JPH05503139A - シール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 シール装置 本発明は、互いに対して相対運動が可能な２つの同心状機械要素であって、−１ の機械要素は平滑な接触面を有し、第２の機械要素は、第１の機械要素の接触面 に対向し、第１のフランク、第２のフランク及び該両フランクを連結する溝底部 からなる異形化された部分（ｐｒｏｆＩＩｅｄ　５ｅｃＢｏｎ）を有する、両機 械要素間の隙間を、該異形化された部分により第２の機械要素に対して軸方向に 固定され、第１の機械要素の接触面にシールしなから当接するシールリングを用 いてシールするシール装置であって、該シールリングにはシール縁部が設けられ 、該シールリングは半円形の断面を有するシール装置に関する。

そのようなシール要素は、”＋ｎｄｉａ　Ｒｕｂｂｅｒ　Ｗｏｒｌｄ”、第１２ ５巻、第５号、１９５２年２月発行、第５７５〜５７８頁、ニューヨーク、アメ リカ合衆国、における出版物、Ｔ、Ｊ、ＭｃＣｕｉｓｔｉｏｎによるＡ　ｎｅｗ 　Ｒｏ＋ｏｒｙ　５ｅａｌ　ｆｏｒ　Ｈｉｇｈ−５ｐｅｅｄ　ａｎｄ　Ｈｉｇｈ −Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ａｐｐｌｉｃａ口ｏｎｓ”から公知になった。

弾性を有するＯリングは、その自体シール要素として用いられ、あるいは組合わ せシール装置用のばね要素として用いられる。それらは、軸方向及び／又は半径 方向の変形力を受けることができる。０リングは、断面に関しては最も小さいシ ール要素であるが、装着空間は一部非常にきつい寸法を与えられるので小さな円 周の０リングのみがシール性往復運動機械要素の手段として用いることが可能で ある。０リングの変形又は抑圧の程度がシール力となる。該変形による反動力及 びシールされるべき媒体の圧力の和がシールに必要な押圧力になる。しかし、も しシール要素の円周が小さく、装着溝が不正確に製造されている場合には、その 結果生じ得る難点は、円周の断面により高い圧力をかけることによっては相殺す ることができない。何故ならば、そうするためには、より大きい円周が必要とな るであろうからである。しかし、装着条件により、より大きい円周のＯリングの 使用は除外される。

前記出版物の教示によれば、公知のシール要素は回転シールとして用いられてい る。この出版物の第６図に示されているように、加圧された媒体はシール要素の 平らな面に作用する。媒体自体によるシール要素の圧力の逃がしは、この装置の 場合は不可能である。また、該公知のシール要素が回転機械部品とともに動くと いう危険が存在する。該公知のシール要素は往復運動する機械部品をシールする ためには用いることができない。

したがって、本発明の目的は、上記の種類のシール要素をシールされるべき表面 に最大加圧力及び小さな接触面で当接するように改良することである。

本発明によれば、この目的は、前記シール縁部が前記第２のフランクに対してお いている円錐形の面並びに／又は前記シールリングの軸に対する第１の軸方向の 面部分及び前記第２のフランクに面する第２の半径方向の面部分を有することに おいて達成される。

かくして、本発明のシール装置は、シール縁部がシールされるべき面に特に低摩 擦で当接するというかなりの利点を有する。

かくして、効率的なシールを離隔している機械部品及び溝底部に対して達成する ことができる。本発明のシール要素は、対称的に設計された局面又は半径方向の 平らな面のいずれかが高圧側に面する。かくして、圧力下のシールリングの変形 が効果的に相殺される。本発明のシール縁部は、挿入された時にその当初意図さ れた形状が失われることなくその塑性変形により流動することができる。かくし て、効率的なシール縁部が装着後静止状態に保たれる。本発明のシール縁部が加 圧され、かつ往復運動する部品が互いにシールされていれば、シール縁部まで湾 曲している局面のため媒体を低圧領域から高圧領域に移すことができる。もし前 記湾曲した局面に対して直径方向の平らな面が高圧側に向いている場合は、往復 運動する部品が互いにシールされることが好ましい。もし実際にそうであれば、 シールリングの平らな面はフランクから離隔され、シールリングは低圧側に面す るその湾曲した局面が反対側のフランクに当接する。

さらに、本発明のシール装置は、構造的に決定された装着条件に適合させること が可能であり、最小のプロフィール（ｐｒｏｆ　１Ｉｅ）中に装着できるという 利点がある。０リングの製造用に既に存在している型も、小さな手直しを加える と、本発明のシール装置の製造に用いることができる。本発明のシール装置が半 円形の断面を有する場合は、軸方向で見た場合、元来必要とされていた装着空間 の半分を節約することが可能である。溝の深さは、大きいままにしておくことが 可能である。かくして、恒々的な圧力変形がよりよく補償される。本発明のシー ルリングは、所定の長方形の溝に挿入されるが、従来使用されている丸い周囲を 有するシールリングに較べた場合、丸い周囲を有するシールリングの直径に対し てかなり大きい直径を有する。その結果、公知のものに較べてかなり大きいシー ル力が本発明のシールリングのおかげで達成できる。断面が半円形のシールリン グは、製造用の型の半分のみを用い、対応して異形化される（Ｐｒｏｆｉｌｅｄ ）半分を覆うために対応部材として平らで滑らかな板を挿入して既存のＯリング 用の型を用いて製造することも可能である。

本発明のシールリングがゴム弾性を有する材料で製造されると、公知の０リング が機械部品をシールするために用いられている場所ならどこでも使用することが できる。本発明のシールリングの場合、公知のＯリングに較べてより小さな空間 しか必要としないこと、そしてシールリングにシール縁部も設計されていること が好ましい。本発明のシールリングが強靭な弾性材料で製造されれば、それは該 強靭な弾性材料で製造されているシールリングが協働するあらかじめ応力を加え る要素の弾性変形からシール力を得る。該あらかじめ応力を加える要素は、ゴム 弾性を有し応力を加えるリング（単数若しくは複数）、コイルばね、ホースばね 又は板ばねであってもよい。シールリングが強靭な弾性材料のポリウレタンで製 造された場合は、該あらかじめ応力を加える要素は用いないでもよい。

本発明のシールリングを安定化するためには、金属、セラミック又はシールリン グに較べてより固い他の材料製の支持リングを用いてもよい。該支持リングを用 いてシールリングが安定化される。さらに、−個又は数個の支持リングは、圧力 下のシールリング材料の流動又は変形を防止する。支持リングは、弾性を有する 材料で製造されたシールリングに較べて剛性を有し、硬質であり、シールリング の形状安定性に貢献する。したがって、シールリングの下位区分をそれぞれ支持 する数個の支持リングが好ましいことがある。

シールリングは、断面で見て、湾曲した局面の反対側のシール縁部に、シールリ ングの軸に対して半径方向及び軸方向に設計された第１及び第２の面部分であっ て、加圧された媒体がこれらの面部分に当たる時にそれらの設計の大きさに応じ てシールリングから圧力を放出する面部分をも有してよい。

かくして、本発明のシール装置は、シール技術の分野で生じるあらゆる広範囲の 要件をも満たすものとなる。シールリングは、軸方向に密で、深い長方形の溝に 収納されてよいが、台形又は三角形の溝などの他の溝に装着されてもよい。本発 明のシールリングがＯリングの代わりに用いられた場合、材料の節約はかなりの ものであり、本発明のシールリングはより廉価に製造可能でもある。さらに、本 発明のシールリングの表面は、衰運動体の油圧シールとして使用してもよい。

さらなる利点は、説明及び添付の図面から明らかになるで′あろう。上述の及び 付は加えて述べられる特徴は、本発明の他の態様において、個別に又はいかなる 組み合わせにおいても使用してよい。

本発明を図面に示し、実施例によりより詳細に説明する。

第１図は、半円形のシールリング及び本発明によるシール縁部を有する本発明の シール装置を示す。

第２図は、断面が半円形のシールリングを有し、本発明によるシール縁部及び支 持リングを有する本発明のシール装置を示す。

同図の個々の図は、本発明の対象を一部非常に模式的に示すものであり、一定尺 度と解されるべきではない。個々の図の対象は、それらの構造が最もよく示され 得るような仕方で示されている。

第１図はシール装置１を示し、図示された態様においては、それはゴム弾性材料 製のシールリング２が第１の機械要素３に当接し、第２の機械要素によりその所 定位置に固定されている回転シール装置である。該第１の機械要素３、例えばシ ャフトは、平滑な接触面５を有し、該第２の機械要素４には異形化された（ｐｒ ｏ（１ｌｅｄ）部分６が設けられている。前記シールリング２は異形化された部 分６内に配されるが、該部分は本実施例においては長方形の溝である。もし異形 化された部分６が長方形の溝として設計されれば、シールリング２は、湾曲した 周面７が該長方形の溝の第１のフランク８からその全面に亘って離れて、異形化 された（Ｐｒｏｆｉｌｅｄ）部分６の第２のフランク９に当接する。

シール縁部１０により、互いに相対運動をする第１及び第２の機械要素３，４間 の隙間がシールされる。第１のフランク８を第２のフランク９と連結する溝底部 １２は異形化された部分６の深さを限定する。シールリング２は半径方向の平面 １３がその全面で第２のフランク９に当接する。シール縁部１０は、前記湾曲し た周面７と、半径方向の、本図中では垂直方向の、面１３と融合する円錐形の面 １４との交叉線により形成される。

シールリング２の半径方向の広がりは、前記溝底部１２から前記接触面５まで延 在している。装着された状態においては、シールリング２は異形化された部分６ 中であらかじめ応力を与えられている。シールリング２はゴム弾性を有する材料 、エラストマーにより製造されている。

もし機械要素３が機械要素４に対して軸方向に動く　（往復運動する）ならば、 シールリング２はその湾曲した周面てが前記第１のフランク８に当接する。加圧 された媒体が前記面１３に作用し、その結果、空間が第２のフランク９と該面１ ３との間に生じる。

本発明の第２のシール縁部態様は、第１図において一点鎖線で示しであるが、前 記第２のフランク９に面するように設計してよい。

第２図は、シールリング４１、第１の機械要素４２及び第２の機械要素４３を有 し、該シールリング４１は支持部材４４に保持されているシール装置４０を示す 。該支持部材４４は支持リングとして設計される。ゴム弾性を有するシールリン グ４１及び実質的に変形不可能な支持リング４４は、第１のフランク４５、第２ のフランク４６及び溝底部４７を有する長方形の溝に固定保持されている。支持 リング４４は、第１のフランク４５から離隔せしめられている。該長方形の溝は 、前記第１の機械要素４２に向かって開口している。第１及び第２の機械要素４ ２．４３間の間隙５０は、第１の機械要素４２の接触面４９に面するシール縁部 ４８によりシールされる。

シールリング４１は、該シールリング４１の軸に垂直な面５１が前記第２のフラ ンク４６に当接している。シールリング４１は、前記溝底部４７にも当接する。

支持部材４４は、広い範囲でシールリング４１の湾曲した周面５２に当接するよ うに形成される。支持部材４４は、その直径方向表面により前記第１のフランク ４５から離隔される。支持リング４４は、前記溝底部４７及び接触面４９からも 離隔されている。加圧された状態では、支持リング４４は高圧側に面し、半径方 向、図中においては直径方向の面５１は低圧側に面する。第２図に示されている ようにシールリング４１は、図中長方形の溝として設けられている異形化された 部分５３中に支持部材４４なしに装着してもよい。シール縁部４８は低圧側に向 かっておいている円錐形の面５４で終端している。

支持リング４４を用いることにより、第２図のシール装置は往復運動用の軸シー ルとしてのみならず回転シールとしても用いてよい。

加圧された媒体は、第２図に示されているように支持リングに当たることができ るが、あるいは前記面５１に当たる。この場合、第２のフランク４６が前記面５ １から離隔せしめられる。

互いに相対運動することができる２つの円心状の機械要素間の間隙１１をシール するシール装置であって、第１の機械要素が平滑な接触面を有し、第２の機械要 素が異形化された部分を有するシール装置は、シールリング２を収納する。該異 形化された部分６は、第１のフランク８及び第２のフランク９により限定される 。シールリング２は、湾曲した周面７及び半径方向の面１３を有し、そのうちの いずれかが高圧側に完全に面していてもよい。シールリング２のシール縁部１０ は、円錐形の面１４及び前記湾曲した周面７の交叉線により形成される。該円錐 形の面１４は前記半径方向の面１３に融合する。本発明のシールリングは、限定 された圧力分布を有し、前記湾曲した局面７が高圧側に面している場合は、シー ルリング２の全面が加圧された媒体により第２のフランク９に確実に押圧される 。

要約書 互いに対して相対運動が可能な２つの円心状の機械要素間の間隙（１］）をシー ルするシール装置であって、第１の機械要素（３）が平滑な接触面（５）を有し 、第２の機械要素（４）が該第１の機械要素（３）の接触面（５）に面する異形 化された（ｐｒｏｌｉｌｅｄ）部分（６）を有するシール装置は、シールリング （２）を収納する。該異形化された部分（６）は第１のフランク（８）及び第２ のフランク（９）により限定される。シールリングは湾曲した局面（７）及び半 径方向の面（１３）を有し、そのうちのいずれかが高圧側に完全にさらされてい てもよい。シールリング（２）のシール縁部（１０）は、円錐形の面（１４）及 び前記湾曲した局面（７）の交叉線により形成される。該円錐形の面（１４）は 、前記半径方向の面（１３）に融合する。本発明のシールリングは、限定された 圧力分布を有し、前記湾曲した局面（７）が高圧側に面している場合は、シール リングの全面が加圧された媒体により第２のフランク（９）に確実に押圧される 。

補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）１．特許出願の表示 ＰＣＴ／ＤＥ　９１１００１９３ ２、発明の名称 シール装置 ３、特許出願人 住　所　ドイツ連邦共和国、Ｄ−７０００シユツツトガルト８０、ハンドヴエル クシュトラーｔ５−７ 名　称　ブザツク＋ルイケンゲー・エム・べ−・ハーウントコー代表者　シュル ータ−カール−ベーター国　籍　ドイツ連邦共和国 ４、代理人 住　所　〒１０５　電話０３　（３４３２）　７４２１　（代）（１）補正書の 写しく翻訳文；差替頁）　１　連索であるが、装着空間は一部非常にきつい寸法 を与えられるので小さな円周のＯリングのみがシール性往復運動機械要素の手段 として用いることが可能である。０リングの変形又は押圧の程度がシール力とな る。該変形による反動力及びシールされるべき媒体の圧力の和がシールに必要な 押圧力になる。しかし、もしシール要素の円周が小さく、装着溝が不正確に製造 されている場合には、その結果生じ得る難点は、円周の断面により高い圧力をか けることによっては相殺することができない。何故ならば、そうするためには、 より大きい円周が必要となるであろうからである。しかし、装着条件により、よ り大きい円周のＯリングの使用は除外される。

前記出版物の教示によれば、公知のシール要素は回転シールとして用いられてい る。この出版物の第６図に示されているように、加圧された媒体はシール要素の 平らな面に作用する。媒体自体によるシール要素の圧力の逃がしは、この装置の 場合は不可能である。また、該公知のシール要素が回転機械部品とともに動くと いう危険が存在する。該公知のシール要素は往復運動する機械部品をシールする ためには用いることができない。

したがって、本発明の目的は、上記の種類のシール要素をシールされるべき表面 に最大加圧力及び小さな接触面で当接するように改良することである。

本発明によれば、この目的は、前記シール縁部が前記第２のフランクに対してお いている円錐形の面、又は前記シー請求の範囲 １、　互いに対して相対運動が可能な２つの同心状機械要素であって、第１の機 械要素（３；４２）は平滑な接触面（５；４９）を有し、第２の機械要素（４； ４３）は、第１の機械要素（３；４２）の接触面（５；４９）に対向し、第１の フランク（８；４５）、第２のフランク（９；４６）及び該両フランク（８；４ ５；９；４６）を連結する溝底部（１２；４７）からなる異形化された部分（ｐ ｒｏｆｉｌｅｄ　５ｅｃｔｉｏｎ）（６；５３）を有する、両機械要素間の隙間 （１１；５０）を、該異形化された部分（６；５３）により前記第２の機械要素 （４；４３）に対して軸方向に固定され、前記第１の機械要素（３：４２）の前 記接触面（５；４９）にシールしなから当接するシールリング（２；４１）を用 いてシールするシール装置であって、該シールリング（２；４］）にはシール縁 部（１０；４ｇ）が設けられ、それにより該シールリング（２；４１）は半円形 の断面を有するシール装置において、 前記シール縁部（ＩＯ１４８）は、前記第２のフランク（９；４６）に対してお いている円錐形の面（＋４；；５４）、又は前記シールリングの軸に対する第１ の軸方向の面部分及び前記第２のフランク（９；４６）に面する第２の半径方向 の面部分を有することを特徴とするシール装置。

２、　前記シールリング（２；４１）は、ゴム弾性を有する材料から製造可能で あることを特徴とする請求の範囲第１項記載のシール装置。

国際調査報告 国際調査報告 ＤＥ　９１００１９３ Ｓ＾　４５２９３

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．互いに対して相対運動が可能な２つの同心状機械要素であって、第１の機械 要素（３；４２）は平滑な接触面（５；４９）を有し、第２の機械要素（４；４ ３）は、第１の機械要素（３；４２）の接触面（５；４９）に対向し、第１のフ ランク（８；４５）、第２のフランク（９；４６）及び該両フランク（８；４５ ；９；４６）を連結する溝底部（１２；４７）からなる異形化された部分（Ｐｒ ｏｆｉｌｅｄ　ｓｅｃｔｉｏｎ）（６；５３）を有する、両機械要素間の隙間（ １１；５０）を、該異形化された部分（６；５３）により前記第２の機械要素（ ４；４３）に対して軸方向に固定され、前記第１の機械要素（３；４２）の前記 接触面（５；４９）にシールしながら当接するシールリング（２；４１）を用い てシールするシール装置であって、該シールリング（２；４１）にはシール縁部 （１０；４８）が設けられ、それにより該シールリング（２；４１）は半円形の 断面を有するシール装置において、 前記シール縁部（１０；４８）は、前記第２のフランク（９；４６）に対してあ いている円錐形の面（１４；；５４）並びに／又は前記シールリングの軸に対す る第１の軸方向の面部分及び前記第２のフランク（９；４６）に面する第２の半 径方向の面部分を有することを特徴とするシール装置。
2. ２．前記シールリング（２；４１）は、ゴム弾性を有する材料から製造可能であ ることを特徴とする請求の範囲第１項記載のシール装置。
3. ３．支持部材（４４）が前記シールリング（２；４１）の少なくとも一つの面部 分と当接することを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項記載のシール装置。
4. ４．前記支持部材（４４）は、湾曲した周面（７；５２）に適合可能であること を特徴とする請求の範囲第３項記載のシール装置。
5. ５．前記シールリング（２；４１）は前記第２のフランク（９；４６）に当接す ることを特徴とする請求の範囲第１〜４項のいずれか１項に記載のシール装置。