JPH08254272A - シール装置 - Google Patents

シール装置

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JPH08254272A
JPH08254272A JP7170097A JP17009795A JPH08254272A JP H08254272 A JPH08254272 A JP H08254272A JP 7170097 A JP7170097 A JP 7170097A JP 17009795 A JP17009795 A JP 17009795A JP H08254272 A JPH08254272 A JP H08254272A
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ring
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groove
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ロイ エドルンド
Horger Geordan
ホルガー ジョルダン
Pedich Rolf
ペーディッヒ ロルフ
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Busak and Shamban GmbH and Co
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 シール効果が改善され、その寿命が向上した
シール装置を提供する。 【構成】 互いに相対して移動する2つの機械要素1
1,12の間のシール装置は強靭な弾性プラスチック材
料からなるシールリング15と、シールリング15を半
径方向に偏倚し、ゴム弾性材料からなるバイアスリング
16とを含む。無圧及び/又は静止状態においては、シ
ールリング15はシールリング面23によって第2の機
械要素12の周面21上に着座する。シールリング15
は、加圧され及び/又はシールリング15と周面21と
の間の摩擦力にさらされたとき、シールリング15が溝
24の低圧側面19上に着座し、かつ周面21に対して
シール縁部22を形成するようにして低圧側Nに向って
回動することができ、このシール縁部22はシールリン
グ15の回動方向及び/又は押圧とは無関係に、常に同
じ位置に配置される。

Description

【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】本発明は、互いに相対して移動し
得る2つの同心状機械要素の間にあって、強靭な弾性プ
ラスチックからなるシールリングと、弾性材料からな
リ、該シールリングを半径方向に偏倚させるバイアスリ
ングとを有するシール装置であって、第1の機械要素は
シールリングとバイアスリングとを受容する溝を呈し、
かつ無圧及び/又は静止状態において、又は無圧状態に
おいて、前記シールリングは第2の機械要素の周面上に
シール面で着座し、第2の機械要素の軸に対して半径方
向からみたとき、溝の低圧側面から少なくとも部分的に
離れているシール装置に関する。
【従来の技術】このタイプのシール装置はDE−C−3
5 21 525から公知である。この公知のシール装
置は、1つの機械要素の溝内に配置されたシールリング
とバイアスリングとからなる。シールされるべきシャフ
トに対向するシールリングの周面は互いに交差する2つ
の円錐形の面で形成され、その交差する面を通ってシー
ル縁部が既に設けられている。無圧状態においては、シ
ールリングはその2つの円錐形の面のうちの1つの面に
よって、シールされるべきシャフト上に着座する。加圧
下においてこの第1の円錐形の面をシャフトから持ち上
げた結果として、溝の高圧側面に開口する第1のくさび
形隙間が形成される。この持ち上げ過程は、溝の低圧側
面に面しているシールリングの軸方向の前面が溝の低圧
側面に平行に着座する時に終了する。公知のシール装置
においては、この最終位置において、シールリングの低
圧側の円錐形面はシャフト上に着座し得ないので、加圧
下でシール縁部が形成される。しかしながら、このよう
に、一方ではシールリングの高圧側の円錐形面を更に持
ち上げるのを防ぐために、また他方ではシールされるべ
きシャフト上のシール縁部に必要な押圧力を生み出すた
めに、バイアスリングは非対称形に形成される必要があ
る。シールリングが装着されていない時は突起したシー
ル縁部を呈しないシール装置がDE−OS 24 58
529から公知であり、該シール縁部は傾動運動を通
して装着状態で形成され、該傾動運動において、シール
リングに作用するバイアス部材の半径方向の力はシール
リングを回転軸を中心に傾動させる。これにより、無圧
状態ではただ半径方向の力のみがシールリングに作用す
る。もしこの公知のシールリングが圧力にさらされる
と、シール縁部の領域における押圧は弱められ、シール
リングは低圧側に傾動し、シールされる表面の領域に着
座する。更に、極めて小さい漏れ率と非常に長い寿命を
特徴とするシール装置がDE−AS 23 25 00
0から公知である。しかしながら、漏れの増加が観察さ
れる場合があった。
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の主要な
目的は、公知のシール装置のシール効果を改善し、その
寿命を向上させることである。
【課題を解決するための手段】本発明によれば、この目
的は、シールリングが軸に対して平行な外周面を有し、
加圧状態において及び/又はシールリングと周面との間
の摩擦力により、シールリングが溝の低圧側面に着座
し、かつ周面に対して、回動方向及び/又はシールリン
グへの加圧とは関係なく常に同じ位置に配置されるシー
ル縁部を形成するようにして溝の低圧側Nに向かって回
動し得ることによって達成される。すなわち、本発明の
請求の範囲第1項のシール装置は、互いに相対して移動
可能な同心状の2つの機械要素の間にあって、強靭な弾
性プラスチックからなるシールリングと、弾性材料から
なリ、該シールリングを半径方向に偏倚するバイアスリ
ングとを有するシール装置であって、前記第1の機械要
素は前記シールリング及び前記バイアスリングを受容す
る溝を呈し、無圧状態及び/又は静止状態において前記
シールリングは前記第2の機械要素の周面上にシール表
面によって着座し、かつ前記第2の機械要素の軸に対し
て半径方向から見て、前記溝の低圧側面から少なくとも
部分的に離れているシール装置において、前記シールリ
ングは前記軸に対して、平行な外周面を呈し、前記シー
ルリングは加圧及び/又は前記シールリングと前記周面
との間の摩擦力により、前記シールリングが前記溝の前
記低圧側面上に着座し、回動方向及び/又は前記シール
リングへの加圧とは無関係に常に同じ位置に配置される
シール縁部を前記周面に対して形成するようにして、前
記低圧側Nに傾動可能であることを特徴とする。本発明
の請求の範囲第2項のシール装置は、請求の範囲第1項
の構成において、無圧状態においては、前記溝の前記低
圧側面は、対向して位置し半径方向に向けられた第1シ
ールリング面に対して鋭角αを形成することを特徴とす
る。好ましくは、前記鋭角aは10°乃至40°、好ま
しくは10°乃至30゜の角度である。また好ましく
は、前記シールリングはポリテトラフルオロヱチレン、
又はポリウレタンで製造される。
【作用】本発明のシール装置の構成によれば、前記シー
ルリングは前記軸に対して、平行な外周面を呈し、前記
シールリングは加圧及び/又は前記シールリングと前記
周面との間の摩擦力により、前記シールリングが前記溝
の前記低圧側面上に着座し、回動方向及び/又は前記シ
ールリングへの加圧とは無関係に常に同じ位置に配置さ
れるシール縁部を前記周面に対して形成するようにし
て、前記低圧側Nに傾動可能である。これにより、本発
明によるシール装置は突起したシール縁部を有すること
なく装着できるという重要な利点を有する。本発明のシ
ールリングは圧力変化が1つの溝側面から他方に対して
生じる用途に簡単且つ容易に利用できる。シール装置が
無圧状態で、互いに相対して前後に移動する機械要素に
用いられる場合は、シールリングは、移動している機械
要素の運動方向と反対の方向の静止した機械要素の上に
形成された溝縁部を支点にして、常に傾動するように装
着位置から稼働位置へ回動する。この場合、低圧側Nと
はシールリングが回動していく側である。バイアスリン
グにより偏倚されるシールリングは、溝側面に向けられ
た面によって鋭角を形成し、この鋭角は無圧状態で10
°乃至40°、好ましくは10゜乃至30°の値をと
る。本発明のシール装置の構成をシャフトやピストンの
シールに適用すると特に有利であることは、長期にわた
る実験で確認されている。耐久性は、漏れ率が低減した
ために、公知のシール装置に比べて十分に向上してい
る。シールリングがポリテトラフルオロエチレンで製造
されている場合は、無圧状態で対称形をとるシールリン
グは加圧状態で非対称形のシールリングに変形すること
ができる。シールリング材はこのように対角面により形
成される自由空間に流出し、該自由空間は溝中での機械
要素の回動により形成される。ポリウレタン製のシール
リングはピストンのシールに特に適している。なぜな
ら、このシールリングは異なる方向からの交互の圧力に
さらすことができ、また加圧された時極めて安定した形
態を示すことができるからである。本発明のシール装置
は回転シールとしても適用できる。この目的のために、
移動している機械部品による回転運動は溝の低圧側でシ
ールリングが広い面積に亘って着座することにより補償
される。本発明のシール装置の構成は無圧状態にあるシ
ャフトのシールとしても用いることができる。稼働位置
への回動動作はシール縁部とシールされる周縁部との摩
擦を介して発生する。明らかに、シールリングの対向す
る両側面と対向する溝の両側面は無圧状態で傾動させる
ことができる。しかしながら、シールリングと溝の低圧
側面との間の角度は常に周面(装着位置)に向かって開
口している。溝の両側面に面する本発明のシールリング
の両側面は別の傾動を呈することもでき、又は変形する
こともできる。
【実施例】更なる利点は添付の図面の記載から導くこと
ができる。同様に上述の特徴及び本発明に従い以下に説
明する特徴は、個別に又は任意の相互の組合せにおいて
も使用することができる。提案された実施例は限定的な
列挙と見做されるべきでなく例示的な特徴を有する例と
見做されるべきである。本発明を図面に示し、実施例に
より更に詳細に説明する。図1は第1の機械要素11と
第2の機械要素12と間に設けられたシール装置10を
示す。シール装置10は機械要素11,12の間の隙間
13をシールする。第2の機械要素12は軸14の周り
を回転することができるが、第1の機械要素11は空間
に固定されている。更なる実施例においては、第2の機
械要素12は移動し、第1の機械要素11は静止してい
る。シール装置10は機械要素11,12の反対の運動
形態においても適用でき、この運動形態においては、第
2の機械要素12は静止し、第1の機械要素11は移動
する。この目的のために第1の機械要素11は軸14に
対する回転運動又は軸14に沿った軸運動を行うことが
できる。図中、Hは高圧側、Nは低圧側を示す。シール
リング15の外周面25は第2の機械要素12の軸14
に平行に配置される。シール装置10は図中で無圧状態
にある位置で表わされている。強靭な弾性材料、好まし
くはポリテトラフルオロエチレン又はポリウレタンから
なるシールリング15及びゴム弾性材料からなるバイア
ス部材16が第1の機械要素11の溝24内に配置され
る。シール装置10は、実際の低圧側の方向から加圧さ
れたとき、シールリング15′とバイアス部材16′で
形成される。プレストレシング素子16は好ましくはO
型リングかまたは4面を有するシールリングである。必
要に応じて、無圧状態においては、バイアス部材16は
第2機械要素12の周面21に抗して一定の力でシール
装置10のシールリング15を幾分強く押圧する。シー
ルリング15は、軸14に対して半径方向に向けられた
シールリング面17によって溝19の低圧側面との間に
角度αを形成する。その結果生じるくさび形の隙間は周
面21に開口する。無圧状態ではシール装置は角度αが
10°乃至40°、好ましくは10°乃至30°であ
る。図1のシール装置10に圧力が加えられると、シー
ルリング15は角度αが減少するように回動する。これ
により、シール縁部22が周面21の方向に向けられた
シールリング15の側面上に形成される。シールリング
15,15′は、第1シールリング面17及び第2シー
ルリング面18を呈し、これらの面は、対称軸14を通
る面に対し傾動し、かつ互いに平行である。無圧状態に
おいては、シールリング15は第1溝側面19と接触
し、第2溝側面20から離れている。実際の低圧側Nか
ら加圧された状態においては、シールリング15′は第
1溝側面19から離れ、第2溝側面20上のある領域上
に着座する。無圧状態においては、シールリング15は
第2の機械要素12の周面21上のある領域に着座す
る。実際の低圧側Nから加圧された状態においては、シ
ールリング15′は図中に示された位置まで回動し、リ
ング状シール縁部22を形成する。無圧状態におけるシ
ールリング15の着座面23は、加圧状態においては周
面21から離れて、低圧側Nに開口するくさび形角度を
形成する。着座面23と周面21との間の開口角度は、
流動体が機械要素11,12の前後運動により実際の低
圧域Nから高圧域Hへと引きこまれ得るように、十分に
大きくとることができる。高圧側Hの作動圧力よりも大
きい流体抵抗又は中間圧力が低圧域Nに存在する場合に
もこのことが可能とある。シール装置10においては、
シールリング15,15′は単一のシール縁部22を呈
し、このことはシールリング15,15′の回動方向又
は加圧に依存しない。シール縁部22は常に一つの同じ
位置に配置される。互いに相対して移動する2つの機械
要素11,12の間のシール装置は強靭な弾性プラスチ
ック材料からなるシールリング15と、シールリング1
5を半径方向に偏倚し、ゴム弾性材料からなるバイアス
リング16とを含む。第1の機械要素11はシールリン
グ15とバイアスリング16とを受容する溝24を呈す
る。無圧及び/又は静止状態においては、シールリング
15はシールリング面23によって第2の機械要素12
の周面21上に着座する。第2の機械要素12の軸14
に対して半径方向から見て、シールリング15は溝24
の低圧側面19から少なくとも部分的に離れている。シ
ールリング15は軸14に対して平行である外周面25
を呈する。シールリング15は、加圧され及び/又はシ
ールリング15と周面21との間の摩擦力にさらされた
とき、シールリング15が溝24の低圧側面19上に着
座し、かつ周面21に対してシール縁部22を形成する
ようにして低圧側Nに向って回動することができ、この
シール縁部22はシールリング15の回動方向及び/又
は押圧とは無関係に、常に同じ位置に配置される。この
ようにして、シーリングが向上し、シール装置の寿命が
増す。
【発明の効果】以上、詳述したように本発明のシール装
置の構成によれば、前記シールリングは前記軸に対し
て、平行な外周面を呈し、前記シールリングは加圧及び
/又は前記シールリングと前記周面との間の摩擦力によ
り、前記シールリングが前記溝の前記低圧側面上に着座
し、回動方向及び/又は前記シールリングへの加圧とは
無関係に常に同じ位置に配置されるシール縁部を前記周
面に対して形成するようにして、前記低圧側Nに傾動可
能であるので、突起したシール縁部を有することなく装
着でき、シール効果が改善され、その寿命を向上させる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第2の機械要素の対称軸に対して傾動した平行
なシールリング面を有するシール装置の断面図を示す。
【符号の説明】
11 第1の機械要素 12 第2の機械要素 14 軸 15 シールリング 16 バイアスリング 17 第1シールリング面 19 低圧側面 21 周面 22 シール縁部 24 溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョルダン ホルガー ドイツ連邦共和国 デー7022 レインフェ ルデン/エヒテルディンゲン、ルイテルヴ ェック 15 (72)発明者 ロルフ ペーディッヒ ドイツ連邦共和国 デー7038 ホルツゲル リンゲン アレマネンシュトラーセ 24 /1

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに相対して移動可能な同心状の2つ
    の機械要素(11,12)の間にあって、強靭な弾性プ
    ラスチックからなるシールリング(15)と、弾性材料
    からなリ、該シールリング(15)を半径方向に偏倚す
    るバイアスリング(16)とを有するシール装置であっ
    て、前記第1の機械要素(11)は前記シールリング
    (15)及び前記バイアスリング(16)を受容する溝
    (24)を呈し、無圧状態及び/又は静止状態において
    前記シールリング(15)は前記第2の機械要素(1
    2)の周面(21)上にシール表面によって着座し、か
    つ前記第2の機械要素(12)の軸(14)に対して半
    径方向から見て、前記溝(24)の低圧側面(19)か
    ら少なくとも部分的に離れているシール装置において、
    前記シールリング(15)は前記軸(14)に対して、
    平行な外周面(25)を呈し、前記シールリング(1
    5)は加圧及び/又は前記シールリング(15)と前記
    周面(21)との間の摩擦力により、前記シールリング
    (15)が前記溝(24)の前記低圧側面(19)上に
    着座し、回動方向及び/又は前記シールリング(15)
    への加圧とは無関係に常に同じ位置に配置されるシール
    縁部(22)を前記周面に対して形成するようにして、
    前記低圧側Nに傾動可能であることを特徴とするシール
    装置。
  2. 【請求項2】 無圧状態においては、前記溝の前記低圧
    側面(19)は、対向して位置し半径方向に向けられた
    第1シールリング面(17)に対して鋭角αを形成する
    ことを特徴とする請求項1記載のシール装置。
  3. 【請求項3】 前記鋭角αは10°乃至40゜の角度で
    あることを特徴とする請求の範囲第2項記載のシール装
    置。
  4. 【請求項4】 前記シールリング(15)はポリテトラ
    フルオロエチレンで製造されることを特徴とする請求の
    範囲第1項乃至第3項記載のシール装置。
  5. 【請求項5】 前記シールリング(15)はポリウレタ
    ンで製造されることを特徴とする請求の範囲第1項乃至
    第4項記載のシール装置。
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