JPH0792151B2 - ロータリーシャフトリップシール - Google Patents
ロータリーシャフトリップシールInfo
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
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Description
シャフトを取り囲んだ高分子材料からなるシールリップ
とを有するロータリーシャフトリップシールに関する。
ャフトリップシールがドイツ特許明細書第115357
8号により知られている。そこではシールリップの端面
に弓形に形成したリブが配置してあり、このリブが、シ
ール軸線に対し斜めに延びたリブを備えたリップ接触面
と合わせ、密封空間の方向で密封媒質の送り作用を引き
起こす。但しこの場合ロータリーシャフトリップシール
の耐用期間が十分でない点に留意しなければならない。
ロータリーシャフトリップシールのシールリップは被密
封シャフトの回転時潤滑不足により強い摩耗を受ける。
それ故ロータリーシャフトリップシールの使用期間が増
すと特にシャフト停止時の密封結果があまり満足できな
い。
リップシールを、密封効果が向上して耐用期間が著しく
長くなり、被密封空間内にある液体がシャフト停止時に
もシャフト回転時にも漏れを生じないよう改良すること
を目的とする。
れば、シール軸線と、被密封シャフトを取り囲んだ高分
子材料からなるシールリップとを有し、シールリップが
内側では、被密封空間から離れるに従い中空円錐状に拡
張する内面によって制限してあり、この内面に周方向で
均一に分布して半径方向内側に突出したリブが配置して
あるロータリーシャフトリップシールにおいて、リブが
内面の周方向に延長した波形により形成してあり、内面
とシール軸線との周方向で隣接した最大距離と最小距離
との差が0.3mm より小さいことを特徴とするロータリー
シャフトリップシールにより達成される。従属請求項は
有利な構成に関係する。
ールではリブが内面の周方向に延長した波形により形成
してあり、内面とシール軸線との周方向で隣接した最大
距離と最小距離との差が0.3mmより小さくしてあ
る。この場合内面における波形リブが予荷重を受けてシ
ャフトに当接しまた隣接するリブ間の凹所がシャフトの
表面から僅かに距離を有する。この内面により被密封空
間の方向で軸方向を向いたポンプ作用が達成される。こ
のポンプ作用の度合は、シールリップ内面の傾き角度に
依存する。このポンプ作用により、被密封媒質は、シャ
フト回転時に、被密封空間内に送り戻され、被密封媒質
の漏出が阻止される。波形内面は、シャフトに接触する
接触部分とシャフトから距離を置いた空洞部分を交互に
形成する。シャフト回転時に被密封媒質は、空洞部分内
に引きずり込まれ、空洞部分内に引きずり込まれた被密
封媒質は、前記接触部分とシャフトの間に被密封媒質の
潤滑膜を形成する。この潤滑膜によりシールリップとシ
ャフトとの間に優れた潤滑が得られ、このことから密封
面の摩耗がごく僅かとなり、また一定した良好な密封効
果で耐用期間がきわめて長くなる。上記差が0.3mm
より小さくしてあることにより、シャフト停止時にも被
密封媒質が漏れ出ることはない。
構成、内面とシール軸線との距離、シールリップの幅、
シール軸線を基準とするシールリップの角度に依存す
る。更にロータリーシャフトリップシールのエラストマ
ー値及びそれに加わる半径方向力がその機能に影響す
る。一般的に指摘するなら、内面とシール軸線との周方
向で隣接した最大距離と最小距離との差は有利には0.3m
m より小さくすることができる。
により形成しておくことができ、この円錐面がシールリ
ップの半径方向内側にある円錐面の円錐軸と半径方向外
側にある円錐面の円錐軸とを交互に有する。円錐面の均
一な湾曲から、被密封媒質を被密封空間内に均一に送り
戻す作用が生じる。更に有利なことに均一に構成した円
錐面は簡単に経済的に製造することができる。
とができる。正弦曲線に沿った様々な勾配によりシール
リップの様々な範囲で様々な強さの送り作用が現れる。
正弦波状内面の構成によりロータリーシャフトリップシ
ールは被密封媒質の様々な粘度に格別良好に適合するこ
とができる。
大距離と最小距離との差は0.15mmより小さくしておくこ
とができ、好ましくは0.1mm より小さい。波形内面とシ
ール軸線との距離の差が小さければ小さいほど、被密封
空間の方向での送り作用が大きくなる。距離の差が小さ
くなるのに伴いシール作用も強まり、0.1mm より小さい
差は好ましくは液状媒体の密封に適用される。0.1mm 〜
0.3mm 程度の大きな差は経済的に製造可能であり、粘性
媒質を密封するのに適している。
の相隣接した頂点間に少なくとも1.5mm の周方向長さを
有するときその都度の適用事例に適合したロータリーシ
ャフトリップシールが得られる。波の頂点間の少なくと
も1.5mm の周方向長さは特に比較的内径の小さいロータ
リーシャフトリップシールに適用される。
フトリップシールは波形の相隣接した頂点間に少なくと
も5mmの周方向長さを有する内面とすることができる。
隣接した頂点間の周方向長さに拘わりなく少なくとも2
つの完全な波形を内面に沿って配置することができる。
周方向長さが増すのに伴い、波形の凹面と、隣接した凸
面とにより形成される角度が小さくなり、これにより特
にシャフト停止時良好な密封が達成され又シャフト回転
時密封媒質を被密封空間内に送り戻す作用も向上する。
ことができる。この場合有利なことにシャフトの良好な
静的及び動的密封とロータリーシャフトリップシール内
面の小さな荷重が保証してある。内面の軸方向長さが少
なくとも1mmであると密封面に加わる比荷重が一層小さ
いので耐用期間が著しく長くなる。
端面によって制限しておくことができる。この有利な構
成によれば、シャフトに向かって半径方向で内面の正確
に限定された荷重を達成することができる。更に、軸方
向両側をシール軸線に垂直な端面により限定した内面の
製造可能性が本質的に容易となる。
対側でシール軸線に対し3〜20°の角度とすることがで
きる。特に被密封媒質とシャフトの周速とに依存して給
排作用と密封機能は当該適用事例のその都度の条件に適
合することができる。
びその耐用期間に関し特に有利な作用は、内面がシール
リップに関し、密封空間と反対側でシール軸線に対し3.
123°〜 3.875°の角度をなすとき得られる。
する。図1に示したのはシール軸線6を有するロータリ
ーシャフトリップシールの主要部分であり、これが被密
封シャフト1を高分子材料からなるシールリップ2で取
り囲む。シールリップ2は内側が、被密封空間8から離
れるに従い中空円錐状に拡張する内面2.1によって限
定してある。内面2.1の軸方向長さが比較的長いので
毛管作用により被密封空間の良好な静的密封が保証して
ある。シャフト1の回転時シールリップ2の波形内面
2.1により被密封空間8の方向に送り作用が現れる。
図1は内面2.1とシール軸線6との最大距離4で切断
した断面図を示す。内面2.1は被密封空間8と反対側
がシール軸線6に対し或る角度9をなし、この角度は一
般に3〜20°とすることができ、ここでは約6°であ
る。
プシールが、但し周面の凸箇所の断面で示してある。こ
の図には内面2.1とシール軸線6との最小距離5で切
断した断面図が示してある。内面2.1はこの範囲で予
荷重を受けてシャフト1に当接する。この場合にも内面
2.1とシール軸線6との間の角度9は約6°である。
ップシールが正面図で示してある。作用形態を明確にす
るため内面2.1 とシール軸線6との最大距離4と最小距
離5が拡大図示してある。内面2.1 は周方向で正弦波状
に波付けしてあり、波形の相隣接した頂点間に周方向長
さ7を有する。ロータリーシャフトリップシールの大き
さに拘わりなく少なくとも2つの、それぞれ周方向長さ
7を有する完全な波形がロータリーシャフトリップシー
ルの内周面に沿って必要である。
ル軸線6に対し最大距離4で切断した断面図で示してあ
る。この場合にも内面2.1はシャフト1に接触しな
い。シールリップ2の内面2.1は著しく拡大して概略
示してあり、機能性の高い実施の場合軸方向長さが少な
くとも1mmである。内面2.1は軸方向ではシール軸
線6に垂直な端面2.2,2.3によって限定してあ
る。垂直に延びた端面は半径方向で内面2.1に加わる
荷重を厳密に限定されたものとする。
軸線6から最小距離5で切断した断面図で示してある。
シールリップは図2に示すようにやはり予荷重を受けて
シャフト1の表面に当接する。
シールでは、シールリップ内面における波形リブが予荷
重を受けてシャフトに当接しまた隣接するリブ間の凹所
がシャフトの表面から僅かに距離を有し、この内面によ
り被密封空間の方向で軸方向を向いたポンプ作用が達成
される。このポンプ作用により、被密封媒質は、シャフ
ト回転時に、被密封空間内に送り戻され、被密封媒質の
漏出が阻止される。波形内面は、シャフトに接触する接
触部分とシャフトから距離を置いた空洞部分を交互に形
成する。シャフト回転時に被密封媒質は、空洞部分内に
引きずり込まれ、空洞部分内に引きずり込まれた被密封
媒質は、前記接触部分とシャフトの間に被密封媒質の潤
滑膜を形成する。この潤滑膜によりシールリップとシャ
フトとの間に優れた潤滑が得られ、このことから密封面
の摩耗がごく僅かとなり、また一定した良好な密封効果
で耐用期間がきわめて長くなる。上記差が0.3mmよ
り小さくしてあることにより、シャフト停止時にも被密
封媒質が漏れ出ることはない。
タリーシャフトリップシールのシールリップの一部拡大
図である。
タリーシャフトリップシールのシールリップの一部拡大
図である。
る。
ャフトリップシールのシールリップ拡大断面図である。
プシールのシールリップ拡大断面図である。
Claims (11)
- 【請求項1】 シール軸線と、被密封シャフトを取り囲
んだ高分子材料からなるシールリップとを有し、シール
リップが内側では、被密封空間から離れるに従い中空円
錐状に拡張する内面によって制限してあり、この内面に
周方向で均一に分布して半径方向内側に突出したリブが
配置してあるロータリーシャフトリップシールにおい
て、リブ(3) が内面(2.1) の周方向に延長した波形によ
り形成してあり、内面(2.1) とシール軸線(6) との周方
向で隣接した最大距離(4) と最小距離(5) との差が0.3m
m より小さいことを特徴とするロータリーシャフトリッ
プシール。 - 【請求項2】 内面(2.1)が想定円錐の周方向で連
続した円錐面により形成してあり、この円錐面がシール
リップ(2)の半径方向内側にある円錐面(10)の円
錐軸と半径方向外側にある円錐面(11)の円錐軸とを
交互に有することを特徴とする請求項1記載のロータリ
ーシャフトリップシール。 - 【請求項3】 内面(2.1) が周方向で正弦波形に形成し
てあることを特徴とする請求項1記載のロータリーシャ
フトリップシール。 - 【請求項4】 内面(2.1) とシール軸線(6) との周方向
で隣接した最大距離(4) と最小距離(5) との差が0.15mm
より小さいことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1
項に記載のロータリーシャフトリップシール。 - 【請求項5】 内面(2.1) とシール軸線(6) との周方向
で隣接した最大距離(4) と最小距離(5) との差が0.1mm
より小さいことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1
項に記載のロータリーシャフトリップシール。 - 【請求項6】 内面(2.1) が波形の相隣接した頂点間に
少なくとも1.5mm の周方向長さ(7) を有することを特徴
とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のロータリー
シャフトリップシール。 - 【請求項7】 内面(2.1) が波形の相隣接した頂点間に
少なくとも5mmの周方向長さ(7) を有することを特徴と
する請求項1〜5のいずれか1項に記載のロータリーシ
ャフトリップシール。 - 【請求項8】 内面(2.1) が少なくとも1mmの軸方向長
さを有することを特徴とする請求項1〜7のいずか1項
に記載のロータリーシャフトリップシール。 - 【請求項9】 内面(2.1)が軸方向両側で、シール軸線
(6)に垂直な端面(2.2, 2.3)により制限してあることを
特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のロータ
リーシャフトリップシール。 - 【請求項10】 内面(2.1) がシールリップ(2) に関
し、密封空間(8) と反対側でシール軸線(6) に対し3〜
20°の角度(9) をなすことを特徴とする請求項1〜9の
いずれか1項に記載のロータリーシャフトリップシー
ル。 - 【請求項11】 内面(2.1) がシールリップ(2) に関
し、密封空間(8) と反対側でシール軸線(6) に対し 3.1
23°〜 3.875°の角度(9) をなすことを特徴とする請求
項1〜9のいずれか1項に記載のロータリーシャフトリ
ップシール。
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