JPH0579860B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は端面シールに関し、特に、概ね半径方
向に伸張する相対回転可能な軸の対向面に被密封
媒質の圧力Ｐによつて押圧されるポリ四フツ化エ
チレン製すべりリングを具備し、該すべりリング
が概ね断面長方形に画定された輪郭を有し、周面
が内周面と外周面からなりこれらは端面シールの
軸線と概ね平行に伸張して成る、軸とケーシング
とを密封するための端面シールに関する。

（従来の技術及び発明が解決すべき課題） 上記の端面シールは西ドイツ特許第1100410号
により公知である。この端面シールにおいては、
すべりリングの半径方向に伸張するすべり面が対
向面に接しており、密封ギヤツプに逆圧が発生す
ることを防止するために、対向面に絶えず押圧す
ることが必要である。そのため、すべりリングは
比較的短い使用期間の後に早くもすべり面の激し
い摩耗現象を示していた。この摩耗現象は特に被
密封媒質の圧力を受ける周面から半径方向に間隔
を置くにつれはつきり現れる。

従つて、本発明の目的は、無圧状態では対向面
への軸方向押圧が必要でなく、その結果摩耗を減
少させることが可能であり、同時にすべり面の区
域の加熱を減少させることが可能であると共に寿
命の大幅な改善を得ることが可能なように、上記
の端面シールを改良することにある。

（課題を解決するための手段） この目的は、冒頭に挙げた種類の端面シールに
おいて請求項１に記載の特徴によつて達成され
る。

従属特許請求の範囲は好適な実施態様に関する
ものである。

本発明に基づき、概ね半径方向に伸張する相対
回転可能な軸の対向面に被密封媒質の圧力Ｐによ
つて押圧されるポリ四フツ化エチレン製すべりリ
ングを具備し、該すべりリングが概ね断面長方形
に画定された輪郭を有し、周面が内周面と外周面
からなりこれらは端面シールの直線と概ね平行に
伸張して成る、軸とケーシングとを密封するため
の端面シールにおいて： すべりリングが上記対向面とケーシングの間に
軸方向に移動可能に配設され； すべりリングが製造時に突設された、軸方向の
対向面の方向に輪郭から張り出す密封縁を具備
し； 上記密封縁が被密封媒質の圧力Ｐを受ける側の
周面の直径と概ね一致する直径を有し；かつ 上記密封縁が被密封媒質の圧力Ｐによつて上記
対向面に向つて軸方向に移動する上記すべりリン
グの輪郭に押し込まれ、概ね平坦な表面をなすこ
とを特徴とする端面シールが提供される。かかる
構造により通常の使用条件では、すべりリングの
すべり面に加わる比面積押圧力は、被密封媒質の
圧力を受ける側の周面から半径方向に距離を置く
とともに減少する。すなわち、上記周面の直径と
概ね一致する直径を有する密封縁は、すべりリン
グの断面長方形の輪郭より張り出して形成され、
従つて周面から半径方向に距離をおくところで軸
の対向面との間に間〓が形成され（第１，２図参
照）、その結果押圧力は減少するものである。そ
の結果この区域の摩耗を減少させることが可能で
ある。またガスを密封する場合でもこうして本発
明端面シールの寿命の著しい改善が得られる。

すべりリングの密封縁は上記のような構造を有
しているが、このすべりリングの密封縁は被密封
媒質の圧力によつておおむね平坦な表面を形成す
る。密封縁以外の部分については、製造時におお
むね長方形の輪郭に形成される。このように、す
べりリングの可撓性に拘らず、密封縁自体の移動
が可能なように構成されている。すなわち、密封
縁は被密封媒質の圧力によりすべりリングの輪郭
に押し込まれ、概ね平坦な表面をなすものであ
る。こうして密封縁は互いに係合する面の表面の
凹凸を補償することができる。局部的超過荷重は
もはや現れることはない。通常の使用状態に置い
ては、密封縁がすべりリングの輪郭から張り出し
ている。

密封縁の可撓性を改善するために、すべりリン
グが製造に基づき密封縁の軸方向反対側に空欠部
を具備するならば有利であることが判明した。す
べりリングを画定する輪郭に面取り部を設けるこ
とによつて、この空欠部を容易に得ることができ
る。上記の面取り部が密封縁と概ね一致する半径
方向及び／又は軸方向延長を有することが好まし
い。面取り部は製造に基づき、軸方向に張り出す
密封縁の輪郭の、すべりリングの軸方向反対側を
画定する円錐台面と概ね平行に伸張することがで
きる。この場合は被密封媒質の圧力Ｐの上昇の際
に密封縁の弾性押し込みが特に均一に行われる。
このことは特に良好な寿命を得る上で有利である
ことが判明した。

具体的な構造に応じて密封縁をすべりリングの
半径方向内側又は半径方向外側の周面の区域に配
設することができる。内周面区域に配設したとき
は対向面に関して比較的低い周速が生じる。この
ことは、特に良好な寿命を得る上で有利である。

摩耗が生じたときに、対向面の方向のすべりリ
ングの自動再調整を可能にするために、すべりリ
ングを回転不能とするだけでなく、軸方向に移動
可能に被密封ケーシングの中に支えることが必要
である。この目的に対応して、すべりリングをベ
ロー状構成体によりケーシングと連結することが
可能である。この点に関し、すべりリングを支持
リングに固定し、支持リングに弾性ゴム材料のシ
ールリツプを突設し、シールリツプを弾性予圧の
もとで円筒面に押圧すれば、組立と製造が容易に
なることが判明した。

円筒面の直径は、密封縁をすべりリングの内周
面区域に設けた構造では内周面の直径より大き
く、密封縁をすべりリングの外周面の区域に設け
た構造では外周面の直径より小さい。これによつ
て被密封媒質の圧力Ｐが密封縁を常に対向面に押
圧することが保証される。この点に関し、通常の
使用条件下で密封縁の区域に作用する比面積押圧
力が僅少なものとなるように、円筒面の当該の直
径と密封縁の直径との差を極めて小さくすること
ができる。密封縁の直径がすこぶる大きく、被密
封媒質の圧力が極めて大きくても、これによつて
優れた密封成績が保証されると共に卓越した寿命
が得られる。圧力負荷が少ない場合は、これに適
応した範囲内で円筒面の直径を定め、通常の使用
条件のもとですべりリングの輪郭への密封縁の部
分的押し込みしか生じないようにすれば十分であ
る。この状態の期間が極めて長く持続しても、す
べりリングが概ね四フツ化エチレン即ち弛緩現象
に関して高い安定性を特徴とする材料から成る限
り、弾性押し込みの大きさは一定である。従つて
押圧力が除かれると、すべりリングは成形加工の
時に付与された形状に必ず再び復帰する。

良好な密封成績を得るために必要な連続的接触
を対向面でも保証するために、すべりリングを対
向面に弾性的に押圧し、押圧のために少なくとも
１個の圧縮ばねを設けるならば有利であることが
判明した。この圧縮ばねは皿ばねとして形成し、
シールの軸線を完全に取り囲むことができる。複
数個の圧縮ばねを使用し、周方向に均一に配分す
ることも可能である。圧縮ばねを支持リングとケ
ーシングの間に配設することが好ましい。その場
合圧縮ばねが、この圧縮ばねにより軸方向に重な
り合つて支えられる部材を実質的に回転不能に連
結することによつて、圧縮ばねの両側を固定する
ことができる。

（実施例） 以下に添付の図に基づいて本発明の主題を詳述
する。

２つの図は、ケーシング２を軸１に対して封止
するために使用される、無圧の取付け状態の端面
シールを示す。

軸１はそれぞれ環状フランジ１５を具備する。
環状フランジの端面は同時にすべりリング４に対
する対向面３を成す。すべりリング４は例えば相
互に接着することにより、深絞り鋼板製の支持リ
ング１１と結合される。支持リング１１はＺ形輪
郭を有し、ポリ四フツ化エチレン製すべりリング
４の軸方向反対側にある支持リング端部にゴム製
シールリツプ１２が流し込み成形される。シール
リツプ１２は半径方向に予圧されてケーシング２
の円筒面１３に接触する。ポリ四フツ化エチレン
製すべりリング４の摩擦係数はゴム製シールリツ
プ１２に比して低いので、通常の運転条件のもと
で補助ねじり止めを小さくしてもケーシングに対
する回転不能な相互関係が保証される。いかなる
場合もすべりリングは概ね長方形に画成された輪
郭を有する。

第１図の実施態様ではすべりリング４は対向面
３に臨む側で半径方向内側の周面６の区域に密封
縁７を有する。密封縁は製造に基づき、軸方向に
張り出しており、そのほかの部分は概ね長方形の
輪郭に画成される。またすべりリング４は密封縁
７の軸方向反対側に、輪郭に食い込む空欠部８を
具備する。この空欠部は、半径方向に張り出す円
錐台面によつて画成される。この円錐台面は、密
封縁７を画定する円錐台面１０に概ね平行に環状
フランジ１５の方向に伸張する。円筒面１３の直
径は密封縁７の直径より僅かに大きい。両者の間
に認められる、半径方向延長Ｆの差面は、密封縁
７を対向面３に押圧するために被密封媒質の圧力
Ｐが利用される液圧有効面を成す。環状フランジ
１５と相対するすべりリング４の平面に、通常の
使用条件で密封縁７の部分的押し込みしか生じな
いように、上記の液圧有効面を小さく設定するこ
とも可能である。押し込みは密封縁７の軸方向反
対側のすべりリングの側面にある空欠部８によつ
て助長され、良好な寿命を得ることが可能とな
る。

また対向面の軸方向相対変位が現れる場合にも
良好な密封成績を得るために皿ばね１４が設けら
れる。皿ばねは支持リング１１とケーシング２の
間の軸方向ギヤツプに配設される。かくして、対
向面３への密封縁７の確実が接触がこのばねによ
つて保証される。

シールは良好な非常運転特性を特徴とする。シ
ールは特にケーシング内にあるガス状媒質の軸１
の穴への無損失供給に適する。

第２図に示す端面シールは機能に関して前述の
ものと同様である。ところがこの場合は密封縁７
がすべりリング４の半径方向外側の周面に設けら
れる。従つて流し込み成形により支持リング１１
と結合されたゴム製シールリツプ１２は、被密封
媒質の圧力により相手リングまたは環状フランジ
１５の対向面への密封縁７の押圧を保証するため
に、比較的小さな直径の円筒面１３に配属され
る。相手リングの軸方向反対側に別の端面シール
が鏡像状に配属される。それによつてこの配列は
ケーシングの空洞部から軸の穴へ被密封媒質の無
損失送給及び逆方向の同様の送給を可能にする。

（効果） 本発明に基づく端面シールは上記構造を有して
いるために、通常の使用条件では、すべりリング
のすべり面に加わる比面積押圧力を、被密封媒質
の圧力を受ける側の周面から半径方向に距離を置
くにつれ減少させることができる。かくしてすべ
り面区域の摩耗を減少させることが可能であり、
同時にすべり面区域の加熱をも減少させることが
できるので、製品の寿命を大幅に改善することが
できる。また本発明に基づく端面シールは製造及
び保守が容易であり、廉価に製造することが可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は密封縁をすべりリングの内周面区域に
設けた端面シールの半裁断面図であり、第２図は
密封縁をすべりリングの外周面区域に設けた実施
態様の図を示す。 １……軸、２……ケーシング、３……対向面、
４……すべりリング、５……すべりリングの外周
面、６……すべりリングの内周面、７……密封
縁、８……空欠部、９……面取り部、１０……円
錐台面、１１……支持リング、１２……シールリ
ツプ、１３……円筒面、１４……圧縮ばね、１５
……環状フランジ、Ｐ……被密封媒質の圧力。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 概ね半径方向に伸張する相対回転可能な軸の
   対向面に被密封媒質の圧力Ｐによつて押圧される
   ポリ四フツ化エチレン製すべりリングを具備し、
   該すべりリングが概ね断面長方形に画定された輪
   郭を有し、周面が内周面と外周面からなりこれら
   は端面シールの軸線と概ね平行に伸張して成る、
   軸とケーシングとを密封するための端面シールに
   おいて： すべりリング４が上記対向面３とケーシング２
   の間に軸方向に移動可能に配設され； すべりリング４が製造時に突設された、軸方向
   の対向面３の方向に輪郭から張り出す密封縁７を
   具備し； 上記密封縁７が被密封媒質の圧力Ｐを受ける側
   の周面５又は６の直径と概ね一致する直径を有
   し；かつ 上記密封縁７が被密封媒質の圧力Ｐによつて上
   記対向面３に向つて軸方向に移動する上記すべり
   リング４の輪郭に押し込まれ、概ね平坦な表面を
   なすことを特徴とする、端面シール。 ２ 成形加工の時に上記すべりリング４が、上記
   密封縁７の軸方向反対側に空欠部８を具備するこ
   とを特徴とする、請求項１に記載の端面シール。 ３ 上記空欠部８が、成形加工の時に上記すべり
   リング４に設けた面取り部９によつて画定される
   ことを特徴とする、請求項２に記載の端面シー
   ル。 ４ 上記面取り部９が、上記密封縁７と概ね一致
   する半径方向及び軸方向の延長、又はいずれか一
   方の方向の延長を有することを特徴とする、請求
   項３に記載の端面シール。 ５ 上記密封縁７が、製造に基づき上記面取り部
   ９と概ね平行に伸張する円錐台面１０によつて画
   定されることを特徴とする、請求項４に記載の端
   面シール。 ６ 上記すべりリング４が支持リング１１に固定
   され、上記支持リング１１に弾性ゴム材料のシー
   ルリツプ１２が突設され、上記シールリツプ１２
   が弾性予圧のもとで上記ケーシング２の円筒面１
   ３に押圧されることを特徴とする、請求項１ない
   し５のいずれかに記載の端面シール。 ７ 上記円筒面１３の直径が、通常の使用条件の
   もとで上記密封縁７が部分的に上記すべりリング
   ４の輪郭へ押し込まれる程度の大きさであること
   を特徴とする、請求項６に記載の端面シール。 ８ 上記すべりリング４が、上記対向面３に弾性
   的に押圧され、押圧のために少なくとも１個の圧
   縮ばね１４が設けられていることを特徴とする、
   請求項７に記載の端面シール。 ９ 上記圧縮ばね１４が、上記支持リング１１と
   上記ケーシング２の間に配設されていることを特
   徴とする、請求項６ないし８のいずれかに記載の
   端面シール。 １０ 上記圧縮ばね１４が、このばねにより軸方
   向に重なり合つて支えられる部材を実質的に回転
   不能に連結することを特徴とする、請求項８また
   は９に記載の端面シール。