KR20190126371A - 밀봉 장치 - Google Patents

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KR20190126371A
KR20190126371A KR1020197029466A KR20197029466A KR20190126371A KR 20190126371 A KR20190126371 A KR 20190126371A KR 1020197029466 A KR1020197029466 A KR 1020197029466A KR 20197029466 A KR20197029466 A KR 20197029466A KR 20190126371 A KR20190126371 A KR 20190126371A
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lip
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KR1020197029466A
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볼프강 마우리츠
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젯트에프 프리드리히스하펜 아게
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Abstract

본 발명은, 회전 불가능한 구성요소와 회전축을 중심으로 회전 가능한 구성요소 사이의 밀봉 장치에 관한 것으로, 상기 밀봉 장치는, 회전 가능한 구성요소의 원통형 수용부(2) 내에 삽입되는 카세트 시일(10)을 포함하고, 상기 카세트 시일은, 치수 안정적인 지지 링(12) 및 그에 부착되는 중합체 부재(13)로 구성되는, 내측 링(11)을 구비한다. 이 경우, 내측 링(11)은, 중합체 부재(13)의 링형 영역(14)에 의해 회전 불가능한 구성요소의 원통형 영역 상에 고정식으로 배치된다. 상기 밀봉 장치는 또한, 카세트 시일(10)의 치수 안정적인 외측 링(15)을 구비하고, 상기 외측 링은, 튜브형 영역(16)에 의해 회전 가능한 구성요소의 원통형 수용부(2) 내에 회전 불가능하게 삽입된다. 밀봉 장치는, 외측 링(15) 상에 회전 불가능하게 배치되는 밀봉 요소(18)를 구비하고, 상기 밀봉 요소는, 방사 방향으로 둘러싸는 밀봉 립(sealing lip)(19)을 구비하며, 상기 밀봉 립은, 웜 스프링(21)의 예비 응력 하에서 치수 안정적인 지지 링(12)의 튜브형 영역의 외측 측방 표면(20)과 접촉하여 유지된다. 상기 밀봉 장치는 또한, 치수 안정적인 지지 링(12)의 방사 방향 플랜지를 구비하고, 상기 방사 방향 플랜지는, 지지 링(12)의 튜브형 영역으로부터 방사 방향 외향으로 돌출하며, 상기 플랜지 상에서 중합체 부재(13)가 방사 방향 외향으로 안내되고, 상기 중합체 부재는, 방사 방향 외측 단부 영역 상에 축 방향으로 서로 인접하게 배열되는 다수의 오물 립(dirt lip)(22)을 구비하며, 상기 오물 립들은, 외측 링(15)의 튜브형 영역(16)의 방사 방향 내측면에 접촉한다. 부가적인 오물 립(26)이, 외측 링(15)의 튜브형 영역(16)의 방사 방향 내측면에 접촉하고, 상기 부가적인 오물 립은, 중합체 부재(13)에 대해 회전 방향으로 고정되고 축 방향으로 이동 가능하며, 그리고 제한 스토퍼(27)를 구비하고, 상기 제한 스토퍼는, 회전 가능한 구성요소의 원통형 수용부로부터 축 방향으로 돌출하며, 상기 회전 불가능한 구성요소는 플랜지형 연장부(7)를 구비하며, 그리고 갭(8)이, 상기 플랜지형 연장부(7)와 회전 가능한 구성요소의 원통형 수용부(2)의 개방 영역 사이에 형성된다.

Description

밀봉 장치
본 발명은, 회전 불가능한 구성요소와 회전축을 중심으로 회전 가능한 구성요소 사이의 밀봉 장치에 관한 것으로, 회전 가능한 구성요소의 원통형 수용부 내에 삽입되는 카세트 시일로서, 카세트 시일은, 치수 안정적인 지지 링 및 그 위에 부착되는 중합체 부재로 구성되는, 내측 링을 구비하고, 내측 링은, 중합체 부재의 링형 영역에 의해 회전 불가능한 구성요소의 원통형 영역 상에 고정식으로 배치되는 것인, 카세트 시일, 카세트 시일의 치수 안정적인 외측 링으로서, 튜브형 영역에 의해 회전 가능한 구성요소의 원통형 수용부 내에 회전 불가능하게 삽입되는 것인, 외측 링, 외측 링 상에 회전 불가능하게 배치되는 밀봉 요소로서, 밀봉 요소는, 방사 방향으로 둘러싸는 밀봉 립(sealing lip)을 구비하고, 밀봉 립은, 웜 스프링의 예비 응력 하에서 치수 안정적인 지지 링의 튜브형 영역의 외측 측방 표면에 접촉하여 유지되는 것인, 밀봉 요소, 치수 안정적인 지지 링의 방사 방향 플랜지로서, 방사 방향 플랜지는, 지지 링의 튜브형 영역으로부터 방사 방향 외향으로 돌출하며, 플랜지 상에서 중합체 부재가 방사 방향 외향으로 안내되고, 중합체 부재는, 방사 방향 외측 단부 영역 상에 축 방향으로 서로 인접하게 배열되는 다수의 오물 립(dirt lip)을 구비하며, 오물 립들은, 외측 링의 튜브형 영역의 방사 방향 내측면에 접촉하는 것인, 방사 방향 플랜지를 포함하는 것인, 밀봉 장치에 관한 것이다.
특히, 건설 기계 또는 농업 기계의 경우와 같이, 오물이 많은 환경에서 밀봉 장치의 이용 시, 오물 립들은, 원통형 수용부 내로 오물 및 수분의 유입을 방지해야 한다. 회전 가능한 구성요소의 회전 시, 외측 링의 튜브형 영역의 방사 방향 내측면을 따라 오물 립들이 슬라이딩하기 때문에, 외부에서 오물 립 상에 오물이 가해질 때, 오물 립의 마모가 발생하고, 오물 립의 보호 기능은 저하된다.
따라서, 본 발명의 과제는 간단하게 구성되며 그리고 오물 립의 마모에 대해 더 안정적인, 전술한 방식의 밀봉 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제는, 본 발명에 따라, 부가적인 오물 립이, 상기 외측 링의 튜브형 영역의 방사 방향 내측면에 접촉하고, 상기 부가적인 오물 립은, 상기 중합체 부재에 대해 회전 방향으로 고정되고 축 방향으로 이동 가능하며, 그리고 제한 스토퍼를 구비하고, 상기 제한 스토퍼는, 상기 회전 가능한 구성요소의 상기 원통형 수용부로부터 축 방향으로 돌출하며, 상기 회전 불가능한 구성요소는 플랜지형 연장부를 구비하며, 그리고 갭이, 상기 플랜지형 연장부와 상기 회전 가능한 구성요소의 상기 원통형 수용부의 개방 영역 사이에 형성됨으로써 해결된다.
오물 립은, 부가적인 오물 립에 의해 오물의 직접적인 노출에 대해 전반적으로 보호되며 그리고 이로 인해 실질적으로 마모는 훨씬 적다. 축 방향으로 이동 가능한 부가적인 오물 립이 카세트 시일 밖으로 이동할 수 없도록, 상기 부가적인 오물 립은, 제한 스토퍼에 의해 회전 불가능한 구성요소의 플랜지형 연장부에 지지될 수 있다. 회전 가능한 구성요소의 원통형 수용부로부터의 제한 스토퍼의 돌출은, 회전하는 구성요소 및 회전 불가능한 구성요소의 상호 마찰을 저지한다. 부가적인 오물 립의 회전 방향으로의 고정에 의해, 회전 불가능한 구성요소의 플랜지형 연장부에서 제한 스토퍼의 마찰이 발생할 수 없다.
회전 불가능한 구성요소와 회전 가능한 구성요소 사이의 축 방향 공차는, 본 발명에 따른 해결 방법에 의해 간단하게 보상된다.
부가적인 오물 립은, 형상 끼워 맞춤 결합 방식으로 중합체 부재에 대해 회전 방향으로 고정되도록 간단하게 조립될 수 있다.
이를 위해, 간단하게 구성되고 용이하게 조립 가능한 방식으로, 중합체 부재는, 제한 스토퍼를 향한 하나 이상의 돌기를 가질 수 있으며, 상기 돌기는, 중합체 부재를 향해 개방되는, 제한 스토퍼의 리세스 내로 돌출한다.
바람직하게, 부가적인 오물 립은, 회전 불가능한 구성요소의 플랜지형 연장부에 탄력적으로 작용한다.
이를 위해, 간단한 실시예에서, 돌기의 방사 방향 외측 표면은, 지지 링의 방사 방향 플랜지에 더 가까운 돌기의 단부로부터 지지 링의 방사 방향 플랜지로부터 떨어져 있는 돌기의 자유 단부로 회전축을 향해 경사질 수 있으며, 그리고 돌기의 방사 방향 외측 표면에 대향하는 제한 스토퍼의 개방 리세스의 벽은, 돌기의 외측 표면의 기울기에 상응하게 회전축을 향해 경사질 수 있다. 이로 인해, 제한 스토퍼는, 회전 불가능한 구성요소의 플랜지형 연장부의 방향으로 강제적으로 이동되며 그리고 그에 따라 회전 불가능한 구성요소의 플랜지형 연장부와 제한 스토퍼 사이의 갭이, 작게 유지되거나 심지어 제거된다. 따라서, 오물이 외부로부터 제한 스토퍼를 통과할 수도 없다.
물론, 운동학적으로 반전 시, 돌기의 방사 방향 외측 표면 및 돌기의 이러한 방사 방향 외측 표면에 방사 방향으로 대향하는 부가적인 오물 립의 표면은, 서로 접촉할 수도 있다.
또한, 돌기는, 탄성적으로 탄력적일 수 있을 것이다.
이 경우, 돌기의 방사 방향 외측 표면은, 방사 방향 예비 응력에 의해, 대향하는 제한 스토퍼의 개방 리세스의 벽에 접촉할 수 있다.
구성요소들을 그리고 그에 따라 조립 비용을 감소시키기 위해, 돌기는 중합체 부재와 일체형으로 형성될 수 있다.
제한 스토퍼는, 회전 불가능한 구성요소의 플랜지형 연장부에 축 방향으로 탄력적으로 접촉할 수 있다.
제한 스토퍼가 방사 방향으로 둘러싸는 링으로서 설계된 경우, 어떠한 오물도 외부로부터 제한 스토퍼를 통과할 수 없다.
부가적인 오물 립 및 제한 스토퍼가 높은 내마모성 재료로 구성되면, 오물에 의한 부가적인 오물 립 및 제한 스토퍼의 마찰 마모가 약간만 발생하므로, 이러한 부분들은, 마모가 더 심해지기 이전에, 장시간 오물 립들을 보호한다.
이를 위해, 부가적인 오물 립 및 제한 스토퍼는, 폴리우레탄으로 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예가 도면에 도시되며, 아래에서 더 상세하게 설명된다.
도 1은 밀봉 장치의 일부를 도시한 종단면도이다.
도면에 도시된 밀봉 장치는, 회전축을 중심으로 회전 가능한 구성요소로서 허브(1)를 구비하고, 상기 허브는 동축의 원통형 수용부를 구비한다. 링 바닥부(3)를 갖는 포트 형으로 제공되는 이러한 리세스(2)의 링 바닥부(3) 반대편의 단부는, 외부로 개방되고, 이 경우 리세스가 개방되는 허브(1)의 외벽(4)은, 방사 방향으로 연장된다.
회전 불가능한 구성요소를 형성하는 핀(5)이 원통형 수용부(2) 내로 동축으로 돌출하고, 이 경우 리세스(2) 외부에서 핀(5)은 반경부(6)를 거쳐 플랜지형 연장부(7)로 이어지고, 서로 평행하게 연장되는 허브(1)의 외벽(4)과 플랜지형 연장부(7) 사이에 작은 폭의 갭(8)이 형성된다.
핀(5)과 리세스(2)의 방사 방향으로 둘러싸는 벽(9) 사이에 카세트 시일(10)이 배치되고, 상기 카세트 시일은 내측 링(11)을 구비한다. 내측 링(11)은, 자체에 부착되는 중합체 부재(13)를 포함하는 금속으로 이루어지는 L-자형의 지지 링(12)을 구비한다. 지지 링(12)의 "L-자 형상"의 하나의 레그(leg)는, 동축으로 연장되는 한편, "L-자 형상"의 다른 레그는 방사 방향 외향으로 연장된다. 지지 링(12)의 "L-자 형상"의 동축 레그 및 내측 링(11)은, 중합체 부재(13)의 링형 영역(14)에 의해 핀(5) 상에 고정식으로 배치된다.
또한, 카트리지 시일(10)은, 허브(1)의 리세스(2) 내로 회전 불가능하게 삽입되며 그리고 동축으로 연장되는 방사 방향 외부 튜브형 영역(16)을 갖는, 금속으로 이루어진 대략 U-자형의 외측 링(15)을 갖는다. 외측 링의 "U-자 형상"의 바닥부(17)는, 리세스(2)의 링 바닥부(3)를 향한다.
리세스(2)의 링 바닥부(3)를 향한 외측 링(15)의 측부에서, 탄성 재료로 이루어지는 링형 밀봉 요소(18)가 외측 링(15)에 부착되고, 상기 밀봉 요소는, 방사 방향으로 둘러싸는, 방사 방향 내측을 향한 밀봉 립(19)을 구비하며, 상기 밀봉 립은, 외측 측방 표면(20)에 접촉한다. 외측 측방 표면(20) 상에서의 밀봉 립(19)의 고정적 접촉을 위해, 밀봉 립(19)은, 웜 스프링(21)의 예비 응력을 받는다.
방사 방향 플랜지를 형성하는, 지지 링(12)의 "L-자 형상"의 방사 방향 레그의 외측을 향한 측부에서 중합체 부재(13)는 방사 방향 외향으로 안내된다. 중합체 부재는, 방사 방향 외측 단부 영역에, 축 방향으로 이격되어 나란히 배치되는 2개의 오물 립(22)을 구비하고, 상기 오물 립들은, 외측 링(15)의 튜브형 영역(16)의 방사 방향 내측면에 접촉한다.
중합체 부재(13)는, 중합체 부재(13)의 링형 영역(14)과 지지 링(12)의 "L-자 형상"의 동축 레그를 지나 플랜지형 연장부(7)로 돌출하는 중합체 링(23)을 구비한다. 중합체 링(23)의 원통형의 방사 방향으로 둘러싸는 측면은, 플랜지형 연장부(7)를 향한 단부에 방사 방향 외측을 지향하는 둘러싸는 링 에지(24)를 갖는다.
밀봉 립(19)은, 축 방향으로 지지 링(12)의 방사 방향 플랜지를 지향하며 그리고 내측 링(11)과 외측 링(15)의 서로에 대한 축 방향 이동 가능성을 제한하는, 원주 방향으로 균일하게 분포되는 하나 이상의 버퍼(33)를 갖는다.
지지 링(12)의 "L-자 형상"의 방사 방향 레그의 외측을 향한 측부의, 플랜지형 연장부(7)를 향한 측부에, 축 방향으로 이동 가능한 부가적인 오물 립 요소(25)가 배치되며, 상기 요소는, 오물 립(22)에 대략 상응하는 부가적인 오물 립(26)을 구비하며, 상기 부가적인 오물 립은 마찬가지로, 외측 링(15)의 튜브형 영역(16)의 방사 방향 내측면에 접촉한다.
부가적인 오물 립(26)은, 방사 방향 내측으로 링형 제한 스토퍼(27) 내로 이어지고, 상기 스토퍼는, 허브(1)의 방사 방향으로 둘러싸는 벽(9)의 평면을 넘어서 리세스(2)로부터 플랜지형 연장부(7)까지 또는 그 근처까지 돌출한다.
제한 스토퍼(27)는, 방사 방향 내부 영역에 링(28)을 구비하며, 상기 링은, 리세스(2)의 내부를 향해 축 방향으로 돌출하며 그리고 중합체 링(23)을 둘러싸고, 상기 링은, 링 에지(24) 상에도 접촉한다.
부가적인 오물 립 요소(25)는, 부가적인 오물 립(26)과 링(28) 사이에, 리세스(2)의 내부를 향해 축 방향으로 개방되는 리세스(29)를 구비하고, 상기 리세스는, 부가적인 오물 립 요소(25)에 방사 방향으로 둘러싸도록 균일하게 분포되어 형성된다.
중합체 부재(13)의 돌기(30)가, 개방 리세스(29) 내로 제한 스토퍼(27)를 향해 돌출한다.
돌기(30)의 방사 방향 외측 표면(31)은, 지지 링(12)의 "L-자 형상"의 방사 방향 레그에 더 가까운 돌기(30)의 단부로부터 플랜지형 연장부(7)를 향한 단부로 회전축을 향해 경사지고, 이러한 표면(31)은, 개방 리세스(29)의 벽(32)에 접촉하고, 상기 리세스는, 상기 표면(31)에 상응하게 회전축을 향해 경사진다.
돌기는, 개방 리세스의 측벽에 원주 방향으로 접촉한다.
부가적인 오물 립 요소(25)는, 폴리우레탄으로 구성된다.
1: 허브 2: 리세스
3: 링 바닥부 4: 외벽
5: 핀 6: 반경부
7: 플랜지형 연장부 8: 갭
9: 벽 10: 카세트 시일
11: 내측 링 12: 지지 링
13: 중합체 부재 14: 링형 영역
15: 외측 링 16: 튜브형 영역
17: 바닥부 18: 밀봉 요소
19: 밀봉 립 20: 외측 측방 표면
21: 웜 스프링 22: 오물 립
23: 중합체 링 24: 링 에지
25: 부가적인 오물 립 요소 26: 부가적인 오물 립
27: 제한 스토퍼 28: 링
29: 개방 리세스 30: 돌기
31: 외측 표면 32: 벽
33: 버퍼

Claims (10)

  1. 회전 불가능한 구성요소와 회전축을 중심으로 회전 가능한 구성요소 사이의 밀봉 장치로서, 상기 회전 가능한 구성요소의 원통형 수용부(2) 내에 삽입되는 카세트 시일(10)로서, 상기 카세트 시일은, 치수 안정적인 지지 링(12) 및 그 위에 부착되는 중합체 부재(13)로 구성되는, 내측 링(11)을 구비하고, 상기 내측 링(11)은, 상기 중합체 부재(13)의 링형 영역(14)에 의해 상기 회전 불가능한 구성요소의 원통형 영역 상에 고정식으로 배치되는 것인, 카세트 시일(10), 상기 카세트 시일(10)의 치수 안정적인 외측 링(15)으로서, 튜브형 영역(16)에 의해 상기 회전 가능한 구성요소의 상기 원통형 수용부(2) 내에 회전 불가능하게 삽입되는 것인, 외측 링(15), 상기 외측 링(15) 상에 회전 불가능하게 배치되는 밀봉 요소(18)로서, 상기 밀봉 요소는, 방사 방향으로 둘러싸는 밀봉 립(sealing lip)(19)을 구비하고, 상기 밀봉 립은, 웜 스프링(21)의 예비 응력 하에서 상기 치수 안정적인 지지 링(12)의 튜브형 영역의 외측 측방 표면(20)에 접촉하여 유지되는 것인, 밀봉 요소(18), 상기 치수 안정적인 지지 링(12)의 방사 방향 플랜지로서, 상기 방사 방향 플랜지는, 상기 지지 링(12)의 상기 튜브형 영역으로부터 방사 방향 외향으로 돌출하며, 상기 플랜지 상에서 상기 중합체 부재(13)가 방사 방향 외향으로 안내되고, 상기 중합체 부재는, 방사 방향 외측 단부 영역 상에 축 방향으로 서로 인접하게 배열되는 다수의 오물 립(dirt lip)(22)을 구비하며, 상기 오물 립들은, 상기 외측 링(15)의 상기 튜브형 영역(16)의 방사 방향 내측면에 접촉하는 것인, 방사 방향 플랜지를 포함하는 것인, 밀봉 장치에 있어서,
    부가적인 오물 립(26)이, 상기 외측 링(15)의 상기 튜브형 영역(16)의 방사 방향 내측면에 접촉하고, 상기 부가적인 오물 립은, 상기 중합체 부재(13)에 대해 회전 방향으로 고정되고 축 방향으로 이동 가능하며, 그리고 제한 스토퍼(27)를 구비하고, 상기 제한 스토퍼는, 상기 회전 가능한 구성요소의 상기 원통형 수용부(2)로부터 축 방향으로 돌출하며, 상기 회전 불가능한 구성요소는 플랜지형 연장부(7)를 구비하며, 그리고 갭(8)이, 상기 플랜지형 연장부(7)와 상기 회전 가능한 구성요소의 상기 원통형 수용부(2)의 개방 영역 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 부가적인 오물 립(26)은, 형상 끼워 맞춤 결합 방식으로, 상기 중합체 부재(13)에 대해 회전 방향으로 고정되는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 중합체 부재(13)는, 상기 제한 스토퍼(27)를 향한 하나 이상의 돌기(30)를 구비하고, 상기 돌기는, 상기 중합체 부재(13)를 향해 개방되는, 상기 제한 스토퍼(27)의 리세스(29) 내로 돌출하는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 돌기(30)의 방사 방향 외측 표면(31)은, 상기 지지 링(12)의 방사 방향 플랜지에 더 가까운 상기 돌기(30)의 단부로부터 상기 지지 링(12)의 방사 방향 플랜지로부터 떨어져 있는 상기 돌기(30)의 자유 단부로 회전축을 향해 경사지며, 그리고 상기 돌기(30)의 방사 방향 외측 표면(31)에 대향하는 상기 제한 스토퍼(27)의 상기 개방 리세스(29)의 벽(32)은, 상기 돌기(30)의 상기 외측 표면(31)의 기울기에 상응하게 회전축을 향해 경사지는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  5. 제 3항 및 제 4항에 있어서,
    상기 돌기(30)는, 탄성적으로 탄력적인 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 돌기(30)의 상기 방사 방향 외측 표면(31)은, 방사 방향 예비 응력에 의해, 대향하는 상기 제한 스토퍼(27)의 상기 개방 리세스(29)의 상기 벽(32)에 접촉하는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  7. 제 3항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 돌기(30)는, 상기 중합체 부재(13)와 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제한 스토퍼(27)는, 상기 회전 불가능한 구성요소의 상기 플랜지형 연장부(7)에 축 방향으로 탄력적으로 접촉하는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부가적인 오물 립(26) 및 상기 제한 스토퍼(27)는, 높은 내마모성 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 부가적인 오물 립(26) 및 상기 제한 스토퍼(27)는, 폴리우레탄으로 구성되는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
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