JP4142112B2

JP4142112B2 - 金属製リングシール

Info

Publication number: JP4142112B2
Application number: JP51456699A
Authority: JP
Inventors: ビリーアールベッドフォード
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1997-08-27
Filing date: 1998-08-25
Publication date: 2008-08-27
Anticipated expiration: 2018-08-25
Also published as: WO1999010668A1; DE69818795D1; EP0932779A1; DE69818795T2; US6086069A; JP2001507111A; EP0932779B1

Description

技術分野
本発明は、一般に金属対金属表面シールアセンブリに関し、特に金属対金属表面シールアセンブリのシール面に力が及ぼされる時に、弾性負荷リングをしっかりと保持する形状にされた金属製リングシールに関する。
従来の技術
本発明は、履帯式機械の履帯用のローラー、最終駆動装置、その他の部品に特に適用されるものである。履帯式機械の履帯用ローラー及び最終駆動装置においてベアリング寿命が短かいという問題は、産業界を悩ませ続けている。そのような機械は、シールにとって極度に有害であり、その結果としてその背後にあるベアリングにも有害である環境で通常作動する。
この問題に対する一つの解決方法は、１９９６年６月１８日にビリー・ベッドフォードに付与された米国特許第5,527,046号に説明されるアセンブリのような金属対金属シールアセンブリである。このシールアセンブリは、金属対金属表面シールのシール面に力を及ぼす弾性負荷リングを用い、履帯用ローラーの耐用期間を大きく改善する。
氷のために金属対金属シール表面が一時的に固結されるような悪い状況の下では、ローラー又は駆動装置が回転するとき、弾性負荷リングが、意図される静止状態にとどまらず、金属製シールの裏側に向けて滑る可能性がある。この負荷リングのずれによって、内部潤滑されたベアリングを泥や摩耗からシールして保護する機能が一時的に失われる。
本発明は、上記の１つ又はそれ以上の問題を克服することを目的としている。
発明の開示
本発明の１つの態様として、シールアセンブリは、第１及び第２の金属合わせリングシールを有し、各リングシールは、他のリングシールのシール面と合わせられるシール面を備える。シールアセンブリは、第１及び第２弾性負荷リングも備えており、各負荷リングは、作動中に前記シール面でリングシールに力を及ぼす。各負荷リングは、自由な圧縮されない状態ではカップ形状で、横断面が柱状であり、横断面で見ると、第１及び第２端部を備える。各金属製リングシールは、内側リング部と、外側リング部、及び、内側リング部と外側リングを接続する放射状端部を備えるＪ形状横断面を有する。内側、外側及び放射状端部は、環状ノッチを形成する。該ノッチは、第１端部が、負荷リングの第１端部を受け入れて拘束し作動中にシール面に力を及ぼさせる寸法及び形状である。
【図面の簡単な説明】
図１は、特に断面で本発明を組み入れた履帯用ローラーアセンブリを示す概略図である。
図２は、特に断面で本発明による１つのシールアセンブリの一部分を示す拡大概略図である。
図３は、本発明の負荷リングの拡大概略断面図である。
図４は、左側に負荷リングを取り付け、右側に負荷リングを取り付けない状態における図２に示す本発明のシールアセンブリの上部の拡大概略断面図である。
好ましい実施例の詳細な説明
図１を参照すると、履帯式機械（示されない）の履帯（示されない）をガイドする履帯用ローラーアセンブリ１０が、中心支持シャフト１２と、第１、第２ブッシング１４、１６と、ローラーシェル１８と、第１、第２端キャップ２０、２２と、第１、第２シールアセンブリ２４、２６と、第１、第２金属製分割保持リング２８、３０とを有し、保持リング２８、３０が、ブッシング１４、１６及びシャフト１２に関して固定された位置にローラーシェル１８を固定する。
ローラーシェル１８は、第１、第２のトレッド部４２、４４と内側貫通ボア４６とを備え、支持シャフト１２とブッシング１４、１６が該ボア４６内に嵌め込め込まれる。第１、第２端キャップ２０、２２は、シャフトの第１、第２端部５２、５４上に配置され、内側ボア４６の各端をほぼ閉じる。第１、第２シールアセンブリ２４、２６は、第１、第２ブッシング１４、１６と、第１、第２端キャップ２０、２２の間に配置される。シールアセンブリ２４、２６は、内側ボア４６から潤滑流体の漏洩を防ぎ、泥や他の異物が内側ボア４６に入り込まないようにする。
さらに図２を参照すると、シールアセンブリ２４、２６の各々は、第１、第２金属製リングシール６６、６８と第１、第２弾性負荷リング７０、７２を有する。リングシール６６、６８は、ほぼ同様な構成であり、各々のリングシール６６、６８はシール面７４を備え、シールアセンブリ２４、２６が組立てられた状態で、各リングシールのシール面７４が、該リングシールと合わせられたリングシール７４の同様なシール面７４に合わせられる。リングシール６６、６８は、Ｊ形状断面を備え、Ｊ形状リングシールは、内側リング部３２と、外側リング部３４と、該内側リング部と外側リング部とを接続する放射状端部３６（図４）とを備える。内側リング部３２及び外側リング部３４の互いに向き合った側は、互いにほぼ平行であることが好ましい。弾性負荷リング７０、７２も互いにほぼ同様な形状であり、取り付けられた状態で、リングシール６６、６８及びシール面７４に力を及ぼすようになっている。負荷リング７０、７２は、内側リング部３２の外径よりも小さい内径を備えることが好ましい。直径の差は、内側リング部３２に作動的に取り付けられる時に、負荷リング７０、７２の内径におよそ３％の伸びを生じさせる大きさが好ましい。
図２〜図４を参照すると、弾性負荷リング７０、７２の各々は、断面がカップ形状で、かつ横断面が柱状である。各負荷リング７０、７２の断面形状は、第１、第２端部７６、７８を有する。各リングシール６６、６８の内側リング部３２、外側リング部３４、放射状端部３６は、環状ノッチ３８を形成し、この環状ノッチ３８は、組立てに際し、負荷リング７０、７２の第１端部７６を容易に受け入れ、しかも作動中は第１端部７６を拘束するのに十分なほど狭い寸法及び形状にされる。組立てられた状態で、各弾性負荷リング７０、７２の第１端部７６は、リングシール６６、６８の環状ノッチ３８に嵌合され、各弾性負荷リングの第２端部７８は、ブッシング１４、１６の１方、又は端キャップ２０、２２の１方に接触する。
図４を参照すると、第１シールアセンブリ２４が、組み立て前の負荷リング７０の外形と共に断面で示されている。負荷リング７０の外形は、組み立て前の負荷されてない負荷リング７０の相対的な形状を示し、第１端部７６の厚みは、アセンブリを収納する内側リング部３２及び外側リング部３４の互いに向き合った面間の距離よりも小さい。再度図１〜図３を参照すると、シールアセンブリ２４、２６が完全に組立てられた状態で、負荷リング７０、７２は、断面の柱方向に圧縮され、その圧縮は、負荷リング７０、７２の対応する横方向膨張に変換される。この横方向膨張は、第１端部７６で特に重要であり、そこではノッチ３８内での負荷リング膨張が、内側及び外側リング部３２、３４に対し拘束力を及ぼし、従ってノッチ３８内における負荷リング７０、７２の動きを抑制する。
産業上の利用可能性
図面及び先の詳細な説明を参照すると、このシールアセンブリ２４、２６は、ローラーアセンブリ１０の耐用期間を延ばすために特に役立つ。シールアセンブリ２４、２６の金属製リングシール６６、６８は、バリヤーを作ることによって泥がローラーアセンブリ１０の内側に入り込むことを防ぐ。シールアセンブリの弾性負荷リング７０、７２は、バリヤーを作ることによって、及び、金属製リングシール６６、６８が適正に作用するように、これらリングシールを互いに押しつけることによって、ローラーアセンブリ１０の内側に泥が入り込まないようにして、ローラーアセンブリ１０の耐用期間を延ばすことにも役立つ。金属製リングシール６６、６８のＪ形状断面は、弾性負荷リング７０、７２が滑り落ちないように抑制し、負荷リング及びそれに対応する金属製リングシールが作動中に一緒に回転することを保証することによって、金属製リングシールの効果を高めるのに寄与する。
本発明の他の態様、目的、利点は、図面、要約及び添付の請求の範囲を検討することによって理解できる。

Claims

第１、第２の金属製合わせリングシール（６６、６８）と、第１、第２弾性負荷リング（７０、７２）とを備え、各々のリングシール（６６、６８）は、他方のリングシールのシール面（７４）と合わせられるシール面（７４）を備え、前記負荷リング（７０、７２）は、前記リングシール（６６、６８）とともに組み立てられた状態において、前記シール面（７４）の位置で前記リングシール（６６、６８）に力を及ぼすようになっており、各負荷リング（７０、７２）は、横断面が、第１、第２端部（７６、７８）を備え、自由な圧縮されていない状態でリング断面の一方の端部（７６）から他方の端部（７８）に向けて半径方向外向きに拡がる形状を呈しているシールアセンブリ（２４、２６）において、
各金属製リングシール（６６、６８）は、内側リング部（３２）と、外側リング部（３４）と、前記内側及び外側リング部（３２、３４）を接続する放射状端部（３６）とを備えるＪ形状の断面形状であり、前記内側、外側及び放射状端部（３０、３４、３６）は、環状ノッチ（３８）を形成し、前記負荷リング（７０、７２）が前記リングシール（６６、６８）とともに組み立てられた状態において、前記ノッチ（３８）は、前記負荷リング（７０、７２）の第１端部（７６）を受け入れ、該第１端部（７６）を拘束して、シール面（７４）に力を及ぼさせるようにする寸法と形状であることを特徴とするシールアセンブリ。
請求の範囲第１項に記載のシールアセンブリ（２４、２６）において、負荷リング（７０、７２）の内径は、内側リング部（３２）の外径よりも小さいシールアセンブリ。
請求の範囲第１項に記載のシールアセンブリ（２４、２６）において、前記内側リング部（３２）及び前記外側リング部（３４）は、前記負荷リング（７０、７２）に接触する前記側に沿って互いにほぼ平行であるシールアセンブリ。
請求の範囲第１項に記載のシールアセンブリ（２４、２６）において、前記負荷リング（７０、７２）の内径は、前記内側リング部（３２）に作動的に取り付けられた位置で負荷されない状態に比べて、およそ３％の伸びを生じるようになったシールアセンブリ。
請求の範囲第１項に記載のシールアセンブリ（２４、２６）において、内側及び外側リング部（３２、３４）は、前記負荷リング（７０、７２）に面する側を形成し、前記内側及び外側のノッチ（３８）間の距離が、負荷されない状態で前記負荷リング（７０、７２）の前記第１端部（７６）の厚みよりも大きいシールアセンブリ。
請求の範囲第５項に記載のシールアセンブリ（２４、２６）において、前記負荷リング（７０、７２）が、圧縮され、負荷された状態で該負荷リングの動きを抑制するのに十分なように前記内側及び外側間の距離が、狭くされたシールアセンブリ。
自由で圧縮されていない状態でカップ形状を有し、横断面が柱状でありこの横断面が第１、第２端部（７６、７８）を備える弾性負荷リング（７０、７２）と、
Ｊ形状断面と、内側リング部（３２）と、外側リング部（３４）と、前記内側及び外側リング部（３２、３４）を接続する放射状端部（３６）とを備え、前記内側リング部と、外側リング部と、放射状端部は環状ノッチ（３８）を形成し、前記ノッチ（３８）は、前記負荷リング（７０、７２）の第１端部（７６）を受け作動中にリングシール（６６、６８）に対する相対的動きから前記第１端部（７６）を拘束するための寸法と形状を持つ金属製リングシール（６６、６８）と、からなることを特徴とするシール（２４、２６）。
内側リング部（３２）と、外側リング阻（３４）と、前記内側リング部（３２）及び前記外側リング部（３４）を接続する放射状端部（３６）とを有し、前記内側リング部（３２）と、前記外側リング部（３４）と、前記放射状端部（３６）は断面がＪ形状の環状ノッチ（３８）を形成することを特徴とする金属対金属表面シール（２４、２６）用の金属製リング（６６、６８）。