ厚さｄの４倍を加えた寸法
であると良好なシール性が得られるということを立証す
ることできた。シールスリーブ１のシール区分３の長さ
はこの実施例ではシールスリーブ厚さｄの約７倍であ
る。その際、軸６に直接当接する、シール区分３の部分
の長さＬだけが測定される。シール区分３におけるシー
ルスリーブ１はその裏側３３が滑らかであり、他方でそ
のシール側が螺旋状に延びる波形起伏を付けて構成され
ている。この波形起伏７はほぼ左右対称の三角形から構
成されている。シールしようとするスペース３４は図１
の右側に位置しており、したがってシール装置３０とシ
ールスリーブ１との媒体側での結合部が提供されてい
る。またこれによりシール装置３０の構造高さを比較的
小さく構成することが可能である。さらに軸６へのシー
ル装置３０の組付けは簡易化される。波形起伏の深さＴ
はシールスリーブ厚さｄの８５％にあたる。シールスリ
ーブ１の、外側若しくは周囲３５に向けられた縁部３６
はシール隆起部として形成されている。軸６に当接する
シール区分３には７つの波形起伏７が設けられている。

【００１４】別の実施例では前記したシールスリーブの
支持体が、軸をシールするための組み込まれたシール
系、例えば軸をシールするためにシールスリーブが一体
成形され、かつ隣り合う構成部材をシールするためにポ
リマー材料からなるシール部材が一体成形されたケーシ
ングカバーである。

【００１５】図２にはこのようなシール系の１実施例の
上方部分を長手方向断面図で示した。

【００１６】このシール系はシールフランジ４０に固定
されたシールスリーブ１から構成されている。シールフ
ランジ４０は構成部材４１と補強フランジ４２とに接続
されている。センサ４３と、軸と連行して回転する多重
極ホイール４４とが、外側のシール端成部を構成してい
る。図２に示した他の部材番号は図１に示した部材番号
に対応している。

【図面の簡単な説明】

【図１】軸のためのシール装置の長手方向断面図であ
る。

【図２】ケーシングカバーに設けられたシール装置の長
手方向断面図である。

【符号の説明】

１ シールスリーブ、 ２ 保持区分、 ３ シール区
分、 ４ 支持体、５ 表面、 ６ 軸、 ７ 表面異
形成形部（波状起伏）、 ３０ シール装置、 ３１
枠部、 ３２ 円筒面、 ３３ 裏側、 ３４ スペー
ス、 ３５外側若しくは周囲、 ３６ 縁部、 ４０
シールフランジ、 ４１ 構成部材、 ４２ 補強フラ
ンジ、 ４３ センサ、 ４４ 多重極ホイール、 Ｔ
波形起伏の深さ、 Ｗ 軸直径、 Ｄ 内径、 Ｌ シ
ール区分部分の長さ、ｄ シールスリーブ厚さ

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 殊に寸法が小さい組み込みスペースのた
   めの、ポリマーより成るシールスリーブであって、該シ
   ールスリーブが、保持区分とシール区分とを有してお
   り、保持区分が支持体に結合されていて、シール区分が
   シールしようとする軸又は半径方向のプレロード下にあ
   る軌道輪を周方向でシールして取り囲んでおり、シール
   しようとする軸に向いた側に、潤滑剤を戻し案内するた
   めの表面異形成形部を有している形式のものにおいて、 結合部直径（枠部３１の内径Ｄ）が、軸直径（Ｗ）の
   １．０倍〜１．０５倍にスリーブ厚さ（ｄ）の４倍を加
   えた寸法であることを特徴とする、シールスリーブ。
2. 【請求項２】 スリーブ厚さ（ｄ）が、軸直径（Ｗ）の
   １／２０〜１／３００、有利には１／５０〜１／２００
   である、請求項１記載のシールスリーブ。
3. 【請求項３】 軸（６）に当接する、スリーブ（１）の
   シール区分（３）の長さ（Ｌ）が、スリーブ厚さ（ｄ）
   の３〜１５倍、有利には４〜１２倍である、請求項１又
   は２記載のシールスリーブ。
4. 【請求項４】 シール区分（３）におけるスリーブ
   （１）は、その裏側（３３）が滑らかであって、そのシ
   ール側が螺旋状に延びる波形起伏を付けて構成されてい
   る、請求項１から３までのいずれか１項記載のシールス
   リーブ。
5. 【請求項５】 波形起伏（７）が断面図で見て、ほぼ対
   称的な三角形又は非対称的なのこ歯状に構成されてい
   る、請求項１から４までのいずれか１項記載のシールス
   リーブ。
6. 【請求項６】 のこ歯の平らな面がシールしようとする
   スペース（３４）に向いている、請求項１から５までの
   いずれか１項記載のシールスリーブ。
7. 【請求項７】 波形起伏（７）の深さが、シールスリー
   ブ厚さ（ｄ）の７０〜９０％、有利には８５％である、
   請求項１から６までのいずれか１項記載のシールスリー
   ブ。
8. 【請求項８】 波形起伏（７）がシールスリーブ（１）
   の保持区分（２）まで達している、請求項１から７まで
   のいずれか１項記載のシールスリーブ。
9. 【請求項９】 シールスリーブ（１）の外側の縁部（３
   ６）がシール隆起部として構成されている、請求項１か
   ら８までのいずれか１項記載のシールスリーブ。
10. 【請求項１０】 軸に当接するシール区分（３）が、４
    〜１２個の波形起伏（７）、有利には７〜８個の波形起
    伏（７）を有している、請求項１から９までのいずれか
    １項記載のシールスリーブ。
11. 【請求項１１】 波形起伏（７）が多段で設けられてい
    る、請求項１から１０までのいずれか１項記載のシール
    スリーブ。
12. 【請求項１２】 シールスリーブ（１）がＰＴＦＥコン
    パウンドより成っている、請求項１から１１までのいず
    れか１項記載のシールスリーブ。