JP7410027B2 - ラジアルシャフトシール - Google Patents
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Description
外側室、有利には大気雰囲気に対して、液体によって充填された内側室を密閉するために、
このラジアルシャフトシールが、シールハウジングと、このシールハウジング内において配設された、密閉リップを用いて前記シャフトに密閉的に当接する、リング形状の少なくとも1つのエラストマー密閉体と、前記密閉体を前記シールハウジング内において位置決めする、リング形状の、金属性の少なくとも1つの支持体とを有している。
このシールは、その第1のシールリングにおいて半径方向にゴム密閉リップの上方に配設されたコードスプリングを用いてシャフトに対して締め付けられておりおよび密閉的に直接的に回転シャフトに当接するゴム密閉リップを有する、該第1のシールリングと、合成樹脂密閉リップを有する、第2のシールリングとを有しており、この第2のシールリングが、この第1のシールリングの空気側において、および、この第1のシールリングに隣接して配設されている。
合成樹脂密閉リップは、ゴム密閉リップの背面側に沿って延在し、且つ、回転シャフトと密閉的な接触状態にある。第2のシールリングの空気側においておよびこの第2のシールリングに隣接して、耐曲げ性の補強リングが配設されている。この補強リングは、合成樹脂密閉リップの湾曲された部分に沿って、この湾曲された部分の背面側を支持するために湾曲されている。
ケーシング穿孔内において、それに加えて、外側リングが配設されており、この外側リングは、第1および第2のシールリング並びに補強リングの、半径方向で外側に位置する部分を、強固に固定する。
この構造様式は、リング形状の2つの密閉体、エラストマーから成る1つの密閉体とプラスチックから成る1つの密閉体とを有する、出願人の実際的に有用であることが実証された解決策であり、これら密閉体が、別個の、特殊鋼薄板から製造されたシールハウジング内において、互いに締り嵌めを用いて、このシールハウジング内において強固に配設された、金属性の、リング形状の回転部材によって支持体に隣接して配設されている。
これら密閉体は、密閉リップを備えており、これら密閉リップが、シャフトの上に締り嵌めによって押し込まれた走行スリーブに、密閉的に当接している。
密閉リップのそれぞれに両方の密閉リップが、この密閉リップのシャフトもしくは走行スリーブに当接する領域内において、常に、圧力側に向かって成形された、平面状の密閉円筒部を形成すること、
少なくとも、エラストマーから成る密閉体が、この密閉円筒部の外側周囲において配設された外側溝部を有しており、この外側溝部内において、コードスプリングが配設されており、一方では回転するシャフトの際に漏洩損失を最小限に減らすため、および、他方では静止漏洩を回避するために、このコードスプリングが、この密閉円筒部を、所属する密閉リップによって、回転不能にシャフトの上に配設された走行スリーブに対して押圧することは特徴的である。
しかしながら、この特許文献2によるシールの製造の際に、強制的に、シャフトとの、プラスチック密閉体の「随伴回転」を回避するために、この構造様式の製造の際に、ある程度の「粗悪品割合」は、是認して甘受される。
特に、新規の冷却液体(弱く潤滑する媒体)の使用の際に、7,000U/min以上の回転数から、水側に配設されたエラストマー密閉体において、シャフト/スリーブと、密閉円筒部との間の液体薄膜が途切れ、
従って、テストベンチの上での一連の試験において信頼性の高く実証され得るように、既に、約7,500U/minから、極めて明確な温度上昇が、それぞれのシールにおいて始まり、
この温度上昇が、シャフト表面の上での、このことから結果として生じる薄層形成(例えば、熱的に損傷された冷却剤から成る珪酸塩)を伴う冷却剤の熱的な損傷と、このことから結果として生じる漏洩とを結果として招くことにある。
この摩擦が、その場合に、必然的に、摩擦損失を伴う温度上昇を、および、同様にこれと関連する出力損失をも結果として招く。
このことは、両方の構造様式において、付加的な加硫プロセスを必要とし、このことによって、必然的に、同様に明確な増大された製造の手間暇が、しかしながら、同様にリサイクリングの際の明確に増大された手間暇が、これら構造様式の製造と関連させられている。
特許文献2との関連において既に説明されたリングフランジ円板内における、シャフトとの、空気側のプラスチックから成るシールの「随伴回転」を阻止するために、もはや不十分であることは結果として生じる。
このリングフランジと、これまた同様、空気側と水側の2つの支持リングは、回転不能に結合されている。
水側に配設された第2のエラストマー密閉体が、水側の支持リングとシールハウジングとの間で別個に圧入され、且つ、引き続いて、このエラストマー密閉体とシールハウジングとの間に配設された更に別の構造部材であるアダプターを用いて、弾性的に締め付けられてこの第2のエラストマー密閉体の位置において固定されることによって締め付けられる。
稼働時間/使用時間にわたっての、それぞれのエラストマーシールの予負荷の既に説明された低下は、
増大する使用時間によって、エラストマーの予負荷の低下の結果として、この構造様式の際に、その場合に、アダプターが、このアダプターの弾性的な締め付けから脱落し、且つ、このことによって、(その場合に、シャフトスリーブの上で「ばらばらに崩れる」)シールが、このシールの密閉作用を喪失することを誘起する。
これら両方のリップの間に、少ない量の市販の潤滑油脂が収納され、この潤滑油脂が、エラストマーリップの短時間の潤滑のために利用される。
既に冒頭で解析された解決策との関連において説明されているような、新しい冷却液体(弱く潤滑する媒体)との関連において、より高い回転数、即ち7,000U/min以上の回転数において、これまた同様に、既に短い使用時間の後、増大された摩耗が生じ、
この摩耗が、乾燥摩擦磨耗に至るまでの混合摩擦状態に原因が帰せられるべきであり、且つ、この摩耗が、リップ状シールの「燃焼」による損傷、および、その熱的な損傷から結果として生じる漏洩を伴う、冷却剤の該熱的な損傷を誘起する。
特許文献4による解決策に従うエラストマーリップシールであろうと特許文献5による解決策に従うエラストマーリップシールであろうと、
それぞれのエラストマーが圧縮永久歪み(DVR)を備え、この圧縮永久歪みが予負荷が使用温度の高さおよび稼働時間の長さに依存してより小さくなり、このことによって、冷却剤の作業温度においておよび増大する稼働時間によって、シャフトまたは走行スリーブに対する密閉リップの予負荷が明確に低減することを誘起するという欠点を有している。
静止状態におけるこの漏洩の事態は、しかしながら同様に、明確な負圧安定性の低下も誘起する。
この冷却システムがサクションポンプを用いて真空にされ得、密閉性が試験され得、且つ、引き続いて生成された負圧の利用のもとで、空気無しに冷却剤で充填され得るように行われ得ることを可能にする。
稼働時間およびそれぞれの使用条件に依存して、例えば、密でない、摩耗された密閉リップを介して、幾分の空気が、このことから結果として生じる欠点を有して、冷却循環回路内へと到達することを誘起する。
このラジアルシャフトシールが、
同様に、容易に潤滑する添加物を有する、さらさらした水を基礎とする冷却剤の使用のもとでの冷却剤ポンプ内において、従来技術の前述された欠点も除去するべきであり、且つ、
その際、同時に、
摩擦損失および漏洩損失を、現今の従来技術に比して明確に低下するべきであり、高い信頼性および耐用期間を明確に増大するべきであり、それに加えて、静止漏洩を高い信頼性で回避するべきであり、
従って、自体、より長い使用時間の後も、未だに、冷却剤ポンプの「空気の無い」真空充填が可能であるべきであり、同時に、この新規のラジアルシャフトシールが、それに加えて、製造技術的に容易に製造可能および組み付け可能であるべきであり、
このことによって、最終的な製造における製造コストおよび組み付けコストも、明確に低減するべきである。
このシールハウジング5内において、圧力室側に、エラストマー密閉リップ10を有するエラストマー密閉体8が、および、外部空間側に、PTFEから成る、プラスチック密閉リップ11を有するプラスチック密閉体9が、これら密閉リップが直接的にこのシャフト3に、または、この実施例内において図示されているようにこのシャフト3の上に回転不能に配設された走行スリーブ12に当接するように配設されており、
その際、両方のこれら密閉体が、即ち、エラストマー密閉体8とプラスチック密閉体9とが、シールハウジング5に対するこれら密閉体の位置において、リング形状のシャフト貫通穿孔7bを備える、金属性の少なくとも1つの支持体13を用いて正確に位置決めされている、ことによって特徴付けられている。
当接円錐角度βのもとで傾斜された密閉体当接フランジ14は、本実施例においてポリテトラフルオロエチレン(PTFE)から成るプラスチック密閉体9の、圧力室1の方向への必要とされる(gesollte)変形を生起し、従って、この密閉体当接フランジが、自体、圧力室側の圧力負荷のもとで、この密閉体当接フランジの最適な密閉幾何学的形状を維持し、このことによって、プラスチック密閉体9のプラスチック密閉リップ11の摩耗が最小限に減らされ、且つ、いわゆる「トランペット効果(Trompeteneffekt)」が防止される。
その際、この支持体ウェブ外側縁部16の直径が、シールハウジング5の内側壁部17の直径に対して、過大な寸法を有しており、従って、最終組み付け状態においてプラスチック密閉体9を後方壁6に対して押圧する支持体13が、シールハウジング5内において、締り嵌めによって接合されており、
その際、この支持体13が、それに加えて、例えばこの支持体13とシールハウジング5との間の縁部領域内において配設された1つ/複数の溶接継ぎ目18を用いて、強固に圧入された(圧力嵌合によって接合された)状態において、これに伴って、摩擦係合的にだけでなく、それに加えて、材料一体的にも、シールハウジング5と結合されていることは特徴的である。
この支持ウェブ押圧フランジが、この支持ウェブ押圧フランジの自由な圧力室側の端部において、支持フランジ縁部20を有しており、
この支持フランジ縁部が、最小の摩擦損失における高い密閉作用の保証のための、確実な、信頼性の高い、最適なエラストマー密閉体8の支持を可能にする。本実施例において、押圧円錐角度は、α=36.8°の値である。
この位置決め円筒部外側シェル22の上に、締り嵌めを用いて、エラストマー密閉***置決めキャップ23の円筒形の位置安定キャップ内側シェル24が配設されており、このエラストマー密閉***置決めキャップが、円筒部キャップ25から成っており、この円筒部キャップに、圧力室側で、剛固に密閉体収容ウェブ26が配設されていること、および、エラストマー密閉体8が密閉***置決め円筒部27を有しており、このエラストマー密閉体が、このエラストマー密閉体の内側シェル30によって、円筒部キャップ25の上で、半径方向に、このエラストマー密閉体が、同時に、このエラストマー密閉体の内側シェル30に配設され密閉体収容ウェブ26を収容するアンダーカット部31を用いて、密閉体収容ウェブ26に結び付けられているように、締め付けられていること、および、
このエラストマー密閉***置決めキャップ23の上に配設された、エラストマー密閉体8が、最終組み付け状態において、このエラストマー密閉体の端側面28によって、支持体ウェブ15に、密閉***置決め円筒部27に配設された外側シェル29が同時にシールハウジング5内において弾性的に締め付けられているように当接していることは、本発明の基本的事項である。
このことによって、製造技術的および組み付け技術的に簡単な、並びに、極めて信頼性の高い、および、同時に、同様に極めて安いコストの、両方の密閉体、即ちエラストマー密閉体8およびプラスチック密閉体9の位置安定が、シールハウジング5において、および、このシールハウジング5内において保証されている。
この支持湾曲ウェブの圧力室側の端部において、その場合に、エラストマー密閉体8に、エラストマー密閉リップ10が配設されており、このエラストマー密閉リップが、シャフト3、または、このシャフト3の上で回転不能に配設された走行スリーブ12に当接していることは重要である。
これによって、密閉リップのもとでの腐食は回避され、この密閉体の領域内における摩耗が、仮に異物粒子がこの密閉体のもとで捕獲された場合でも最低限に抑えられ、即ち、走行スリーブの上での溝形成が強度に回避され、このことによって、走行面が、実際的な使用において、長い時間にわたってほぼ摩耗の無いままであり、即ち、密閉作用のために無傷のままである。
一方では、エラストマー密閉体8の当接領域32に対して作用する、このエラストマー密閉体8の当接領域32を支持ウェブ押圧フランジ19に対して押圧する支持力FSへの、および、
他方では、直線形状のエラストマー密閉リップ10に対して規定されて作用する、このエラストマー密閉リップ10を最適に回転不能にシャフト3の上で配設された走行スリーブ12に対して押圧するリップ押付け力FLへの、
ばね予負荷力FFVの最適な力分配を生起する。
同時に、この密閉リップの走入挙動が改善され、密閉リップが同様に乾燥テストの際にも潤滑され、摩擦温度が不都合な使用条件の際に低減され、且つ、自体、スティックスリップ傾向(振動傾向による、騒音、および、キーキーときしむ音(Quitschen))が、(粗悪に潤滑する冷却剤、高い冷却剤温度、および、少ない回転数、例えばアイドリング回転数、またはこれらの組み合わせにおいてのような)不都合な使用条件の際に回避される。
組み付けフランジを備えるシールハウジング5内において、20mmの穿孔直径を有するシール座部のために、支持体13によって位置確実に位置決めされたプラスチック密閉体9を有する、組み付け中の、本発明に従うラジアルシャフトシールが、側方断面図において図示されている。
作動ケーシング2内への組み込みの後の、この作動ケーシング2とシールハウジング5との間の(空気及び冷却剤か、空気または冷却剤かの)静力学的な漏洩を回避するために、シールハウジングの外側周囲において、周囲にわたって、密閉塗料38が配設されている。
この円筒部キャップ25の外側で、エラストマー密閉体8の密閉***置決め円筒部27の内側シェル30が、半径方向に締め付けられている。
エラストマー密閉体8の外側周囲における支持湾曲ウェブ33の上のほぼ中央に、外側溝部34が配設されており、この外側溝部内において、コードスプリング35が配設されており、
このエラストマー密閉体8の外側周囲において作用する、このコードスプリングのばね予負荷力FFVが、
一方では、エラストマー密閉体8の当接領域32を、支持力FSによって、支持ウェブ押圧フランジ19に対して、および、しかしながら同時に、直線形状のエラストマー密閉リップ10を、リップ押付け力FLによって、回転不能にシャフト3の上で配設された走行スリーブ12に対して押圧することを開示している。
本発明に従うラジアルシャフトシールの全稼動時間にわたって、エラストマー密閉リップ10の最適な振動の緩衝が保証され、および、
自体、スティックスリップ傾向(振動傾向)が、(粗悪に潤滑する冷却剤、高い冷却剤温度、および、例えばアイドリング回転数のような少ない回転数が、個別的におよびそれらの組み合わせにおいてのような)不都合な使用条件の際に、回避されることを生起する。
その際、自体、場合によってはしかしながら生じる摩耗の際に、自動式の最適な接触ゾーンの後調節がコードスプリング35によって行われ、
従って、それに加えて、同様に負圧安定性も、ラジアルシャフトシールの全耐用期間にわたって保証されており、且つ、エラストマー密閉リップ10と走行スリーブ12との間の密閉位置の上での/における、あらゆる漏洩も回避される。
この構造様式の際に、シールハウジング5は軸線方向に拡開され、それによって、シールハウジング5が、漏洩の恐れ無く作動ケーシング2内へと圧入する。
特許文献2によるラジアルシャフトシールを用いて、図11内において図示された温度経過が回転数に対して検出され、且つ、本発明に従うラジアルシャフトシールを用いて、図12内において図示された温度経過が回転数に対して検出された。
このことが、その場合に、増大する回転数によって、この回転数の増大によって明確に増大する、エラストマー密閉リップ10における温度上昇を誘起することに原因を帰することは前提とされる。
本発明に従う、図7内において詳細に図示された新規のエラストマー密閉リップの構造様式によって、特により高い回転数の際に、損失出力、即ち摩擦損失が、現今の従来技術に比して極めて明確に低下され得、且つ、これに伴って、同時に、本発明に従うラジアルシャフトシールの高い信頼性および耐用期間が著しく増大され得る、
ことを裏付ける。
このラジアルシャフトシールが、
同様に、容易に潤滑する添加物を有する、さらさらした水を基礎とする冷却剤の使用のもとでの冷却剤ポンプ内において、従来技術の前述された欠点も除去し、且つ、
摩擦損失および漏洩損失を、現今の従来技術に比して明確に低下し、高い信頼性および耐用期間を明確に増大し、それに加えて、静止漏洩を高い信頼性で回避し、
従って、同様により長い使用時間の後も、未だに、冷却剤ポンプの「空気の無い」真空充填が可能であり、同時に、この新規のラジアルシャフトシールが、製造技術的に容易に製造可能および組み付け可能であり、
従って、同様に最終的な製造における製造コストおよび組み付けコストも、明確に低減する。
なお、本願は、特許請求の範囲に記載の発明に関するものであるが、他の態様として以下も包含し得る。
1. 作動ケーシング(2)の穿孔内において配設された、後方壁(6)とこの後方壁(6)内において配設されたシャフト貫通穿孔(7a)とを備える金属性のシールハウジング(5)を有する、外部空間(4)、即ち大気雰囲気に対して、作動ケーシング(2)の流動性の媒体によって充填された圧力室(1)から導出される、回転するシャフト(3)を密閉するための、ラジアルシャフトシールであって、
その際、このシールハウジング(5)内において、圧力室側に、エラストマー密閉リップ(10)を有するエラストマー密閉体(8)が、および、外部空間側に、PTFEから成る、プラスチック密閉リップ(11)を有するプラスチック密閉体(9)が、これら密閉リップが直接的にこのシャフト(3)に、または、このシャフト(3)の上に回転不能に配設された走行スリーブ(12)に当接するように配設されており、
その際、両方のこれら密閉体が、即ち、前記エラストマー密閉体(8)と前記プラスチック密閉体(9)とが、前記シールハウジング(5)に対するこれら密閉体の位置において、リング形状のシャフト貫通穿孔(7b)を備える、金属性の少なくとも1つの支持体(13)を用いて正確に位置決めされている、
様式の上記ラジアルシャフトシールにおいて、
-前記後方壁(6)における前記シャフト貫通穿孔(7a)の領域内において、前記圧力室(1)の方向に円錐台形に、25°から38°までの範囲内における当接円錐角度βのもとで傾斜された、密閉体当接フランジ(14)が配設されていること、
-前記支持体(13)に、円筒形の支持体ウェブ外側縁部(16)を有する支持体ウェブ(15)が配設されており、
その際、この支持体ウェブ外側縁部(16)の直径が、前記シールハウジング(5)の所属して設けられた内側壁部(17)の直径に対して、過大な寸法を有しており、従って、最終組み付け状態において前記プラスチック密閉体(9)を前記後方壁(6)に対して押圧する前記支持体(13)が、前記シールハウジング(5)内において、締り嵌めによって接合されており、および、
-前記支持体(13)に、この支持体(13)の前記シャフト貫通穿孔(7b)の領域内において、前記圧力室(1)の方向に円錐台形に、34°から39°までの範囲内における押圧円錐角度αのもとで傾斜された、支持ウェブ押圧フランジ(19)が配設されており、
この支持ウェブ押圧フランジが、この支持ウェブ押圧フランジの自由な圧力室側の端部において、支持フランジ縁部(20)を有しており、および、
-前記支持体(13)における、前記支持体ウェブ(15)と前記支持ウェブ押圧フランジ(19)との間に、位置決め円筒部外側シェル(22)を有する位置決め円筒部(21)が配設されていること、および、
-この位置決め円筒部外側シェル(22)の上に、締り嵌めを用いて、エラストマー密閉***置決めキャップ(23)の円筒形の位置安定キャップ内側シェル(24)が配設されており、このエラストマー密閉***置決めキャップが、円筒部キャップ(25)から成っており、この円筒部キャップに、圧力室側で、剛固に密閉体収容ウェブ(26)が配設されていること、および、
-前記エラストマー密閉体(8)が密閉***置決め円筒部(27)を有しており、このエラストマー密閉体が、このエラストマー密閉体の内側シェル(30)によって、前記円筒部キャップ(25)の上で、半径方向に、このエラストマー密閉体が、同時に、このエラストマー密閉体の内側シェル(30)に配設され前記密閉体収容ウェブ(26)に所属して設けられたアンダーカット部(31)を用いて、前記密閉体収容ウェブ(26)に結び付けられているように、締め付けられていること、および、
-このエラストマー密閉***置決めキャップ(23)の上に配設された、前記エラストマー密閉体(8)が、最終組み付け状態において、このエラストマー密閉体の端側面(28)によって、前記支持体ウェブ(15)に、前記密閉***置決め円筒部(27)に配設された外側シェル(29)が同時にシールハウジング(5)内において弾性的に締め付けられているように当接していること、および、
-前記密閉***置決め円筒部(27)に引き続く、前記エラストマー密閉体(8)の当接領域(32)が、平面状に前記支持ウェブ押圧フランジ(19)に当接し、その際、このエラストマー密閉体(8)が、この当接領域(32)の後、前記支持フランジ縁部(20)の領域内において、自由に担持する支持湾曲ウェブ(33)に移行し、
この支持湾曲ウェブの圧力室側の端部において、その場合に、前記エラストマー密閉体(8)に、前記エラストマー密閉リップ(10)が配設されており、このエラストマー密閉リップが、前記シャフト(3)、または、このシャフト(3)の上で回転不能に配設された前記走行スリーブ(12)に当接していること、
-前記エラストマー密閉体(8)の外側周囲における前記支持湾曲ウェブ(33)の上の中央に、外側溝部(34)が配設されており、この外側溝部内において、コードスプリング(35)が配設されており、このコードスプリングが、前記エラストマー密閉体(8)の前記当接領域(32)を、前記支持ウェブ押圧フランジ(19)に対して、および、同時に、直線形状の前記エラストマー密閉リップ(10)を、前記シャフト(3)もしくは回転不能にこのシャフト(3)の上で配設された前記走行スリーブ(12)に対して押圧すること、および、
-前記支持体(13)と、前記プラスチック密閉体(9)と、前記シャフト(3)もしくは前記走行スリーブ(12)との間に、潤滑チャンバー(36)が配設されており、この潤滑チャンバー内において、潤滑媒体(37)が配設されていること、
を特徴とするラジアルシャフトシール。
2. 前記支持体(13)の前記支持体ウェブ(15)は、前記接合された状態において、
この支持体(13)と前記シールハウジング(5)との間の縁部領域内において配設された1つ/複数の溶接継ぎ目(18)を用いて、これに伴って、摩擦係合的にだけでなく、それに加えて、材料一体的にも、シールハウジング(5)と結合されていること、
を特徴とする上記1に記載のラジアルシャフトシール。
3. 前記支持体(13)と前記シールハウジング(5)との間に配設された、前記溶接継ぎ目(18)は、レーザー溶接継ぎ目として構成されていることを特徴とする上記2に記載のラジアルシャフトシール。
4. 前記支持体(13)における前記プラスチック密閉体(9)の位置安定のために、前記支持体ウェブ(15)の周囲において、プラスチック密閉体側の連行円錐体が配設されており、これら連行円錐体が、例えば、位置決めノッチ(39)によって形成されていることを特徴とする上記1から3のいずれか一つに記載のラジアルシャフトシール。
5. 前記潤滑チャンバー(36)内において、潤滑媒体(37)として、PTFEグリースが配設されていることを特徴とする上記1から4のいずれか一つに記載のラジアルシャフトシール。
6. 前記シャフト(3)の上に回転不能に配設された前記走行スリーブ(12)を有するラジアルシャフトシールにおいて、
前記走行スリーブ(12)が、特殊鋼から成り、且つ、1200HV以上の表面硬度を有していることを特徴とする上記1から5のいずれか一つに記載のラジアルシャフトシール。
7. 前記作動ケーシング(2)に向かって前記シールハウジング(5)の外側周囲において、周囲にわたって、密閉塗料(38)が配設されていることを特徴とする上記1から6のいずれか一つに記載のラジアルシャフトシール。
2 作動ケーシング
3 シャフト
4 外部空間
5 シールハウジング
6 後方壁
7a 後方壁6内におけるシャフト貫通穿孔
7b 支持体13内におけるシャフト貫通穿孔
8 エラストマー密閉体
9 プラスチック密閉体
10 エラストマー密閉リップ
11 プラスチック密閉リップ
12 走行スリーブ
13 支持体
14 密閉体当接フランジ
15 支持体ウェブ
16 支持体ウェブ外側縁部
17 内側壁部
18 溶接継ぎ目
19 支持ウェブ押圧フランジ
20 支持フランジ縁部
21 位置決め円筒部
22 位置決め円筒部外側シェル
23 エラストマー密閉***置決めキャップ
24 位置安定キャップ内側シェル
25 円筒部キャップ
26 密閉体収容ウェブ
27 密閉***置決め円筒部
28 端側面
29 外側シェル
30 内側シェル
31 アンダーカット部
32 当接領域
33 支持湾曲ウェブ
34 外側溝部
35 コードスプリング
36 潤滑チャンバー
37 潤滑媒体
38 密閉塗料
39 位置決めノッチ
FFV ばね予負荷力
FS 支持力
FL リップ押付け力
α 押圧円錐角度
β 当接円錐角度
n 回転数
Temp. 温度
Claims (7)
- 作動ケーシング(2)の穿孔内において配設された、後方壁(6)とこの後方壁(6)内において配設されたシャフト貫通穿孔(7a)とを備える金属性のシールハウジング(5)を有する、外部空間(4)、即ち大気雰囲気に対して、作動ケーシング(2)の流動性の媒体によって充填された圧力室(1)から導出される、回転するシャフト(3)を密閉するための、ラジアルシャフトシールであって、
その際、このシールハウジング(5)内において、圧力室側に、エラストマー密閉リップ(10)を有するエラストマー密閉体(8)が、および、外部空間側に、PTFEから成る、プラスチック密閉リップ(11)を有するプラスチック密閉体(9)が、これら密閉リップが直接的にこのシャフト(3)に、または、このシャフト(3)の上に回転不能に配設された走行スリーブ(12)に当接するように配設されており、
その際、両方のこれら密閉体が、即ち、前記エラストマー密閉体(8)と前記プラスチック密閉体(9)とが、前記シールハウジング(5)に対するこれら密閉体の位置において、リング形状のシャフト貫通穿孔(7b)を備える、金属性の少なくとも1つの支持体(13)を用いて正確に位置決めされている、
様式の上記ラジアルシャフトシールにおいて、
-前記後方壁(6)における前記シャフト貫通穿孔(7a)の領域内において、前記圧力室(1)の方向に円錐台形に、25°から38°までの範囲内における当接円錐角度βのもとで傾斜された、密閉体当接フランジ(14)が配設されていること、
-前記支持体(13)に、円筒形の支持体ウェブ外側縁部(16)を有する支持体ウェブ(15)が配設されており、
その際、この支持体ウェブ外側縁部(16)の直径が、前記シールハウジング(5)の所属して設けられた内側壁部(17)の直径に対して、過大な寸法を有しており、従って、最終組み付け状態において前記プラスチック密閉体(9)を前記後方壁(6)に対して押圧する前記支持体(13)が、前記シールハウジング(5)内において、締り嵌めによって接合されており、および、
-前記支持体(13)に、この支持体(13)の前記シャフト貫通穿孔(7b)の領域内において、前記圧力室(1)の方向に円錐台形に、34°から39°までの範囲内における押圧円錐角度αのもとで傾斜された、支持ウェブ押圧フランジ(19)が配設されており、
この支持ウェブ押圧フランジが、この支持ウェブ押圧フランジの自由な圧力室側の端部において、支持フランジ縁部(20)を有しており、および、
-前記支持体(13)における、前記支持体ウェブ(15)と前記支持ウェブ押圧フランジ(19)との間に、位置決め円筒部外側シェル(22)を有する位置決め円筒部(21)が配設されていること、および、
-この位置決め円筒部外側シェル(22)の上に、締り嵌めを用いて、エラストマー密閉***置決めキャップ(23)の円筒形の位置安定キャップ内側シェル(24)が配設されており、このエラストマー密閉***置決めキャップが、円筒部キャップ(25)から成っており、この円筒部キャップに、圧力室側で、剛固に密閉体収容ウェブ(26)が配設されていること、および、
-前記エラストマー密閉体(8)が密閉***置決め円筒部(27)を有しており、このエラストマー密閉体が、このエラストマー密閉体の内側シェル(30)によって、前記円筒部キャップ(25)の上で、半径方向に、このエラストマー密閉体が、同時に、このエラストマー密閉体の内側シェル(30)に配設され前記密閉体収容ウェブ(26)を収容するアンダーカット部(31)を用いて、前記密閉体収容ウェブ(26)に結び付けられているように、締め付けられていること、および、
-このエラストマー密閉***置決めキャップ(23)の上に配設された、前記エラストマー密閉体(8)が、最終組み付け状態において、このエラストマー密閉体の端側面(28)によって、前記支持体ウェブ(15)に、前記密閉***置決め円筒部(27)に配設された外側シェル(29)が同時にシールハウジング(5)内において弾性的に締め付けられているように当接していること、および、
-前記密閉***置決め円筒部(27)に引き続く、前記エラストマー密閉体(8)の当接領域(32)が、平面状に前記支持ウェブ押圧フランジ(19)に当接し、その際、このエラストマー密閉体(8)が、この当接領域(32)の後、前記支持フランジ縁部(20)の領域内において、自由に担持する支持湾曲ウェブ(33)に移行し、
この支持湾曲ウェブの圧力室側の端部において、その場合に、前記エラストマー密閉体(8)に、前記エラストマー密閉リップ(10)が配設されており、このエラストマー密閉リップが、前記シャフト(3)、または、このシャフト(3)の上で回転不能に配設された前記走行スリーブ(12)に当接していること、
-前記エラストマー密閉体(8)の外側周囲における前記支持湾曲ウェブ(33)の上の中央に、外側溝部(34)が配設されており、この外側溝部内において、コードスプリング(35)が配設されており、このコードスプリングが、前記エラストマー密閉体(8)の前記当接領域(32)を、前記支持ウェブ押圧フランジ(19)に対して、および、同時に、直線形状の前記エラストマー密閉リップ(10)を、前記シャフト(3)もしくは回転不能にこのシャフト(3)の上で配設された前記走行スリーブ(12)に対して押圧すること、および、
-前記支持体(13)と、前記プラスチック密閉体(9)と、前記シャフト(3)もしくは前記走行スリーブ(12)との間に、潤滑チャンバー(36)が配設されており、この潤滑チャンバー内において、潤滑媒体(37)が配設されていること、
を特徴とするラジアルシャフトシール。 - 前記支持体(13)の前記支持体ウェブ(15)は、前記接合された状態において、
この支持体(13)と前記シールハウジング(5)との間の縁部領域内において配設された1つ/複数の溶接継ぎ目(18)を用いて、これに伴って、摩擦係合的にだけでなく、それに加えて、材料一体的にも、シールハウジング(5)と結合されていること、
を特徴とする請求項1に記載のラジアルシャフトシール。 - 前記支持体(13)と前記シールハウジング(5)との間に配設された、前記溶接継ぎ目(18)は、レーザー溶接継ぎ目として構成されていることを特徴とする請求項2に記載のラジアルシャフトシール。
- 前記支持体(13)における前記プラスチック密閉体(9)の位置安定のために、前記支持体ウェブ(15)の周囲において、プラスチック密閉体側の連行円錐体が配設されており、これら連行円錐体が、位置決めノッチ(39)によって形成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載のラジアルシャフトシール。
- 前記潤滑チャンバー(36)内において、潤滑媒体(37)として、PTFEグリースが配設されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一つに記載のラジアルシャフトシール。
- 前記シャフト(3)の上に回転不能に配設された前記走行スリーブ(12)を有するラジアルシャフトシールにおいて、
前記走行スリーブ(12)が、特殊鋼から成り、且つ、1200HV以上の表面硬度を有していることを特徴とする請求項1から5のいずれか一つに記載のラジアルシャフトシール。 - 前記作動ケーシング(2)に向かって前記シールハウジング(5)の外側周囲において、周囲にわたって、密閉塗料(38)が配設されていることを特徴とする請求項1から6のいずれか一つに記載のラジアルシャフトシール。
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