JP4142112B2 - 金属製リングシール - Google Patents
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Description
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 (8)
- 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)。
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