KR20220163996A

KR20220163996A - 실링 유닛을 지닌 실링 장치

Info

Publication number: KR20220163996A
Application number: KR1020227037893A
Authority: KR
Inventors: 알렉산더 발즈; 얀 콜로지에
Original assignee: 트렐레보르크 씰링 솔루션즈 저머니 게엠베하
Priority date: 2020-04-07
Filing date: 2021-04-07
Publication date: 2022-12-12
Also published as: EP4133194B1; CN115516233A; JP2023526169A; DE102020204514A1; BR112022019742A2; EP4133194A1; US20230036815A1; WO2021204871A1

Abstract

본 발명은 하우징, 샤프트(14) 및 실링 유닛을 포함하는 실링(sealing) 장치에 관한 것이다. 실링 유닛은 유지 섹션(30)과 실링 립(32)을 갖는 실링 링(26)을 포함하며, 실링 립은 실링 유닛(24)의 중심축(34)에 대해 반경방향으로 유지 섹션(30)으로부터 반경방향 외측으로 멀어지게 연장되고, 실링 장치에 있는 하우징(1)의 실링면에 맞닿게 동적 실링식으로 안착된다. 실링 유닛은 내측으로 긴장 상태인 클램핑 링(28)을 포함하고, 이 클램핑 링은 실링 링(26)의 재료에 매립되어 배치되고, 유지 홈(40) 내에서의 유지 섹션(30)의 축방향 위치를 고정하며, 유지 섹션(30)이 둘레방향으로 예응력을 받아 샤프트(14)에 대해 정적 실링식으로 안착되는 것을 보장한다.

Description

실링 유닛을 지닌 실링 장치

본 발명은 실링(sealing) 유닛을 지닌 실링 장치에 관한 것이다. 여러 어플리케이션 분야에서는, 사실상 간단한 실링 링 또는 간단한 실링 와셔를 지니고, 통상 불충분한 실링 효과만을 제공하는 실링 장치가 사용된다. 상기한 실링 장치는 통상 자전거, 전기 자전거(e-자전거), 소위 페델렉(pedelec), 전동 공구, 농업용 장비뿐만 아니라, 위생 어플리케이션, 식품 어플리케이션, 냉각 기계, 조향 시스템 및 소형 기어 유닛 등에서의 피팅에서 확인된다.

실링 유닛은 샤프트 상에 배치되고, 그 반경방향 외측 에지 영역에 의해 하우징 상에서 지지된다. 하우징의 관련 실링면에 대한 실링 유닛의 충분히 큰 동적 실링 접촉 압력은 통상 제한된 정도로만 주어진다. 추가로, 샤프트 상의 실링 유닛의 정적 실링 시트는 통상 그다지 만족스럽지 않다. 이로 인해, 물이나 먼지 입자와 같은 오염물이 하우징에 쉽게 침투할 수 있고, 이때 오염물은 샤프트를 지지하는 데 사용되는 베어링부의 기능을 손상시키고 마모를 증가시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 과제는, 콤팩트한 구성으로 실링 능력을 향상시키고 조립 및 분해가 가능한 한 용이한, 실링 유닛을 지닌 실링 장치를 특정하는 것이다.

본 발명에 관련된 과제는 청구항 1에 나타낸 피쳐(feature)를 포함하는 실링 장치에 의해 해결된다. 본 발명의 다른 실시예는 종속 청구항과 발명의 상세한 설명에서 주어진다.

본 발명에 따른 실링 장치는 특히 자전거, 전기 자전거, 전동 공구, 농업용 장비뿐만 아니라, 위생 어플리케이션, 식품 어플리케이션, 냉각 기계, 조향 시스템, 소형 기어 유닛 등에서의 피팅을 위해 특히 적합하다. 실링 장치는 하우징과, 회전축을 중심으로 회전할 수 있도록 하우징에 장착되는 샤프트를 포함한다. 실링 링과, 실링 링의 탄성 변형 가능한 재료에 적어도 부분적으로 매설되게 배치되는 클램핑 링을 지닌 실링 유닛은 실링 장치의 외측부에 대해 하우징과 샤프트 사이에 형성되는 실링 간극을 실링하는 역할을 한다. 실링 링과 클램핑 링은 이에 따라 함께 취급될 수 있는 구성 또는 조립 유닛을 형성한다. 실링 유닛은 특히 콤팩트한 구성 깊이로 실현될 수 있다. 실링 링은 유지 섹션과, 유지 섹션으로부터 반경방향 외측으로 연장되고 회전축에 대한 축방향으로 하우징의 실링면에 대해 동적 실링 방식으로 안착되는 실링 립을 갖는다. 반경방향 내측으로 긴장 상태인 클램핑 링은 샤프트의 유지 홈 내에서 실링 링의 유지 섹션의 축방향 위치를 고정하고, 유지 섹션이 둘레방향으로 예응력을 받아, 샤프트에 대해 정적 실링 방식으로 안착되는 것을 보장한다. 실링 유닛은 이에 따라 샤프트 상에서 회전에 저항하도록 고정될 수 있다. 실링 유닛은 이에 따라 실링 간극의 신뢰성 있는 정적 실링뿐만 아니라 동적 실링을 가능하게 하여, 실링 간극 내로의 바람직하지 않은 물 또는 오염물의 침입을 전술한 실링 유닛을 이용하는 것보다 신뢰성 있게 상쇄시킨다. 예컨대 고압/스팀 제트 클리닝에 대해서 보다 높은 보호도가 달성될 수 있다. 이에 따라, 샤프트의 베어링부들이 함께, 예컨대 자전거/페델렉에 있는 페달 크랭크샤프트의 내측 베어링부가 과량의 물, 오작동 또는 심지어는 오염으로 인한 파괴에 대해서 신뢰성 있게 보호될 수 있다. 실링 링에 적어도 부분적으로 포함되는 클램핑 링으로 인해, 실링 유닛은 또한 간단한 방식으로 분해될 수 있고, 유지 보수 작업이나 마모의 경우에 교체될 수 있다. 샤프트의 유지 홈에서의 실링 링의 축방향 고정은 또한 하우징에 대한 실링 립의 충분히 높은 접촉 압력 그리고 이에 따라 실링 유닛의 영구적으로 유효한 동적 실링 능력을 보장한다.

본 발명의 바람직한 다른 양태에 따르면, 클램핑 링은 유지 홈 내에 반경방향으로 적어도 부분적으로 맞물린다. 이러한 방식으로, 실링 링 또는 전체 실링 유닛은 샤프트에 대해, 구체적으로는 (그 회전축에 대한) 예정된 축방향 위치에 그리고 이에 작용하는 모멘트에 반하여 신뢰성 있게 고정될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 클램핑 링은 폴리머 재료로 구성된다. 이것은 제조 기술면에서 장점을 제공한다. 추가로, 이것은 하우징 영역에 있어서 바람직하지 않은 전자기 부식을 상쇄시킬 수 있다. 그러나, 대안으로서 클램핑 링은 금속으로도 형성될 수 있는데, 이는 클램핑 링의 특히 높은 내구성과 하중 지탱 능력을 보장할 수 있다. 추가로, 필요하다면 비용상의 장점을 제공하기 위해 규격화된 클램핑 링이 실링 유닛의 제조 시에 사용될 수 있다.

본 발명에 따르면, 실링 유닛 또는 클램핑 링은 다수의 공구 맞물림부 또는 공구 맞물림 리세스를 갖는다. 공구 맞물림부는 바람직하게는 공구에 의해 (비파괴방식으로) 실링 유닛의 외측으로부터 접근 가능하다. 공구 맞물림부는 바람직하게는 클램핑 링 또는 전체 실링 유닛이 확장되게 하고, 이에 따라 실링 유닛의 간단한 조립 또는 분해를 가능하게 한다.

일 구성에 따르면, 공구 맞물림부는 적어도 부분적으로 클램핑 링의 (축방향) 관통 리세스 형태로 형성될 수 있다. 이 구성에서, 실링 링은 바람직하게는 클램핑 링의 공구 맞물림부를 축방향으로 외측부에서 실링 방식으로 커버한다. 이를 위해, 본 발명의 바람직한 다른 양태에 따르면, 실링 링은 실링 링의 안착부에 탈착 가능하게 배치되는 하나 이상의 폐쇄 요소를 가질 수 있다. 각각의 폐쇄 요소는 공구 맞물림부 각각에 걸쳐 연장될 수 있고, 공구 맞물림부에 압입식으로 배치되어 실링 방식으로 유지될 수 있다. 이것은 클램핑 링에 대한 각각의 폐쇄 요소의 특히 신뢰성 있는 자가 고정을 가능하게 할 수 있다. 각각의 폐쇄 요소는 또한 실링 링의 안착부에 고정, 예컨대 접착될 수 있다. 각각의 폐쇄 요소는 바람직하게는 실링 링의 안착부와 동일한 재료로 구성된다. 다수의 폐쇄 요소 또는 모든 폐쇄 요소는 일체형으로 제조될 수 있다. 이는 제조 장점을 제공하고 취급을 단순하게 한다.

본 발명에 따르면, 클램핑 링은 2개가 넘는 공구 맞물림부를 가질 수 있다. 본 발명의 매우 바람직한 다른 양태에 따르면, 클램핑 링에 있는 공구 맞물림부들 중 일부는 클램핑 링의 둘레방향으로 일렬로, 바람직하게는 서로 규칙적으로 이격되어 배열된다. 이것은 클램핑 링에 대한 특히 가변적인 공구의 접근을 가능하게 한다. 이에 따라, 실링 유닛의 조립/분해가 더욱 단순화될 수 있다. 적어도 공구 맞물림부들 중 일부는 형상 및/또는 크기에 대해 공구, 특히 스크루드라이버의 정해진 블레이드 프로파일의 맞물림부에 맞춰질 수 있다.

본 발명의 매우 특히 바람직한 다른 양태에 따르면, 클램핑 링에 있는 적어도 공구 맞물림부의 부분은 블라인드 구멍 형태이다. 이것은 실링 링의 재료로 공구 맞물림부를 실링해야 할 필요성을 제거한다. 그 결과, 실링 유닛은 매우 저렴한 비용으로 콤팩트한 전체 구성 깊이를 갖도록 구현될 수 있다. 이 경우, 클램핑 링은 실링 링의 재료에 의한 임의의 실링 축방향 중첩을 필요로 하지 않는다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 클램핑 링은 반경방향으로 슬롯팅(slotting)될 수 있다. 이에 따라, 클램핑 링은 둘레방향으로 완전히 폐쇄되지 않는다. 이 경우, 클램핑 링은 그 2개의 자유 단부 섹션 각각에, 특히 (소위) 아이(eye) 형태의 전술한 공구 맞물림부들 중 하나를 가질 수 있다. 이것은 클램핑 링이 금속으로 형성된 경우에 매우 유리하다.

본 발명의 바람직한 다른 양태에 따르면, 실링 링의 유지 섹션은 내주부에, 유지 홈에 맞물리는 둘레방향 실링 플랜지를 갖는다. 상기한 실링 플랜지는 샤프트에 대한 실링 유닛의 특히 신뢰성 있는 정적 실링 능력을 보장할 수 있다. 실링 플랜지는 이에 따라 유지 홈의 측부 플랭크 또는 홈 바닥에 대하여 반경방향 및/또는 축방향으로 정적 실링을 제공할 수 있다.

본 발명의 변형예에 따르면, 유지 섹션은 내주부에서 적어도 일부 영역에, 유지 홈에 맞물리는 치형 에지 섹션을 갖는다. 이는 실링 유닛의 조립 및 분해를 용이하게 하고, 실링 링은 감소된 재료 입력으로 구현될 수 있다. 이와 동시에, 치형 에지부는 포켓형 공구 맞물림부를 획정할 수 있다. 이러한 실링 요인으로 인해, 이들 공구 맞물림부는 바람직하게는 유지 섹션의 둘레방향 (선세공) 실링 칼라 또는 실링 플랜지에 의해 축방향으로 구속된다. 실링 칼라/플랜지는 적어도 부분적으로 실링 유닛의 후방부를 형성할 수 있다. 실링 칼라 또는 실링 플랜지는 축방향 실링 방식으로 유지 홈의 내측 홈 플랭크에 맞닿게 놓일 수 있다.

특히 바람직한 실시예에 따르면, 실링 링의 유지 섹션은 샤프트의 외면 상의 유지 홈 외측부에서 바람직하게는 둘레방향 실링 방식으로 지지 구역에서 지지된다. 즉, 유지 섹션은 샤프트의 회전축에 대한 축방향으로 유지 홈으로부터 외측 방향으로 연장되고, 샤프트 주위에 접촉식으로 맞물린다. 한편으로, 이로 인해 유지 섹션이 과도하게 변형되거나 유지 홈으로부터 들어올려지는 일 없이 큰 모멘트를 흡수할 수 있다. 이에 따라, 실링 유닛의 소형 구성과 함께 하우징에 대한 실링 립의 특히 큰 동적 접촉 압력이 실현될 수 있다. 추가로, 다른 정적 실링 구역 또는 정적 실링 평면이 유지 홈 외측부에서 실링 링과 샤프트 사이에 구현될 수 있다. 일반적으로, 이것은 실링 유닛의 실링 기능에 유리하다.

실링 링에 있는 유지 섹션의 상기한 지지 구역이 실링 립의 동적 실링 평면에 대해 축방향 외측으로 오프셋되는 경우, 실링 링의 유지 섹션은 특히 많은 모멘트를 흡수할 수 있다.

더욱이, 본 발명에 따르면 클램핑 링은 클램핑 링의 둘레방향으로 앞뒤로 교대로 배열되는 제1 및 제2 링 세그먼트를 가질 수 있고, 제1 링 세그먼트는 제2 링 세그먼트보다 탄성 변형이 덜하고, 제2 링 세그먼트를 통해 서로 연결된다. 이러한 디자인은 특히 폴리머 스프링 링의 경우에 유리하다. 제2 링 세그먼트는 실링 링의 조립 그리고 필요하다면 실링 유닛의 분해에도 또한 필요한 클램핑 링의 탄성 확장을 가능하게 한다.

클램핑 링의 상기 공구 맞물림부는 유리하게는 각각 하나의 제1 링 세그먼트에 의해 형성될 수 있다.

실링 링은 바람직하게는 본 발명에 따른 클램핑 링 상에 몰딩된다. 이것은 특히 실링 장치의 비용 효율적인 대량 생산을 가능하게 한다. 본 발명에 따르면, 클램핑 링은 이에 따라 특별히 사출 성형품, 스탬핑 성형품 또는 3D 인쇄품으로서 구성될 수 있다.

본 발명의 다른 장점은 설명과 도면으로부터 얻을 수 있다. 본 발명은 아래에서, 도면에 도시한 실시예를 참고로 하여 보다 상세히 설명된다. 도시하고 설명한 실시예는 총망라하는 목록으로서 이해되어서는 안 되며, 오히려 본 발명의 설명을 위한 예시적인 특징을 갖는다.

도 1은 하우징과, 하우징에 회전 가능하게 배치되는 샤프트를 갖고, 여기에서는 예시적으로 페달 크랭크가 샤프트에 부착되는 페달 베어링 실링 장치 형태의 실링 장치를 보여주는 단면도로, 여기에서 실링 유닛이 샤프트와 하우징 사이에 형성되는 베어링 또는 실링 간극을 실링하는 기능을 하고,
도 2는 도 1에 따른 실링 유닛과 유사한 실링 유닛을 보여주는 격리 사시도이며,
도 3은 도 2에 따른 실링 유닛을 보여주는 제1 단면도이고,
도 4는 도 2에 따른 실링 유닛을 지닌 실링 장치를 보여주는 단면도이며,
도 5는 실링 유닛의 다른 실시예를 보여주는 전방측 사시도이고,
도 6은 도 5에 따른 실링 유닛과 유사한 실링 유닛을 보여주는 상세 단면도이며,
도 7은 금속 클램핑 링과 에지에 있는 공구 맞물림부를 지닌 실링 유닛의 다른 실시예를 보여주는 전방 사시도이고,
도 8은 도 7에 따른 실링 유닛을 보여주는 후방도이며,
도 9는 스냅 링으로서 구성된 클램핑 링을 지닌 실링 유닛을 보여주는 후방도이고,
도 10은 클램핑 링의 공구 맞물림부를 실링식으로 폐쇄하는 일체형 폐쇄 요소를 지닌, 도 9에 따른 실링 유닛을 보여주는 정면도이며,
도 11은 도 9의 A-A로 나타낸 절결면에서의 도 9에 따른 실링 유닛을 보여주는 단면도이다.

도 1은 여기에서 단지 예시적으로만 자전거, 페델렉 등을 위한 페달 베어링 실링 장치 형태인 실링 장치(10)를 보여준다. 실링 장치(10)는 하우징(12)과, 여기에서 하우징(12)을 관통하여 연장되고 회전축(16)을 중심으로 회전 가능하게 하우징(12)에 장착되는 샤프트(14)를 포함한다. 그 자체로 알려진 페달 크랭크(18)가 샤프트(14)의 양 단부에 부착될 수 있다. 적어도 2개의 내측 베어링(20) - 이들 베어링 중 단 하나만이 예시를 목적으로 도 1에 도시되어 있음 - 이 여기에서는 샤프트(14)를 지지하는 데 사용된다. 내측 베어링(20)의 개별 구성요소는 각각 비분리 유닛으로서 구성될 수 있다. 내측 베어링(20)은 또한 그 자체로 알려진 방식으로 소위 카트리지 베어링으로서 구성될 수 있다. 전체적으로 24로 표시된 실링 유닛은 실링 장치(10)의 외측 또는 오염측(A)에 대해 하우징(12)과 샤프트(14) 사이에 형성된 실링 간극(22)을 실링하는 데 사용된다. 실링 유닛(24)은 실링 링(26)과 클램핑 링(28)을 포함한다. 실링 링(26)은 탄성, 바람직하게는 고무 탄성 변형 가능한 베이스 재료로 이루어진다. 탄성중합체가 베이스 재료로서 특히 적합하다. 실링 링(26)은 유지 섹션(30)과 실링 립(32)을 갖고, 실링 립은 유지 섹션(30)으로부터 실링 링(26)이나 실링 유닛(24)의 중심축(34)에 대해 반경방향 외측으로 연장된다. 실링 립은 실링 에지(35)를 갖는다. 실링 링(26)의 중심축(34)은 회전축(16)과 일치한다. 실링 립(32)은 그 베이스 재료의 고유한 탄성으로 인해, 동적 실링 평면(E) 영역에서 축방향으로 하우징(12)의 실링면(36)과 동적 실링 접촉한다. 도 1에 따르면, 실링면(36)은 구체적으로 하우징(12)의 단부 페이스(38)에 의해 형성될 수 있다.

클램핑 링(28)은 실링 링(26)의 유지 섹션(30)을 샤프트(14)의 유지 홈(40)에서 축방향으로 고정하는 기능을 하고, 실링 링(26)의 유지 섹션(30)이 반경방향으로 예응력을 받아 샤프트(14)에 대해 둘레방향으로 정적 실링 접촉하는 것을 보장한다.

실링 링(26)의 탄성 변형 가능한 베이스 재료는, 예컨대 클램핑 링(28)에 몰딩될 수 있다.

도 2 내지 도 4는 도 1에 따른 실링 유닛(24)에 대체로 대응하는 실링 유닛(24)을 보여준다.

실링 유닛(24)은 조립 상태에서 외측부(도 1의 A 참고)를 향하는 그 전방부(42)에 복수 개의 공구 맞물림부(44, 46)를 갖는다. 공구 맞물림부(44, 46)는 여기에서는 각각 클램핑 링(28)에 의해 형성된다. 공구 맞물림부(44, 46)는 각각 여기에서는 전방부(42)를 향해 개방된 블라인드 구멍 리세스로서 구성된다.

제1 공구 맞물림부(44)는, 실링 유닛(24)의 조립/분해를 위해 클램핑 링(28)이 확장될 수 있게 지원하는 클램핑 링 콜렛 등과 맞물리는 기능을 한다. 여기에서, 클램핑 링(28)은 둘레방향으로 폐쇄되도록 구성되지만, 대안의 구성에 따르면 반경방향으로 슬롯팅되게 구성될 수도 있다. 이 경우, 클램핑 링(28)은 (둘레방향으로) 서로를 향하는 2개의 자유 단부 부분(48)을 갖는다. 이때, 단부 섹션(48)에는 제1 공구 맞물림부(44)가 마련된다.

제2 공구 맞물림부(46)는 클램핑 링(28)의 둘레방향으로 규칙적으로 이격되어 연속 배치된다. 특히, 이러한 제2 공구 맞물림부(46)는 직사각형 개방 단면을 가질 수 있고, 공구 블레이드, 예컨대 스트루드라이버(도시하지 않음)와 맞물리는 기능을 할 수 있다. 이러한 제2 공구 맞물림부(46)의 지원에 의해, 실링 유닛(24)은 파괴를 유발할 가능성이 있는 특별한 공구를 필요로 하지 않고 유지 홈(40)(도 1)에서의 장착 위치로부터 들어올려 질 수 있다.

도 3 및 도 4에 따르면, 클램핑 링(28)은 클램핑 링(28)의 둘레방향으로 앞뒤로 교대로 배열되는 제1 및 제2 링 세그먼트(50, 52)를 갖는다. 여기에서, 제1 링 세그먼트(50)는 각각 하나의 공구 맞물림부(44, 46)를 형성하고, 제2 링 세그먼트(52)보다 반경방향으로 탄성 변형이 덜하며, 제1 링 세그먼트는 제2 링 세그먼트를 통해 서로 유연하게 연결된다. 그 결과, 실링 유닛(24)의 조립은 실링 링(26)과 클램핑 링(28)을 결합 가능하게 확장시키고 샤프트(도 1의 14) 상으로 축방향으로 슬라이딩시키는 것에 의해 단순해질 수 있다.

클램핑 링(28)은 실링 링(26)의 재료보다 탄성계수가 큰 재료, 이 경우에는 폴리머 재료로 형성된다. 클램핑 링(28)은 사출 성형품 또는 3D 인쇄품일 수 있다.

도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 도 2 내지 도 4에 도시한 실링 유닛(24)의 유지 섹션은, 이 유지 섹션(30)의 잔부로부터 반경방향으로 멀어지는 방향으로 중심축(34) 방향으로 연장되는 내주 장착 및 실링 플랜지(54)를 갖는다. 실링 플랜지(54)는 직사각형 단면 형상, 바람직하게는 원형 내측 단면 또는 원형 내측 윤곽을 가질 수 있다. 실링 유닛(24)의 조립 상태에서, 실링 플랜지(54)는 실링 링(26)의 전체 둘레에 걸쳐 유지 홈(40)(도 4)과 실링식으로 맞물린다. 이 경우, 실링 플랜지(54)는 유지 홈(40)의 홈 바닥(56)과 반경방향으로 정적 실링 접촉한다. 그 결과, 제1 정적 실링 구역(58)이 샤프트(14)와 실링 유닛(24) 사이에 형성된다. 클램핑 링(28)은 둘레방향으로 유지 홈(40)과 단지 간헐적으로만, 즉 도 4 및 도 5에서 볼 수 있다시피 세그먼트별로 맞물릴 수 있다. 특히 유리하게는, 클램핑 링(28)은 적어도 그 제1 링 세그먼트(50)에 의해 유지 홈(40)에 맞물린다.

도 4에 따르면, 실링 유닛(24)은 축방향으로 유지 홈(40)으로부터 멀어지게 외측부(A)를 향해 연장된다. 유지 섹션(30)은 샤프트(14)의 외면(60) 상의 유지 홈(40) 외측에 있는 지지 구역(S)에서 반경방향으로 완전히 지지된다. 한편으로, 이것은 실링 립(32)과 하우징(12)의 실링면(36) 간의 충분한 접촉 압력을 가능하게 한다. 추가로, 유지 섹션(30)이 샤프트(14)와 둘레방향으로 실링 접촉할 때, 샤프트(14)와 실링 유닛(24) 사이에 추가의 정적 실링 구역(58)이 형성된다. 이에 따라, 실링 링(26)은 적어도 2개의 축방향으로 이격된 실링 구역(58)의 영역에서 샤프트(14)와 정적 실링 접촉한다.

도 4에 따르면, 실링 유닛(24)은 유지 홈(40)에 축방향 클리어런스를 두고 확실히 배치될 수 있으며, 이는 실링 유닛(24)의 조립을 용이하게 하고, 유지 섹션(30)에 대한 가능한 손상을 억제한다.

도 5는, 실링 링(26)의 유지 섹션(30)이 내주부에 포켓형 제3 공구 맞물림부(64)를 지닌 치형 에지 섹션(62)를 갖는다는 점에서 앞서 설명한 실링 유닛(24)과 기본적으로 상이한 다른 실링 유닛(24)을 보여준다. 제3 공구 맞물림부(64)는 둘레방향으로 서로 이격되어 일렬로 늘어서며, 각각 양측부에서 에지부(62)의 치형부(66)에 의해 경계가 정해진다. 치형부(66)는 중심축(34)을 향하는 방향으로 유지 섹션(30)의 잔부로부터 반경방향으로 돌출한다.

도 6을 참고하면, 제3 공구 맞물림부(64)는 각각 실링 링(26)의 내주 실링 플랜지(54)에 의해 축방향으로 실링 유닛(24)의 후방부(68) 방향으로 경계가 정해질 수 있다. 실링 유닛(24)의 설치 상태에서, 유지 섹션(30)은 그 에지측 치형부(66)에 의해 유지 홈(40)에 맞물리고, 유지 홈(40) 내에서의 유지 섹션(30)의 정적 실링 효과는 (선세공) 실링 플랜지(54)에 의해 달성된다. 실링 플랜지는 축방향 둘레방향 실링 방식으로 유지 홈(40)의 내측 홈 플랭크(70)에 맞닿게 놓인다. 제3 공구 맞물림부(64) - 이 공구 맞물림부는 더욱 중앙에 배치됨 - 는 실링 조립체의 조립 또는 샤프트(14)의 유지 홈(40)으로부터의 더욱 단순화된 들어올려짐을 위해 실링 유닛(24)을 훨씬 효율적으로 확장시킬 수 있다.

실링 유닛(24)의 클램핑 링(28)은 또한 도 7 및 도 8에 도시한 실링 유닛(24)의 실시예에 따라 금속으로 형성될 수도 있다. 이 경우, 클램핑 링(28)은 예시적으로 슬롯이 없는(완전 폐쇄형) 샤프트 링으로서 구성되고, 적어도 부분적으로 실링 링(26)의 재료에 매립된 상태로 유지되게 배치된다. 클램핑 링(28)은 실링 유닛(24)의 신뢰성 있는 실링 능력을 보장하기 위해 전방부[설치 상태에서 외측부(A)를 향함]에서 실링 링(26)의 탄성 변형 가능한 재료로 완전히 덮인다. 단지 일례로써, 여기에서 실링 유닛(24)에는 도 5 및 도 6과 연계하여 앞서 설명한 포켓형 제3 공구 맞물림부(64)가 마련된다. 금속 클램핑 링을 구비하는 경우에도, 실링 유닛은 제3 공구 맞물림부(64)에 더하여 또는 제3 공구 맞물림부의 대안으로서 복수 개의 제1 또는 제2 공구 맞물림부(44, 46)를 가질 수 있다는 점에 주목해야만 한다.

도 9 내지 도 11에 도시한 실링 유닛(24)에 따르면, 클램핑 링(28)은 대안으로서 금속으로 형성된 (슬롯형) 스냅 링 형태일 수 있으며, 이는 실링 링의 재료에 적어도 부분적으로 매립된다. 클램핑 링(28)의 2개의 자유 단부 부분(48)에는 각각, 여기에서는 콜렛(도시하지 않음)을 수용하기 위한 아이 형태의 제1 공구 맞물림부(44)가 형성된다. 클램핑 링(28)은 실링 유닛(24)의 후방부(68)에 배치된다. 실링을 위해, 클램핑 링(28)은 축방향으로 전방에서 실링 링(26)의 재료로 완전히 덮인다. 실링 링(26)은 하나 이상의 플러그 또는 폐쇄 요소(72)를 포함할 수 있고, 이 플러그 또는 폐쇄 요소는 실링 유닛(24)의 전방부에서 클램핑 링(28)의 2개의 아이 내로 연장되어, 이들을 유체 및 입자 밀봉식으로 실링한다. 실링 링은 폐쇄 요소(72)를 위한 각각의 관통 리세스를 가지며, 이 관통 리세스는 도면에서는 보다 상세히 도시되어 있지 않고, 제1 공구 맞물림부(44)와 축방향 정렬되게 배치된다는 점이 이해된다. 필요하다면, 폐쇄 요소(72)는 실링 링(26)의 잔부에 구속될 수 있다. 대안으로서 또는 추가로, 각각의 폐쇄 요소(72)는 도 9의 단면 A-A를 따른 도 11의 단면도에 도시한 바와 같이 클램핑 링(28)의 제1 공구 맞물림부(44)에 압입식으로 유지되도록 구성될 수 있다. 폐쇄 요소(72)들은 서로 일체로 형성될 수 있다.

실링 링(26)은 도 2 내지 도 4에 도시한 실시예에 따라 유지 섹션(30)에 둘레방향 실링 플랜지(54) 또는 선세공 실링 플랜지(54)를 지닌 치형 유지 섹션(도 7 내지 도 10 참고)을 가질 수 있다.

Claims

하우징(12) 및 회전축(16)을 중심으로 회전할 수 있도록 하우징(12)에 장착되는 샤프트(14)와, 하우징(12)의 외측부(A)에 대해 하우징(12)과 샤프트(14) 사이에 형성되는 실링(sealing) 간극(22)을 실링하는 실링 유닛(24)을 포함하는 실링 장치(10)로서,
실링 유닛(24)은
- 유지 섹션(30)과 실링 립(32)을 갖는 실링 링(26)으로서, 실링 립은 유지 섹션(30)으로부터 반경방향 외측으로 멀어지게 연장되고, 축방향으로 하우징(12)의 실링면(36)에 맞닿게 동적 실링식으로 안착되는 것인 실링 링(26); 및
- 내측으로 긴장 상태인 클램핑 링(28)으로서, 실링 링(26)의 재료에 매립되어 배치되고, 유지 홈(40) 내에서의 유지 섹션(30)의 축방향 위치를 고정하며, 또한 유지 섹션(30)이 둘레방향으로 예응력을 받아 샤프트(14)에 대해 정적 실링식으로 안착되는 것을 보장하는 것인 내측으로 긴장 상태인 클램핑 링
을 포함하는 것인 실링 장치.
제1항에 있어서, 클램핑 링(28)은 반경방향으로 적어도 부분적으로 유지 홈(40)에 맞물리는 것을 특징으로 하는 실링 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 클램핑 링(28)은 폴리머 재료 또는 금속으로 구성되는 것을 특징으로 하는 실링 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 클램핑 링(28)은 외측부(A)로부터 접근 가능한 복수 개의 공구 맞물림부(44, 46, 64)를 포함하는 것을 특징으로 하는 실링 장치.
제4항에 있어서, 클램핑 링(28)은 슬롯팅(slotting)되고, 그 자유 단부 부분(48)에 특히 아이(eye) 형태의 각각의 개별 공구 맞물림부(44, 46, 64)를 갖는 것을 특징으로 하는 실링 장치.
제4항 또는 제5항에 있어서, 적어도 공구 맞물림부(44, 46, 64)들 중 일부는 클램핑 링(28)의 둘레방향으로 일렬로, 바람직하게는 서로 규칙적으로 이격되어 배열되는 것을 특징으로 하는 실링 장치.
제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 공구 맞물림부(44, 46, 64)들 중 일부는 각각 외측부(A)를 향해 개방된 블라인드 구멍 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 실링 장치.
제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 공구 맞물림부(44, 46, 64)들 중 일부는, 축방향으로 외측부에서 실링 링(26)으로 완전히 덮여 완전히 실링되는 클램핑 링(28)의 축방향 관통 리세스로서 구성되는 것을 특징으로 하는 실링 장치.
제8항에 있어서, 실링 링(26)은 공구 맞물림부(44, 46, 64)들을 실링하기 위해 착탈식으로 배치되는 폐쇄 요소(72)들을 포함하고, 이들 폐쇄 요소는 실링 링(26)의 잔부에 접착 또는 용접되거나, 실링 링(26) 및/또는 클램핑 링(28)에 압입되어 유지되는 것을 특징으로 하는 실링 장치.
제9항에 있어서, 폐쇄 요소(72)들은 실링 링(26)의 잔부와 동일한 재료로 형성되고/형성되거나, 폐쇄 요소(72)들은 일체형으로 함께 형성되는 것을 특징으로 하는 실링 장치.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 실링 링(26)의 유지 섹션(30)은 내주부에, 유지 홈(40)에 맞물리는 둘레방향 실링 플랜지(54)를 갖는 것을 특징으로 하는 실링 장치.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 실링 링(26)의 유지 섹션(30)은 복수 개의 공구 맞물림부(44, 46, 64)를 지닌 치형 에지 섹션(62)을 갖고, 공구 맞물림부 각각은 에지 섹션(62)의 치형부(66)에 의해 둘레방향으로 양측부에서 경계가 정해지는 것을 특징으로 하는 실링 장치.
제12항에 있어서, 적어도 공구 맞물림부(44, 46, 64)들 중 일부는 유지 섹션(30)의 둘레방향 실링 플랜지(54)에 의해 축방향으로 한정되고, 실링 플랜지(54)는 바람직하게는 유지 홈(40)의 내부 측부 홈 플랭크(70)에 대해 실링 방식으로 지탱되는 것을 특징으로 하는 실링 장치.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 실링 링(26)의 유지 섹션(30)은 반경방향으로 유지 홈(40) 외측의 지지 구역(S)에서 샤프트(14)의 외면(60)에 대해 바람직하게는 둘레방향으로 실링 방식으로 지지되는 것을 특징으로 하는 실링 장치.
제14항에 있어서, 지지 구역(S)은 실링 립(32)의 동적 실링 평면(E)에 대해 축방향 외측으로 오프셋되어 배치되거나, 동적 실링 평면(E)은 지지 구역(S)과 교차하는 것을 특징으로 하는 실링 장치.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 클램핑 링(28)은 둘레방향으로 앞뒤로 교대로 배열되는 제1 및 제2 링 세그먼트(50, 52)를 갖고, 제1 링 세그먼트(50)는 제2 링 세그먼트(52)보다 탄성 변형이 덜하며, 제1 링 세그먼트(50)는 제2 링 세그먼트(52)를 통해 서로 유연하게 연결되는 것을 특징으로 하는 실링 장치.
제16항과 함께 제4항에 있어서, 클램핑 링(28)에 있는 적어도 공구 맞물림부(44, 46, 64)들 중 일부는 제1 링 세그먼트(50)에 의해 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 실링 장치.