JP2596693B2 - シール装置 - Google Patents

シール装置

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JP2596693B2
JP2596693B2 JP5061686A JP6168693A JP2596693B2 JP 2596693 B2 JP2596693 B2 JP 2596693B2 JP 5061686 A JP5061686 A JP 5061686A JP 6168693 A JP6168693 A JP 6168693A JP 2596693 B2 JP2596693 B2 JP 2596693B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、壁の孔を通して案内さ
れている軸をシールするためのシール装置であって、半
径方向軸シールリングを有しており、該半径方向軸シー
ルリングが、シールすべき軸を全周にわたって、エラス
トマ材料製の少なくとも１つのシールリップで、半径方
向のプレロードをかけながら密に取り囲んでおり、この
場合シールリップが、ほぼＬ字形の第１の補強リングの
半径方向内側に向かって延びる第１の脚に、固定されて
おり、しかもこの場合第２の脚が、軸方向に延びてい
て、少なくともその軸方向における制限部の範囲におい
て、エラストマ材料によって取り囲まれていて、かつ壁
に半径方向のプレロードをかけながら密に接触している
形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】このような形式のシール装置は一般に知
られており、例えば、相対的に回転する構成部材をシー
ルするために使用される。この場合半径方向軸シールリ
ングは例えば、ケーシング内に回動不能に配置されてい
て、その半径方向内側に位置しているシールリップで、
回転する軸に支持されている。しかしながらこの場合に
注意すべきことは、使用特性は使用例のその都度の所与
性に関連して部分的に不都合であるということである。
自動車において用いられる回転する軸のシールには、公
知のシール装置を使用する場合に大きな欠点がある。そ
れというのは、シールすべき軸、例えば自動車伝動装置
の被駆動軸は、常に最適な回転経過を有しているのでは
なく、例えば接続された内燃機関の負荷状態に関連して
振動させられるからである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ゆえに本発明の課題
は、冒頭に述べた形式のシール装置を改良して、長い使
用時間中における著しく改善された使用特性を得ること
ができ、規定の使用時に生じる回転する軸の振動を絶縁
もしくは減衰することができるシール装置を提供するこ
とである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、半径方向において軸と第２の脚と
の間に、ころがり軸受が配置されており、該ころがり軸
受がその内レースで軸に支持され、かつその外レースで
第２の脚の、被覆体によって取り囲まれた部分範囲にお
いて支持されており、被覆体が外レースの側に、０．２
〜０．９ｍｍの半径方向厚さを有しており、しかも被覆
体がころがり軸受の側に、外レースに向かって開放して
いる溝形の切欠きを有していて、外レースが該切欠きに
スナップ結合可能である。
【０００５】本発明のその他の有利な構成は請求項２以
下に記載されている。
【０００６】
【発明の効果】長い使用時間中におけるシール装置の使
用特性を改善するため、シールすべき軸のより良好に案
内するため、及びシールすべき軸の効果的な振動絶縁も
しくは振動減衰を達成するために、本発明では、半径方
向において軸と第２の脚との間に、ころがり軸受が配置
されており、該ころがり軸受がその内レースで軸に支持
され、かつその外レースで第２の脚の、被覆体によって
取り囲まれた部分範囲において支持されている。本発明
のように構成されていると、例えば深溝玉軸受によって
形成することができる、シールユニットに一体に組み込
まれたころがり軸受によって、シール装置の範囲におけ
るシールすべき軸の案内を著しく改善することが可能で
あり、これによって、長い使用時間中における改善され
たシール効果が保証することができる。さらに、半径方
向軸シールリングの内部にころがり軸受が本発明のよう
に配置されていることによって、シールすべき軸にアン
バランスが生じた場合にも、音響的に不都合な振動によ
る騒音を減じることができる。これによって不都合な騒
音が増大することは回避される。
【０００７】また本発明の構成のように、被覆体が外レ
ースの側に、０．２〜０．９ｍｍの半径方向厚さを有し
ていると、一方では、シールすべき軸を半径方向におい
て支承する際に十分な可撓性を保証することができ、か
つ他方では、軸の良好な案内及び軸を取り囲むころがり
軸受の良好な案内を保証することができる。
【０００８】さらにまた、被覆体がころがり軸受の側
に、外レースに向かって開放している溝形の切欠きを有
しており、外レースが該切欠きにスナップ結合可能であ
ることによって、特に簡単な組立てを達成することがで
きる。この場合溝が、ころがり軸受の外レースの軸方向
長さを幾分上回るような軸方向長さを有していると、有
利であり、このようになっていると、溝における外レー
スの固定を簡単に行うことができ、しかも軸方向におけ
る遊びを小さくすることが可能である。溝形の切欠きに
はさらに次のような利点がある。すなわちこの場合、こ
ろがり軸受の位置は軸及びケーシングに関連して固定さ
れている。そしてこれによって、シールリングに対する
軸方向におけるころがり軸受の相対移動を、確実に回避
することが可能である。
【０００９】本発明の別の構成では、被覆体が壁の側
に、少なくとも２つの環状のシールリップを有してお
り、該シールリップが互いに軸方向間隔をおいて隣合っ
て位置している。この場合シールリップは静的なシール
として作用し、シールすべき媒体の粘度及びシールすべ
き圧力に関連して、軸方向において適当な数の複数のシ
ールリップを前後に配置することが可能であり、これに
よって所望のラビリンスを形成することができる。そし
てこの結果、良好な静的なシールが保証される。
【００１０】本発明のさらに別の構成では、軸が補助シ
ールリップによってシールすべく取り囲まれていて、該
補助シールリップが、シールすべき媒体とは反対の側に
おいて、シールリップに対向して配置されており、補助
シールリップとシールリップと軸とが中空室を制限して
いる。長い使用時間中における使用特性をさらに改善す
るために、この場合、中空室が規定の使用中にグリスに
よって満たされていると、有利である。このように構成
されていると、前置シールとして作用する補助シールリ
ップは、グリスを満たされた中空室との関連において、
シール装置の耐用寿命を減じるおそれのある汚れを、シ
ールリップから遠ざけることができる。そしてこのよう
に構成されていることによって、本発明によるシール装
置は、極端にハードは使用条件下においても使用するこ
とが可能になる。
【００１１】例えばケーシングの壁の内部におけるシー
ル装置の固定を著しく改善するために、本発明のさらに
別の有利な構成では、第２の脚が被覆体によって完全に
取り囲まれており、被覆体が壁の側において軸方向にお
ける部分範囲に沿って、金属材料製の第２の補強リング
によって、外側を取り囲まれており、被覆体が第２の補
強リングを越えて、規定の使用中に前記部分範囲の外側
において半径方向に突出している。このように構成され
ていると、シールすべき軸が回転中に半径方向において
偏位した場合及び／又は熱膨張した場合においても、ケ
ーシングの壁に対するシール装置全体の軸方向における
シフトを確実に回避することが可能である。
【００１２】被覆体に付着によって配属させることがで
きる第２の補強リングは、壁の孔に押し嵌められ、この
孔内において確実に摩擦接続によって保持される。ケー
シングの申し分ないシールのためには、第１の補強リン
グの被覆体が第２の補強リングを越えて半径方向に突出
しており、これによって弾性的なプレロード下でシール
すべき壁と係合させることができる。このような構成に
おいては、ころがり軸受の支持によってシールすべき軸
を十分に案内することが可能であり、かつ同時に、発生
する振動を絶縁もしくは減衰することができ、しかも長
い使用時間においても、壁と軸との間にシール装置を極
めて良好に配属させることが可能である。そして周囲へ
の振動騒音の伝わりを著しく減じることができる。
【００１３】また本発明の別の構成では、第２の補強リ
ングと被覆体とが付着によって結合されている。第２の
補強リングと被覆体とは、例えば加硫によって又は接着
剤によって、互いに結合させることができる。第２の補
強リングと被覆体とを互いにこのように固定すること
は、極めて確実なことであり、しかもこのような固定形
式は、長い使用時間にわたって維持される。
【００１４】製造技術的な観点及び簡単な組立ての観点
から見れば、第２の補強リングが、Ｌ字形の形状を有し
ており、半径方向に突出しているフランジで、壁の半径
方向面に接触可能であると、有利である。特に、第２の
補強リングと被覆体とが互いに加硫によって結合されて
いる場合には、製造を簡単化することができる。また、
ケーシングと壁との間の間隙におけるシール装置の正確
な位置決め及び取付けは、半径方向に突出しているフラ
ンジによって簡単化することが可能である。シール装置
は、軸方向においてケーシングと軸との間における間隙
に、フランジがケーシングの壁に当接するまで、押し込
むことができる。
【００１５】使用事例におけるその都度の所与性に関連
して、本発明のさらに別の有利な構成では、フランジが
少なくともその半径方向外側に向かって突出している制
限部の範囲において、エラストマによって取り囲まれて
いて、壁の側において、軸方向に突出している軸方向シ
ールリップを有している。シール装置と該シール装置を
取り囲むケーシングとの間における漏れは、このように
構成されていることによって、実質的に排除することが
できる。被覆体の半径方向に突出しているシールリップ
及び／又は軸方向シールリップは、シールすべき液体
を、シールすべき室内に確実に押し止めておくことがで
きる。
【００１６】本発明のさらに別の有利な構成では、第２
の脚が曲げられた形状を有しており、第２の脚の、直径
を拡大された部分範囲が、外レースを、被覆体を半径方
向において介在させて、少なくとも部分的に取り囲んで
おり、第２の脚の直径を減じられた部分範囲が、被覆体
を半径方向において介在させて、第２の補強リングの内
部に配置されている。このように構成されいると、シー
ル装置の半径方向における寸法を著しく減じることがで
きる。そしてこの場合、半径方向における寸法を減じる
ことができるのみならず、第１の補強リングの周囲にお
ける被覆体の壁厚さを等しいままに保つことが可能であ
り、これによって、不都合な材料の盛り上がりを回避す
ることができる。さらに、直径を拡大された部分範囲
は、軸方向におけるころがり軸受の外レースの支持を改
善するために使用され、ひいてはシール装置内における
ころがり軸受のより正確な位置決めを達成することが可
能である。本発明のさらに別の構成では、両方の補強リ
ング）が、互いに同軸的に内外に配置されている。
【００１７】また、振動絶縁／振動減衰及び騒音伝達の
減少に関する特に良好な使用特性を得るために、本発明
のさらに別の有利な構成では、被覆体が両方の補強リン
グの間において、０．７〜３ｍｍの層厚さを有してい
る。
【００１８】
【実施例】次に図面につき本発明の実施例を説明する。
【００１９】図１には、軸方向において直線的に延びる
第２の脚を備えたシール装置が示されており、このシー
ル装置は、半径方向における制限部の範囲においてエラ
ストマ材料によって被覆されているフランジを有してお
り、この場合エラストマ材料は、被覆体と一体に構成さ
れている。
【００２０】図２には、図１に示されたシール装置と似
た構成をもつシール装置が示されており、この場合第２
の脚はクランク状に曲げられて構成されていて、第２の
結合リングはその半径方向における制限部の範囲に被覆
体を有している。さらに図２に示されたシール装置は半
径方向において比較的小さく構成されている。
【００２１】図１及び図２にはそれぞれ、壁２の孔１を
貫いて延びる軸３をシールするためのシール装置の１実
施例が示されている。シール装置は、主として、半径方
向軸シールリング４と一体に組み込まれたころがり軸受
９とから成っており、この場合半径方向軸シールリング
４は、壁２に対して相対的に回転する軸３を動的にシー
ルし、かつ壁２を静的にシールしている。図示の実施例
では軸３の動的なシールは、シールリップ５と補助シー
ルリップ１４とによって達成され、両シールリップ５，
１４は、シールすべき軸３を全周にわたってシールする
ように該軸３と接触している。補助シールリップ１４
は、シールリップ５に軸方向間隔をおいて隣接して対応
配置されていて、これによってシールすべき軸３と共に
中空室１６を制限しており、この中空室１６は、シール
リップ５を保護するためにグリスによって満たすことが
可能である。第１の補強リング７は、両実施例におい
て、半径方向に延びる第１の脚６と、軸方向に延びる第
２の脚８とを有しており、この第２の脚８は、被覆体１
０によって完全に取り囲まれている。ころがり軸受９は
一方ではその内レース９．１によって軸３に、かつ他方
ではその外レース９．２によって被覆体１０の溝形の切
欠き１１に保持されている。本発明によるシール装置
は、一方では、回転する軸を良好に支持すると共に同時
に、発生する振動を絶縁もしくは減衰するために働き、
かつ他方では、壁２と軸３との間における間隙にシール
装置を確実に空間的に固定するために働く。
【００２２】図１において第１の補強リング７の第２の
脚８は、軸方向において直線的に構成されており、第２
の補強リング１７は、第１の補強リング７とほぼ合致す
る長さを軸方向において有している。第２の脚８の軸方
向の制限部８．１における範囲に位置している被覆体１
０は、製造によって条件付けられた状態において、第２
の補強リング１７を半径方向において幾分越えて延びて
おり、この結果、規定された使用中にこの範囲において
は既に、シールすべき室におけるシールすべき媒体１５
の確実なシールが保証されている。付加的に、第２の補
強リング１７の半径方向において外側に向かって突出し
ているフランジ１８だけは、エラストマ材料を備えた被
覆体を有しており、この被覆体は、第２の脚８の被覆体
１０と一体的に構成されている。間隙の内部におけるシ
ール装置の確実な固定は、第２の補強リング１７の外周
面と壁２の内周面との間における摩擦接続的な結合によ
って、保証される。ケーシングのシールに関する付加的
な確実性は、軸方向シールリップ２２によって保証され
ており、この軸方向シールリップ２２は、半径方向にお
いて突出しているフランジ１８を半径方向面１９に対し
てシールしている。
【００２３】図２において第２の脚８は曲げられた形状
を有しており、この場合第２の脚８の、直径を幾分拡大
された部分範囲２０は、ころがり軸受９の外レース９．
２を、被覆体１０を半径方向において介在させて、等し
い間隔をおいてほぼ取り囲んでいる。第２の脚８の、そ
の直径を幾分減じられている部分範囲２１は、被覆体を
半径方向において介在させて、第２の補強リング１７の
内部に配置されている。この場合、被覆体１０の層厚さ
が実質的に等しいままであることが重要であり、このよ
うになっていると、不都合な材料の盛り上がりを回避す
ることができる。このことは、製造技術的な観点におい
て、特に重要なことである。摩擦接続的な結合部は、こ
の場合ケーシング２と第２の補強リング１７との間にお
いて形成されており、図２に示された実施例ではこの第
２の補強リング１７は、軸方向において、図１に示され
た第２の補強リング１７よりも短く構成されている。そ
してこの第２実施例においても、被覆体１０は第２の補
強リング１７を越えて半径方向外側に向かって突出して
おり、このように構成されていることによって、シール
すべき媒体１５の確実なシールが保証されている。作用
形式及び使用特性において、図１に示された実施例と図
２に示された実施例とは似ている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるシール装置の第１実施例を示す部
分断面図である。
【図２】本発明によるシール装置の第２実施例を示す部
分断面図である。
【符号の説明】
１ 孔、 ２ 壁、 ３ 軸、 ４ 半径方向軸シール
リング、 ５ シールリップ、 ６ 第１の脚、 ７
第１の補強リング、 ８ 第２の脚、 ９ ころがり軸
受、 ９．１ 内レース、 ９．２ 外レース、 １０
部分範囲、１２，１３ シールリップ、 １４ 補助
シールリップ、 １５ シールすべき媒体、 １６ 中
空室、 １７ 第２の補強リング、 １８ フランジ、
１９半径方向面、 ２０，２１ 部分範囲、 ２２
軸方向シールリップ

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 壁の孔を通して案内されている軸をシー
    ルするためのシール装置であって、半径方向軸シールリ
    ングを有しており、該半径方向軸シールリングが、シー
    ルすべき軸を全周にわたって、エラストマ材料製の少な
    くとも１つのシールリップで、半径方向のプレロードを
    かけながら密に取り囲んでおり、この場合シールリップ
    が、ほぼＬ字形の第１の補強リングの半径方向内側に向
    かって延びる第１の脚に、固定されており、しかもこの
    場合第２の脚が、軸方向に延びていて、少なくともその
    軸方向における制限部の範囲において、エラストマ材料
    によって取り囲まれていて、かつ壁に半径方向のプレロ
    ードをかけながら密に接触している形式のものにおい
    て、半径方向において軸（３）と第２の脚（８）との間
    に、ころがり軸受（９）が配置されており、該ころがり
    軸受（９）がその内レース（９．１）で軸（３）に支持
    され、かつその外レース（９．２）で第２の脚（８）
    の、被覆体（１０）によって取り囲まれた部分範囲にお
    いて支持されており、被覆体（１０）が外レース（９．
    ２）の側に、０．２〜０．９ｍｍの半径方向厚さを有し
    ており、しかも被覆体（１０）がころがり軸受（９）の
    側に、外レース（９．２）に向かって開放している溝形
    の切欠き（１１）を有していて、外レース（９．２）が
    該切欠き（１１）にスナップ結合可能であることを特徴
    とするシール装置。
  2. 【請求項２】 被覆体（１０）が壁（２）の側に、少な
    くとも２つの環状のシールリップ（１２，１３）を有し
    ており、該シールリップ（１２，１３）が互いに軸方向
    間隔をおいて隣合って位置している、請求項１記載のシ
    ール装置。
  3. 【請求項３】 軸（３）が補助シールリップ（１４）に
    よってシールすべく取り囲まれていて、該補助シールリ
    ップ（１４）が、シールすべき媒体（１５）とは反対の
    側において、シールリップ（５）に対向して配置されて
    おり、補助シールリップ（１４）とシールリップ（５）
    と軸（３）とが中空室（１６）を制限している、請求項
    １記載のシール装置。
  4. 【請求項４】 中空室（１６）が規定の使用中にグリス
    によって満たされている、請求項３記載のシール装置。
  5. 【請求項５】 第２の脚（８）が被覆体（１０）によっ
    て完全に取り囲まれており、被覆体（１０）が壁（２）
    の側において軸方向における部分範囲に沿って、金属材
    料製の第２の補強リング（１７）によって、外側を取り
    囲まれており、被覆体（１０）が第２の補強リング（１
    ７）を越えて、規定の使用中に前記部分範囲の外側にお
    いて半径方向に突出している、請求項１から４までのい
    ずれか１項記載のシール装置。
  6. 【請求項６】 第２の補強リング（１７）と被覆体（１
    ０）とが付着によって結合されている、請求項５記載の
    シール装置。
  7. 【請求項７】 第２の補強リング（１７）が、Ｌ字形の
    形状を有しており、半径方向に突出しているフランジ
    （１８）で、壁（２）の半径方向面（１９）に接触可能
    である、請求項５又は６記載のシール装置。
  8. 【請求項８】 フランジ（１８）が少なくともその半径
    方向外側に向かって突出している制限部の範囲におい
    て、エラストマによって取り囲まれていて、壁（２）の
    側において、軸方向に突出している軸方向シールリップ
    （２２）を有している、請求項７記載のシール装置。
  9. 【請求項９】 第２の脚（８）が曲げられた形状を有し
    ており、第２の脚（８）の、直径を拡大された部分範囲
    （２０）が、外レース（９．２）を、被覆体（１０）を
    半径方向において介在させて、少なくとも部分的に取り
    囲んでおり、第２の脚（８）の直径を減じられた部分範
    囲（２１）が、被覆体（１０）を半径方向において介在
    させて、第２の補強リング（１７）の内部に配置されて
    いる、請求項１から８までのいずれか１項記載のシール
    装置。
  10. 【請求項１０】 両方の補強リング（７，１７）が、互
    いに同軸的に内外に配置されている、請求項９記載のシ
    ール装置。
  11. 【請求項１１】 被覆体（１０）が両方の補強リング
    （７，１７）の間において、０．７〜３ｍｍの層厚さを
    有している、請求項５から１０までのいずれか１項記載
    のシール装置。
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