JP2009008259A - スタッフィングボックスパッキング - Google Patents

Abstract

【課題】従来のスタッフィングボックスパッキングを、スタッフィングボックスパッキングが、容易にそして補助手段なしに手でスタッフィングボックス空間へはめ込み可能でありそしてまた同様に容易に取り外し可能であり、構造上の単純な構成を有しそして僅かな力で軸方向に押し付けられる場合に既に半径方向の高い密閉力を与えるように改良する。
【解決手段】互いに一体的に接続されている二つのシール要素（１、２）を有する、揺動および昇降アーマチュア用のスタッフィングボックスパッキングであり、その際、第１のシール要素（１）がその外側に少なくとも２つの円錐部を有し、そして、第２のシール要素（２）がその内側に対応する円錐部を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、互いに一体的に接続されている二つのシール要素を有する、揺動および昇降アーマチュア用のスタッフィングボックスパッキングに関している。

特許文献１又は特許文献２から、複数の環形状のシール要素を有する単一部材的なスタッフィングボックスパッキングが知られている。スタッフィングボックスが押し付けらている場合、それによりベローズ形状のシール要素は広がりまたスタッフィングボックス空間内及びシャフトで密閉をする。

その際、ベローズ形状のシール要素を取付ける場合に環形状の第１の面がスタッフィングボックス空間及びシャフトに接触するとすぐに、シール要素が完全に取付けられる前に、摩擦によって広がってしまうことが欠点である。従ってシール要素は比較的大きなエネルギを消費してスタッフィングボックスへ押し付けられなければならず、その際スタッフィングボックスパッキング、スタッフィングボックス空間、及び、シャフトの表面は、密閉方向へ延びる溝によって損なわれることがある。スタッフィングボックス空間からシール要素を取り除く場合は、同様に対応するエネルギを消費してシール要素が開かれることを克服しなければならない。

従来技術から更に、揺動および昇降アーマチュア用のスタッフィングボックスに、複数のリングが上下に同心に配設されることが知られている。これらのリングは例えばシルクのひもから編まれている。編まれたパッキンリングは、必要な半径方向の密閉力を発生するために、比較的高い軸方向の押し付け力を必要とする。これらのパッキンリングが合成物質を塗布されるスタッフィングボックスにはめ込まれる場合、それにより、比較的高い軸方向の押し付け力に起因して、スタッフィングボックスの底部領域では、許容できない変形又はそれどころか合成物質の損傷が生じ得る。

その他の解決策は、シェブロン‐シールシング（Dachmanschetten-Dichtringe）である。これらは、腐食性の媒体を用いての利用のため、特にはＰＴＦＥから製造されており、また、僅かな公差で製造されるスタッフィングボックスの取り付け空間及びシャフトの直径を必要とする。その僅かな公差に基づき、製造にはそれに応じた費用がかかる。

ＥＰ０６０３５２８Ｂ１ ＵＳ２３５６９４７

本発明の課題は、冒頭述べられた種類のスタッフィングボックスパッキングを、このスタッフィングボックスパッキングが、容易にそして補助手段なしに手でスタッフィングボックス空間へはめ込み可能でありそしてまた同様に容易に取り外し可能であり、構造上の単純な構成を有しそして僅かな力で軸方向に押し付けられると既に半径方向の高い密閉力を与えるように、改良することである。

上記課題は、本発明に従い、請求項１に従うスタッフィングボックスパッキングによって解決される。

揺動および昇降アーマチュア用のスタッフィングボックスパッキングが、互いに一体的に接続される二つのシール要素を有し、その際第１のシール要素はその外側に少なくとも２つの円錐部を有し、また、第２のシール要素はその内側に対応する円錐部を有することによって、スタッフィングボックスパッキングは、構造上単純な構成で、少なくとも２つの互いに咬合するシール要素又はシールリングからもたらされる。上記スタッフィングボックスパッキングは容易且つ工具なしに組み立てる、つまりスタッフィングボックス空間へ取付ける、ことが出来る。

その際、本発明に従うスタッフィングボックスパッキングが安価に製造可能であり、また、スタッフィングボックス空間及びシャフトのより大きな形状誤差及び許容誤差を補い得ることは、特に有利である。本願発明は更に、僅かな軸方向の押し付け力で十分に大きな半径方向の密閉力を発生することを可能にする。

更なる有利な具体化は従属請求項に示される。

好ましい実施形態では、両シール要素の円錐部はそれぞれ軸方向に並んで配設されている。好ましくは第１のシール要素の並んで配設される円錐部又は面は、少なくとも１つの環形状の節（オフセット）を形成する。上記環形状の節は対応する第２のシール要素の環形状の節により後から咬合され得る。

このようにして、軸方向に並んで配設される円錐面の幾何学的構成及び配置によって、両シール要素に、それぞれ節がもたらされるので、一体的な接続を成し遂げることが出来る。その際、上記節はシール要素又はシールリングの一体的な結合のために利用される。それにより、簡単な構成で、スタッフィングボックスパッキングの確実な結合が獲得される。

特に、第１のシール要素又はシールリングの円錐部の総数は、第２のシール要素又はシールリングの対応する円錐部の総数と一致し、特には、それぞれのシール要素は、それぞれ２つの、円錐状で、軸方向に並んで配設される部分又は面領域を有する。

好ましくは、第１のシール要素は密閉されるシャフト径よりも大きな内径を有する、及び／または、第２のシール要素は密閉されるスタッフィングボックスの内部空間の径よりも小さな外径を有する。これにより、簡単な取り付けが可能となり、その際、負荷の下で、つまりスタッフィングボックスパッキングへの軸方向の力の作用下で、確実な密閉が達成される。

特に、第１のシール要素の内側には、１つ又は複数の環形状の節が配設されており、上記節の深さは特には０．２から０．３ｍｍである。代わりに又は追加的に、第２のシール要素の外側に、１つ又は複数の環形状の節を配設することが出来る。上記節も同様に０．２から０．３ｍｍの深さを有することが出来る。これらの節は使用時、列に並べて挿入されるシールの様に作用する。

特に、円錐部はシール要素の軸と共に鋭角を作る、つまり円錐形の節の角度は、セルフロック（Selbsthemmung）が生じ得ないように、選択される。

図１には、上側にスタッフィングボックスパッキングの断面が示されており、上記スタッフィングボックスパッキングは２つのシールリング或いはシール要素１、２を互いに組み合わせることで形成されている。これらは弾性変形可能な材料、特にはＰＴＦＥから製造されている。第一のシールリング１は、その外側表面に、二つの並んで配設される円錐形の表面を有して設計されている。第２のシールリング２は、その内側表面に、それらと一致するすなわち類似する相補的な、２つ並んで配設される円錐形の表面を有して設計されている。

第１のシール要素に形成される節が、第２のシール要素２の対応する節により後から咬合されるので、両シールリング１、２は、組み立ての際、節の領域で互いに一体的に咬みあう。その際、上記組み立ては円錐面の並んだ接続に基づいて生じる。それにより単一部材的なシール要素‐カートリッジが生じる。

シールリング１の内径は密閉されるシャフト３の直径よりも大きい。シールリング２の外径は、密閉されるスタッフィングボックス空間４の直径よりも小さい。それにより、シール要素‐カートリッジは容易に手でスタッフィングボックス空間へ取付けられ、また同様に容易に取除かれる。

シール要素‐カートリッジが軸方向のスタッフィングボックス力により作用される場合、それにより第１のシールリング１は、円錐形の形状（円錐効果）の効果で、半径方向に圧縮されまた密閉されるシャフト３へ押し付けられる。第２のシールリング２は、半径方向に拡大されまたスタッフィングボックス空間へ押し付けられる。第１のシールリング１の圧縮及び第２のシールリング２の拡張は、スタッフィングボックス空間及びシャフトのより大きな形状誤差及び許容誤差を補うことが出来る。スタッフィングボックス力が除かれる場合、シールリング１及び２の原材料の弾性に基づいて拡張及び圧縮が逆に行なわれるので、シール要素のカートリッジを容易に手でスタッフィングボックスから取り出すことが出来る。その目的のため、セルフロッキングが生じ得ないように円錐節の角度を選択することが有利である。

シール要素‐カートリッジが軸方向のスタッフィングボックス力による作用を受ける場合、円錐形の形状（Kegelgesetz）に起因して、正確には密閉が行なわれるべき半径方向の面で、比較的僅かな軸方向の予備張力（プリテンション力）が、比較的大きな半径方向の押し付け力に変換される。スタッフィングボックス４内の摩擦及びシャフト３での半径方向の摩擦を組み合わせた半径方向の押し付け力は、シール要素がそのクランプ効果に起因して軸方向の力をスタッフィングボックスベースへほとんど伝えない、ということを導く。そのため合成物質でコーティングされたスタッフィングボックスの場合でも、スタッフィングボックスベースの許容出来ない変形は生じ得ない。

第１のシールリング１の内径或いは内側表面は、図示される実施例の場合、複数の環形状の節５を有して設計されている。上記溝は、特にはたった０．２から０．３ｍｍの深さである。同様の節６は、第２のシールリング２の外径或いは外側表面に存する。それにより、密閉効果を高めるため、シャフト３及びスタッフィングボックス空間４に対する密閉領域で、表面圧力が上昇される。それにより、いわば、並んで重ねられたシールリングによる密閉効果が模倣される。非図示の代替の場合はそれぞれ１つだけの節５、６が設けられる。

本発明の具体的な実施例である。

符号の説明

１ 第１のシール要素
２ 第２のシール要素
３ シャフト
４ スタッフィングボックス
５ 節
６ 節

Claims (9)

1. 互いに一体的に接続されている二つのシール要素（１、２）を有する、揺動および昇降アーマチュア用のスタッフィングボックスパッキングにおいて、第１のシール要素（１）がその外側に少なくとも２つの円錐部を有し、そして、第２のシール要素（２）がその内側に対応する円錐部を有することを特徴とするスタッフィングボックスパッキング。
2. 請求項１に記載のスタッフィングボックスパッキングにおいて、両シール要素（１、２）の円錐部がそれぞれ軸方向に並んで配設されていることを特徴とするスタッフィングボックスパッキング。
3. 請求項１又は２に記載のスタッフィングボックスパッキングにおいて、第１のシール要素（１）の並んで配設される円錐部又は面が、少なくとも１つの環形状の節を形成し、上記節が第２のシール要素（２）の対応する環形状の節によって後から咬合可能であることを特徴とするスタッフィングボックスパッキング。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のスタッフィングボックスパッキングにおいて、第１のシール要素（１）の円錐部の総数が、第２のシール要素（２）の対応する円錐部の総数と一致することを特徴とするスタッフィングボックスパッキング。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載のスタッフィングボックスパッキングにおいて、第１のシール要素（１）が密閉されるシャフト径（３）よりも大きな内径を有することを特徴とするスタッフィングボックスパッキング。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載のスタッフィングボックスパッキングにおいて、第２のシール要素（２）が密閉されるスタッフィングボックスの内部空間（４）の径よりも小さな外径を有することを特徴とするスタッフィングボックスパッキング。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載のスタッフィングボックスパッキングにおいて、第１のシール要素（１）の内側に１つ又は複数の環形状の節（５）が配設されており、上記環形状の溝が特には０．２〜０．３ｍｍの深さを有することを特徴とするスタッフィングボックスパッキング。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載のスタッフィングボックスパッキングにおいて、第２のシール要素（２）の外側に１つ又は複数の環形状の節（６）が配設されており、上記環形状の溝が特には０．２〜０．３ｍｍの深さを有することを特徴とするスタッフィングボックスパッキング。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載のスタッフィングボックスパッキングにおいて、円錐部がシール要素（１、２）の軸と鋭角を形成することを特徴とするスタッフィングボックスパッキング。

Images