JPH0366547B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ケーシング内でしゆう動可能に支承
された閉鎖体をシールするシールリングを備え
た、例えばピストン、スライダ、弁等のような、
空気式及び液圧式制御装置のためのシール装置に
関する。

〔従来の技術〕

このような形式のシール装置は、制御シリンダ
及び作業シリンダのピストンに使用されるが、し
ゆう動可能に案内された別の機械部分、例えば弁
閉鎖体、気密な貫通案内部等のためにも使用され
る。例えば行程弁が圧力媒体によつて負荷される
ピストンンにつて操作されるようになつていれ
ば、往復切換のために種々異なる大きさのピスト
ン横断面が作用することが多くの場合重要であ
る。これに対して、その他の使用においては同一
の大きさのピストン横断面が要求されている。そ
れ故、各使用例のためにそれぞれ個別のピストン
が設けられなければならない。完成された弁を直
径の異なるピストンに設けるためには、ピストン
と付属物とを備えた別のシリンダを取り付けるこ
とが必要である。

〔発明が解決しようとする課題〕

そこで本発明の課題は、別の構造部分を使用せ
ずに圧力負荷される面積が変化させられるよう
に、従来公知のシール装置を改良することであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

この課題を解決した本発明によれば、ケーシン
グと閉鎖体との間に配置されたシールリングのた
めに２つのストツパが設けられており、この２つ
のストツパのうちの一方のストツパが前記ケーシ
ングに設けられていて、他方のストツパが閉鎖体
に設けられており、シールリングの少なくとも一
方側でこのシールリングとストツパとのに支承リ
ングが配置されており、支承リングの外周部が段
付けされていて、その一方の端部にフランジが設
けられており、このフランジが、ケーシング設け
られたストツパの範囲まで半径方向に突出してい
る。

支承リングが、フランジを備えたその一方の端
部でシールリング当接し、他方の端部で閉鎖体の
ストツパに当接するように配置されていれば、圧
力によつて負荷されると、シールリングは閉鎖体
とにしゆう動するので、シールリングの外周部に
よつて制限されたが有効面となる。これに対して
支承リング180゜逆に配置されていれば、そのフラ
ンジは相応に早期に、ケーシングのストツパにぶ
つかる。シールリングは停止して、圧力媒体の影
響を受けて閉鎖体だけがしゆう動させられる。こ
の場合、閉鎖体の小さい面だけが有効である。こ
の場合有利には支承リングの段付け部の長さは閉
鎖体の行程のさに相当する。２つの支承リングが
設けられていれば、この２つの支承リング間で、
シールリングがケーシングの内壁に固く緊締可能
である。

本発明の実施態様よれば、シールリングが内周
部及び外周部にシールリツプを備えた滑動リング
内に配置されていて、該滑動リングが同時に支承
リングとして構成されている。シールリングはシ
ールリツプを半径方向内側及び外側へ押しつける
ので、良好なシール作用が得られる。例えば合成
樹脂等の良好な滑り特性を有する材料より製造さ
れる滑動リングは、シールリングとケーシング並
びに閉鎖体との間の滑動摩擦を減少させる。滑動
リングは同時に支承リングを形成するのでこのた
めに固有のリングは不必要である。

本発明のシール装置によれば、例えばピストン
によつて行程弁を操作する際に、新しい構造部分
を使用することなしに既存の部分を改造すること
によつてのみ操作ピストンに小さな有効横断面か
又は大きな有効横断面を与えることができる。

行程弁が同一の操作圧において常に所定の切換
位置を得るために、関連する方向に作用するピス
トンはより大きな横断面に選定されている。これ
に対して２つのピストンが同一の横断面を有して
いれば、有利な切換え位置は得られない。これに
よつて、操作を単に改造するだけで行程弁の操作
の種々異なる要求に合わせることができる。別の
構造部材を使用する必要はない。

本発明よるシール装置は、例えば、制御された
圧力媒体の供給及び導出のための２つの圧力接続
部と制御接続部とを備えた弁ケーシングを有する
別の制御弁、特に座付き弁にも使用することがで
きる。本発明によるシール装置を備えたこのよう
な制御弁は、シールリングよつてシールされた閉
鎖体が、２つの圧力接続部の間の孔内でしゆう動
可能に配置されていて、シール体によつて閉鎖可
能に構成された貫通孔を有していて、制御弁の閉
鎖体に結合されており、該制御弁の弁体と前記シ
ールリングとが前記閉鎖体の軸線方向に沿つて対
向しており、該制御弁の弁体によつてシールされ
た面積がシールリングの内周部によつて取り囲ま
れた面積よりも大であるが、シールリングの外周
部によつて取り囲まれた積よりも小であるように
構成されている。このような構造形式によつて、
制御された圧力媒体の圧力がどちら側から閉鎖体
に作用するかに関連して、シールリングに与えら
れる力は制御弁の閉鎖体の閉鎖方向に向つて常に
しゆう動せしめられるという利点が得られる。そ
れ故、制御弁の作用を妨げることなしに、圧力供
給のための接続と排気のための接続とを入れ替え
ることができる。これによつて、一方では、操作
されない状態で閉鎖されている制御弁が得られ、
他方では、操作されない状態で圧力媒体供給が開
放されている構造が得られる。

〔実施例〕

第１図乃至第４図によれば、ケーシング１内に
は、例えば支承リングのような閉鎖体２が軸方向
しゆう動可能に支承されている。ケーシング１と
ピストン２との間にはシール装置が設けられてい
て、このシール装置はシールリング３より成つて
いる。ケーシング１は例えばシールリング３のた
めの、段部として形成されたストツパ４を有して
いて、閉鎖体２には半径方向に突出するフランジ
を形成するストツパ５が位置している。シールリ
ング３の両側には２つの支承リング６，７が配置
されていて、この支承リング６，７はストツパ
４，５と直接に協働する。支承リング６はその外
周部が段付けされていて、一方の端部で半径方向
に突出するフランジ８を有している。第１図、第
２図によれば支承リング７は方形に形成されてい
てその外周部がケーシング１に接触している。閉
鎖体２の端面側には制御圧室９が存在し、この制
御圧室９はケーシング蓋１０によつて蓋シール部
材１１を介在して閉鎖されている。

第１図によれば、支承リング６は、その一方の
端部がストツパ５に接触するように閉鎖体２には
め込まれている。フランジ８を備えている側の、
支承リング６の他方の端部はシールリング３を支
承している。第２の支承リング７はシールリング
３の他方側に位置していて、蓋シール部材１１に
接触している。制御圧室９が図示されていない接
続部を介して圧力媒体によつて負荷されると、シ
ールリング３は支承リング６とストツパ５とを介
して閉鎖体２に支承されて、閉鎖体２が移動する
とこの閉鎖体と共に運動する。この場合、ケーシ
ング１に対するシールはシールリング３の外周部
で行なわれる。それ故、圧力媒体によつて負荷さ
れる、閉鎖体２の有効横断面は、シールリング３
の外周部によつて取り囲まれた面に相当する。し
かしながらフランジ８がストツパ４に接触する
と、シールリング３はもはや閉鎖体２と共に運動
することはない。この場合、閉鎖体２が行程端部
に未だ達していないと、この閉鎖体２は圧力媒体
の作用を受けてさらにしゆう動させられる。この
場合、シールリング３の内周部でシールが行なわ
れるが、圧力負荷される有効横断面は前記有効横
断面よりも小さい。この有効横断面はシールリン
グ３の内周部によつて取り囲まれた面に相当す
る。

第２図では支承リング６，７の別の実施例が示
されているこの装置においては、支承リング７は
その一方側でストツパ４に接触している。段付け
された支承リング６はシールリング３の他方側に
位置しており、この場合つば８はシールリング３
に接触している。２つの支承リング６，７とシー
ルリング３とは、蓋シール部材１１からストツパ
４までの間隔に相当する幅を有している。シール
リング３は２つの支承リング６，７間でケーシン
グ１の内壁に固く緊定されている。制御圧室９が
圧力媒体によつて負荷されると、閉鎖体２だけが
移動し、この場合、シールリング３の内周部でシ
ールが行なわれる。これは圧力負荷される有効横
断面の大きさをも規定する。これによつて単に支
承リング６，７を入れ替えるだけで、同一の構造
部分で、第１図、第２図に示されているように閉
鎖体２の２つの異なる有効横断面が得られる。

第３図、第４図に示された変化実施例は、第５
図による行程弁に設けられたシール装置と同様の
ものである。第５図によれば行程弁のケーシング
１内に制御体１２がしゆう動可能に支承されて、
この制御体１２はシールリング１３，１４によつ
て各接続部１５間の接続を制御する。制御体１２
のしゆう動は、ケーシング１の孔内に設けられた
閉鎖体としてのピストン１６，１７によつて行な
われる。ピストン１６，１７のシール装置は第１
図、第２図に示された実施例と同様に構成されて
いる。第３図、第４図に示されているように、シ
ールリング３は滑動リング１８内に配置されてい
て、この滑動リング１８はその内周部及び外周部
にシールリツプ１９を有している。しかも、滑動
リング１８は同時にフランジ８を備えた支承リン
グ６として構成されていて、この支承リング６は
ケーシング１のストツパ４と協働する。第３図に
よる支承リング６，７の配置は第１図の配置と同
様であつて、この場合、外側のシールリツプ１９
の外周部においてシールが得られる。これに対し
て第４図による取りつけ状態におけるシール箇所
は内側のシールリツプ１９に位置しているので、
第２図による実施例におけるのと同様の効果が得
られる。

第５図よる行程弁において、その左側では、支
承リング６を形する滑動リング１８と支承リング
７とが、第３図で示された実施例と同様にピスト
ン１６に設けられている。これによつて、ピスト
ン１６を圧力で負荷すると、シールリング３はこ
のピストン１６と共にしゆう動させられるので、
シールリング３によつてケーシング１に押しつけ
られるシールリツプ１９の内周部でシールが行な
われる。これに対して、第５図の右側に位置する
ピストン１７は、第４図によるシール装置によつ
てシールされている。シールリング３はここで、
滑動リング１８と支承リング７との間で固く緊定
されているので、滑動リング１８の内周部、つま
り内側に位置するシールリツプ１９のシールが得
られる。行程弁の２つの調節ピストン１６，１７
が、同一圧力下にある圧力媒体によつて負荷され
ると、閉鎖体１２は、ピストン１６のピストン面
が大きいので常にその右側の終端位置にしゆう動
させられる。支承リング６，７を簡単に交換する
ことによつて、又は滑動リング１８の向きを変え
ることによつて、ピストン１６，１７の有効横断
面は、このために別の各部を必とすることなしに
変化させられる。２つのピストン１６，１７の有
効横断面は選択的に同一の大きさで又は種々異な
る大きさで構成することができる。

第６図に示された制御弁はケーシング１より成
つていて、このケーシング１内では閉鎖体２がし
ゆう動可能に支承されている。この閉鎖体２はケ
ーシング１内でシールリング３によつてシールさ
れており、このために閉鎖体２には１つのフラン
ジ部によつて形成されたストツパ５が、設けられ
ている。ケーシング１の拡張部では接続ねじ２０
によつて付加部２１が固定されており、この付加
部２１のリブ状の突出部は、シールリング３のた
めの、ケーシングと固く結合されたストツパ４を
形成する。閉鎖体２は貫通孔２２を有していて、
この貫通孔２２は、制御接続部を形成する接続ね
じ２０を圧力接続部２３に接続する。この貫通孔
２２はプツシユボタンとして構成れたシール体２
５によつてばね力に抗して閉鎖させられる。閉鎖
体２はその下端部でヘツド状の拡張部を有してい
て、この拡張部は、別の圧力接続部２７と接続ね
じ２０との間の接続を制御する、制御弁の弁体２
６を形成する。ばね２８は弁体２６を、その付加
部２１によつて形成されたその弁座におしつけ
る。

圧力接続部２７が圧力媒体を供給するための入
口として使用されると、圧力はシールリング３に
作用して第６図に示されているようにこのシール
リング３は閉鎖体２のストツパ５に突き当たるま
で上方へしゆう動せしめられる。同時に、この圧
力は反対方向で円すい形の弁体２６に作用する。
弁２６によつてシールされる面は、シールリング
３の外周部によつて取り囲まれる面よりも小であ
る。この場合、閉鎖体２で上方へ作用する力の方
が大きいので、弁体２６は圧力の大きさとは無関
係にその弁座を閉鎖する。つまり制御弁が操作さ
れない状態では、圧力媒体供給路は閉鎖される。
接続ねじ２０に接続された空気式または液圧式の
装置は圧力接続部２３を介して負荷軽減される。
制御弁の開放はシール体２５を下降させることに
よつて得られる。この場合、まず貫通孔２２が閉
鎖されて、次いで弁体２６がその弁座から持ち上
げられる。

圧力接続部２３と２７とが入れ替えられると、
つまり圧力媒体が接続部２３を通つて供給され
て、圧力接続部２７が負荷軽減通路として使用さ
れる場合、圧力媒体は上方からシールリング３に
作用して、第６図で破線よつて示されているよう
に、このシールリング３が、ケーシング１と固く
結合されたストツパ４に突き当たるまでこのシー
ルリング３を下方へしゆう動せしめる。この位置
においてシールリング３は閉鎖体２をその内周部
に沿つてシールするので、圧力によつて負荷され
る有効面は、シールリング３の内周部によつて取
り囲まれる面に相当する。この面は弁体２６によ
つてシールされる面よりも小さい。弁体２６の下
部側が貫通孔２２介して、圧力接続部２３からの
圧力によつて荷されるので、この場合も、閉鎖体
２に下方から作用する力が優勢になる。弁が操作
されない場合は、接続ねじ２０に接続された装置
が圧力媒体によつて絶えず負荷される。シール体
２５が押し下げられることによつて、貫通孔２２
は閉鎖され、次いで弁２６がその弁座から持ち上
げられて、この際、圧力接続部２７を通じて排気
が得られる。

第６図に示された弁座においては、これによつ
て接続部が任意に入れ替えられるので、弁を通る
圧力媒体通路が操作されない状態において開放さ
れるべきか又は閉鎖されるべきとは無関係に同一
の弁が使用される。どちらの場合においても制御
弁のシール性は確保される。それというのはこの
２つの応用例において、閉鎖ばねは、閉鎖体に使
用する圧力によつて補助されるからである。この
閉鎖体に作用する圧力はシール装置がしゆう動可
能であるので常に弁体の閉鎖位置に作用する。

〔効 果〕

以上のように本発明によれば、新しい構造部分
を使用せずに、従来のシール装置を改良して、圧
力負荷される面積を変化させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるシール装置の第１実施例
の概略的な軸方向断面図、第２図は第１図による
シール装置の配置を変えた第２実施例の概略的な
軸方向断面図、第３図は第３実施例の概略的な軸
方向断面図、第４図は第３図によるシール装置の
配置を変えた第４図実施例の概略的な断面図、第
５図は本発明によるシール装置を備えた行程弁の
軸方向断面図、第６図は本発明によるシール装置
を備えた座付き弁の軸方向断面図である。 １……ケーシング、２……閉鎖体、３……シー
ルリング、４，５……ストツパ、６，７……支承
リング、８……フランジ、９……制御圧室、１０
……ケーシング蓋、１１……蓋シール部材、１２
……制御体、１３，１４……シール部材、１５…
…接続部、１６，１７……ピストン、１８……滑
動リング、１９……シールリツプ、２０……接続
ねじ、２１……付加部、２２……貫通孔、２３…
…圧力接続部、２５……シール体、２６……弁
体、２７……圧力接続部、２８……ばね。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シールリングを備えた、空気式及び液圧式制
   御装置のためのシール装置であつて、前記シール
   リングが、ケーシング内でしゆう動可能に支承れ
   た閉鎖体をシールする形式のものにおいて、ケー
   シング１と閉鎖体２との間に配置されたシールリ
   ング３のために２つのストツパ４，５が設けられ
   ており、この２つのストツパ４，５のうちの一方
   のストツパ４が前記ケーシング１に設けられてい
   て、他方のストツパ５が前記閉鎖体２に設けられ
   ており、シールリング３の少くとも一方側でこの
   シールリング３とストツパ４，５との間に支承リ
   ング６，７が配置されており、支承リング６の外
   周部が段付けされていて、その一方の端部にフラ
   ンジ８が設けられており、このフランジ８が、ケ
   ーシング１に設けられたストツパ４の範囲まで半
   径方向に突出していることを特徴とする、空気圧
   式及び制御装置のためのシール装置。 ２ 支承リング６の段付け部の長さが、閉鎖体２
   の行程の長さに相当する、特許請求の範囲第１項
   記載のシール装置。 ３ ２つの支承リング６，７が設けられていて、
   この２つの支承リング６，７間で、シールリング
   ３がケーシング１の内壁に固く緊締可能である、
   特許請求の範囲第１項記載のシール装置。 ４ シールリング３が、内周部及び外周部にシー
   ルリツプ１９を備えた滑動リング１８内に配置さ
   れていて、該滑動リング１８が同時に支承リング
   ６として構成されている、特許請求の範囲第１項
   記載のシール装置。 ５ 前記シール装置を備えた制御弁であつて、該
   制御弁が、制御された圧力媒体を供給及び導出す
   るための２つの圧力接続部と１つの制御接続部と
   を備えたケーシングを有している形式のものにお
   いて、閉鎖体２が前記２つの圧力接続部２３，２
   ７の間の孔内でしゆう動可能に配置されており、
   該閉鎖体２と前記ケーシング１との間に配置され
   たシールリング３のために２つのストツパ４，５
   が設けられており、この２つのストツパ４，５の
   うちの一方のストツパ４が前記ケーシング１に設
   けられていて、他方のストツパ５が前記閉鎖体２
   に設けられており、該閉鎖体２がシール体２５に
   よつて閉鎖可能な貫通孔２２を有していて前記制
   御弁の弁体２６と結合されており、該制御弁の弁
   体２６と前記シールリング３とが前記閉鎖体２の
   軸線方向に沿つて対向しており、該制御弁の弁体
   ２６によつてシールされる面積が、前記シールリ
   ング３の内周部によつて取り囲まれた面積よりも
   大であるが、該シールリングの外周部によつて取
   り囲まれた面積よりも小であることを特徴とする
   制御弁。