JPH09504081A - シール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ゴム弾性シールリング１３は互いに対して移動可能な２つの同心状機械部品１１，１２の間に配置される。シールリング１３は一方では動的シール縁部２１において終端し、他方では低圧側Ｎにまで延びる面２２を有する。更に、シールリング１３の外周面２５は、シールリング１３の非圧縮状態においては溝底部１８に向かって傾斜する。仮想平面３５，３６がリング状の円錐面２２，２５を通って延びる。仮想平面３５，３６は交線３７を形成する円錐状リング状面でもある。交線３７は常に１つの平面３４（リング状面）と第２の機械部品１２の周面１５との間に配置される。

Description

【発明の詳細な説明】 シール装置 本発明は、２つの同心状の機械部品の間のゴム弾性シールリングであって、該 ２つの機械部品は互いの方向に移動させられ、且つ第２の機械構成要素側に開口 し溝底部と溝両側面とから形成される第１の機械構成要素内の溝内の所定位置に 前記シールリングを保持し、前記シールリングは動的シール縁部で第２の機械構 成要素の周面上に着座し、該周面は前記動的シール縁部から低圧側Ｎの方向に延 びる第１の面と共に第１のくさび形隙間を形成し、前記シールリングは前記低圧 側Ｎの方向に開口する前記溝底部上に支持される外周面によって第２のくさび形 隙間を形成し、前記シールリングは前記第２の機械構成要素の前記回転軸に直交 し前記動的シール縁部と交差する第１の平面を規定し、該第１の平面を越えて、 カット部により互いに離隔された第１及び第２のシールリング部分が高圧側Ｈの 方向に延び、それにより前記第１のシール部分は一端が前記動的シール縁部にあ る少なくとも１つの面によって画成され、前記第２のシールリング部分は前記第 １のシールリング部分を越えて前記高圧側Ｈの方向に突出すると共に前記外周面 と、互いに交差する第４及び第５の平面とによって形成され、該第４及び第５の 平面は肩部と、前記溝底部から離隔され前記回転軸に平行に延びる 第２の平面を規定する交線とを形成するシール装置に関する。 このタイプのシールは当該分野においてはＤＥ ３７ ３８５１２ Ａ１から 公知である。 従来のシールにおいては、シールリングは低圧側で円錐形のサポートリングに より囲繞されている。該サポートリングは、圧力が加えられると、動的シール縁 部が圧力解放されるように、シールリング上に作用する力を大部分受容する。更 に、第１のくさび形隙間がサポートリングとシールリングとの間に配され、圧力 が加えられると、この第１のくさび形隙間にシールリングが引き込まれる。従っ て第１のくさび形隙間は加圧によって閉じられる。第２のくさび形隙間が従来の シールリングの溝底部に設けられ、更に圧力が加えられることにより閉じられて 、動的シール縁部を圧力解放する。これらの隙間の角度の傾動とサポートリング の斜面の粗さにより、動的シール縁部の加圧力を特定の圧力および材料条件に合 わせて調整することが可能である。 動的シール縁部は従来のシールリングの加圧に対する反作用によって圧力解放 されるが、シールリングの戻り移動動作に必要なくさび形隙間は形成されない。 低圧側の圧力勾配は徐々に変化する依存性を有していない。このために、動的シ ール縁部は突出により破壊され、シールリングの寿命が減少することもあり得る 。 従って、本発明の主要な目的は、機械構成要素の間の隙間が 加圧されていない状態においても確実にシールされ且つ加圧状態においては改良 された耐久性を呈するように、従来のシール装置を更に改良することである。 この目的は本発明によれば、シールリングの変形されていない状態において、 外周面と第１の面が配置される第３及び第４の平面間の交線が第２の平面と周面 との間の領域に位置すると共に、シールリングが第１の平面と低圧側Ｎとの間に おいて本 圧されていない状態で溝内に着座した時、溝底部側に開口し、低圧側溝側面とこ れと境を成すシールリング面とにより形成される第３のくさび形隙間を呈するこ とにより達成される。 本発明のシールリングの変形されていない状態とは、張力又は圧力下にない時 に、溝空間に対して過大寸法を有して製造されるシールリングの形状を指す。 本体部分という表現は実質的なカット部なしに製造され、且つ大きい材料塊に 相当する変形特性を呈する材料部分を指す。 本発明のシールリングの形状は、シールリングが変形されていない状態におい て溝底部と低圧側溝側面との交線の近傍に第２のくさび形隙間を呈するように形 成される。 この第２のくさび形隙間は、本発明のシールリングの取付け状態においても加 圧状態においても、程度は減少されるが、維持される。第２のくさび形隙間によ り、シールリングの作動中、外側へ回動して第２のくさび形隙間によって形成さ れる自由空 間内に入りこむことが可能になる。 更に本発明のシールリングは、取付けられて加圧されていない状態において、 溝底部に面する第３のくさび形隙間を呈する。この第３のくさび形隙間は加圧時 に閉じられる。シールリングの加圧時には、第３のくさび形隙間により、外側に 回動して第３のくさび形隙間によって形成される自由空間に入りこむことが容易 になる。 シールリングの加圧を増大すると、そのゴム弾性材料特性のために軸方向のシ ールリングの収縮と半径方向のシールリングの伸長が生じる。本発明のシールリ ングは、第２、第３のくさび形隙間内に入り込む回動が可能であるように変形す る。これにより動的シール縁部は圧力解放される。 シール要素の突出する傾向もまたかなり改良されている。これにより本発明の シールリングは、シールリングと溝空間との間の実質的な干渉が、動的シール縁 部にかかる圧力の増大が生じない程にシールリングの取付け状態において減少さ れる、という重要な利点を有する。これによりシール縁部は従来のシールリング に比較して減少した摩擦力を呈する。その結果、摩耗量が減少し耐久性が増加す る。 安定した圧力配分がシール縁部の近傍に確立され低圧側Ｎの方向に開口する第 １のくさび形隙間の維持が保証される。第１のくさび形隙間は非常に長い稼働時 間の後も減少することなく存続する。このようにして、例えば第２の機械構成要 素が第１ の機械構成要素に対して前後運動を行うロッドである場合には、低圧領域から高 圧領域への流体の戻り移動抵抗性能が保証される。 動的シール縁部の近傍で低圧側Ｎの方向に面する第１のくさび形隙間は、溝底 部の近傍にある第２のくさび形隙間と直接的機能的関係にある。取付けられて加 圧された状態において、対応する力が、本発明のシールリング上の第１、第２の くさび形隙間の近傍に存在する。第１及び第２のくさび形隙間の間の作用結合は シールリングの外周面と第１の面との相互整合により促進される。この整合は規 定された第３、第４の平面の交線の位置と第３のくさび形隙間の位置により決定 される。 本発明のゴム弾性シールリングを取付状態に偏倚させることは、大部分シール 縁部の前方のシールリング形状の材料変形を通して行われ、これによりシール縁 部後方の領域内のシールリングの低圧領域では偏倚力がほとんど半径方向に作用 しないことが保証される。 本発明のシールリングの取付けられた状態および加圧された状態における変形 の程度は、ゴム弾性材料の選択により影響され得る。 本発明のシールリングのカット部は高圧側Ｈに面する２つのシールリング部分 同士を離隔する。カット部は加圧下において、大小の力の荷重の作用下で開閉が 可能である「蝶番」のように作用する。このように形成されたシールリングはい わゆるチェ ック弁として作用可能であり、低圧側Ｎの流体が高圧側Ｈの流体よりも大きな力 にさらされた時、確実に流体を低圧側から高圧側へと移動させる。 本発明の改良例ににおいては、シールリングは取付け状態において、低圧側溝 側面と共に第２のくさび形隙間を形成し、該第２のくさび形隙間は溝底部側に開 口し、且つ高圧をシールリングに加えたときよりも低圧をシールリングに加えた ときにより大きな半径方向の伸長を呈する。これにより、本発明のシールリング の圧力応答を特定の用途に対して個別に調整し得るという利点を有する。シール リングの形状が本発明の教示に従って鋳造される場合、低圧および高圧の流体圧 力の増大が生じると、それに匹敵した圧力解放をシールリングの動的シール縁部 において生じることが可能である。 本発明の別の形状においては、シールリングは加圧状態において、溝底部と低 圧側溝側面との隅角部領域で溝底部から離隔される。これにより、シールリング の動的シール縁部が、増大した流体圧力によりシールリングが溝底部の低圧側で 自由空間内に押圧され得る程度に圧力解放が可能であるという利点を有する。 本発明の別の実施例においては、シールリングの本体部分は、変形されていな い状態において、第２のシールリング部分の長さの２．２倍に制限された軸方向 の長さを呈し、シールリング面は、シールリングの変形されていない状態におい て、低圧側 溝側面に平行に延びる。 これにより、本発明のシールリングの本体部分はそのゴム弾性により、圧力を 加えられると第３のくさび形隙間が閉じられ且つ第２のくさび形隙間が減少する という利点を有する。もってシールリングは動的シール縁部を圧力解放すること によって加圧の増大に反応することが可能である。 本発明のシールリングの特に好ましい実施例においては、取付けられて加圧さ れていない状態において、変形によりシールリングの第３のくさび形隙間が生じ る。 本発明のシールリングは取付時に、低圧側溝側面に強く押圧されることにより 回動させられる。このために、シールリングは一部分が溝底部側に開口する第３ のくさび形隙間を生じるように形成される。このようにして、第２のくさび形隙 間によって画成される低圧側に配される自由空間は、シールリングの取付時に自 動的に拡開され、加圧下においては、本発明のシールリングは加圧によってこの 自由空間に大きい又は小さい程度に押し込まれることによりこの自由空間を埋め ることができる。このようにして、流体圧力の増大に伴いその寸法に依存して常 に圧力解放度合が増大し得るシールリングが創作される。 本発明の別の実施例においては、シールリングの本体部分は、変形されていな い状態において第２のシールリング部分の長さの２．２倍以上の軸方向の長さを 呈し、シールリングはその最終状態において、回転軸に対して傾斜し、且つシー ルリングの 取付けられ加圧されていない状態において低圧側溝側面と共に第３のくさび形隙 間を画成するシールリング面を呈する。 本発明のこの長さを有するシールリングはねじり剛性により、低圧側に対向す る第３のくさび形隙間を形成するためにもはや回動することはできない。また矩 形の溝内に取付け可能なこれらの実施例では、シールリング面が斜めであるため に第３のくさび形隙間が確立される。 本発明のシールリングの他の改良例においては、シールリングの第２の部分の 軸方向の長さの２．２倍を越えるシールリングの本体部分は、第１の外周面と溝 底部との間の角度よりも小さい角度を溝底部に対して形成する第２の外周面を呈 する。 第１の外周面に対して第２の外周面の回動が減少するために、加圧されたシー ルリングは低圧側溝側面と溝底部上に増大した領域に亘って着座可能である。こ れによりシールリングの静的シール着座挙動が安定になる。もってこの静的シー ルの信頼性はシールリングの特に動的シール縁部における圧力配分の安定化に確 実に影響する。 その他の利点は添付の図面の説明から明らかになり得る。同様に、上述の特徴 及び本発明の以下に説明する特徴は、個別にまたは任意の組合せにおいて利用す ることができる。説明する実施例は唯一の列挙ではなく、例示的な特徴を有する 例としてのみ見做されるべきである。 本発明を図面に示し、実施例についてより詳しく説明する。 図１は、変形されていない状態において本体部分が、変形されていない状態の 第２のシールリング部分の長さの２．２倍に制限された軸方向の長さを呈するシ ールリングの断面を示す。 図２は、取付け状態にある本発明の図１のシールリングの断面を示す。 図３は、加圧状態にある本発明の図１のシールリングの断面を示す。 図４は、変形されていない状態において本体部分が、変形されていない状態の 第２のシールリング部分の長さの２．２倍以上の軸方向の長さを呈するシールリ ングの断面を示す。 図面の個々の図は、本発明の対象を非常に模式的方法で示し、一定尺度で示し ていない。シールリングの個々の部分の大きさは、完成したシールリングが設け られた溝に相対して高圧側Ｈにおいて過大寸法を呈し、低圧側では過小寸法に変 化することが保証される限りにおいて相違してもよい。 図１乃至図４において同一の特徴には同一の参照符号を用いる。 図１は第１の機械構成要素１１、第２の機械構成要素１２、及びシールリング １３からなるシール装置１０を示す。同心状の機械構成要素１１，１２は互いに 相対して移動可能である。即ち、該機械構成要素は互いに対して回転又は前後移 動を行うことができる。 溝１４が第２の機械構成要素１１の周面１５側に開口して第 １の機械構成要素１１内に形成される。溝１４自体は、高圧側溝側面１６、低圧 側溝側面１７、及び溝底部１８とから形成される。機械構成要素１１，１２は隙 間１９により互いに離隔されている。 シールリング１３は第２の機械構成要素１２の対称軸に相当する回転軸２０を 呈する。シールリング１３の動的シール縁部２１が第１の面２２及び第２の面２ ３の交線で形成される。明らかに第２の面２３はシールリング１３の段部まで延 びることが可能である。第１の面２２は周面１５と共にシールが加圧されたとき も低圧側Ｎの方向に開口する（図３参照）第１のくさび形隙間２４を形成する。 外周面２５が溝底部１８に対向してシールリング１３上に形成され、該外周面は 静的シールの近傍で溝底部１８に隣接する。 図１において、シールリング１３は完全に非荷重の製造時の状態で示されてい る。シールリング１３は図１において溝１４に割り当てられ、溝底部１８は、製 造時の偏倚されていない状態のシールリング１３の外形が示され得るように、一 点鎖線で示してある。図１においては干渉を認めることができる。即ち、シール リング１３は溝１４に対して過大寸法になっている。 シールリング１３は更に、カット部２６によって互いに離隔される２つのシー ルリング部分２８，２９を呈し、該２つのシールリング部分は第１の平面２７を 越えて高圧側Ｈの方向に突出する。第１の平面２７はシール縁部２１を通って回 転軸２０ に垂直に延びる。第１のシールリング部分２８は第２の面２３及び第３の面３０ によって画成される。第２のシールリング部分２９は第４の面３１及び第５の面 ３２によって画成される。第４の面３１と第５の面３２は交線３３で互いに交差 し、肩部を形成する。交線３３は、交線３３を通って回転軸２０に平行に延びる 第２の平面３４を規定する。外周面２５は、第４の平面３６と共通の交線３７を 有する第３の平面３５内に位置する。第４の平面３６は第１の面２２がその平面 内に位置するように規定される。交線３３は周面１５と第２の平面３４によって 画成される空間内に配置される。 シールリング１３の高圧側の第４の面３１と境をなす外周面２５は回転軸２０ に対して傾動し、回転軸２０は外周面２５に対して角度α₁を画成する。図面か ら明らかなように、外周面２５と高圧側第４の面３１との交線領域に形成される 過大寸法は動的シール縁部２１の近傍で終端する。外周面２５の残りの部分にお いては、シールリング１３は過小寸法に製造される。即ち、第２のくさび形隙間 ３８が溝底部１８と低圧側溝側面１７の近傍に生じる。シールリング１３自体は 、半径方向に延びるシールリング面３９で低圧側溝側面１７に隣接するように製 造される。 図２は機械構成要素１１，１２の間に取付けられた状態にあるシールリング１ ３の断面を示す。シールリング１３は動的シール縁部２１を介して第２の機械構 成要素１２の周面１５上に 着座する。シールリング１３は、回転軸２０と外周面２５との間に図１に示され る角度α₁よりも小さい角度α₂が生じるように変形されて溝１４内で偏倚される 。第２のくさび形隙間は、シールリング１３の取付け後も低圧側溝側面１７近傍 で溝底部１８側に維持される。取付け状態におけるシールリング１３の変形によ り、第３のくさび形隙間４０が低圧側溝側面１７とシールリング１３の隣接する シール面３９との間に形成される。第１のくさび形隙間２４も取付け状態で形成 される。 図３は加圧状態における図１及び図２のシールリング１３を示す。Ｈは高圧側 を示し、Ｎは低圧側を示す。シールリング１３は高圧側Ｈからみられるように、 加圧下で蝶番の機能を果すカット部２６を呈する。シールリング１３は圧力下で は、第２及び第３のくさび形隙間３８，４０によって画成される自由空間内に押 し込まれる。シール縁部２１はシールリング１３の偏向により圧力解放される。 第１のくさび形隙間２４及び第２のくさび形隙間３８は加圧下においても存在す る。第３のくさび形隙間４０は加圧下では、シール縁面３９が低圧側溝側面１７ 上に着座するように完全に閉じ得る。 図４は第１の機械構成要素５１、第２の機械構成要素５２、及びシールリング ５３からなるシール装置５０を示す。同心状の機械構成要素５１，５２は互いに 相対して移動可能である。即ち、該機械構成要素は互いに対して回転又は前後移 動を行うことができる。 溝５４が第２の機械構成要素５２の周面５５側に開口して第１の機械構成要素 ５１内に形成される。溝５４自体は高圧側溝側面５６、低圧側溝側面５７及び溝 底部５８とから形成される。機械構成要素５１，５２は隙間５９により互いに離 隔されている。 シールリング５３は第２の機械構成要素５２の対称軸に相当する回転軸６０を 呈する。シールリング５３の動的シール縁部６１は第１の面６２及び第２の面６ ３との交線で形成される。明らかに、第２の面６３はシールリング５３の段部ま で延びることが可能である。第１の面６２は周面５５と共に、シールが加圧され た時も低圧側Ｎに開口する（図３参照）第１のくさび形隙間６４を形成する。第 １の外周面６５が溝底部５８と対向してシールリング５３上に形成され、静的シ ールの近傍で溝底部５８に隣接する。 図４は、製造時のままの完全に非荷重状態のシールリング５３を示す。シール リング５３は図４において溝５４に割り当てられ、溝底部５８はシールリング５ ３の外形が製造時の加圧されていない状態が示され得るように、一点鎖線で示し てある。図４においては干渉を認めることができる。即ち、シールリング５３は 溝５４に対して過大寸法になっている。 シールリング５３は更に、カット部６６によって互いに離隔され、かつ第１の 平面６７を越えて高圧側Ｈの方向に延びる２つのシールリング部分６８，６９を 呈する。第１の平面６７は シール縁部６１を通って回転軸６０に垂直に延びる。第１のシールリング部分６ ８は第２の面６３と第３の面７０によって画成される。第２のシールリング部分 ６９は第４の面７１と第５の面７２によって画成される。第４の面７１と第５の 面７２は交線７３で互いに交差し、肩部を形成する。交線７３は交線７３を通っ て回転軸６０に平行に延びる第２の平面７４を規定する。第１の外周面６５は、 第４の平面７６と共通の交線７７を共有する第３の平面７５内に位置する。第４ の平面７６は第１の面６２がその平面内に位置するように規定される。交線７７ は周面５５と第２の平面７４によって画成される領域に配置される。 シールリング５３の高圧側の第４の面７１と境をなす第１の外周面６５は回転 軸６０に対して傾動し、回転軸６０は第１の外周面６５に対して角度α₁を画成 する。図面から明らかなように、第１の外周面６５と高圧側第４の面７１との交 線の領域に形成される過大寸法は、動的シール縁部６１の近傍で終端する。第１ の外周面６５の残りの領域においては、シールリング５３は過小寸法に製造され る。即ち、第２のくさび形隙間７８が溝底部５８と低圧側溝側面５７の近傍に生 じる。シールリング５３の第２の外周面７９は溝底部５８に対して、第１の外周 面６５と溝底部５８との間の角度よりも小さい角度を形成する。 シールリング５３自体は、シールリング５３の変形のない状 態において第３のくさび形隙間８１が形成されるように、傾斜したシールリング 面８０によって低圧側溝側面５７上に着座するように製造される。くさび形隙間 ８１は溝側面５７とシールリング面８０によって画成される。第３のくさび形隙 間８１は、シールリング面８０がその半径方向の全長に亘って低圧側溝側面５７ 上に着座するように、加圧の増加に伴って閉じる。 ２つの同心状の互いに移動可能な機械構成要素１１，１２の間のシールリング １３はゴム弾性材料で製造され、第１の機械構成要素１１から第２の機械構成要 素１２側に開口された溝１４内に挿入される。シールリング１３は、シールリン グ１３が挿入される溝１４に比較して過大寸法を呈し、該過大寸法はシールリン グ１３の高圧側領域に形成される。シールリング１３の低圧側領域では、シール リング１３は過小寸法に製造される。溝底部１８と交差して位置する外周面２５ はシールリング１３の完全に非荷重の状態においては回転軸２０に対して角度α₁ を呈し、シールリングの取付け位置においては角度α₂に減少される。シールリ ング１３の取付け状態で、低圧側溝側面１７と溝底部１８の近傍に形成される第 ２のくさび形隙間３８はシールリング１３の加圧状態でも維持される。第１のく さび形隙間２４が第２の機械構成要素１２の周面１５とシールリング１３との間 に形成され、この第１のくさび形隙間も加圧下で維持される。 ゴム弾性シールリング１３は互いに対して移動可能な２つの 同心状機械部品１１，１２の間に配置される。シールリング１３は一方では動的 シール縁部２１において終端し、他方では低圧側Ｎにまで延びる面２２を有する 。更に、シールリング１３の外周面２５は、シールリング１３の非圧縮状態にお いては溝底部１８に向かって傾斜する。仮想平面３５，３６がリング状の円錐面 ２２，２５を通って延びる。仮想平面３５，３６は交線３７を形成する円錐状リ ング状面でもある。交線３７は常に１つの平面３４（リング状面）と第２の機械 部品１２の周面１５との間に配置される。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年９月１２日 【補正内容】 明細書 シール装置 本発明は、２つの同心状の機械構成要素の間のゴム弾性シールリングであって 、該２つの機械構成要素は互いの方向に移動させられ、且つ第２の機械構成要素 側に開口し溝底部と溝両側面とから形成される第１の機械構成要素内の溝内の所 定位置に前記シールリングを保持し、前記シールリングは動的シール縁部で第２ の機械構成要素の周面上に着座し、該周面は前記動的シール縁部から低圧側Ｎの 方向に延びる第１の面と共に第１のくさび形隙間を形成し、前記シールリングは 前記低圧側Ｎの方向に開口する前記溝底部上に支持される外周面によって第２の くさび形隙間を形成し、前記シールリングは前記第２の機械構成要素の前記縦軸 に直交し前記動的シール縁部と交差する第１の平面を規定し、該第１の平面を越 えて、カット部により互いに離隔された第１及び第２のシールリング部分が高圧 側Ｈの方向に延び、それにより前記第１のシール部分は一端が前記動的シール縁 部にある少なくとも１つの面によって画成され、前記第２のシールリング部分は 前記第１のシールリング部分を越えて前記高圧側Ｈの方向に突出すると共に前記 外周面と、互いに交差する第４及び第５の平面とによって形成され、該第４及び 第５の平面は肩部と、前記溝底部から離隔され前記縦軸に平行 に延びる 加圧されていない状態においても確実にシールされ且つ加圧状態においては改良 された耐久性を呈するように、従来のシール装置を更に改良することである。 この目的は本発明によれば、シールリングの変形されていない状態において、 外周面と第１の面が配置される第３及び第４の平面間の交線が第２の平面と第２ の機械部品の周面との間の領域に位置すると共に、シールリングが第１の平面と 低圧側Ｎとの間において本体部分(Vollkorper)として形成され、且つシールリン グが加圧されていない状態で溝内に着座した時、溝底部側に開口し、低圧側溝側 面とこれと境を成すシールリング面とにより形成される第３のくさび形隙間を呈 することにより達成される。 本発明のシールリングの変形されていない状態とは、張力又は圧力下にない時 に、溝空間に対して過大寸法を有して製造されるシールリングの形状を指す。 本体部分という表現は実質的なカット部なしに製造され、且つ大きい材料塊に 相当する変形特性を呈する材料部分を指す。 本発明のシールリングの形状は、シールリングが変形されていない状態におい て溝底部と低圧側溝側面との交線の近傍に第２のくさび形隙間を呈するように形 成される。 この第２のくさび形隙間は、本発明のシールリングの取付け状態においても加 圧状態においても、程度は減少されるが、維持される。第２のくさび形隙間によ り、シールリングの作動中、 外側へ回動して第２のくさび形隙間によって形成される自由空 溝側面に平行に延びる。 これにより、本発明のシールリングの本体部分はそのゴム弾性により、圧力を 加えられると第３のくさび形隙間が閉じられ且つ第２のくさび形隙間が減少する という利点を有する。もってシールリングは動的シール縁部を圧力解放すること によって加圧の増大に反応することが可能である。 本発明のシールリングの特に好ましい実施例においては、取付けられて加圧さ れていない状態において、変形によりシールリングの第３のくさび形隙間が生じ る。 本発明のシールリングは取付時に、低圧側溝側面に強く押圧されることにより 回動させられる。このために、シールリングは一部分が溝底部側に開口する第３ のくさび形隙間を生じるように形成される。このようにして、第２のくさび形隙 間によって画成される低圧側に配される自由空間は、シールリングの取付時に自 動的に拡開され、加圧下においては、本発明のシールリングは加圧によってこの 自由空間に大きい又は小さい程度に押し込まれることによりこの自由空間を埋め ることができる。このようにして、流体圧力の増大に伴いその寸法に依存して常 に圧力解放度合が増大し得るシールリングが創作される。 本発明の別の実施例においては、シールリングの本体部分は、変形されていな い状態において第２のシールリング部分の長さの２．２倍以上の軸方向の長さを 呈し、シールリングはその最終状態において、第２の機械部品の縦軸に対して傾 斜し、且つ シールリングの取付けられ加圧されていない状態において低圧側溝側面と共に第 ３のくさび形隙間を画成するシールリング面を呈する。 本発明のこの長さを有するシールリングはねじり剛性により、低圧側に対向す る第３のくさび形隙間を形成するためにもはや回動することはできない。また矩 形の溝内に取付け可能なこれらの実施例では、シールリング面が斜めであるため に第３のくさび形隙間が確立される。 本発明のシールリングの他の改良例においては、シールリングの第２の部分の 軸方向の長さの２．２倍を越えるシールリングの本体部分は、第１の外周面と溝 底部との間の角度よりも小さい角度を溝底部に対して形成する第２の外周面を呈 する。 第１の外周面に対して第２の外周面の回動が減少するために、加圧されたシー ルリングは低圧側溝側面と溝底部上に増大した領域に亘って着座可能である。こ れによりシールリングの静的シール着座挙動が安定になる。もってこの静的シー ルの信頼性はシールリングの特に動的シール縁部における圧力配分の安定化に確 実に影響する。 その他の利点は添付の図面の説明から明らかになり得る。同様に、上述の特徴 及び本発明の以下に説明する特徴は、個別にまたは任意の組合せにおいて利用す ることができる。説明する実施例は唯一の列挙ではなく、例示的な特徴を有する 例としてのみ見做されるべきである。 本発明を図面に示し、実施例についてより詳しく説明する。 図１は、変形されていない状態において本体部分が、変形されていない状態の 第２のシールリング部分の長さの２．２倍に制限された軸方向の長さを呈するシ ールリングの断面を示す。 図２は、取付け状態にある本発明の図１のシールリングの断面を示す。 図３は、加圧状態にある本発明の図１のシールリングの断面を示す。 図４は、変形されていない状態において本体部分が、変形されていない状態の 第２のシールリング部分の長さの２．２倍以上の軸方向の長さを呈するシールリ ングの断面を示す。 図面の個々の図は、本発明の対象を非常に模式的方法で示し、一定尺度で示し ていない。シールリングの個々の部分の大きさは、完成したシールリングが設け られた溝に相対して高圧側Ｈにおいて過大寸法を呈し、低圧側では過小寸法に変 化することが保証される限りにおいて相違してもよい。 図１乃至図４において同一の特徴には同一の参照符号を用いる。 図１は第１の機械構成要素１１、第２の機械構成要素１２、及びシールリング １３からなるシール装置１０を示す。同心状の機械構成要素１１，１２は互いに 相対して移動可能である。即ち、該機械構成要素は互いに対して回転又は前後移 動を行うことができる。 溝１４が第２の機械構成要素１１の周面１５側に開口して第１の機械構成要素 １１内に形成される。溝１４自体は、高圧側溝側面１６、低圧側溝側面１７、及 び溝底部１８とから形成される。機械構成要素１１，１２は隙間１９により互い に離隔されている。 シールリング１３は第２の機械構成要素１２の縦軸２０（対称軸）に相当する 回転軸を呈する。シールリング１３の動的シール縁部２１が第１の面２２及び第 ２の面２３の交線で形成される。明らかに第２の面２３はシールリング１３の段 部まで延びることが可能である。第１の面２２は周面１５と共にシールが加圧さ れたときも低圧側Ｎの方向に開口する（図３参照）第１のくさび形隙間２４を形 成する。外周面２５が溝底部１８に対向してシールリング１３上に形成され、該 外周面は静的シールの近傍で溝底部１８に隣接する。 図１において、シールリング１３は完全に非荷重の製造時の状態で示されてい る。シールリング１３は図１において溝１４に割り当てられ、溝底部１８は、製 造時の偏倚されていない状態のシールリング１３の外形が示され得るように、一 点鎖線で示してある。図１においては干渉を認めることができる。即ち、シール リング１３は溝１４に対して過大寸法になっている。 シールリング１３は更に、カット部２６によって互いに離隔される２つのシー ルリング部分２８，２９を呈し、該２つのシールリング部分は第１の平面２７を 越えて高圧側Ｈの方向に突 出する。第１の平面２７はシール縁部２１を通って縦軸２０に垂直に延びる。第 １のシールリング部分２８は第２の面２３及び第３の面３０によって画成される 。第２のシールリング部分２９は第４の面３１及び第５の面３２によって画成さ れる。第４の面３１と第５の面３２は交線３３で互いに交差し、肩部を形成する 。交線３３は、交線３３を通って縦軸２０に平行に延びる第２の平面３４を規定 する。外周面２５は、第４の平面３６と共通の交線３７を有する第３の平面３５ 内に位置する。第４の平面３６は第１の面２２がその平面内に位置するように規 定される。交線３３は周面１５と第２の平面３４によって画成される空間内に配 置される。 シールリング１３の高圧側の第４の面３１と境をなす外周面２５は縦軸２０に 対して傾動し、縦軸２０は外周面２５に対して角度α₁を画成する。図面から明 らかなように、外周面２５と高圧側第４の面３１との交線領域に形成される過大 寸法は動的シール縁部２１の近傍で終端する。外周面２５の残りの部分において は、シールリング１３は過小寸法に製造される。即ち、第２のくさび形隙間３８ が溝底部１８と低圧側溝側面１７の近傍に生じる。シールリング１３自体は、半 径方向に延びるシールリング面３９で低圧側溝側面１７に隣接するように製造さ れる。 図２は機械構成要素１１，１２の間に取付けられた状態にあるシールリング１ ３の断面を示す。シールリング１３は動的シ ール縁部２１を介して第２の機械構成要素１２の周面１５上に着座する。シール リング１３は、縦軸２０と外周面２５との間に図１に示される角度α₁よりも小 さい角度α₂が生じるように変形されて溝１４内で偏倚される。第２のくさび形 隙間は、シールリング１３の取付け後も低圧側溝側面１７近傍で溝底部１８側に 維持される。取付け状態におけるシールリング１３の変形により、第３のくさび 形隙間４０が低圧側溝側面１７とシールリング１３の隣接するシール面３９との 間に形成される。第１のくさび形隙間２４も取付け状態で形成される。 図３は加圧状態における図１及び図２のシールリング１３を示す。Ｈは高圧側 を示し、Ｎは低圧側を示す。シールリング１３は高圧側Ｈからみられるように、 加圧下で蝶番の機能を果すカット部２６を呈する。シールリング１３は圧力下で は、第２及び第３のくさび形隙間３８，４０によって画成される自由空間内に押 し込まれる。シール縁部２１はシールリング１３の偏向により圧力解放される。 第１のくさび形隙間２４及び第２のくさび形隙間３８は加圧下においても存在す る。第３のくさび形隙間４０は加圧下では、シール縁面３９が低圧側溝側面１７ 上に着座するように完全に閉じ得る。 図４は第１の機械構成要素５１、第２の機械構成要素５２、及びシールリング ５３からなるシール装置５０を示す。同心状の機械構成要素５１，５２は互いに 相対して移動可能である。即ち、該機械構成要素は互いに対して回転又は前後移 動を行う ことができる。 溝５４が第２の機械構成要素５２の周面５５側に開口して第１の機械構成要素 ５１内に形成される。溝５４自体は高圧側溝側面５６、低圧側溝側面５７及び溝 底部５８とから形成される。機械構成要素５１，５２は隙間５９により互いに離 隔されている。 シールリング５３は第２の機械構成要素５２の縦軸６０（対称軸）に相当する 回転軸を呈する。シールリング５３の動的シール縁部６１は第１の面６２及び第 ２の面６３との交線で形成される。明らかに、第２の面６３はシールリング５３ の段部まで延びることが可能である。第１の面６２は周面５５と共に、シールが 加圧された時も低圧側Ｎに開口する（図３参照）第１のくさび形隙間６４を形成 する。第１の外周面６５が溝底部５８と対向してシールリング５３上に形成され 、静的シールの近傍で溝底部５８に隣接する。 図４は、製造時のままの完全に非荷重状態のシールリング５３を示す。シール リング５３は図４において溝５４に割り当てられ、溝底部５８はシールリング５ ３の外形が製造時の加圧されていない状態が示され得るように、一点鎖線で示し てある。図４においては干渉を認めることができる。即ち、シールリング５３は 溝５４に対して過大寸法になっている。 シールリング５３は更に、カット部６６によって互いに離隔され、かつ第１の 平面６７を越えて高圧側Ｈの方向に延びる２ つのシールリング部分６８，６９を呈する。第１の平面６７はシール縁部６１を 通って縦軸６０に垂直に延びる。第１のシールリング部分６８は第２の面６３と 第３の面７０によって画成される。第２のシールリング部分６９は第４の面７１ と第５の面７２によって画成される。第４の面７１と第５の面７２は交線７３で 互いに交差し、肩部を形成する。交線７３は交線７３を通って縦軸６０に平行に 延びる第２の平面７４を規定する。第１の外周面６５は、第４の平面７６と共通 の交線７７を共有する第３の平面７５内に位置する。第４の平面７６は第１の面 ６２がその平面内に位置するように規定される。交線７７は周面５５と第２の平 面７４によって画成される領域に配置される。 シールリング５３の高圧側の第４の面７１と境をなす第１の外周面６５は縦軸 ６０に対して傾動し、縦軸６０は第１の外周面６５に対して角度α₁を画成する 。図面から明らかなように、第１の外周面６５と高圧側第４の面７１との交線の 領域に形成される過大寸法は、動的シール縁部６１の近傍で終端する。第１の外 周面６５の残りの領域においては、シールリング５３は過小寸法に製造される。 即ち、第２のくさび形隙間７８が溝底部５８と低圧側溝側面５７の近傍に生じる 。シールリング５３の第２の外周面７９は溝底部５８に対して、第１の外周面６ ５と溝底部５８との間の角度よりも小さい角度を形成する。 シールリング５３自体は、シールリング５３の変形のない状 態において第３のくさび形隙間８１が形成されるように、傾斜したシールリング 面８０によって低圧側溝側面５７上に着座するように製造される。くさび形隙間 ８１は溝側面５７とシールリング面８０によって画成される。第３のくさび形隙 間８１は、シールリング面８０がその半径方向の全長に亘って低圧側溝側面５７ 上に着座するように、加圧の増加に伴って閉じる。 ２つの同心状の互いに移動可能な機械構成要素１１，１２の間のシールリング １３はゴム弾性材料で製造され、第１の機械構成要素１１から第２の機械構成要 素１２側に開口された溝１４内に挿入される。シールリング１３は、シールリン グ１３が挿入される溝１４に比較して過大寸法を呈し、該過大寸法はシールリン グ１３の高圧側領域に形成される。シールリング１３の低圧側領域では、シール リング１３は過小寸法に製造される。溝底部１８と交差して位置する外周面２５ はシールリング１３の完全に非荷重の状態においては縦軸２０に対して角度α₁ を呈し、シールリングの取付け位置においては角度α₂に減少される。シールリ ング１３の取付け状態で、低圧側溝側面１７と溝底部１８の近傍に形成される第 ２のくさび形隙間３８はシールリング１３の加圧状態でも維持される。第１のく さび形隙間２４が第２の機械構成要素１２の周面１５とシールリング１３との間 に形成され、この第１のくさび形隙間も加圧下で維持される。 請求の範囲 １． ２つの同心状の機械構成要素（１１，１２；５１，５２）の間のゴム弾性 シールリング（１３；５３）であって、前記２つの機械構成部品は互いの方向に 移動させられ、前記第２の機械構成要素（１２；５２）側に開口し溝底部（１８ ；５８）と溝両側面（１６，１７；５６，５７）とから形成される前記第１の機 械構成要素（１４；５４）内の溝（１４；５４）内の所定位置に前記シールリン グ（１３；５３）を保持し、前記シールリング（１３；５３）は動的シール縁部 （２１；６１）で前記第２の機械構成要素（１２；５２）上に形成された周面（ １５；５５）上に着座し、該周面は前記動的シール縁部（２１；６１）から低圧 側Ｎの方向に延びる第１の面（２２；６２）と共に第１のくさび形隙間（２４； ６４）を形成し、前記シールリング（１３；５３）は前記低圧側Ｎの方向に開口 する前記溝底部（１８；５８）上に支持される外周面（２５；６５）によって第 ２のくさび形隙間（３８；７８）を形成し、前記シールリング（１３；５３）は 前記第２の機械構成要素（１２；５２）の前記縦軸（２０；６０）に直交し前記 動的シール縁部（２１；６１）と交差する第１の平面（２７；６７）を規定し、 該第１の平面を越えて、カット部（２６；６６）により互いに離隔された第１及 び第２のシールリング部分（２８，２９；６８，６９）が高圧側Ｈの方向に突出 し、それにより前記第１のシール 部分（２８；６８）は一端が前記動的シール縁部（２１；６１）にある少なくと も１つの面（２２，２３；６２，６３）によって画成され、前記第２のシールリ ング部分（２９；６９）は前記第１のシールリング部分（２８；６８）を越えて 前記高圧側Ｈの方向に突出すると共に前記外周面（２５；６５）と、互いに交差 する第４及び第５の面（３１，３２；７１，７２）とによって形成され、該第４ 及び第５の面は肩部と、前記溝底部（１８；５８）から離隔され前記縦軸（２０ ；６０）に平行に延びる第２の平面（３４；７４）を規定する交線とを形成する シール装置において、前記外周面（２５；６５）と前記第１の面（２２；６２） が前記シールリング（１３；５３）が変形されていない状態で配置される第３及 び第４の平面（３５，３６；７５，７６）間の交線（３７；７７）が前記第２の 平面（３４；７４）と前記第２の機械構成要素の前記周面（１５；５５）との間 の領域に位置すると共に、前記シールリング（１３；５３）が前記第１の平面（ ２７；６７）と前記低圧側Ｎとの間において本体部分(Vollkorper)として形成さ れ、且つ前記シールリング（１３；５３）が前記溝（１４；５４）内に取付けら れ且つ加圧されていない状態で前記溝底部（１８；５８）側に開口し、前記低圧 側溝側面（１７；５７）とこれと隣接するシールリング面（３９；８０）とによ り形成される第３のくさび形隙間（４０；８１）を呈することを特徴とするシー ルリング。 ２． 前記第３のくさび形隙間（４０；８１）は高いシールリング 加圧時よりも低いシールリング加圧時に、より大きな半径方向の伸長を呈するこ とを特徴とする請求の範囲第１の項記載のシールリング。 ３． 前記シールリング（１３，５３）は加圧状態において、前記溝底部（１８ ；５８）と前記低圧側溝側面（１７；５７）との間の隅角部領域で、前記溝底部 （１８；５８）から離隔されることを特徴とする請求の範囲第１の項又は第２の 項記載のシールリング。 ４． 前記シールリング（１３）の前記本体部分は、変形されていない状態にお いて、前記第２のシールリング部分（２９）の長さの２．２倍に制限された軸方 向の長さを呈し、前記シールリング面（３９）は、前記シールリング（１３）の 変形されていない状態において前記低圧側溝側面（１７）に平行に延びることを 特徴とする先行する請求の範囲の１つに記載のシールリング。 ５． 前記シールリング（１３）は、取付けられて加圧されていない状態におい て変形により前記第３のくさび形隙間（４０）を呈することを特徴とする請求の 範囲第４の項記載のシールリング。 ６． 前記シールリング（５３）本体部分は、変形されていない状態において前 記第２のシールリング部分（６９）の長さの２．２倍以上である軸方向の長さを 呈し、前記シールリング（５３）は、製造時の状態において前記第２の機械構成 要素の前記縦軸 に対して傾斜し、且つ前記シールリング（５３）の取付けられて加圧されていな い状態において前記低圧側溝側面（５７）と共に前記第３のくさび形隙間（８１ ）を画成するシールリング面（８０）を呈することを特徴とする請求の範囲第１ の項乃至第３の項の１つに記載のシールリング。 ７． 前記第２のシールリング部分（６９）の前記軸方向の長さの２．２倍を越 える前記シールリング（５３）の前記本体部分は第２の外周面（７９）を呈し、 該第２の外周面は前記溝底部（５８）に対して前記第１の外周面（６５）と前記 溝底部（５８）との間の角度よりも小さい角度を形成することを特徴とする請求 の範囲第６項記載のシールリング。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ)，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，Ｎ Ｌ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ２つの同心状の機械構成要素（１１，１２；５１，５２）の間のゴム弾性 シールリング（１３；５３）であって、前記２つの機械構成部品は互いの方向に 移動させられ、前記第２の機械構成要素（１２；５２）側に開口し溝底部（１８ ；５８）と溝両側面（１６，１７；５６，５７）とから形成される前記第１の機 械構成要素（１４；５４）内の溝（１４；５４）内の所定位置に前記シールリン グ（１３；５３）を保持し、前記シールリング（１３；５３）は動的シール縁部 （２１；６１）で前記第２の機械構成要素（１２；５２）上に形成された周面（ １５；５５）上に着座し、該周面は前記動的シール縁部（２１；６１）から低圧 側Ｎの方向に延びる第１の面（２２；６２）と共に第１のくさび形隙間（２４； ６４）を形成し、前記シールリング（１３；５３）は前記低圧側Ｎの方向に開口 する前記溝底部（１８；５８）上に支持される外周面（２５；６５）によって第 ２のくさび形隙間（３８；７８）を形成し、前記シールリング（１３；５３）は 前記第２の機械構成要素（１２；５２）の前記回転軸（２０；６０）に直交し前 記動的シール縁部（２１；６１）と交差する第１の平面（２７；６７）を規定し 、該第１の平面を越えて、カット部（２６；６６）により互いに離隔された第１ 及び第２のシールリング部分（２８，２９；６８，６９）が高圧側Ｈの方向に突 出し、それにより前記第１のシール 部分（２８；６８）は一端が前記動的シール縁部（２１；６１）にある少なくと も１つの面（２２，２３；６２，６３）によって画成され、前記第２のシールリ ング部分（２９；６９）は前記第１のシールリング部分（２８；６８）を越えて 前記高圧側Ｈの方向に突出すると共に前記外周面（２５；６５）と、互いに交差 する第４及び第５の面（３１，３２；７１，７２）とによって形成され、該第４ 及び第５の面は肩部と、前記溝底部（１８；５８）から離隔され前記回転軸（２ ０；６０）に平行に延びる第２の平面（３４；７４）を規定する交線とを形成す るシール装置において、前記外周面（２５；６５）と前記第１の面（２２；６２ ）が前記シールリング（１３；５３）が変形されていない状態で配置される第３ 及び第４の平面（３５，３６；７５，７６）間の交線（３７；７７）が前記第２ の平面（３４；７４）と前記周面（１５；５５）との間の領域に位置すると共に 、前記シールリング（１３；５３）が前記第１の平面（２７；６７）と前記低圧 側Ｎとの間において本体部分（Vo ３）が前記溝（１４；５４）内に取付けられ且つ加圧されていない状態で前記溝 底部（１８；５８）側に開口し、前記低圧側溝側面（１７；５７）とこれと隣接 するシールリング面（３９；８０）とにより形成される第３のくさび形隙間（４ ０；８１）を呈することを特徴とするシールリング。 ２． 前記第３のくさび形隙間（４０；８１）は高いシールリング 加圧時よりも低いシールリング加圧時に、より大きな半径方向の伸長を呈するこ とを特徴とする請求の範囲第１の項記載のシールリング。 ３． 前記シールリング（１３，５３）は加圧状態において、前記溝底部（１８ ；５８）と前記低圧側溝側面（１７；５７）との間の隅角部領域で、前記溝底部 （１８；５８）から離隔されることを特徴とする請求の範囲第１の項又は第２の 項記載のシールリング。 ４． 前記シールリング（１３）の前記本体部分は、変形されていない状態にお いて、前記第２のシールリング部分（２９）の長さの２．２倍に制限された軸方 向の長さを呈し、前記シールリング面（３９）は、前記シールリング（１３）の 変形されていない状態において前記低圧側溝側面（１７）に平行に延びることを 特徴とする先行する請求の範囲の１つに記載のシールリング。 ５． 前記シールリング（１３）は、取付けられて加圧されていない状態におい て変形により前記第３のくさび形隙間（４０）を呈することを特徴とする請求の 範囲第４の項記載のシールリング。 ６． 前記シールリング（５３）本体部分は、変形されていない状態において前 記第２のシールリング部分（６９）の長さの２．２倍以上である軸方向の長さを 呈し、前記シールリング（５３）は、製造時の状態において回転軸に対して傾斜 し、且つ前記シ ールリング（５３）の取付けられて加圧されていない状態において前記低圧側溝 側面（５７）と共に前記第３のくさび形隙間（８１）を画成するシールリング面 （８０）を呈することを特徴とする請求の範囲第１の項乃至第３の項の１つに記 載のシールリング。 ７． 前記第２のシールリング部分（６９）の前記軸方向の長さの２．２倍を越 える前記シールリング（５３）の前記本体部分は第２の外周面（７９）を呈し、 該第２の外周面は前記溝底部（５８）に対して前記第１の外周面（６５）と前記 溝底部（５８）との間の角度よりも小さい角度を形成することを特徴とする請求 の範囲第６項記載のシールリング。