JP2522621B2 - カセット形パッキン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ケーシングの穴と軸の
間のギャップの密封のためのカセット形パッキンに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のカセット形パッキンとして、軸上
に固定され半径方向外側に開放した溝を有する内輪と、
穴の中に固定され上記溝内に半径方向内側に張り出す突
起を有する外輪と、及び前記突起の内周区域に固定され
た重合材料製のシールリップから成り、前記溝が内輪の
互いに向き合う端面によって軸方向に画定され、少なく
とも内輪が塑性変形した金属板から成るものがある。

【０００３】上記の種類の装置はＧＢ８８１，６０７に
より知られている。これを図５に示す。これによれば比
較的複雑な構造の内輪２０と外輪２１を有し、内輪２０
は両端に半径方向フランジ２３、２４を備えている。そ
して内輪２０が軸に、外輪２１がケーシングの穴にそれ
ぞれ固定され、組立の簡素化のためにストップ装置２２
を具備する。このストップ装置２２はゴム弾性材料から
成り、目的のための使用時に内輪と外輪の間の相対運動
により時が経つにつれて除去される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】先公知のカセット形パ
ッキンにおいては使用特性、特に非密封室の方向への被
密封媒質の返送作用があまり十分でない。

【０００５】本発明の目的とするところは、上記種類の
カセット形パッキンを改良し、カセット形パッキンの著
しく簡素化された構造と簡素化された組立が得られ、経
済的に特に有利なことだがカセット形パッキンが少数の
互いに固定される部材から成るようにしたものを提供す
ることである。また被密封室への被密封媒質の返送作用
を改善しなければならない。それが全体として密封の改
善をもたらすのである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的は、軸上に固定
され半径方向外側に開放した溝を有する内輪と、穴の中
に固定され上記溝内に半径方向内側に張り出す突起を一
端に有する外輪と、及び前記突起の内周区域に固定され
た重合材料製のシールリップから成り、内輪は、軸方向
両端の区域に該内輪と一体に塑性変形で作られた半径方
向外側に張り出す環状突起を具備し、前記溝は、軸方向
両端が環状突起の互いに向き合う端面によって画定さ
れ、少なくとも内輪が塑性変形した金属板から成る、穴
と軸の間のギャップの密封のためのカセット形パッキン
において、シールリップが環状突起の端面に密接し、外
輪の軸方向両側が周方向に間隔を置いた重合材料製のス
ペーサによって画定され、カセット形パッキンの新品状
態でスペーサが環状突起の端面に密接し、シールリップ
が被密封室の方向に隣接する少なくとも２個の密封縁を
有し、密封縁が互いに隣接する歯形シールの収束する境
界面によって形成され、被密封室の方向に後置された境
界面が端面との間に、この境界面と共に収束する境界面
より大きな角を挟むことを特徴とするカセット形パッキ
ンによって達成される。従属請求項は有利な実施態様に
関するものである。

【０００７】本発明に基づくカセット形パッキンにおい
ては、シールリップが内輪の端面区域に密接して接触
し、内輪が一体に形成され、両方の軸方向端の区域に塑
性変形で作られた半径方向外側へ張り出す環状突起を具
備し、外輪の軸方向両側が周方向に間隔を置いた重合材
料製スペーサによって画定され、カセット形パッキンの
新品状態でスペーサが端面に密接するように構成されて
いる。この場合、シールリップがカセット形パッキンへ
の液体入口の区域に配設される利点がある。半径方向に
走る環状突起の端面に配列されたシールリップを形成す
ることによって、特に良好な密封と、被密封室の方向へ
の良好な返送作用が得られる。内輪及び互いに平行に配
列された環状突起を一体に形成することにより、カセッ
ト形パッキンの組立が比較的簡単に行われ、その際少数
部品構造が経済的に有利な製造を可能にする。スペーサ
は外輪を内輪内の所定の軸方向位置に保持し、それによ
って組立を簡素化する役割がある。

【０００８】「周方向に間隔を置いた重合材料製のスペ
ーサ」構成により、内輪と外輪の相対回転の際に、スペ
ーサが剪断されやすくなっており、そのため、組立を行
った後、端面に接触するスペーサが目的のための使用時
に切り取られるから、シールリップの区域にだけ内輪と
の直接接触が生じる。

【０００９】別の有利な実施態様によれば外輪が重合材
料で完全に取り囲まれ、重合材料はスペーサ、シールリ
ップ及びケーシングシールを互いに移行するように一体
に形成するようになっている。外輪の製造と内輪への取
付けがこの構造により特に簡素化された。一体に形成さ
れた外輪により、経済的に有利に製造する可能性が保証
されている。

【００１０】スペーサが端面に密接する端面を有し、す
べてのスペーサが少なくとも同じ軸方向伸長を有する。
この場合内輪と外輪との周方向相対運動の際にスペーサ
が特にたやすく切断され、目的のための使用の開始後間
もなくシールが優れた使用特性を得るという利点があ
る。

【００１１】それぞれ軸方向片側のスペーサを軸の仮想
の回転軸に等しい半径方向間隔で配属することができ、
その場合被密封室に面した側のスペーサが回転軸との間
に被密封室の反対側のスペーサより大きな半径方向距離
を有する。スペーサの半径方向食い違いによって穴の中
のカセット形パッキンの特に傾きのない取り付けが保証
される。その場合スペーサは構造条件を考慮してなるべ
く大きな半径方向相互間隔を有するようにした。それに
よって特にケーシングシールの損傷が最小に減少した。
またもう一つの利点は、カセット形パッキンを穴に挿入
する際に軸方向押圧力を作用させる部位に関し、内輪だ
けでなく、用途の特殊条件が必要とするならば、半径方
向端面の他の任意のあらゆる部位にも作用するようにし
て穴に挿入することができることである。

【００１２】軸と内輪の間の密封のために、これらの部
材の間に半径方向に配列されたシールが設けられてい
る。このシールは内輪に液密に固定され、軸方向に少な
くとも２個の互いに隣接する密封区域を有する。カセッ
ト形パッキンを目的のために使用する時に、密封区域が
軸に密接する。また密封区域は弓形輪郭を有する。この
シールで問題になるのは静的密封である。なぜなら内輪
と軸の間に周方向相対運動が起こらないからである。弓
形密封区域が弾性的に予圧され、その結果この区域の軸
との接触部が平坦になるので、常に確実な密封が保証さ
れる。

【００１３】シールリップが未組立状態で半径方向外側
へ広がっており、回転軸との間に１０ないし６０°、好
ましくは２０ないし４５°の角を挟むならば、シールリ
ップは被密封室の特に好適な密封と、被密封室への被密
封媒質の特に良好な返送効果を有する。

【００１４】シールリップが被密封室の方向に隣接する
少なくとも２個の密封縁を有し、この密封縁が互いに隣
接する歯形シールの収束する境界面から成るならば、使
用特性が一層改善される。また被密封室の方向に後置さ
れた境界面が端面との間に、この境界面と共に収束する
境界面より大きな角を挟むように構成されている。この
場合、軸の半径方向運動が起こっても被密封室の方向の
送り作用が依然として保証され、被密封媒質が歯形シー
ルを通過して保護区域に到達することがないという利点
がある。

【００１５】別の有利な実施態様によれば、シールリッ
プの被密封室側を端面に面接触する端部で画定すること
ができる。比較的高い荷重を受ける端部及び端部と端面
の面接触によりカセット形パッキンは寿命が大幅に増加
し、使用特性が改善される。この構造によってシールリ
ップ区域の面圧縮力が端面に沿ってほぼ均等な大きさに
なる。

【００１６】シールリップがその伸長の少なくとも一部
区域に非流動性材料から成る軸方向にだけ可撓性の補強
を取り囲むならば、密封効果の一層の改善が得られる。
環境温度が高くてもこの処置によってシールリップの弛
緩現象が防止される。また軸方向だけ可撓性があるたわ
み補強は、例えば熱膨張によりケーシング及び／又は軸
が変位するときに良好な密封効果が維持される利点があ
る。

【００１７】更にカセット形パッキンの弾性材料から成
るシールリップの区域に、弛緩現象を最小にするコイル
ばねリングを配設することができる。

【００１８】

【実施例】次に図面に基づいて本発明の主題を詳述す
る。図面は考慮される部品を一部は断面図で示す。

【００１９】図１の本発明カセット形パッキンは穴１の
中に配設され、軸２とケーシングの間のギャップを密封
する。この図でケーシングは鎖線でごく概略的に示し
た。軸２に内輪３が固定され、軸２と内輪３の間に半径
方向にシールが配設されている。このシールは内輪３に
液密に固定される。シール９は軸方向に互いに隣接する
少なくとも２個の密封区域９．１、９．２を有する。こ
れらの密封区域は弓形に形成され、カセット形パッキン
を目的のために使用する時に軸２に予圧されて密接す
る。予圧は軸上の弓形区域を弾性的に平坦にし、それと
共にこの場所に確実な弾性的密封を生じる。内輪３は一
体に形成され、両方の軸方向端区域に半径方向外側へ張
り出す環状突起３．１、３．２を具備する。環状突起は
塑性変形によって作られたものである。半径方向外側へ
張り出す環状突起３．１、３．２は半径方向外側へ開放
した溝４を形成し、その中に外輪５が納められる。外輪
５は穴１の中に納められ、ケーシングの壁面に密接して
相対回転不能に接触する。外輪の密封面は様々に形成す
ることができ、例えば軸方向に隣接し周囲に沿った複数
個のシールリップを有する。溝４は環状突起３．１、
３．２の一部を成す、互いに向き合う端面３．３、３．
４によって軸方向に画定される。外輪５の半径方向突起
に重合材料製のシールリップ６が固定され、被密封室１
０に面した内輪３の端面３．３の区域に密接する。シー
ルリップ６は被密封室１０の方向に隣接する複数個の密
封縁６．１、６．２、６．３、６．４を有する。密封縁
６．１、６．２、６．３、６．４は互いに隣接する歯形
シールの収束する境界面６．１．１、６．１．２によっ
て形成され、その際被密封室１０の方向に後置された境
界面６．１．１は端面３．３との間に、この境界面と共
に収束する境界面６．１．２より大きな角を挟む。軸２
の半径方向変位が万一現れても、こうして被密封室１０
の方向の送り作用が保証され、被密封媒質が保護区域に
到達する恐れがない。ほぼ均一な面圧縮力とこれによっ
て著しく減少するシールリップ６の摩耗を考慮して、シ
ールリップ６は被密封室１０の方向に、端面に面接触す
る端部を有する。

【００２０】本例では内輪３が塑性変形した金属板から
成るように構成されている。外輪５は重合材料で完全に
取り囲まれ、軸方向両側に周方向に間隔を置いた重合材
料製のスペーサ１２．１、１２．２・・・・を有する。
スペーサ１２．１、１２．２・・・・はケーシングシー
ル７及びシールリップ６と一体に形成され、カセット形
パッキンの新品状態で端面３．３、３．４に密接する。
カセット形パッキンを目的のために使用する時に、スペ
ーサ１２．１、１２．２、・・・・は簡単な組立と、内
輪３及び外輪５の正確な軸方向相互関係を保証する。内
輪３及び／又は外輪５が初めて回転する時にスペーサが
切り取られるから、これらの２つの部材はその後シール
リップ６の区域でだけ互いに接触する。外輪の軸方向境
界面にあって周方向に間隔を置いたスペーサはここに図
示するように回転軸８を等間隔で、全体として同心に取
り囲むことができ、又は回転軸に対して半径方向に僅か
な食い違いを有するから、目的のための使用時の切り取
りが簡単になる。スペーサを配列することのもう一つの
利点は、外輪のそれぞれの軸方向境界面のスペーサが回
転軸に対して異なる半径方向距離を有することに見られ
る。カセット形パッキンの組立がそれによって一層簡素
化され、外輪５の傾倒運動が確実に防止されるので特に
ケーシングの密封が損傷する恐れがない。

【００２１】図２に単独部材としての外輪５を示す。シ
ールリップ６は半径方向外側へ広がっているので、回転
軸８との間に好ましくは２０ないし４５°、本例では３
０°の角１１を挟む。角１１と、必要ならば少なくとも
伸長の一部区域に配設され軸方向にだけ可撓性の重合材
料製補強とに応じて、図３に示す内輪の端面３．３にシ
ールリップ６を押圧することができる。

【００２２】図１の組み立てたカセット形パッキンの内
輪３を図３に示す。内輪３には軸２の密封のためのシー
ル９が液密に固定されている。半径方向外側に開放した
溝４を画成する内輪３は環状突起３．１、３．２の向き
合う面に平行の端面３．３、３．４を有する。カセット
形パッキンの新品状態で外輪５のスペーサ１２．１、１
２．２、・・・・がこの端面に当接する。

【００２３】図４には図１のカセット形パッキンとおお
むね同様のカセット形パッキンが示されている。シール
リップ６の区域にコイルばねリング１３が配設され、長
い寿命の間に万一現れるシールリップ６の弛緩減少を減
少する。この構造によってカセット形パッキンの良好な
使用特性が長い寿命の間維持される。カセット形パッキ
ンの簡単な製造の可能性は、コイルばねリング１３を配
設することによって影響されない。

【００２４】

【発明の効果】本発明は、半径方向に走る環状突起の端
面に配列されたシールリップにより、特に良好な密封
と、被密封室の方向への良好な返送作用が得られる。

【００２５】また、外輪の軸方向両側に配列されたスペ
ーサにより、外輪を内輪内の所定の軸方向位置に位置決
めし保持することができると共に、これにより組立が容
易になりかつ簡素化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明カセット形パッキンの断面図を示す。

【図２】単独部材としての外輪の断面図を示す。

【図３】単独部材としての内輪の断面図を示す。

【図４】コイルばねリングを配設した図１と同様のカセ
ット形パッキンの断面図を示す。

【図５】従来のカセット形パッキンの断面図を示す。

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸上に固定され半径方向外側に開放した
   溝（４）を有する内輪と、穴の中に固定され上記溝内に
   半径方向内側に張り出す突起（１４）を一端に有する外
   輪と、及び前記突起（１４）の内周区域に固定された重
   合材料製のシールリップから成り、 内輪（３）は、軸方向両端の区域に該内輪と一体に塑性
   変形で作られた半径方向外側に張り出す環状突起（３．
   １、３．２）を具備し、 前記溝（４）は、軸方向両端が環状突起（３．１、３．
   ２）の互いに向き合う端面（３．３、３．４）によって
   画定され、 少なくとも内輪が塑性変形した金属板から成る、穴と軸
   の間のギャップの密封のためのカセット形パッキンにお
   いて、 シールリップ（６）が環状突起（３．１）の端面（３．
   ３）に密接し、 外輪（５）の軸方向両側が周方向に間隔を置いた重合材
   料製のスペーサ（１２．１、１２．２）によって画定さ
   れ、 カセット形パッキンの新品状態でスペーサ（１２．１、
   １２．２）が環状突起（３．１、３．２）の端面（３．
   ３、３．４）に密接し、 シールリップ（６）が被密封室（１０）の方向に隣接す
   る少なくとも２個の密封縁（６．１、６．２、・・・）
   を有し、 密封縁（６．１、６．２、・・・）が互いに隣接する歯
   形シールの収束する境界面（６．１．１、６．１．２、
   ・・・）によって形成され、 被密封室（１０）の方向に後置された境界面（６．１．
   １）が端面（３．３）との間に、この境界面と共に収束
   する境界面（６．１．２）より大きな角を挟むことを特
   徴とするカセット形パッキン。
2. 【請求項２】 外輪（５）が重合材料で完全に取り囲ま
   れ、重合材料がスペーサ（１２．１、１２．２）、シー
   ルリップ（６）、及びケーシングシール（７）を相互に
   移行するように一体に形成することを特徴とする請求項
   １に記載のカセット形パッキン。
3. 【請求項３】 スペーサ（１２．１、１２．２）が端面
   （３．３、３．４）に密接する端面を有し、すべてのス
   ペーサが少なくとも同じ軸方向伸長を有することを特徴
   とする請求項１又は２に記載のカセット形パッキン。
4. 【請求項４】 スペーサ（１２．１）が軸（２）の仮想
   の回転軸（８）の軸方向片側に等しい半径方向間隔で配
   属され、被密封室（１０）に面した側のスペーサ（１
   ２．２）が回転軸（８）との間に被密封室（１０）の反
   対側のスペーサ（１２．１）より大きな半径方向距離を
   有することを特徴とする請求項３に記載のカセット形パ
   ッキン。
5. 【請求項５】 内輪（３）の軸（２）に面した側がシー
   ル（９）と液密に結合され、シール（９）が軸方向に少
   なくとも２個の互いに隣接する密封区域（９．１、９．
   ２、・・・）を有し、カセット形パッキンを目的のため
   に使用するときにこれらの密封区域が軸（２）に密接し
   て接触することを特徴とする請求項１ないし４のいずれ
   か１項に記載のカセット形パッキン。
6. 【請求項６】 密封区域（９．１、９．２、・・・）が
   弓形輪郭を有することを特徴とする請求項５に記載のカ
   セット形パッキン。
7. 【請求項７】 内輪（３）に取り付ける前にシールリッ
   プ（６）が半径方向外側へ広がっていて、回転軸（８）
   との間に１０ないし６０°の角（１１）を挟むことを特
   徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のカセ
   ット形パッキン。
8. 【請求項８】 角（１１）が２０ないし４５°であるこ
   とを特徴とする請求項７に記載のカセット形パッキン。
9. 【請求項９】 シールリップ（６）の被密封室（１０）
   側が端面（３．３）に面接触する端部（１５）により画
   定されていることを特徴とする請求項１ないし８のいず
   れか１項に記載のカセット形パッキン。
10. 【請求項１０】 シールリップ（６）の伸長の少なくと
    も一部区域が非流動性材料から成る軸方向にだけ可撓性
    の補強を取り囲むことを特徴とする請求項１ないし９の
    いずれか１項に記載のカセット形パッキン。
11. 【請求項１１】 シールリップ（６）の区域にコイルば
    ねリング（１３）を配設したことを特徴とする請求項１
    ないし１０のいずれか１項に記載のカセット形パッキ
    ン。