JP2843835B2 - シール装置 - Google Patents

シール装置

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JP2843835B2
JP2843835B2 JP1309402A JP30940289A JP2843835B2 JP 2843835 B2 JP2843835 B2 JP 2843835B2 JP 1309402 A JP1309402 A JP 1309402A JP 30940289 A JP30940289 A JP 30940289A JP 2843835 B2 JP2843835 B2 JP 2843835B2
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J9/00Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
    • F16J9/04Helical rings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16J9/14Joint-closures
    • F16J9/18Joint-closures with separate bridge-elements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、本体のほぼ円筒形の外側表面とこの本体を
同軸状に包囲するほぼ円筒形の壁表面との間をギャップ
を、装置の一方の側が他方の側よりも高い流体圧特に液
圧流体に対してシールするため、前記表面のうちの一方
の表面に周縁溝を設け、この周縁溝にシール手段として
少なくとも1個の半径方向溝孔付シールリングを挿入
し、前記周縁溝に対して半径方向に対向する他方の表面
に前記半径方向溝孔付シールリングの端縁表面を弾性的
にシール掛合させ、一方の表面と他方の表面を相対的な
静止関係に維持、又は相対回転自在の関係及び軸線方向
の相対移動自在の関係のうちの少なくとも一方の関係に
維持するとともに双方の表面間に大きな半径方向の遊び
を設ける構成とし、また半径方向溝孔のない支持リング
を半径方向溝孔付のシールリングの低圧側に取付けたシ
ール装置に関するものである。
〔従来の技術〕
回転自在および/または摺動自在の円筒形本体例え
ば、ピストンまたは作動ロッドとこれを包囲する壁表面
または装置ケーシングの孔等との間を溝孔付シールリン
グによりシールすることは既知である。
〔発明が解決しようとする課題〕
取付け状態においてこの溝孔の幅を絶対最小値に減少
する試みがなされてきたが、依然としてリング端部間に
狭いギャップが残るものであった。互いに隣接する数個
の溝孔付リングを使用するときでさえもリングの溝孔か
らの漏れは完全に阻止することはできず、この漏れは50
0バール以上のオーダーの極めて高圧の液圧に達すると
顕著になる。或る用途ではこの種のシールに感知できる
漏れが完全に生じないようにすることが極めて重要であ
る場合がある。このような場合としては例えば、液圧リ
フト装置により長時間一定のレベルに荷重を支持し続け
る場合がある。
更に、圧力流体移送導管は隣接の他の圧力導管に角度
をなして回動自在に接続することが必要なことがよくあ
る。導管の流体の圧力に基づいて、また導管間の回動自
在の接続部分の構造上の設計の形式に基づいて、流体の
接続部分からの漏れを防止するための多くの異なるシー
ル装置に対する提案が知られている。導管間の回動自在
の接合に対して好ましい形状を有する場合、比較的簡単
なリングシールでも高流体圧にも良好に機能することが
よくある。このような例としては、スウェーデン国特許
第320369号に記載のものがある。この特許公報にはいわ
ゆるヨークタイプの軸線方向ピストン装置が示されてお
り、このヨークの各脚が回動ピンを介して回動ピン本体
に回動自在に連結されていて、このピンに圧力流体通路
を設けている。ヨーク脚と回動ピンとの間の回動自在連
結において、角度付シール手段40を取付け、このシール
手段により各回動ピン15を包囲し、対応のヨーク脚の壁
表面に作用させている。この種のシールはそれほど複雑
ではないが、ヨーク脚の回動軸線は回動ピン15の中心軸
線に極めて正確に一致させることができる。
しかし、この条件に固定するのが困難な場合、例え
ば、管状軸として形成した回動ピンにヨーク脚を取付け
る場合、管状軸の中心軸線とヨーク脚の開口が僅かに側
方にずれる恐れがあり、このような場合、既知のシール
リング装置を使用することができず、特に上述の軸線方
向ピストン装置に数百バールもの高圧流体圧力に接続す
るときには使用することができない。
従って、本発明の目的は、軸線方向移動並びに回動を
可能にするとともに半径方向の移動も可能にする上述の
シール装置を得るにある。特に、上述の回動自在の管接
続における中心軸線の上述の側方ずれを吸収することが
できるシール装置を得るにある。
〔課題を解決するための手段〕
この目的を達成するため、本発明シール装置は、前記
半径方向溝孔のない支持リングを他方の表面に対して摺
動可能かつ液密に取付け、前記支持リングを一方の表面
の周縁溝に或る距離突出させ、前記半径方向溝孔付のシ
ールリングが、更に、双方の表面間の半径方向ギャップ
を考慮して周縁溝の底部に対して必要な大きな遊びを有
する形状に構成したことを特徴とする。
〔作用〕
本発明によれば、圧力ピストンの場合、このピストン
は包囲する孔内に軸線方向に移動自在に取付け、周面に
溝を設け、この溝に溝孔付のシールリングを着座させる
が、このとき要求されるピストンヘッドの精密加工は省
略することができ、普通の粗い機械加工を適用して孔の
包囲壁に対する比較的大きな半径方向遊びを設けること
ができる。回動自在の管接続の場合、管状の軸と導管開
口との間の中心軸線の位置の食い違いに基づく製造誤差
をシール装置により吸収することができ、また500バー
ルにも達する高圧流体圧力に対してもうまく機能するシ
ール作用が絶対最小漏れ量で得られる。
〔実施例〕
次に、図面につき本発明の好適な実施例を説明する。
第1図において、本発明の原理を示す。円筒形の孔10
1において、ピストン部材102を孔の壁に対して半径方向
の遊びを大きくして配置し、この半径方向の遊びにより
ピストン部材102は孔の側高に僅かに移動することがで
きる。このような横方向移動において、孔101及びピス
トン102の中心軸線は常に完全に一致することはなく、
互いに側方に僅かにずれることがある。場合によっては
ピストン部材102は孔101に静的に取付けることもある
が、ピストン部材102は軸線方向に移動可能および/ま
たは自身の縦方向軸線の周りに回転可能にするのが一般
的である。孔101の圧力流体に対向するピストン部材102
の端部において、周縁溝43を形成し、好適には金属製の
半径方向の溝孔を形成した少なくとも1個のシールリン
グ42をこの溝に着座させ、このシールリング42の外周面
を孔101の壁に掛合させ、ピストン部材と孔の壁との間
の遊びを考慮してこのシールリングは周縁溝43の底部に
対して必要とされる大きな半径方向遊びを持たす。シー
ルリング42の圧力側Aとは反対側の低圧側Bに対向する
側において、本発明により支持リング45を取付け、この
支持リングは溝孔を設けず、孔の包囲壁に対してできる
だけ狭いクリアランスを持たす。支持リング45は半径方
向に周縁壁43に或る距離突出させる。通常溝孔を設けた
2または3個のシールリングを互いに隣接させて使用す
るが、各リングの溝孔が互いに一致せず周方向に分散し
ていても、若干の液圧液体の貫通流、特に200−500バー
ルの液圧の貫通流は、単に溝孔のない支持リング45を取
付けることによって防止することができる。このことは
本発明の良好なまた有利な機能にとって極めて重要であ
る。シールリング42の高圧側Aにおいて、所要に応じて
ロックリング44を取付けることができる。この点に関連
して上述の原理は逆の場合にも適用することができる。
即ち、シールリング42および支持リング45を孔101の周
縁溝43に配置し、滑らかなピストン部材102または滑ら
かな軸にこれらリングを作用させることもできる。
本発明は多くの他の用途にも適用できるが、可変移動
量静水力学的軸線方向ピストン装置に関連して使用する
場合についてのみ説明する。第2および3図から明らか
なように、このような装置は円筒形のバレル1を有し、
このバレルをヨーク2に回転自在に取付ける。既知のよ
うに、このバレル1は周方向に互いに離れた複数個のシ
リンダを有し、これらシリンダ内にピストンを往復移動
自在に取付ける。各ピストンには関連のピストンロッド
を固着しまたは好適には一体に形成し、ピストンロッド
の他端を球形にして既知のように駆動ディスク7に支承
し、この駆動ディスクを装置の軸8に固着する。ヨーク
は脚2aにより装置のケーシング10に支承し、ヨークが案
内ディスク中心を通過する横方向軸線A−Aの周りに調
整装置11により往復回動することができるようにし、移
動量を変化させ、またこの場合にポンプとモータとの間
の装置の作動モードをシフトすることができるようにす
る。ヨーク2および装置ケーシング10において、更に、
液圧流体のための1対の接続導管12、13を設ける。
本発明の構造によれば、ヨークの他方の脚は完全に省
き、ヨークの頂部または中心部分2bに配置した案内セグ
メント14で代用することができ、この案内セグメント
は、装置ケーシングにおける湾曲した案内経路において
ヨーク2の回動軸線A−Aに直交する平面上で走行でき
るようにするためのものである。液圧流体をシリンダバ
レル1に導入するための接続導管12を既知のようにヨー
クの脚脚2aに設け、他方の接続導管13を装置ケーシング
10に中空空間に形成する。
脚2aからヨーク2に至液圧流体のための接続導管12
は、ヨークの回動軸線A−Aに同軸状の環状導管部分12
aを有する。この部分12aの外側は管状部材26により限定
し、この管状部材26は装置ケーシング10に接続し、環状
導管部分の内側はヨーク支持軸27により限定し、このヨ
ーク支持軸27はやはりケーシング10に取付け、ヨーク支
持軸27の遊端には円形の端部プレート28を形成する。こ
の端部プレートは、管状部材26の外径とほぼ同一の直径
にし、管状部材の遊端から回動軸線A−Aの方向に見て
導管12の断面寸法にほぼ対応する距離だけ突出する位置
に配置する。この場合、ヨークの脚2aは、横方向開口41
において管状部材26および支持軸の端部プレート28によ
って回転自在に支持され、また本発明によるシール装置
29によって封鎖される。
更に、詳細に説明すると、本発明によるシール装置29
は、半径方向の溝孔を有する少なくとも1個の金属製の
シールリング42の形式のシール手段を有し、このシール
リングの外周面を脚2aの横方向開口41の壁に弾性的に掛
合させる。シールリング42は管状部材26および支持軸の
端部プレート28の外面に形成したリング状の溝43に対し
て半径方向内方の遊びを持って配置する。このリング状
溝において、更に、シールリング42の脚2aにおける導管
12に対向する側にロックリング44を取付けるとともに、
シールリング42の反対側に溝孔のない支持リング45を着
座させる。この支持リング45の外周面を脚2aの横方向開
口41の壁に掛合させ、半径方向内方に或る距離だけ管状
部材26および端部プレート28に形成したリング状溝43に
突出させる。シールリング42がリング状溝43の底部に対
して半径方向内方の遊びを有して開口41に位置すると同
時に、溝孔のない支持リング45が横方向開口の壁に掛合
しかつ管状部材のリング状溝43に或る距離半径方向内方
に突出することによって、装置は管状部材26および端部
プレート28の軸線と脚2aの開口41の軸線との間の側方移
動または軸線不一致状態を許容することができる。
充分なシール作用を得るため、装置は数個の好適に
は、3個のシールリング42を設け、これらリングの厚さ
を半径方向の幅よりも小さくする即ち、ワッシャの形状
にするとよい。特に1個の溝孔を設けたシールリング42
を3個使用するとリングの溝孔を通過する漏れは溝孔の
ない支持リング45により確実に阻止される。このリング
45並びにロックリンク44はシールリング42と同様に金属
により形成するとよい。
この用途においても技術的な配置転換は完全に可能で
あり、即ち、リング状溝43を脚2aの開口41の壁に形成
し、シールリング42および支持リング45をそれぞれこの
溝に配置して管状部材26および支持軸の端部プレート28
の外面に掛合させることもできる。
上述の実施例では支持リング45の作用端縁即ち、周面
は円形円筒形状であったが、孔の中心軸線とピストン部
材の中心軸線との間の僅かな傾斜各を許容するため僅か
に円錐形状または円錐形に面取りしたものとすることが
できる。
【図面の簡単な説明】 第1図は、包囲する円筒形孔に対して大きな半径方向遊
びを持って配置したピストン手段に適用した本発明によ
るシール装置の縦断面図、 第2図は、本発明を適用した軸線方向ピストン装置の一
部断面とする側面図、 第3図は本発明によるシール装置を取付けたヨーク脚支
持軸の縦断面図である。 1…バレル、2…ヨーク 2a…脚、2b…中心部分 7…駆動ディスク、8…軸 10…ケーシング、11…調整装置 12,13…接続導管、12a…環状導管部分 14…案内セグメント、26…環状部材 27…ヨーク支持軸、28…端部プレート 29…シール装置、41…横方向開口 42…シーリング、32…周縁溝 44…ロックリング、45…支持リング 101…孔、102…ピストン部材

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】本体のほぼ円筒形の外側表面とこの本体を
    同軸状に包囲するほぼ円筒形の壁表面との間のギャップ
    を、装置の一方の側が他方の側よりも高い流体圧特に液
    圧流体に対してシールするため、前記表面のうちの一方
    の表面に周縁溝を設け、この周縁溝にシール手段として
    少なくとも1個の半径方向溝孔付シールリングを挿入
    し、前記周縁溝に対して半径方向に対向する他方の表面
    に前記半径方向溝孔付シールリングの端縁表面を弾性的
    にシール掛合させ、一方の表面と他方の表面を相対的な
    静止関係に維持、又は相対回転自在の関係及び軸線方向
    の相対移動自在の関係のうちの少なくとも一方の関係に
    維持するとともに双方の表面間に大きな半径方向の遊び
    を設ける構成とし、また半径方向溝孔のない支持リング
    を半径方向溝孔付のシールリングの低圧側に取付けたシ
    ール装置において、前記半径方向溝孔のない支持リング
    を他方の表面に対して摺動可能かつ液密に取付け、前記
    支持リングを一方の表面の周縁溝に或る距離突出させ、
    前記半径方向溝孔付のシールリングが、更に、双方の表
    面間の半径方向ギャップを考慮して周縁溝の底部に対し
    て必要な大きな遊びを有する形状に構成したことを特徴
    とするシール装置。
  2. 【請求項2】流体移送円筒形中空軸とこの中空軸に対し
    て角度をなす導管との間に取り付けるため、導管の横方
    向開口に前記中空軸を回動自在に取り付け、前記中空軸
    はこの取り付け位置で前記導管の内部に接続するための
    少なくとも1個の周縁開口を有するものとして構成し、
    更に、少なくとも1個の半径方向溝孔付シールリングを
    前記中空軸に取り付けて対応の前記横方向開口壁にシー
    ル掛合させた請求項1記載のシール装置において、前記
    半径方向溝孔付シールリングを金属製とし、この半径方
    向溝孔付シールリングの外周表面を前記導管の横方向開
    口の壁表面に弾性的にシール掛合させ、かつ前記中空軸
    の外表面に形成したリング状溝に半径方向内方の遊びを
    持たせて取り付け、前記半径方向溝孔付シールリングの
    導管内部に対向する側にロックリングを前記溝に取り付
    けるとともに、前記半径方向溝孔付シールリングの前記
    ロックリング側とは反対側に半径方向溝孔のない支持リ
    ングを配置し、支持リングの半径方向外表面を導管の横
    方向開口の壁表面に摺動可能かつ液密に嵌合させ、また
    中空軸のリング状溝に半径方向内方に或る距離だけ突出
    させ、中空軸の中心線と導管の開口との間の位置の半径
    方向のずれを吸収することができる構成としたシール装
    置。
  3. 【請求項3】シール手段を、半径方向幅よりも小さい厚
    さの半径方向溝孔付のワッシャタイプの3個のシールリ
    ングにより構成した請求項2記載のシール装置。
JP1309402A 1988-11-30 1989-11-30 シール装置 Expired - Lifetime JP2843835B2 (ja)

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DE (1) DE3939463A1 (ja)
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