KR101818619B1 - 슬라이드 링 밀봉체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬라이드 링 밀봉체에 관한 것이며, 특히 가동 기어 밀봉체(1)에 관한 것으로서, 이것은 적어도 각도 슬라이드 링 및/또는 카운터 링을 구비하고, 그것의 반경 방향 다리는 미끄럼 영역을 형성하고 그것의 축방향 다리는 사다리꼴 밀봉 요소를 위한 수용 영역을 형성하며, 이것에는 미끄럼 영역의 반경 방향 외측에 어깨부가 제공되는데, 어깨부는 반경 방향 다리에 걸쳐 적어도 부분적으로 맞물리고 제 2 밀봉체를 형성하며, 적어도 반경 방향 다리의 영역에서 어깨부에는 오염물 방지 윤곽부가 제공되며, 오염물 방지 윤곽부는 슬라이드 링 밀봉체, 특히 가동 기어 밀봉체의 설치 상태에서, 축방향에서 보았을 때 반경 방향 다리의 외측 원주 표면상에 지지된다.

Description

슬라이드 링 밀봉체{Slide Ring Seal}

본 발명은 특허 청구항 제 1 항의 카테고리 기재부에 따른 슬라이드 링 밀봉체에 관한 것으로서, 상세하게는 가동 기어 밀봉체(running gear seal)에 관한 것이다.

고무로 만든 사다리꼴 링들을 가진 가동 기어 밀봉체의 경우에, (예를 들어 불도저가 회전 기동할 때) 고압으로 침투하는 오염물은 고무로 만든 사다리꼴 링들에 축방향으로 작용하는 힘을 가한다. 필요한 폐쇄력에 대항하는 힘은 폐쇄력을 발생시키는 축방향 힘을 감소시킬 뿐만 아니라, 그것을 완전히 상쇄시킴으로써, 오염물은 슬라이드 링 밀봉체의 밀봉 간극을 통해 침투할 수 있으며, 예를 들어 하류측 트랜스미션으로 침투할 수 있다. 마찰이 증가하면, 증가된 힘은 과열을 초래할 수 있으며, 결국, 밀봉체의 손상을 초래할 수 있다.

이러한 문제점은 오래 동안 알려져 왔으며, 밀봉체 파괴의 결과로서 트랜스미션 마모 및 트랜스미션 파괴는 허용될 수 없는 것이다.

이를 해결하기 위한 첫번째 시도는 독일 특허 DE 199 55 860 A1 에 개시되어 있다. 여기에 개시된 슬라이드 링 밀봉체는, 특히 가동 기어 밀봉체로서, 대략 플레이트 형상 단면을 가진 고리형 밀봉 요소를 수용하기 위한 특정의 원주 표면과 함께 카운터 링 및/또는 고리형 슬라이드 링을 포함하고, 밀봉 요소는 밀봉 섕크(sealing shank)의 영역에서 안내되는 제 2 밀봉체를 포함한다. 이러한 접근 방식에서, 만약 오염물이 외부로부터 침투하면, 제 2 밀봉 립이 안으로 접혀질 것이며, 따라서 위에서 개시된 바와 같이 동일한 문제점이 있다.

미국 특허 US 4,256,315 는 슬라이드 링 밀봉체에 관한 것이며, 특히 가동 기어 밀봉체에 관한 것으로서, 이것은 독일 출원 199 55 860 A1 과 유사하게 제 2 밀봉체가 마찬가지로 제공되어 있다. 밀봉체의 일부 또는 전체 표면이 슬라이드 링(glide ring) 또는 카운터 링의 외측 원주 표면상에 각각 위치된다. 여기에서는 다시 오염물의 침투의 결과로서 발생되는 축방향 힘들이 슬라이드 링 밀봉체를 개방하게 하여, 오염물에 의한 불리한 침투가 수반되는 것이 불가피하다.

본 발명의 목적은, 침투하는 오염물에 무관하게 밀봉체의 필요한 폐쇄력의 감소가 없어서, 밀봉체 및 트랜스미션 구성부들과 같은 하류측 구성 요소들의 수명이 증가되는 정도로, 슬라이드 링 밀봉체 및 특히 가동 기어 밀봉체를 더 개발하는 것이다.

이러한 목적은 축방향 다리에 적어도 반경 방향 다리의 영역에서 형상부가 제공되는 것에 의해 달성되는데, 상기 형상부는, 슬라이드 링 밀봉체 및 특히 가동 기어 밀봉체가 설치된 상태에 있을 때, 반경 방향 다리의 외측 원주 표면상에 지지되며, 축방향에서 보았을 때 오염 방지 립(anti-contamination lip)들을 형성한다.

본 발명의 유리한 실시예들은 종속항들에 기재되어 있다.

축방향 다리는 미국 특허 US 4 256 315와 유사한 방식으로 제 2 밀봉체를 형성하고 이는 다수의 오염 방지 립들을 형성하는 형상부를 가지기 때문에, 축방향 다리는 밀봉체를 폐쇄시키는데 필요한 폐쇄력이 감소되는 정도로 침투 오염물에 의해 변위되지 않을 것이다.

챔버 형상부(chambered profiling)가 미로(labyrinth)의 방식으로 형성될 수 있어서, 미로로 침투하는 오염물조차도 응고되는 경향을 가짐으로써 트랜스미션 구성부들과 같은 하류측 구성부들의 방향으로 오염물이 더 이상 전달되지 않을 수 있다.

본 발명의 다른 양상에 따르면, 오염 방지 립들을 형성하는 형상부는 주름진 형상부(corrugate profile)로서 형성될 수 있다.

오염 방지 립들이 유리하게는 삼각형 또는 사각형 단면을 가지도록 형성된다.

많은 경우들에서, 슬라이드 링들 및, 슬라이드 링 밀봉체의 카운터 링들은, 특히 가동 기어 밀봉체는 하우징 요소 안에 통합된다. 여기에서 수용 하우징 부분에 대한 우수한 정적 밀봉체(static seal)를 달성할 수 있도록 하기 위하여, 형상부에 대략 대응하는 윤곽부가 형상부로부터 반경 방향으로 대향되는 축방향 다리의 측부상에 제공되는 것이 제안되었으며, 윤곽부는 수용 하우징 부분의 짝맞춤 표면과 작동중에 연결된다.

제 2 밀봉체의 제안된 기하 형상의 결과로서, 오염물의 힘이 가해지는 결과에서 초래된 제 2 밀봉체의 변형 또는 접힘(folding)은 신뢰성 있게 방지된다. 제안된 기하 형상은 침투하는 오염물의 힘이 직접적으로 개별의 하우징 요소로 지향하게 하여, 밀봉체 자체에 충격을 주지 않을 수 있다. 제 2 밀봉체의 강력한 반경 방향 왜곡의 결과로서, 슬라이드 링들의 중심 찾기(centerin)도 향상되고, 슬라이드 링 및/또는 카운터 링과 개별적인 하우징 부분과 엘라스토머(elastomer) 사이의 유지 토크도 증가된다.

본 발명에 따른 설계로써, 밀봉체의 수명이 실질적으로 늘어날 뿐만 아니라, 트랜스미션 구성부들과 같은 하류측 구성부들의 수명도 늘어날 수 있다.

본 발명의 주제는 실시예에 기초하여 도면에 도시되어 있으며, 도면은 다음과 같다.

도 1 은 조립 이전의 위치에서 가동 기어 밀봉체의 단면도를 도시한다.
도 2 는 조립 이후의 위치에서 가동 기어 밀봉체의 단면도를 도시한다.

도 1 은 슬라이드 링 밀봉체(1)를 통한 단면도를 도시하며, 슬라이드 링 밀봉체(1)는 조립 이전의 위치에서 가동 기어 밀봉체(running gear seal)로서 설계되고, 이것은 엘라스토머 재료로 만들어진 밀봉 요소(2)를 구비한다. 밀봉 요소(2)는 대략 사다리꼴 단면을 가진 둘러싸는 베이스 동체를 가지며, 원주 방향에서 보았을 때, 베이스 동체상에는 반경 방향 및 축방향으로 연장된 돌출부(3)가 일체로 형성된다. 이러한 돌출부(3)들은 이후에 슬라이드 링 밀봉체(1)에 대한 회전 방지 잠금부를 형성한다. 마찬가지로 밀봉 요소(2)로부터 일체로 형성된 축방향 다리(4)는 돌출부로서 형성되며, 상기 돌출부는 축방향으로 연장된다. 축방향 다리(4)는 그것의 내측 원주 표면(5)상에 도입된 형상부(6)들을 가지고, 오염 방지 립(anti-contamination lips)을 형성하고, 축방향 다리는 이들 형상부들을 통하여 슬라이드 링(1')상에 지지된다. 형상부(6)는 필요에 따라서 상이한 기하 형상 윤곽들을 가진 주름진 형상부로서 형성될 수 있거나 또는 미로(labrynth)로서 형성될 수 있다. 축방향 다리(4)는 그에 의해 제 2 밀봉체를 형성한다. 형상부(6)로부터 반경 방향으로 반대로 위치된 축방향 다리(4)의 외측 원주 표면에 해당하는 측부(7)상에서, 윤곽부(8)는 돌출부들의 형태로 형성되어 있으며, 이들은 슬라이드 링(1')을 수용하는 하우징 요소(9)와 작동중에 연결되어 정적 밀봉(static seal)을 형성한다. 슬라이드 링(1')은 반경 방향 다리(10) 및 축방향 다리(11)를 가진다. 설치된 상태에서, 축방향 다리(4)는 슬라이드 링(1')의 반경 방향 외측 원주 표면(12)상에 놓여서 형상부(6)가 오염 방지 립들을 형성한다. 도시된 상태에서는 슬라이드 링(1')이 밀봉 요소(6)와 함께 하우징 요소(9) 안으로 가압된다. 슬라이드 링(1')의 축방향 다리(11)는 도면에 도시된 바와 같이 밀봉 요소(2)를 위한 안착부(seating)를 형성하는데, 즉, 밀봉 요소(2)의 반경 방향 부분이 축방향 다리(11)와 접하는 부분이 축방향 다리(11)에 형성된 안착부(seating)에 해당한다.

도 2 는 조립 이후의 위치에서 슬라이드 링 밀봉체(1)를 도시한다. 슬라이드 링(1') 및 밀봉 요소(2)에 더하여, 하우징 요소(9)도 도시되어 있다. 더욱이, 형상부(6)가 도시되어 있는데, 형상부는 오염 방지 립(lip)들을 형성하고, 슬라이드 링(1')의 외측 원주 표면(12)상에 놓인다. 도 1 에 도시된 축방향 다리(4)의 외측 원주 표면에 해당하는 측부(7)의 윤곽부는 여기에 더 이상 도시되어 있지 않은데, 왜냐하면 하우징 요소(9)의 수용 구멍 안으로 밀봉 요소(2)가 축방향 가압되는 결과로서 돌출 엘라스토머 재료의 윤곽부(8)가 요부 영역들 안으로 움직이기 때문이다.

형상부(6) 때문에, 축방향 다리(4)의 방향으로 침투되는 것이 예상되는 오염은 축방향 다리(4)의 변형 또는 변이(shift)에 이르지 않을 것이다. 밀봉 요소(2)의 제안된 기하 형상은 침투하는 오염물의 힘을 슬라이드 링 밀봉체(1)를 둘러싸는 하우징(9) 안으로 지향시킴으로써, 슬라이드 링 밀봉체(1) 또는 슬라이드 링(1')에 대한 충격이 더 이상 발생될 수 없다. 축방향 다리(4)의 강한 반경 방향 왜곡의 결과로서, 슬라이드 링(1')의 중심 찾기(centering)도 향상되고, 그에 의해서 하우징 요소(9) 안의 슬라이드 링(1')과 개별 하우징 요소(9) 사이의 유지 토크(holding torque)가 증가된다. 슬라이드 링 밀봉체(1')의 수명이 실질적으로 늘어날 뿐만 아니라, 하류측 구성 요소들의 수명도 실질적으로 늘어난다.

1. 슬라이드 링 밀봉체 2. 밀봉 요소
3. 돌출부 4. 축방향 다리
7. 측부 8. 윤곽부

Claims (5)

1. 각도가 형성된 슬라이드 링(1') 또는 카운터 링(counter ring)으로 적어도 이루어진 슬라이드 링 밀봉체(slide ring seal)로서, 상기 슬라이드 링의 반경 방향 다리(10)는 미끄럼 영역을 형성하고, 슬라이드 링의 축방향 다리(11)는 사다리꼴 형태의 밀봉 요소(2)를 위한 안착부(seating)를 형성하고, 상기 밀봉 요소(2)에는 밀봉 영역의 반경 방향 외측에 축방향 다리(4)가 제공되어, 상기 축방향 다리(4)는 반경 방향 다리(10)와 적어도 부분적으로 겹쳐져서 제 2 밀봉을 형성하고,
   축방향 다리(4)에는 적어도 반경 방향 다리(10)의 영역에서 형상부(6)가 제공되며, 상기 형상부(6)는 미끄럼 링 밀봉체가 설치될 때 반경 방향 다리(10)의 외측 원주 표면(12)상에 놓여서, 축방향에서 오염 방지 립(anti-contamination lips)을 형성하고,
   상기 형상부(6)에 대하여 반경 방향으로 대향되게 위치된 상기 축방향 다리(4)의 측부(7)에는, 상기 형상부(6)에 대응하는 윤곽부(8)가 배치되는 것을 특징으로 하는, 슬라이드 링 밀봉체.
2. 제 1 항에 있어서,
   가동 기어 밀봉체(running gear seal)로서 형성되는, 슬라이드 링 밀봉체.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제

Images