JP2004308902A - シール・ガイド装置 - Google Patents

Abstract

【課題】公知の装置における欠点を取り除き、シール・ガイド装置のシール作用とガイド作用とを大幅に改善する。
【解決手段】ピストンエレメント（１４）の外面（１５）に沿ってシールを提供するシールエレメント（２）と、ピストンエレメント（１４）の外面（１５）に沿って配置されていて、ガイド機能をピストンエレメント（１４）のために提供するガイドエレメント（３）と、所定のプレロード力を軸方向（Ｘ−Ｘ）でガイドエレメント（３）に提供するプレロードエレメント（７）とが設けられているようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、ピストン状のエレメントをシールおよびガイドするためのシール・ガイド装置に関する。

シール・ガイド装置は背景技術から種々異なる構成で知られている。ここでは一般にシールはガイドエレメントに隣接して配置される。シールおよびガイドエレメントは例えば構成部分の、溝状の切欠き内でピストンの外面に沿って配置されている。その際、一般にシールエレメントが専らシール機能を請け負うのに対し、ガイドエレメントはピストンの案内のために役立つ。しかしながら、この種のシール・ガイド装置はその使用期間にわたって絶え間なく上昇する漏れを有する。さらに、ピストンとガイドエレメントとの間のガイドギャップはコンスタントに維持され得ない。漏れに対する付加的な安全性を有するために、さらに、シールだけではなくガイドエレメントも付加的なシール機能を提供することが望ましい。

本発明の課題は、前記のような公知の装置における欠点を取り除き、シール・ガイド装置のシール作用とガイド作用とを大幅に改善することである。

上記課題を解決した本発明の構成によれば、ピストンエレメントの外面に沿ってシールを提供するシールエレメントと、ピストンエレメントの外面に沿って配置されていて、ガイド機能をピストンエレメントのために提供するガイドエレメントと、所定のプレロード力を軸方向でガイドエレメントに提供するプレロードエレメントとが設けられているようにした。

本発明のように構成されていると背景技術に対して、組み合わされたシール・ガイド装置のシール作用とガイド作用とが著しく改善されているという利点を有している。さらに、本発明によるシール・ガイド装置は、ガイドエレメントとピストンエレメントとの間に存在するガイドギャップの所定の調整を可能にする。このことは本発明により、統合されたシール・ガイド装置がプレロードエレメントを有しており、該プレロードエレメントが所定のプレロードもしくは予荷重を軸方向でガイドエレメントに提供することにより達成される。ガイドギャップの所定の調整は種々異なる運転状態で、ガイドエレメントの全長にわたってほぼコンスタントなガイドギャップを可能にする。このことは背景技術に比べてガイド特性の明らかな改善につながるので、ピストンエレメントの、特に正確な案内が可能である。

本発明の有利な構成は従属請求項の対象である。

ガイドギャップの、特に正確な遵守は、プレロードエレメントが有利には軸方向のプレロード領域を有しており、該軸方向のプレロード領域がシールエレメントとガイドエレメントとの間に配置されていることにより達成される。特に有利には、プレロード領域はその際環状に形成されており、それによりガイドエレメントの、軸方向で方向付けられた環状の面に当て付けられて係合することができる。それにより、プレロードエレメントの、ガイドエレメントに対する均等なプレロード作用が達成され得る。

別の有利な構成では、プレロードエレメントが、半径方向の力をシールエレメントに提供するために、第１の半径方向のプレロード領域を有している。さらに、この第１の半径方向のプレロード領域により、付加的な半径方向の力がシールエレメントに加えられることができるので、ピストンとシールエレメントとの間の改善された所定のシールが可能である。

別の有利な構成では、プレロードエレメントが第２の半径方向のプレロード領域を有しており、該第２の半径方向のプレロード領域が半径方向の力をガイドエレメントに対して生ぜしめる。これにより本発明によって、プレロードエレメントの、ガイドエレメントに軸方向で作用する力とのコンビネーションで、ガイドエレメントとピストンエレメントとの間のガイドギャップの、特に精密かつ正確な調節が達成され得る。

ガイドギャップを運転時に更に良好にコンスタントに維持するために、ガイドエレメントが有利には、軸方向で方向付けられた第２の面でもって、ハウジングまたはこれに類するもののステップ状の段部に配置されている。

本発明の別の有利な構成では、プレロードエレメントが有利には第２の軸方向のプレロード領域を有しており、該第２の軸方向のプレロード領域が、ガイドエレメントの、軸方向で方向付けられた第２の面に当て付けられている。このことが可能にすることは、プレロードエレメントが所定の力をガイドエレメントの両方の軸方向面に加えることができること、または更に有利には所定の力を３つの面、すなわち両軸方向面および半径方向の外面からガイドエレメントに加えることができることである。その際使用目的に応じて、所定の力がプレロードエレメントのその都度のプレロード領域により提供されてもいいし、またはプレロードエレメントの個々の領域が単にガイドエレメントのための当付け面としてプレロード作用なしに役立ってもよい。

本発明の別の有利な構成によれば、プレロードエレメントが、２つの異なる直径を有する段付孔内に配置されている。これにより、特に簡単に、その都度の使用目的に合わせて個別的に調節されたプレロード力をガイドエレメントおよび／またはシールエレメントに提供することが可能である。

有利には、プレロードエレメントがばね鋼から製作されている。ただし、プレロードエレメントを別の材料、例えばプラスチックから製作することも考えられる。ガイドエレメントは有利にはポリテトラフルオロエチレン（テフロン）から製作されている。

本発明によるシール・ガイド装置は例えばポンプにおいて、例えばアンチロックシステムのために、または特に車両分野の別の液圧使用時に使用されることができる。

以下に図面を参照しながら本発明の実施例について詳説する。

以下に図１を参照しながら本発明によるシール・ガイド装置１の第１の実施例について説明する。

シール・ガイド装置１はシールエレメント２、ガイドエレメント３およびプレロードエレメント７を有している。シールエレメント２はエラストマ材料から製作されており、ピストン１４をそのピストン周囲面１５に沿って環状にシールする。その際、運転時に圧力Ｐがシールエレメント２の、軸方向Ｘ−Ｘで位置する面に作用する（図１参照）。ピストン１４はポンプ内に配置されており、矢印方向Ｒに軸方向Ｘ−Ｘで往復運動する。ガイドエレメント３もやはり環状に形成されており、ポリテトラフルオロエチレン（テフロン）から製作されている。ガイドエレメント３の軸方向で延びる幅Ｂにわたって、ガイドエレメント３とピストン１４との間にガイドギャップ６が、軸方向でコンスタントに維持されたギャップ高さＨを有して形成されている。

プレロードエレメントもしくは予荷重エレメント７はばね鋼から製作されており、軸方向のプレロード領域８、第１の半径方向のプレロード領域９、第２の半径方向のプレロード領域１０および固定領域１１を有している。プレロードエレメント７は固定領域１１においてハウジング１３にプレスばめにより挿嵌されている。より厳密に言えばハウジング１３に、第１の直径Ｄ１および第２の直径Ｄ２を有する段付孔が形成されており、その際、固定領域１１においてプレロードエレメント７とハウジング１３の直径Ｄ１との間で、金属のシールが所定の長さにわたって形成されている。適用事例に応じて、第２の半径方向のプレロード領域１０とハウジング１３の直径Ｄ２との間には、例えばすきまばめが形成されていることができる。それにより、ガイドエレメント３の、半径方向で外方に向かって方向付けられた小さな運動は弾性的に補償されることができる。プレロードエレメント７の、軸方向のプレロード領域８は、図１に示されているように、シールエレメント２とガイドエレメント３との間に配置されている。より厳密に言えば、軸方向のプレロード領域８は環状に形成されており、かつガイドエレメント３の、第１の軸方向の面４に当て付けられている。これにより、軸方向のプレロード領域８はプレロード力をガイドエレメント３に軸方向で及ぼすことができる。その際、ガイドエレメント３はその第２の軸方向の面５でもって、ハウジング１３に形成されている段部１２に当て付けられている（図１参照）。

それにより、プレロードエレメント７はガイドエレメント３に軸方向力を軸方向のプレロード領域８により、かつ半径方向力を第２の半径方向のプレロード領域１０により提供することができる。これにより、ガイドエレメント３とピストン１４との間のギャップ６は運転中、種々異なる運転条件においてもコンスタントに維持されることができる。さらに、プレロードエレメント７は同時に半径方向のプレロード力を第１の半径方向のプレロード領域９によってシールエレメント２に及ぼすこともできる。これにより、統合されたシール・ガイド装置のシール特性はさらに改善されることができる。さらに、軸方向のプレロード領域８により作用する軸方向の力により、ガイドエレメント３とハウジング１３に設けられた段部１２との間の改善されたシールも、ガイドエレメント３の、第２の軸方向の面５に沿って達成される。

組み立てられた基本状態で既に、軸方向のプレロード領域８がある程度のプレロードをガイドエレメント３に及ぼすことは特筆すべきである。運転時、ガイドエレメント３に作用する軸方向の力は高い圧力Ｐの存在によりさらに拡大されることができる。

以下に図２を参照しながら、第２の実施例によるシール・ガイド装置１について説明する。その際、第１の実施例と同一の部分には同一の符号を付与した。

第２の実施例は実質的に第１の実施例に相当する。ただし、第１の実施例とは異なり第２の実施例では、プレロードエレメント７がさらに付加的に第２の軸方向のプレロード領域１６を有している。図２に示されているように、組み立てられた状態で、第２の軸方向のプレロード領域１６はガイドエレメント３の第２の軸方向面５に沿って配置されている。それにより、ガイドエレメント３は第１の軸方向のプレロード領域８と第２の軸方向のプレロード領域１６との間に緊締されており、その際、プレロード力が両方の軸方向で作用することができる。これにより、ギャップ６のギャップ高さＨを種々異なる運転状態でさらに正確にコンスタントに維持することが可能である。その他の点では、この実施例は第１の実施例に相応しているので、そこに記載した説明を参照されたい。

以下に図３を参照しながら、本発明の第３の実施例によるシール・ガイド装置１について説明する。第１の実施例と同一であるかもしくは機能的に同じ部分にはやはり同一の符号を付与した。

前記の両実施例とは異なり、プレロードエレメント７はもはや段付けされた孔内ではなく、一定の直径Ｄ１を有する孔内に配置されている。これにより、特に長いシール領域が固定領域１１とハウジング１３の直径Ｄ１との間で実現されることができる。これにより、プレロードエレメント７はもはや限定的にのみ半径方向のプレロード力をガイドエレメント３に及ぼすことができる。さらに、第１の半径方向のプレロード領域９は折り曲げられて、直接的に固定領域１１に隣接してその内面に沿って延在する（図３参照）ようになっており、それにより、やはり限定的にのみ半径方向のプレロード力をシールエレメント２に及ぼすことができる。第３の実施例のシール・ガイド装置１は特に簡単な構造を有しており、特に安価に製作されることができる。軸方向のプレロード力を軸方向のプレロード領域８によって提供することにより、十分に、ギャップ６のギャップ高さＨは種々異なる運転状態でコンスタントに維持されることができる。その他の点では、この実施例は前記実施例に相当するので、そこに記載した説明を参照されたい。

本発明の第１の実施例によるシール・ガイド装置の概略的な断面図である。

本発明の第２の実施例によるシール・ガイド装置の概略的な断面図である。

本発明の第３の実施例によるシール・ガイド装置の概略的な断面図である。

符号の説明

１ シール・ガイド装置、 ２ シールエレメント、 ３ ガイドエレメント、 ４ 第１の面、 ５ 第２の面、 ６ ガイドギャップ、 ７ プレロードエレメント、 ８ 軸方向のプレロード領域、 ９ 第１の半径方向のプレロード領域、 １０ 第２の半径方向のプレロード領域、 １１ 固定領域、 １２ 段部、 １３ ハウジング、 １４ ピストンエレメント、 １５ ピストン周囲面、 １６ 第２の軸方向のプレロード領域、 Ｂ 幅、 Ｈ ギャップ高さ、 Ｐ 圧力、 Ｒ 運動方向、 Ｘ−Ｘ 軸方向

Claims (10)

1. ピストンエレメント（１４）をシールおよびガイドするためのシール・ガイド装置において、ピストンエレメント（１４）の外面（１５）に沿ってシールを提供するシールエレメント（２）と、ピストンエレメント（１４）の外面（１５）に沿って配置されていて、ガイド機能をピストンエレメント（１４）のために提供するガイドエレメント（３）と、所定のプレロード力を軸方向（Ｘ−Ｘ）でガイドエレメント（３）に提供するプレロードエレメント（７）とが設けられていることを特徴とするシール・ガイド装置。
2. プレロードエレメント（７）が軸方向のプレロード領域（８）を有しており、該軸方向のプレロード領域（８）がシールエレメント（２）とガイドエレメント（３）との間に配置されている、請求項１記載のシール・ガイド装置。
3. 軸方向のプレロード領域（８）が環状に形成されており、ガイドエレメント（３）の、軸方向で方向付けられた第１の面（４）に当て付けられている、請求項２記載のシール・ガイド装置。
4. プレロードエレメント（７）が、半径方向の力をシールエレメント（２）に提供するために、第１の半径方向のプレロード領域（９）を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載のシール・ガイド装置。
5. プレロードエレメント（７）が、半径方向の力をガイドエレメント（３）に提供するために、第２の半径方向のプレロード領域（１０）を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載のシール・ガイド装置。
6. ガイドエレメント（３）が、軸方向で方向付けられた第２の面（５）でもって、構成部分（１３）のステップ状の段部（１２）に配置されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のシール・ガイド装置。
7. プレロードエレメント（７）が第２の軸方向のプレロード領域（１６）を有しており、該第２の軸方向のプレロード領域（１６）が、ガイドエレメント（３）の、軸方向で方向付けられた第２の面（５）に当て付けられている、請求項１から６までのいずれか１項記載のシール・ガイド装置。
8. プレロードエレメント（７）が、第１の直径（Ｄ１）および第２の直径（Ｄ２）を有する段付孔内に配置されている、請求項１から７までのいずれか１項記載のシール・ガイド装置。
9. プレロードエレメント（７）がばね鋼またはプラスチックから製作されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のシール・ガイド装置。
10. ガイドエレメント（３）がポリテトラフルオロエチレンから製作されている、請求項１から９までのいずれか１項記載のシール・ガイド装置。

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