KR101446988B1 - 레이디얼 시일 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 레이디얼 샤프트 시일 어셈블리를 제조하는 방법이다. 본 발명의 방법은 링형상 폴리테트라플루오로에틸렌 시일의 내경을 몰드 코어 요소 위에서 맨드릴에 의해 축선으로부터 제1 신장 상태까지 반경방향 외측으로 신장시키는 단계를 포함한다. 본 발명의 방법은 또한 몰드 코어 요소 위에서 신장된 폴리테트라플루오로에틸렌 시일 둘레에 적어도 하나의 몰드 요소로 실질적으로 밀폐된 몰드 캐버티를 형성하는 단계를 포함한다. 본 발명의 방법은 또한 신장된 폴리테트라플루오로에틸렌 시일로부터 이격시켜 몰드 캐버티 내에 강성 케이싱을 배치하는 단계를 포함한다. 본 발명의 방법은 또한 몰드 캐버티 내로 액화 고무 엘라스토머를 주입하는 단계를 포함한다. 본 발명의 방법은 또한 강성 케이싱과 신장된 폴리테트라플루오로에틸렌 시일이 고체 고무 엘라스토머 부재에 결합되도록 액화 고무 엘라스토머를 열과 압력 하에서 몰드 성형하는 단계를 포함한다. 본 발명의 방법은 또한 합체 결합된 폴리테트라플루오로에틸렌 시일, 강성 케이싱 및 고무 엘라스토머 부재를 제1 신장 상태를 초과하는 폴리테트라플루오로에틸렌 시일의 내경의 신장 없이 몰드 코어 요소로부터 제거하는 단계를 포함한다.
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폴리테트라플루오로에틸렌 시일, 맨드릴, 몰드 코어 요소, 몰드 캐버티, 강성 케이싱, 엘라스토머 부재, 푸셔, 절두형상부, 주입 포트

Description

레이디얼 시일 및 그 제조 방법{RADIAL SEAL AND METHOD OF MAKING}
본 발명은 크게는 레이디얼 시일에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 엘라스토머 케이싱 층에 직접 결합되는 레이디얼 샤프트 시일과 같은 개선된 플루오로폴리머 레이디얼 시일을 제조하는 방법에 관한 것이다.
차량의 에어 컨디셔너 압축기, 슈퍼차저, 파워 스티어링 펌프 및 엔진 크랭크샤프트의 주 회전 샤프트를 밀봉하는 데 사용하도록 설계되는 레이디얼 샤프트 시일은 다수의 밀봉 요소를 사용할 수 있고, 밀봉되어져야 할 유체 즉 가스와 면하게 되는 제1의 밀봉 요소는 천연 또는 합성 고무와 같은 엘라스토머가 되도록 설계된다. 엘라스토머는 일반적으로 샤프트에 대해 밀봉성을 제공할 만큼 충분한 가요성 및 탄성을 가지고 있다. 고강성, 저마찰, 내화학성인 제2의 밀봉 요소는 일반적으로 엘라스토머 밀봉 요소 뒤에서 앞뒤로 나란히 위치되고, 고강성 내마모 밀봉 요소의 밀봉 에지와 고탄성 엘라스토머 밀봉 요소의 배면의 밀봉 에지 사이에는 축선방향 갭이 제공된다. 제2의 밀봉 요소는 일반적으로 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 또는 PTFE의 기계적 특성, 트라이볼러지(tribology) 특성이나 기타 특성을 제어하기 위한 하나 이상의 공지의 충전재를 혼합시킨 충전 PTFE 재료와 같은 플루오로폴리머로 제작된다.
일반적으로 당해 기술분야에서는, 그와 같은 시일 구조물의 요소들은 대개는 함께 모아진 다음 크림핑 공정을 이용하여 하나의 유닛으로 서로 결합되도록 하여 왔다. 그와 같은 공정에서는, 고무 요소와 PTFE 요소는 하나의 시일을 형성하기 위해 2개의 강성 케이싱 사이에서 크림핑 가공된다. PTFE 요소는 또한 일반적으로 고무 요소와 강성 케이싱들 중의 하나와의 사이에서 크림핑 가공된다. 전체 시일을 형성하기 위해 결합 즉 고정되는 평면 PTFE 와셔 또는 예비성형된 원추형 구조물을 사용하는 것이 당해 기술분야에 알려져 있다.
엘라스토머 요소와 PTFE 요소를 강성 케이싱 내에서 크림핑 가공 즉 결합 가공시키는 대신에 PTFE 밀봉 요소와 금속 케이싱의 양자에 대해 엘라스토머 요소를 몰드 성형시킴으로써 PTFE 밀봉 요소가 부착되는 금속 케이싱을 사용하는 다른 레이디얼 샤프트 시일 설계안도 제안되었다. 그와 같은 설계안에서는, PTFE 요소는 엘라스토머 밀봉 요소의 부하를 지지하고 제어하는 베어링 부재로서만 이용될 수 있고, 따라서 밀봉 기능은 전적으로 엘라스토머 밀봉 요소에 의해서만 수행된다. 그와 같은 시일 형태의 일례가 캐더(Cather)에 주어진 미국특허 제4,274,641호에 개시되어 있다. 이 시일 형태에서는, PTFE 베어링 부재와 엘라스토머 밀봉 립은 앞뒤로 나란히 결합되어 양자 모두가 샤프트 표면과 접촉하게 된다. 이와 유사하게, 존스턴(Johnston) 등에게 주어진 미국특허 제6,428,013호(이하 「존스턴 특허」라 함)에 PTFE 밀봉 요소와 엘라스토머 요소의 양자 모두가 밀봉이 이루어져야 할 샤프트 표면과 접촉하게 되는 몇 가지 시일 설계안이 개시되어 있다.
엘라스토머 밀봉 요소를 편입하지 않고 유체 시일을 제공하는 데 PTFE 밀봉 요소에만 전적으로 의존하는 또다른 시일 설계안도 제안되었다. 그와 같은 하나의 레이디얼 샤프트 시일 설계안이 부허(Bucher) 등에게 주어진 미국특허 제4,650,196호(이하 「부허 특허」라 함)에 개시되어 있다. '부허 특허'에서는, PTFE 요소의 전체 길이 중의 일부 길이분이 엘라스토머 케이싱에 결합되고, 엘라스토머 케이싱은 다시 강성 케이싱에 결합된다. 이와 유사하게, '존스턴 특허'에 PTFE 밀봉 요소를 주된 밀봉 요소로서 편입하고 있는 몇 가지 시일 설계안이 개시되어 있다.
상술한 바와 같은 전술한 종래기술의 레이디얼 샤프트 시일 설계안의 한가지 한계점은 PTFE 밀봉 요소가 그것의 전체 길이를 따라서 밀봉하지 않는다는 점이다. 예컨대, '존스턴 특허'의 설계안에 있어서는, PTFE 밀봉 요소는 그것의 전체 길이가 샤프트와 접촉하지 않는다. 이는 유용한 PTFE 밀봉 재료의 차선적인 이용으로 이어지는 '부허 특허'에서도 마찬가지다. 또한, 이들 레이디얼 시일 설계안은 PTFE의 제한된 접촉 면적 때문에 PTFE 밀봉 요소 자체에 의해 샤프트나 다른 밀봉 표면에 가해지거나 엘라스토머 케이싱과 PTFE 밀봉 요소의 조합에 의해 샤프트나 다른 밀봉 표면에 가해지는 밀봉압의 제한된 제어만을 제공한다. 상기의 한계점에 더하여, 전술한 종래기술의 레이디얼 샤프트 시일 설계는 시일을 샤프트나 밀봉되어야 할 다른 부재 상에 설치하는 것과 관련하여 여러가지 알려진 한계점을 가지고 있다. PTFE 립이 주된 밀봉 립이 되는 많은 공지의 설계안은 밀봉 영역의 유체측(일반적으로 오일측)과 면하게 되는 레이디얼 밀봉 립의 자유 단부를 가진다. 이러한 형태는 원형 샤프트 등에 설치하기가 곤란한 것으로 알려져 있고, PTFE 재료의 표면에 흠집을 발생시키거나 다른 손상을 일으켜 시일의 기능을 손상시키는 것 을 피하도록 그와 같은 시일을 샤프트 상에 조립하는 데 특수한 고정구 및 설치 공구와 특별한 조립 주의사항 또는 방법을 필요로 한다. PTFE와 같은 플루오로폴리머 밀봉 재료는 효과적인 밀봉 성능을 손상시킬 수 있는 밀봉면의 흠집 또는 다른 표면 손상이 발생하기가 매우 쉽다는 것이 알려져 있다. 그와 같은 시일의 설치성을 향상시키고 설치시에 흠집 발생, 역방향 접힘, 접힌 자국의 가능성을 감소시키기 위해 '존스턴 특허'에서와 같이 밀봉 요소의 자유 단부가 오일 설치측의 반대쪽을 향하도록 한 PTFE 밀봉 요소의 반전된 배치 형태가 제안되었다. 하지만, 그와 같은 시일 형태도 여전히 전술한 시일 형태와 같이 다른 한계점을 가질 뿐이다.
요컨대, 본 발명은 레이디얼 샤프트 시일 어셈블리를 제조하는 방법이다. 본 발명의 방법은 링형상 폴리테트라플루오로에틸렌 시일의 내경을 몰드 코어 요소 위에서 맨드릴에 의해 축선으로부터 제1 신장 상태까지 반경방향 외측으로 신장시키는 단계를 포함한다. 본 발명의 방법은 또한 몰드 코어 요소 위에서 신장된 폴리테트라플루오로에틸렌 시일 둘레에 적어도 하나의 몰드 요소로 실질적으로 밀폐된 몰드 캐버티를 형성하는 단계를 포함한다. 본 발명의 방법은 또한 신장된 폴리테트라플루오로에틸렌 시일로부터 이격시켜 몰드 캐버티 내에 강성 케이싱을 배치하는 단계를 포함한다. 본 발명의 방법은 또한 몰드 캐버티 내로 액화 고무 엘라스토머를 주입하는 단계를 포함한다. 본 발명의 방법은 또한 강성 케이싱과 신장된 폴리테트라플루오로에틸렌 시일이 고체 고무 엘라스토머 부재에 결합되도록 액화 고무 엘라스토머를 열과 압력 하에서 몰드 성형하는 단계를 포함한다. 본 발명의 방법은 또한 합체 결합된 폴리테트라플루오로에틸렌 시일, 강성 케이싱 및 고무 엘라스토머 부재를 제1 신장 상태를 초과하는 폴리테트라플루오로에틸렌 시일의 내경의 신장 없이 몰드 코어 요소로부터 제거하는 단계를 포함한다.
본 발명은 이어지는 실시예의 설명과 아래에 간단히 설명되는 첨부 도면을 참조함으로써 보다 쉽게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 제1의 실시형태에 따른 시일 예비성형품을 신장시키는 장치의 분해 단면도이다.
도 2는 복수의 몰드 요소로 제작된 몰드 구조물의 단면도이다.
도 3은 몰드 구조물에 의해 형성된 몰드 캐버티에 초점을 맞춘 도 2의 확대 부분도이다.
도 4는 본 발명의 제2의 실시형태에 따른 몰드 구조물의 단면도이다.
본 발명의 다수의 실시형태가 본 명세서의 도면에 도시되어 있다. 유사한 부재가 본 발명의 여러 실시형태에서 보여지고 있다. 유사한 부재에는 공통의 도면번호가 부여되었고, 알파벳을 부가하여 구별되도록 하였다. 또한, 일관성을 높이기 위해, 특정 도면에서의 부재들은 그것이 모든 실시형태에서 나타나는 것이 아니더라도 그 특정 도면에서는 공통적으로 동일한 알파벳이 부가되도록 하였다(예컨대, 도 4에서는 알파벳 'a'가 모든 부재에 공통적으로 부가되었다). 유사한 부재는 도면이나 명세서에서 특별한 언급이 없는 한 유사한 구조, 유사한 동작 및/또는 유사한 기능을 가진다. 또한, 하나의 실시형태의 특정 부재들은 도면이나 명세서에서 특별한 언급이 없는 한 또다른 실시형태의 대응하는 부재를 대체할 수 있다.
도 1은 레이디얼 샤프트 시일을 제조하기 위한 장치(300)의 일부를 도시하고 있다. 장치(300)는 레이디얼 시일의 예비성형품(72)을 신장시킬 수 있고, 푸셔(78)와 맨드릴(64)을 구비하고 있다. 맨드릴(64)은 길이방향 축선(67)을 연장시키고 있고, 최대 반경 에지(73)에서 끝나는 절두형상부(65)를 구비하고 있다. 맨드릴(64)은 원통형인 몰드 코어 요소(98)와 일체로 형성되어 있다.
도 1은 또한 예비성형품(72)의 상태로 있는 링형상 폴리테트라플루오로에틸렌 시일을 도시하고 있다. 예비성형품(72)(와셔의 형태로 이하 '와셔(72)'라 칭하기도 함)은 내경 즉 표면(62)과 외경 즉 표면(74)를 가지고 있다. 평면 플루오로폴리머 와셔(72)는 맨드릴(64)의 상단부(76) 상에 위치된다. 맨드릴(64)의 상단부(76)의 직경은 플루오로폴리머 와셔(72)의 내경(62)보다 작다.
확장가능한 푸셔 즉 설치 도구는 복수의 개별적인 확장가능한 핑거(80)와 같은 확장가능한 하부 섹션을 가진 플런저의 형태로 되어 있다. 확장가능한 핑거(80)의 각각은 설치 도구가 화살표(84)로 표시된 방향으로 이동하여 평면 와셔(72) 및 맨드릴(64)이 접촉할 때 평면 와셔(72)와 결합하도록 사용되는 접촉면(82)을 가지고 있다. 확장가능한 푸셔 즉 설치 도구의 핑거(80)가 맨드릴(64)의 절두형상부(65)의 경사진 외면(86)을 따라 이동함에 따라, 확장가능한 핑거(80)의 접촉면(82)은 플루오로폴리머 와셔(72)의 상부 표면(88)과 결합하여 플루오로폴리머 와셔(72)가 맨드릴(64)의 외면(86)을 따라 아래로 슬라이드 하게 만든다. 맨드릴(64)은 하나 이상의 경사부를 가질 수 있고, 몰드 코어 요소의 외면(87)이 플루오로폴리머 와셔(72)의 내경(62)보다 크게 되도록 구성된다. 외면(87)의 경사부는 직선형 프로파일, 컨벌류트 프로파일, 인벌류트 프로파일 또는 예비성형품(72)에 예응력을 부가하기 위한 다른 적합한 경사진 프로파일을 가질 수 있다.
예비성형품(72)의 크기는 맨드릴(64) 및 몰드 코어 요소(98)의 크기와 함께 플루오로폴리머 시일 예비성형품(72)에 실행되는 신장량과 예응력이 부가되는 플루오로폴리머 시일(32)(도 2 참조)에 부가되는 예응력의 크기를 결정한다. 와셔(72)와 맨드릴(64)은 맨드릴(64)의 외면(87)의 직경이 플루오로폴리머 시일 예비성형품(72)의 외경보다 크게 되도록 선정될 수 있다. 따라서, 와셔(72)는 내경(62)과 외경(74) 양자 모두에서 예응력이 부가될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 와셔(72)는 맨드릴(64)에 대해 플런저를 하강시킴으로써 맨드릴(64)의 외면(86)을 따라 아래로 슬라이드한다. 그 결과, 와셔(72)는 소정적으로 신장되어(제1 신장 상태) 시일(32)이 된다. "제1 신장 상태"란 플루오로폴리머 시일이 강성 케이싱과 함께 엘라스토머 부재에 결합되어 레이디얼 시일 어셈블리로 완성되었을 때의 신장 직경까지 플루오로폴리머 시일의 축선으로부터의 직경이 신장된 상태를 말한다. 시일(32)은 적어도 제1 단부(90)에서 예응력 부가 상태에 있게 될 것이다. 예비성형품(72)의 내경(62)은 예응력 부가된 시일(32)의 단부(90)에 대응된다. 예응력 부가된 플루오로폴리머 시일(32)의 길이에 따른 응력의 레벨은, 플루오로폴리머 와셔(72)의 내경에 인접한 와셔(72)의 부분이 외경(74)에 인접한 부분보다 더 큰 정도로 신장되기 때문에, 가변적일 수 있다. 외경(74)은 또한 맨드릴(64)을 따라 아래로 슬라이드하면서 확장되어, 플루오로폴리머 시일(32)의 제2 단부(92)에 예응력을 부가할 수 있다.
미국특허출원 제11/224,362호(이하 「'362 출원」이라 함)는 본 발명의 실시형태에 있어서의 몰드 코어 요소(98) 상에 예비성형품 즉 와셔(72)를 위치시키는 것과 관련하여 추가적인 상세한 설명을 제공하고 있다. '362 출원은 본 발명의 실시형태를 교시하는 것으로서 그 전체가 참조된다. 맨드릴 상에 시일을 위치시키는 다른 방법도 본 발명과 관련하여 실시될 수 있다.
도 2는 몰드 코어 요소(98) 상에 배치된 시일(32)과 예응력 부가된 시일(32) 주변에 형성된 몰드 캐버티(70)를 도시하고 있다. 본 발명의 이 실시형태에서는, 복수의 몰드 요소(100, 102, 104, 108)가 몰드 코어 요소(98)와 함께 몰드 캐버티(70)를 형성하고 있다. 본 발명의 변경된 실시형태에서는, 몰드 캐버티(70)는 5개 미만의 몰드 요소에 의해 또는 5개 초과의 몰드 요소에 의해 형성될 수도 있다.
도 3을 참조하면, 몰드 캐버티(70)는 화살표(114)로 표시된 방향으로 제1 거리만큼 슬리브(sleeve) 모양으로 연장된 제1 부분(112)을 포함하고 있고, 화살표(114)로 표시된 방향은 축선(67)(도 1 및 도 2 참조)에 평행하다. 제1 부분(112)은 최대 반경 에지(73)에 인접한 제1 단부(116)로부터 제1 단부(116)에서 이격된 제2 단부(118)까지 연장되어 있다. 몰드 캐버티(70)는 또한 축선(67)(도 1 및 도 2 참조)에 대해 제1 부분(112)의 반경방향 외측으로 이격된 제2 부분(120)을 포함하고 있다. 제2 부분(120)은 화살표(122)로 표시된 방향으로 제2 거리만큼 슬 리브 모양으로 연장되어 있고, 화살표(122)로 표시된 방향은 축선(67)에 평행하다. 제2 부분(120)은 서로 이격된 제1 단부(124)와 제2 단부(126) 사이에 연장되어 있다. 작업에 있어서는, 케이싱(30)이 제2 부분 내에 배치되어, 축선(67)에 대해 서로 반경방향으로 이격되어 제1 단부(124)에서 서로 연통되어 있는 2개의 부속 슬리브 형상부(136, 138)로 제2 부분(120)을 이분할할 수 있다.
몰드 캐버티(70)는 또한 제1 부분(112)과 제2 부분(120)을 서로 유체 연통 상태에 놓이도록 제2 단부(118, 126) 사이에 축선(67)에 대해 반경방향으로 연장되어 있는 제3 부분(128)을 포함하고 있고, 제2 부분(120)은 케이싱(30)이 몰드 캐버티(70) 내에 있을 때 본 발명의 실시형태의 부속 슬리브 형상부(136)를 통해 연결된다. 제3 부분(128)은 축선(67)에 대해 횡단방향으로 연장되어 있다. 도 3의 단면도는 채플릿(chaplet)(134)을 보여주고 있다. 이 채플릿(134)은 몰드 캐버티의 임의의 단면 모두에 존재하는 것은 아니다.
제1 부분(112), 제2 부분(120) 및 제3 부분(128)의 구성의 결과로써, 몰드 캐버티의 단면은 U 형상, J 형상, W 형상, V 형상, H 형상 또는 제1 부분(112)의 제1 단부(116)와 제2 부분(120)의 제1 단부(124) 사이에서 연장될 때 전체적으로 되돌림이 있는 임의의 다른 형상으로 될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 주입 포트(130)가 본 발명의 실시형태의 제2 부분(120)의 제1 단부(124)에 인접하여 배치된다. 그 결과, 주입 포트(130)는 에지(73)와 최대 예응력하에 있는 단부(90)로부터 사실상 최대 거리로 이격되어 있다. 몰드 성형 작업에서, 케이싱(30)은 시일(32)로부터 이격된 채로 몰드 캐버티 내에 배치될 수 있다. 액화 고무 엘라스토머가 주입 포트(130)를 통해 안내되어 몰드 캐버티(70)를 채울 수 있다. 액화 고무 엘라스토머는 채플릿(134) 둘레로 유동할 수 있다. 강성 케이싱(30)과 신장된 상태의 폴리테트라플루오로에틸렌 시일(32)이 고체 고무 엘라스토머 부재에 결합되도록 액화 고무 엘라스토머는 열과 압력 하에서 몰드 성형될 수 있다.
본원 도 2와 '362 출원의 도면을 비교해보면 시일(32)은 맨드릴(64)에 형성된 환형 노치 내에 배치되지 않고 있음을 알 수 있다. 몰드 성형 작업 중에 시일(32)을 지지하여 이동을 막기 위해, 표면(132)이 몰드 요소(108)에 의해 형성되어 단부(90)에 인접하여 배치된다. 0.0005 - 0.0025의 반경방향 갭이 단부(90)와 표면(132) 사이에 형성될 수 있다. 더 큰 갭은 바람직하지 않을 것이다. 왜냐하면, 더 큰 갭은 충분한 양의 PTFE 재료 및/또는 액화 고무 엘라스토머가 표면(132)과 단부(90) 사이에 침투하여 버(burr)를 형성하는 것을 허용할 수 있기 때문이다. 버는 레이디얼 시일의 선단 밀봉 에지에 존재하게 될 것이고, 따라서 트리밍 가공을 요할 것이다.
몰드 성형 작업의 완료시에, 합체 결합된 폴리테트라플루오로에틸렌 시일(32), 강성 케이싱(30) 및 고무 엘라스토머 부재(완성된 레이디얼 시일 어셈블리)는 제1 신장 상태를 초과하는 폴리테트라플루오로에틸렌 시일(32)의 내경(62)(즉 단부(90))의 추가적인 신장 없이 몰드 코어 요소(98)로부터 제거될 수 있다. 몰드 요소(108)와 몰드 코어 요소(98)는 서로로부터 떨어지도록 이동될 수 있고, 레이디얼 시일 어셈블리는 화살표(136)로 표시된 방향으로 이동될 수 있다.
도 4는 본 발명의 변경된 제2의 실시형태를 실시하기 위한 몰드 구조물을 도시하고 있다. 폴리테트라플루오로에틸렌 시일(32a)과 강성 케이싱(30a)이 축선(67a)을 중심으로 하는 환상 구조를 가진 몰드 캐버티(70a) 내에 배치된다. 몰드 캐버티(70a)는 복수의 몰드 요소(98a, 100a, 102a, 104a, 108a)에 의해 형성된다. 주입 포트(130a)는 시일(32a)의 단부(90a)로부터 사실상 최대 거리로 이격되어 있다. 몰드 성형 작업에서, 액화 고무 엘라스토머가 주입 포트(130a)를 통해 안내되어 몰드 캐버티(70a)를 채울 수 있다. 강성 케이싱(30a)과 신장된 상태의 폴리테트라플루오로에틸렌 시일(32a)이 고체 고무 엘라스토머 부재에 결합되도록, 액화 고무 엘라스토머는 열과 압력 하에서 몰드 성형될 수 있다.
본 발명의 제2의 실시형태에 있어서는, 폴리테트라플루오로에틸렌 시일(32a)의 제1 단부(90a)는 축선(67a)으로부터 제1 신장 직경까지 반경방향 외측으로 신장된다. 폴리테트라플루오로에틸렌 시일(32a)의 제2 단부(92a)는 축선(67a)으로부터 제2 신장 직경까지 반경방향 외측으로 신장된다. 본 발명의 제2의 실시형태에서 제2 신장 직경은 제1 신장 직경보다 크다. 이 2개의 직경은 본 발명의 제1의 실시형태에 있어서는 동일했었다. 제2 단부의 신장 직경을 제1 단부의 신장 직경보다 크게 한다고 해서 반드시 제2 단부가 제1 단부보다 더 많이 신장되는 것을 의미하는 것은 아니다. 상술한 바와 같이, 단면도에 도시된 단부(90, 90a, 92, 92a)는 링형상 시일의 내경과 외경에 대응되는 것이고, 각각의 단부의 신장의 정도는 그들 직경들의 신장량에 달렸다. 제1의 실시형태에서는, 시일(32)이 신장된 상태에 있을 때 양 직경이 실질적으로 동일하기 때문에, 외경은 내경보다 덜 신장된 것이다. 제2의 실시형태에서는, 외경(단부(92a)에 의해 나타내짐)이 내경보다 크기 때문에 내경과 외경은 비슷하게 신장된 것이다 제2 단부(92 또는 92a)의 신장 직경은 예상되는 작동 환경을 고려하여 선정될 수 있다. 예컨대, 링형상 시일(32)의 외경이 더 큰 비율로 반경방향 내측으로 수축되도록 가압되는 것이 바람직할 경우에는, 본 발명의 제2의 실시형태가 선호될 수 있다. 다른 한편, 링형상 시일(32)의 외경이 더 작은 비율로 반경방향 내측으로 수축되도록 가압되는 것이 바람직할 경우에는, 본 발명의 제1의 실시형태가 선호될 수 있다.
명백히, 본 발명의 많은 수정 및 변경이 상기 교시된 사항에 비추어 가능하며, 첨부의 청구범위의 범위 내에서 특정적으로 설명된 것과 다른 방식으로 실시될 수 있을 것이다. 또한, 청구범위의 도면부호는 단순히 참고를 위한 것일 뿐이며 청구범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다.

Claims (6)

  1. 레이디얼 샤프트 시일 어셈블리의 제조 방법으로서,
    링형상 폴리테트라플루오로에틸렌 시일의 내경을 몰드 코어 요소 위에서 맨드릴에 의해 축선으로부터 제1 신장 상태까지 반경방향 외측으로 신장시키는 단계;
    몰드 코어 요소 위에서 신장된 폴리테트라플루오로에틸렌 시일 둘레에 적어도 하나의 몰드 요소로 실질적으로 밀폐된 몰드 캐버티를 형성하는 단계;
    신장된 폴리테트라플루오로에틸렌 시일로부터 이격시켜 몰드 캐버티 내에 강성 케이싱을 배치하는 단계;
    몰드 캐버티 내로 액화 고무 엘라스토머를 주입하는 단계;
    강성 케이싱과 신장된 폴리테트라플루오로에틸렌 시일이 고체 고무 엘라스토머 부재에 함께 결합되도록 액화 고무 엘라스토머를 열과 압력 하에서 몰드 성형하는 단계; 및
    합체 결합된 폴리테트라플루오로에틸렌 시일, 강성 케이싱 및 고무 엘라스토머 부재를 제1 신장 상태를 초과하는 폴리테트라플루오로에틸렌 시일의 내경의 신장 없이 몰드 코어 요소로부터 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이디얼 샤프트 시일 어셈블리의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 몰드 캐버티 내로 액화 고무 엘라스토머를 주입하는 단계는 폴리테트라플루오로에틸렌 시일의 내경으로부터 실질적으로 최대 거리로 이 격된 곳에서 몰드 캐버티 내로 액화 고무 엘라스토머를 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이디얼 샤프트 시일 어셈블리의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 링형상 폴리테트라플루오로에틸렌 시일의 내경을 신장시키는 단계는 링형상 폴리테트라플루오로에틸렌 시일의 내경을 축선으로부터 제1 신장 직경까지 반경방향 외측으로 신장시키는 단계;와 링형상 폴리테트라플루오로에틸렌 시일의 외경을 축선으로부터 제1 신장 직경보다 큰 제2 신장 직경까지 반경방향 외측으로 신장시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이디얼 샤프트 시일 어셈블리의 제조 방법.
  4. 제1항의 방법을 실시하도록 작동 가능한 장치로서,
    축선을 따라 연장되어 있고, 절두형상부를 가지며, 몰드 코어 요소와 일체로 형성되어 있고, 상기 절두형상부와 상기 몰드 코어 요소 사이에 에지를 형성하고 있는 맨드릴;
    링형상 시일을 상기 맨드릴의 상기 절두형상부를 거쳐 상기 몰드 코어 요소 상으로 밀어 제1 신장 상태로 신장시키도록 작동가능한 푸셔; 및
    상기 맨드릴의 상기 절두형상부를 수용할 수 있는 절두형상 캐버티 및 상기 에지에 인접하여 위치가능한 링형상인 표면을 가지고 있는 제1 몰드 요소를 포함하고 있고,
    상기 제1 몰드 요소는 신장된 시일이 제1 신장 상태를 초과하여 신장되는 일 없이 상기 몰드 코어 요소로부터 제거될 수 있도록 상기 맨드릴과 이동가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 축선 주위에 연장되는 환상 몰드 캐버티를 형성하도록 상기 몰드 코어 요소 및 상기 제1 몰드 요소와 함께 작동할 수 있는 제2 몰드 요소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 몰드 캐버티는:
    상기 축선에 평행한 방향으로 상기 에지에 인접한 제1 단부로부터 상기 제1 단부에서 이격된 제2 단부까지 제1 거리만큼 슬리브 모양으로 연장된 제1 부분;
    상기 제1 부분으로부터 반경방향 외측으로 이격되어 있고, 상기 축선에 평행한 방향으로 제1 단부와 제2 단부 사이에서 제2 거리만큼 슬리브 모양으로 연장된 제2 부분;
    상기 제1 부분과 상기 제2 부분을 서로 유체 연통 상태로 놓이도록 하기 위해 상기 제1 부분의 제2 단부와 상기 제2 부분의 제2 단부 사이에서 상기 축선에 대해 적어도 부분적으로 수직으로 연장된 제3 부분; 및
    상기 제2 부분의 상기 제1 단부에 인접하여 배치되어 상기 에지로부터 실질적으로 최대 거리로 이격되어 있는 주입 포트를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 장치.
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