KR19980087547A - 밀봉 장치 - Google Patents

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Abstract

회전 대칭 기계 요소(1)의 밀봉될 표면(10) 및 회전 샤프트 밀봉 장치(2)를 포함하고, 중합체 제작 재료로 이루어진 밀봉 리브(3)가 서로 교차되는 2개의 원뿔면(4, 5)으로 형성된 밀봉 에지(6)와 함께 상기 표면(10)에 접하며, 이 경우 밀봉될 공간을 향하고 있는 제 1원뿔면(4)은 회전축(7)과 함께 상기 공간과 다른 방향을 향하고 있는 제 2원뿔면(5, 9) 보다 더 급경사의 원뿔각(8)을 형성한다. 홈바닥(12)이 라운딩되고 나선형으로 진행되는 홈(11)은 상기 표면(10)내로 나사 결합되는데, 이 경우 홈바닥(12)은 0.4 내지 1.6㎜의 라운딩 반경을 갖고, 홈(11)의 깊이(13)는 15㎛ 이하이다.

Description

밀봉 장치
본 발명은, 회전 대칭 기계 요소의 밀봉될 표면 및 회전 샤프트 밀봉 장치를 포함하고, 중합체 제작 재료로 이루어진 밀봉 리브가 서로 교차되는 2개의 원뿔면으로 형성된 밀봉 에지와 함께 상기 표면에 접하며, 이 경우 밀봉될 공간을 향하고 있는 제 1원뿔면은 회전축과 함께 상기 공간과 다른 방향을 향하고 있는 제 2원뿔면 보다 더 급경사의 원뿔각을 형성하도록 구성된 밀봉 장치 및 밀봉될 표면의 제조 방법에 관한 것이다.
상기 방식의 밀봉 장치 및 방법은 DE-OS 15 433호에 공지되어 있다. 역이송 선회를 얻기 위해서 하나의 샤프트에는 종축에 대해 비스듬하게 조립된 홈이 제공되며, 이 경우 상기 역이송 선회는 회전 샤프트 밀봉 장치에 의해 가해지는 최대 압력 장소에서 그것과 연관된 형태 변동 및 그것과 연관된 마멸 때문에 짧은 작동 시간 후에는 사라지게 되고, 결과적으로 밀봉링의 또 다른 마멸은 나타나지 않는다. 미리 제공된 홈들은 상기 역이송 선회가 사라진 직후에도 계속적으로 역이송 작용을 한다. 공지된 간행물에는 상기 역이송 나사선이 회전 샤프트 밀봉 장치의 밀봉 에지를 파괴시킨다는 사실이 기술되어 있다.
홈들은 간단한 삽입 방법에 의해서, 예컨대 회전 그라인딩 휠(grinding wheel)에 의해 또는 윤활 작용하는 분말이 제공된 폴리싱 휠(polishing wheel)에 의해 형성된다. 표면을 연마할 때는, 상기 밀봉 장치가 그것의 용도에 적합한 사용 동안에 충분히 우수한 밀봉 특성을 갖는지를 예견할 수 없다는 단점이 있다. 연마된 표면은 미리 정해질 수 없는 개수의 나선형으로 진행하는, 상이한 깊이로 형성된 다중 홈을 포함하는데, 이 경우 표면을 제조하는 동안의 상기 나사 홈의 개수 및 형상은 그라인딩 휠의 상태, 상기 그라인딩 휠의 구동 샤프트의 진동 특성 및/또는 연마될 표면 및 회전축의 공간적인 할당에 의존하여 계산 불가능하게 계속적으로 변한다. 이전에 우연히 형성된 표면상의 다중 홈의 형상에서는, 회전 샤프트 밀봉 장치가 밀봉 매체를 밀봉될 공간내로 역이송시킬 수 없을 정도로 밀봉 매체의 부피가 클 수 있다.
본 발명의 목적은, 가공 공정으로 인하여 형성되는 선회가 표면상에서 측량기술에 의해 검출될 수 있고, 바람직하지 않은 표면 상태 때문에 나타나는 밀봉 장치의 고장을 피하기 위해서 회전 샤프트 밀봉 장치의 밀봉 특성에 미치는 상기 선회의 효과를 측정할 수 있도록, 서문에 언급된 방식의 밀봉 장치를 개선하는 것이다. 상기 표면의 상태는, 회전 샤프트 밀봉 장치가 기계 요소의 회전 방향과 상관없이 밀봉 에지를 윤활하기 위해 필요한 부피의 밀봉 매체를 밀봉될 공간내로 역이송 할 수 있도록 만들어져야 한다.
도 1은 기계 요소가 샤프트로서 형성된 본 발명에 따른 밀봉 장치의 제 1실시예의 개략도이다.
도 2는 기계 요소가 케이스 밀봉의 볼 베어링으로서 형성된 본 발명에 따른 밀봉 장치의 제 2실시예의 개략도이다.
도 3은 도 1 및 도 2의 확대된 단면 A이다.
도 4는 표면의 확대도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 기계 요소 2 : 회전 샤프트 밀봉 장치
3 : 밀봉 리브 4, 5, 9 : 원뿔면
6 : 밀봉 에지 7 : 회전축
8 : 원뿔각 10 : 표면
11 : 홈 12 : 홈바닥
13 : 홈 깊이 17 : 보울 레이스
18 : 케이스 밀봉
상기 목적은 본 발명에 따라, 홈바닥이 라운딩되고 나선형으로 진행되는 홈이 상기 표면내로 나사 결합되고, 상기 홈바닥은 0.4 내지 1.6㎜의 라운딩 반경 및 15㎛ 이하의 홈 깊이를 가지며, 상기 밀봉 에지의 폭이 홈의 기울기 보다 1.5배 내지 4배 더 큼으로써 달성된다. 종속항에서는 바람직한 실시예가 인용된다.
상기 목적을 달성하기 위해, 홈바닥이 라운딩되고 나선형으로 진행하는 홈이 표면내로 나사 결합되고, 상기 홈바닥은 0.4 내지 1.6mm의 라운딩 반경을 가지며, 홈의 깊이는 15㎛이하이다. 연마된 표면과 반대로 회전되는 표면은 휠씬 저렴하게 제조될 수 있다. 또한, 상기 회전에 의해 형성되는 표면상의 선회는 측량 기술로 검출 가능하고 회전 샤프트 밀봉 장치의 밀봉 특성에 미치는 상기 선회의 효과를 측정할 수 있다. 따라서, 회전된 표면이 사용하기 알맞게 제조되어 필요한 파라미터가 유지되는지를 간단하고도 적은 비용으로 체크할 수 있다. 회전된 상기 표면은 회전 방향에 따라 밀봉 매체를 다소 강하게 표면상의 축방향을 따라 이송시킨다. 0.4 내지 1.6mm의 라운딩 반경 그리고 15㎛ 이하의 홈 깊이에서는 상기 회전 샤프트 밀봉 장치는 기계 요소의 회전 방향에 관계없이 밀봉 에지를 윤활하기 위해 필요한 부피의 밀봉 매체를 밀봉될 공간내로 역이송할 수 있다. 상기 회전 샤프트 밀봉 장치의 역이송 작용은 2개의 원뿔면에 의해 이루어지는데, 이 경우 밀봉될 공간을 향하고 있는 제 1원뿔면은 회전축과 함께 상기 공간과 다른 방향을 향하고 있는 제 2원뿔면 보다 더 급경사의 원뿔각을 형성한다.
홈의 깊이는 최대 10㎛인 것이 바람직하다. 홈의 깊이가 더 작으면 회전 샤프트 밀봉 장치의 밀봉 에지에서의 동작에 기인하는 마멸도 더 작아지기 때문에, 결과적으로 본 발명에 따른 밀봉 장치의 사용 특성은 더 오랫동안 사용하더라도 더욱 개선될 수 있다.
서로 인접한 홈의 나사선들은 바람직하게 0.03 내지 0.3㎜의 중심 간격을 갖는다. 중심 간격이 0.3㎜일 경우에는, 선회에서 기인하는 밀봉될 공간으로부터의 밀봉 매체의 이송이 기계 요소의 회전 방향에 의존하지 않으며, 이송량은 어떠한 경우에도 상기 회전 샤프트 밀봉 장치에 의해 견고한 밀봉이 보장될 정도로 작다. 중심 간격이 0.03㎜ 이하일 경우에는 그다지 중요하지 않은데, 그 이유는 표면 가공 시간이 비교적 오래 계속되고, 선회의 측정 기술적인 검출이 훨씬 더 어려워지기 때문이다.
오랫동안의 사용 기간에도 우수한 사용 특성에 도달하기 위해서는, 상기 밀봉 에지의 폭이 홈의 기울기보다 1.5배 내지 4배 정도 더 큰 것이 바람직하다.
기계 요소는 샤프트 또는 케이스 밀봉의 보울 레이스로 형성될 수 있다.
본 발명은 또한, 밀봉 장치의 밀봉될 표면의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 목적을 달성하기 위해 표면은 0.03 내지 0.3㎜의 전진 이송, 80 내지 400m/min의 절단 속도 및 0.04 내지 0.4㎜의 절단 깊이로 과다하게 감겨진다. 상기 방법에서는 DIN4762에 따라 0.05 내지 2㎛의 중심 거칠기값(Ra)에 도달된다. 상기 중심 거칠기값(Ra)은 거칠기 프로필의 모든 프로필값 크기의 산술적인 평균값이다. 또한, DIN4768에 따라 0.2 내지 10㎛의 거칠기 깊이(RZ)에 도달된다. 평균적인 거칠기 깊이(RZ)는 연속하는 개별 측정 구간의 개별 거칠기 깊이로부터 얻어지는 평균값이다.
DIN4768에 따른 최대 거칠기 깊이(Rmax)는 전체 측정 구간내에서의 최대 개별 거칠기 깊이이고 전술한 방법에서는 최대 15㎛이다.
청구된 밀봉 장치 및 밀봉될 표면의 제조 방법은 첨부된 도면을 참조하여 하기에 자세히 설명된다.
도 1은, 기계 요소(1)가 밀봉될 샤프트로 형성되고 회전 샤프트 밀봉 장치(2)에 의해 외부 둘레가 감싸져 있는 밀봉 장치의 제 1실시예이다. 상기 회전 샤프트 밀봉 장치(2)의 밀봉 리브(3)는 서로 교차되는 2개의 원뿔면(4, 5)에 의해 제한되는 하나의 밀봉 에지(6)를 포함한다. 밀봉 매체는 도면 부호 (15)로 표기된 밀봉될 공간 내부에 제공된다.
밀봉될 공간(15)을 향하고 있는 제 1원뿔면(4)은 회전축(7)과 함께 제 1원뿔각(8)을 형성하는데, 상기 각은 제 2원뿔면(5)이 회전축(7)과 함께 형성하는 제 2원뿔각(9) 보다 더 크다. 밀봉 에지(6)는 방사 초기 응력하에서 표면(10)에 밀봉 방식으로 접촉되는데, 이 때 밀봉 에지(6)의 폭은 홈(11)의 기울기 보다 1.5배 내지 4배 정도 더 크기 때문에, 기계 요소(1)가 정지하고 있는 상태에서도 우수한 정적 밀봉이 보장된다.
상기 밀봉 에지(6)용 작동면을 형성하는 표면(10)의 부분 영역에는 나선형으로 진행하는 적어도 하나의 홈(11)이 제공되고, 상기 홈은 라운딩된 홈바닥(12)을 가지며, 이 경우 홈바닥(12)은 0.4 내지 1.6㎜의 라운딩 반경을 갖는데, 본 실시예에서는 1.0㎜이다.
도 2는 본 발명에 따른 밀봉 장치의 제 2실시예를 보여주는데, 밀봉될 기계 요소(1)가 회전된 표면(10)을 갖는 케이스 밀봉(18)의 보울 레이스(17)로 형성된다는 점에서 도 1의 제 1실시예와 상이하다.
도 3 및 도 4는 도 1 및 도 2의 확대된 단면 A를 보여준다.
예를 들어 전체 표면(10)이 청구된 방법에 의해 제조될 수 있는 가능성도 존재한다.
표면(10)은 0.03 내지 0.3㎜의 전진 이송, 80 내지 400m/min의 절단 속도 및 0.04 내지 0.4㎜의 절단 깊이로 과하게 회전된다.
회전 샤프트 밀봉 장치(2)용 작용면으로서의 회전된 표면(10)은 특히 간단하고도 적은 비용으로 제조 가능하다. 본 발명에 따른 방법에 의해 표면(10)상에 형성되는 선회는 측정 기술로 정확하게 측정될 수 있고, 회전 샤프트 밀봉 장치의 밀봉 특성에 미치는 선회의 효과도 측정될 수 있는데, 그 이유는 회전중에는 선회가 상기 전진 이송에 상응하는 기울기로 형성되기 때문이다.
본 발명에 따른 밀봉 장치의 장점은, 밀봉 매체가 밀봉될 공간(15)으로부터 축방향으로 역이송되는 방식으로 홈(11)이 표면(10)내로 나사 결합되더라도, 2개의 원뿔면(4, 5)의 형상 및 배열에 의해 회전 샤프트 밀봉 장치(2)의 언급된 파라미터를 유지하면서 기계 요소(1)의 회전 방향에 의존하여 밀봉될 매체가 밀봉될 공간(15)의 방향으로 역이송된다는 점이다.
본 발명에 의해, 가공 공정으로 인하여 형성되는 선회가 표면상에서 측량기술에 의해 검출될 수 있고, 바람직하지 않은 표면 상태 때문에 나타나는 밀봉 장치의 고장을 피하기 위해서 회전 샤프트 밀봉 장치의 밀봉 특성에 미치는 상기 선회의 효과를 측정할 수 있게 되었다.

Claims (10)

  1. 회전 대칭 기계 요소의 밀봉될 표면 및 회전 샤프트 밀봉 장치를 포함하고, 중합체 제작 재료로 이루어진 밀봉 리브가 서로 교차되는 2개의 원뿔면으로 형성된 밀봉 에지와 함께 상기 표면에 접하며, 이 경우 밀봉될 공간을 향하고 있는 제 1원뿔면은 회전축과 함께 상기 공간과 다른 방향을 향하고 있는 제 2원뿔면 보다 더 급경사의 원뿔각을 형성하도록 구성된 밀봉 장치에 있어서, 홈바닥(12)이 라운딩되고 나선형으로 진행되는 홈(11)은 상기 표면(10)내로 나사 결합되고, 상기 홈바닥(12)은 0.4 내지 1.6㎜의 라운딩 반경 및 15㎛ 이하의 홈(11) 깊이(13)를 갖는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 홈의 깊이(13)는 최대 10㎛인 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 홈(11)의 서로 인접한 나사선(14.1, 14.2, ...)은 0.03 내지 0.3㎜의 중심 간격을 갖는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 밀봉 에지(6)의 폭은 홈(11)의 기울기 보다 1.5배 내지 4배 더 큰 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 밀봉 에지(6)의 폭은 홈(11)의 기울기 보다 1.5배 내지 4배 더 큰 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  6. 제 1항, 2항 또는 제 5항에 있어서, 상기 기계 요소(1)는 샤프트로 형성되는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  7. 제 3항에 있어서, 상기 기계 요소(1)는 샤프트로 형성되는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  8. 제 1항, 2항, 5항 또는 제 7항에 있어서, 상기 기계 요소(1)는 케이스 밀봉(18)의 보울 레이스(17)로 형성되는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  9. 제 3항에 있어서, 상기 기계 요소(1)는 케이스 밀봉(18)의 보울 레이스(17)로 형성되는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  10. 밀봉 장치의 밀봉될 표면을 제조하기 위한 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 따른 방법에 있어서, 상기 표면(10)은 0.03 내지 0.3㎜의 전진 이송, 80 내지 400m/min의 절단 속도 및 0.04 내지 0.4㎜의 절단 깊이로 과회전되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
KR1019980020158A 1997-05-23 1998-05-23 밀봉장치및밀봉장치의밀봉될표면을제조하기위한방법 KR100293083B1 (ko)

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