JPH07122465B2 - ロータリシャフトリップシール - Google Patents
ロータリシャフトリップシールInfo
- Publication number
- JPH07122465B2 JPH07122465B2 JP5005050A JP505093A JPH07122465B2 JP H07122465 B2 JPH07122465 B2 JP H07122465B2 JP 5005050 A JP5005050 A JP 5005050A JP 505093 A JP505093 A JP 505093A JP H07122465 B2 JPH07122465 B2 JP H07122465B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- seal
- lip
- rotary shaft
- axis
- circumferential direction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 39
- 230000004323 axial length Effects 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 19
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 13
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 5
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000003031 feeding effect Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- F16J15/3244—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with hydrodynamic pumping action
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シール軸線と被密封シ
ャフトの周面に接触する高分子材料からなるシールリッ
プとを有し、シールリップが周方向で均一に配設した半
径方向内向き突出リブを有するロータリシャフトリップ
シールに関するものである。
ャフトの周面に接触する高分子材料からなるシールリッ
プとを有し、シールリップが周方向で均一に配設した半
径方向内向き突出リブを有するロータリシャフトリップ
シールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】かかるロータリシャフトリップシールが
ドイツ特許明細書第２８３５３５９号により知られてい
る。これを図６〜８に示す。この周知のハイドロダイナ
ミック軸封装置用ロータリシャフトリップシールは、半
径方向内向きに突出したリブ２０を弛緩状態のときにの
み有する。環状密封要素２１で被密封シャフトＳの周面
を完全に密封接触させて規定どおり使用する間、半径方
向内向きに突出したリブを有する環状円板形状が失わ
れ、密封要素はシャフト軸線に対し円錐形に内向きに傾
いたシールリップ２２を形成し、該リップは周方向に見
て円周線に対し軸方向に正弦波状に変位している（図７
及び８に変位量がＡ及びＣで示されている）。軸方向の
起伏に起因して、起伏表面と密封要素のシールリップと
の間で液体成分が軸方向に転向されることにより被密封
空間の方向に被密封媒質を戻す効果が生じる。
ドイツ特許明細書第２８３５３５９号により知られてい
る。これを図６〜８に示す。この周知のハイドロダイナ
ミック軸封装置用ロータリシャフトリップシールは、半
径方向内向きに突出したリブ２０を弛緩状態のときにの
み有する。環状密封要素２１で被密封シャフトＳの周面
を完全に密封接触させて規定どおり使用する間、半径方
向内向きに突出したリブを有する環状円板形状が失わ
れ、密封要素はシャフト軸線に対し円錐形に内向きに傾
いたシールリップ２２を形成し、該リップは周方向に見
て円周線に対し軸方向に正弦波状に変位している（図７
及び８に変位量がＡ及びＣで示されている）。軸方向の
起伏に起因して、起伏表面と密封要素のシールリップと
の間で液体成分が軸方向に転向されることにより被密封
空間の方向に被密封媒質を戻す効果が生じる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この場合注意
すべき点として、環状密封要素を規定どおり使用する
間、起伏表面を基準にシールリップの位置が使用期間の
経過に伴い緩和現象により変化することがあり、これに
より場合によっては密封装置が損傷することになる。し
かし戻し効果はシャフト上での液体成分の軸方向転向に
基づいているので、使用期間の間、常に一定した幾何学
形状と両部品相互の一定した関係が必要である。長い使
用期間の間、特にシャフト停止時、つまり静的密封の場
合、使用特性はあまり満足できるものでない。
すべき点として、環状密封要素を規定どおり使用する
間、起伏表面を基準にシールリップの位置が使用期間の
経過に伴い緩和現象により変化することがあり、これに
より場合によっては密封装置が損傷することになる。し
かし戻し効果はシャフト上での液体成分の軸方向転向に
基づいているので、使用期間の間、常に一定した幾何学
形状と両部品相互の一定した関係が必要である。長い使
用期間の間、特にシャフト停止時、つまり静的密封の場
合、使用特性はあまり満足できるものでない。
【０００４】本発明の目的は、冒頭指摘した種類のロー
タリシャフトリップシールを、長い使用期間の間優れた
使用特性が得られ、密封結果が向上し、シャフトの停止
時にも回転時にも被密封空間内にある液体の漏れが確実
に防止されるよう改良することである。
タリシャフトリップシールを、長い使用期間の間優れた
使用特性が得られ、密封結果が向上し、シャフトの停止
時にも回転時にも被密封空間内にある液体の漏れが確実
に防止されるよう改良することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的が本発明によれ
ば、シール軸線と、被密封シャフトの周囲に接触する高
分子材料からなるシールリップとを有し、シールリップ
が周方向で均一に配設した半径方向内向き突出リブを有
するロータリシャフトリップシールにおいて、シールリ
ップは、被密封空間から離れる方向に中空円錐状に直径
を拡張した内面により内側が形成してあり、該内面は、
シール軸線に対し第一角度を成し、該第一角度は、シー
ルリップの被密封空間に対向した側の面がシール軸線に
対し成す第二角度の０．０２〜０．５倍であり、リブ
は、内面の周方向でのみ円周線に沿って続いた起伏によ
り形成してあることを特徴とするロータリシャフトリッ
プシールで達成される。従属請求項は有利な諸構成に関
係している。
ば、シール軸線と、被密封シャフトの周囲に接触する高
分子材料からなるシールリップとを有し、シールリップ
が周方向で均一に配設した半径方向内向き突出リブを有
するロータリシャフトリップシールにおいて、シールリ
ップは、被密封空間から離れる方向に中空円錐状に直径
を拡張した内面により内側が形成してあり、該内面は、
シール軸線に対し第一角度を成し、該第一角度は、シー
ルリップの被密封空間に対向した側の面がシール軸線に
対し成す第二角度の０．０２〜０．５倍であり、リブ
は、内面の周方向でのみ円周線に沿って続いた起伏によ
り形成してあることを特徴とするロータリシャフトリッ
プシールで達成される。従属請求項は有利な諸構成に関
係している。
【０００６】本発明によるロータリシャフトリップシー
ルでは、シールリップは被密封空間から離れる方向に中
空円錐状に直径を拡張した内面により内側が形成してあ
り、この内面は、シール軸線に対し第一角度を成し、こ
の第一角度は、シールリップの被密封空間に対向した側
の面がシール軸線に対し成す第二角度の０．０２〜０．
５倍であり、リブは、内面の周方向でのみ円周線に沿っ
て続いた起伏により形成してある。この構成の故に、周
方向でのみ円周線に沿って形成された起伏はその半径方
向内向きリブがさまざまな初期応力で被密封シャフトに
密封当接して接触することになる。シール軸線が最小距
離を有するリブはシール軸線から最大距離を有するリブ
に比べ比較的大きな初期応力でシャフトに当接する。本
発明の枠内で、円周線に沿って延びたシールリップはど
の部分範囲でも被密封シャフトに密封当接するようにな
っている。シールリップを殆どの部分でシャフトに接触
するだけとし、その他の部分範囲ではシャフトとで毛管
活性的狭さの隙間を形成するようになった構成もやはり
考えられる。
ルでは、シールリップは被密封空間から離れる方向に中
空円錐状に直径を拡張した内面により内側が形成してあ
り、この内面は、シール軸線に対し第一角度を成し、こ
の第一角度は、シールリップの被密封空間に対向した側
の面がシール軸線に対し成す第二角度の０．０２〜０．
５倍であり、リブは、内面の周方向でのみ円周線に沿っ
て続いた起伏により形成してある。この構成の故に、周
方向でのみ円周線に沿って形成された起伏はその半径方
向内向きリブがさまざまな初期応力で被密封シャフトに
密封当接して接触することになる。シール軸線が最小距
離を有するリブはシール軸線から最大距離を有するリブ
に比べ比較的大きな初期応力でシャフトに当接する。本
発明の枠内で、円周線に沿って延びたシールリップはど
の部分範囲でも被密封シャフトに密封当接するようにな
っている。シールリップを殆どの部分でシャフトに接触
するだけとし、その他の部分範囲ではシャフトとで毛管
活性的狭さの隙間を形成するようになった構成もやはり
考えられる。
【０００７】被密封空間の方向で被密封媒質のポンプ効
果は本発明によるロータリシャフトリップシールの場
合、先行技術とは対照的に、例えば軸方向に延びた正弦
波状突起に起因してシャフト表面で液体成分が軸方向に
転向することに基づくのでなく、動的密封の間半径方向
で被密封液体に作用する脈動力に基づいている。すなわ
ち、軸の回転に伴い、軸とシールリップ間に環状膜（潤
滑膜）が形成され、本発明に基づくリブの起伏構成によ
り、ハイドロダイナミック潤滑膜を形成する液体成分
は、脈動しこれにより被密封空間の方向に押される。
果は本発明によるロータリシャフトリップシールの場
合、先行技術とは対照的に、例えば軸方向に延びた正弦
波状突起に起因してシャフト表面で液体成分が軸方向に
転向することに基づくのでなく、動的密封の間半径方向
で被密封液体に作用する脈動力に基づいている。すなわ
ち、軸の回転に伴い、軸とシールリップ間に環状膜（潤
滑膜）が形成され、本発明に基づくリブの起伏構成によ
り、ハイドロダイナミック潤滑膜を形成する液体成分
は、脈動しこれにより被密封空間の方向に押される。
【０００８】ロータリシャフトリップシールの本発明構
成によりシールリップとそれに隣接したシャフトとの間
に優れた潤滑が得られ、このことからシールリップの摩
耗が極めて少なくなり、またシャフトの回転方向に拘り
なく一定して良好な密封結果で使用期間が極めて長くな
る。利点として更に、本発明ロータリシャフトリップシ
ールにより、液充填空間を周囲から密封できるだけでな
く、ロータリシャフトリップシールのポンプ効果によ
り、被密封空間の外側にある液体もシールリップの脇を
通して被密封空間内に送ることができ、また送り過程が
終了したならこの空間内に留められる。内面の周方向に
のみ、そして円周線に沿ってのみ続いた起伏により、シ
ールリップとシャフトとの間にハイドロダイナミック潤
滑膜を形成する被密封媒質は、一方でシャフトの回転に
より同じ回転方向に連行され、他方で繰り返し被密封空
間の方向に送り戻される。
成によりシールリップとそれに隣接したシャフトとの間
に優れた潤滑が得られ、このことからシールリップの摩
耗が極めて少なくなり、またシャフトの回転方向に拘り
なく一定して良好な密封結果で使用期間が極めて長くな
る。利点として更に、本発明ロータリシャフトリップシ
ールにより、液充填空間を周囲から密封できるだけでな
く、ロータリシャフトリップシールのポンプ効果によ
り、被密封空間の外側にある液体もシールリップの脇を
通して被密封空間内に送ることができ、また送り過程が
終了したならこの空間内に留められる。内面の周方向に
のみ、そして円周線に沿ってのみ続いた起伏により、シ
ールリップとシャフトとの間にハイドロダイナミック潤
滑膜を形成する被密封媒質は、一方でシャフトの回転に
より同じ回転方向に連行され、他方で繰り返し被密封空
間の方向に送り戻される。
【０００９】このロータリシャフトリップシールの機能
については以下の如く述べることができる： シールリップは内側が密封面により形成してあり、該密
封面は中空円錐状に形成してあり、また被密封空間から
離れた側ではその直径が請求項１の特徴部分に明示した
特徴を満足するよう拡張してある。被密封シャフトとロ
ータリシャフトリップシールとの間で相対運動が起きな
い静的密封のとき、シールリップは周方向にシャフトに
密封当接する。シールリップは円周線に沿ってのみシャ
フトに接触する。リブの面は軸方向には起伏を持たな
い。内面の半径方向にのみ起伏のあるリブにより、シー
ル軸線から最大距離の範囲では最小距離の範囲でよりも
シャフト表面に加わる力が比較的小さい。静的密封のと
きシールリップとシャフトとの接触線がそれ自体閉じて
いることにより、この静止状態のとき漏れは確実に防止
することができる。動的密封に関してはロータリシャフ
トリップシールの構成、特に内面の幾何学が決定的に重
要である。半径方向での内面の起伏と並んで、シールリ
ップの被密封空間に対向した側と被密封空間から離れた
側とでシール軸線を基準に内面の角度が異なることから
全体として被密封空間の方向に被密封媒質を送る効果が
生じる。
については以下の如く述べることができる： シールリップは内側が密封面により形成してあり、該密
封面は中空円錐状に形成してあり、また被密封空間から
離れた側ではその直径が請求項１の特徴部分に明示した
特徴を満足するよう拡張してある。被密封シャフトとロ
ータリシャフトリップシールとの間で相対運動が起きな
い静的密封のとき、シールリップは周方向にシャフトに
密封当接する。シールリップは円周線に沿ってのみシャ
フトに接触する。リブの面は軸方向には起伏を持たな
い。内面の半径方向にのみ起伏のあるリブにより、シー
ル軸線から最大距離の範囲では最小距離の範囲でよりも
シャフト表面に加わる力が比較的小さい。静的密封のと
きシールリップとシャフトとの接触線がそれ自体閉じて
いることにより、この静止状態のとき漏れは確実に防止
することができる。動的密封に関してはロータリシャフ
トリップシールの構成、特に内面の幾何学が決定的に重
要である。半径方向での内面の起伏と並んで、シールリ
ップの被密封空間に対向した側と被密封空間から離れた
側とでシール軸線を基準に内面の角度が異なることから
全体として被密封空間の方向に被密封媒質を送る効果が
生じる。
【００１０】半径方向でのみ起伏のあるリブにより、シ
ールリップの前記幾何学と合わせ、例えばシャフトの回
転時シャフト表面の方向に半径方向膨潤力が作用し、ま
た内面の作用範囲内にある液体成分が両軸方向に押しの
けられる。それに対し、半径方向力が弱まると液体成分
がシールリップの方向に運動する。シールリップを形成
する内面の角度の違いが全体として被密封空間の方向に
被密封媒質を送る効果を生じる。被密封空間の方向に液
体を転向する軸方向突起又はその他の転向装置が設けて
ないことにより、シャフト及び／又はロータリシャフト
リップシールの回転方向に拘りなく本発明ロータリシャ
フトリップシールの機能が確保してある。
ールリップの前記幾何学と合わせ、例えばシャフトの回
転時シャフト表面の方向に半径方向膨潤力が作用し、ま
た内面の作用範囲内にある液体成分が両軸方向に押しの
けられる。それに対し、半径方向力が弱まると液体成分
がシールリップの方向に運動する。シールリップを形成
する内面の角度の違いが全体として被密封空間の方向に
被密封媒質を送る効果を生じる。被密封空間の方向に液
体を転向する軸方向突起又はその他の転向装置が設けて
ないことにより、シャフト及び／又はロータリシャフト
リップシールの回転方向に拘りなく本発明ロータリシャ
フトリップシールの機能が確保してある。
【００１１】ロータリシャフトリップシールの材質及び
材料特性値も密封配置の機能に影響する。有利な一構成
によれば、シールリップとシール軸線との間の周方向で
隣接した最大距離と最小距離との差が０．３mm未満とし
てある。０．３mmの距離差を超えると、多くの場合、シ
ャフトとロータリシャフトリップシールとの相対回転に
よる被密封液体の連行効果がもはや確実には保証されな
くなる。
材料特性値も密封配置の機能に影響する。有利な一構成
によれば、シールリップとシール軸線との間の周方向で
隣接した最大距離と最小距離との差が０．３mm未満とし
てある。０．３mmの距離差を超えると、多くの場合、シ
ャフトとロータリシャフトリップシールとの相対回転に
よる被密封液体の連行効果がもはや確実には保証されな
くなる。
【００１２】内面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ようにすることができ
る。円錐面の均一な湾曲は被密封媒質を被密封空間内に
戻す均一な送り効果を生じる。更に利点として均一に形
成した円錐面は簡単に経済的に製造することができる。
により形成してあり、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ようにすることができ
る。円錐面の均一な湾曲は被密封媒質を被密封空間内に
戻す均一な送り効果を生じる。更に利点として均一に形
成した円錐面は簡単に経済的に製造することができる。
【００１３】内面は半径方向にのみ延びた正弦波状起伏
を周方向に有することができる。円周線に沿って延びた
正弦曲線に沿ってピッチが異なることにより、シールリ
ップのさまざまな範囲に強さの異なる送り効果が現れ
る。正弦波状内面の造形により、このロータリシャフト
リップシールは被密封媒質のさまざまな粘度に格別良好
に適合することができる。
を周方向に有することができる。円周線に沿って延びた
正弦曲線に沿ってピッチが異なることにより、シールリ
ップのさまざまな範囲に強さの異なる送り効果が現れ
る。正弦波状内面の造形により、このロータリシャフト
リップシールは被密封媒質のさまざまな粘度に格別良好
に適合することができる。
【００１４】シールリップとシール軸線との間の周方向
で隣接した最大距離と最小距離との差は０．１５mm未満
とすることができ、好ましくは０．１mm未満である。起
伏のある内面とシール軸線との距離差が小さければ小さ
いほど液体成分は例えばシャフトの周速が小さい場合で
も一層確実に連行される。
で隣接した最大距離と最小距離との差は０．１５mm未満
とすることができ、好ましくは０．１mm未満である。起
伏のある内面とシール軸線との距離差が小さければ小さ
いほど液体成分は例えばシャフトの周速が小さい場合で
も一層確実に連行される。
【００１５】密封効果も距離差が小さくなるのに伴い増
加し、０．１mm未満の差は主に低粘性媒質の密封に適用
される。０．１mm〜０．３mmの大きな差は経済的に製造
可能であり、比較的粘性の高い媒質を密封するのに適し
ている。
加し、０．１mm未満の差は主に低粘性媒質の密封に適用
される。０．１mm〜０．３mmの大きな差は経済的に製造
可能であり、比較的粘性の高い媒質を密封するのに適し
ている。
【００１６】経済的製造可能性と合わせ、長い使用期間
の間良好な使用特性は、ロータリシャフトリップシール
の内面がその隣接した頂点間に少なくとも１．５mmの周
方向長さを有することにより達成することができる。周
方向長さ値は実質的に被密封シャフトの直径、その回転
速度及び被密封媒質の粘度に依存する。
の間良好な使用特性は、ロータリシャフトリップシール
の内面がその隣接した頂点間に少なくとも１．５mmの周
方向長さを有することにより達成することができる。周
方向長さ値は実質的に被密封シャフトの直径、その回転
速度及び被密封媒質の粘度に依存する。
【００１７】直径の大きいシャフトを密封するロータリ
シャフトリップシールは、起伏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を有することが
できる。隣接した頂点間の周方向長さに拘りなく少なく
とも２個の完全な起伏を内面に沿って配置することがで
きる。起伏の振幅をほぼ同じにして周方向長さ値を増す
と、起伏の内面とシャフト表面とにより形成され且つ全
て円周線上にある角度が小さくなり、これにより密封が
向上し、また動的密封のとき被密封媒質を被密封空間内
に戻す送り圧力が大きくなる。
シャフトリップシールは、起伏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を有することが
できる。隣接した頂点間の周方向長さに拘りなく少なく
とも２個の完全な起伏を内面に沿って配置することがで
きる。起伏の振幅をほぼ同じにして周方向長さ値を増す
と、起伏の内面とシャフト表面とにより形成され且つ全
て円周線上にある角度が小さくなり、これにより密封が
向上し、また動的密封のとき被密封媒質を被密封空間内
に戻す送り圧力が大きくなる。
【００１８】シールリップの被密封空間から離れた側で
内面は少なくとも１mmの軸方向長さを有することができ
る。この場合利点として良好な静的密封も良好な動的密
封も保証してあり、特に動的密封の場合この軸方向長さ
は内面と被密封シャフトとの間の小さな半径方向隙間幅
と合わせ毛管活性狭さの密封隙間を形成する。ハイドロ
ダイナミック潤滑膜を形成する液体成分がこれによりロ
ータリシャフトリップシールの内面範囲に確実に留めら
れる。
内面は少なくとも１mmの軸方向長さを有することができ
る。この場合利点として良好な静的密封も良好な動的密
封も保証してあり、特に動的密封の場合この軸方向長さ
は内面と被密封シャフトとの間の小さな半径方向隙間幅
と合わせ毛管活性狭さの密封隙間を形成する。ハイドロ
ダイナミック潤滑膜を形成する液体成分がこれによりロ
ータリシャフトリップシールの内面範囲に確実に留めら
れる。
【００１９】内面は軸方向両側でシール軸線に垂直に延
びた端面により形成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対し半径方向で内面の一層正確
に限定された負荷を達成することができる。更に、軸方
向両側でシール軸線に垂直に延びた端面により限定して
内面を製造する可能性はその他の構成に比べ簡単であ
る。
びた端面により形成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対し半径方向で内面の一層正確
に限定された負荷を達成することができる。更に、軸方
向両側でシール軸線に垂直に延びた端面により限定して
内面を製造する可能性はその他の構成に比べ簡単であ
る。
【００２０】内面はシールリップの被密封空間から離れ
た側でシール軸線に対し２°〜２０°の角度を成すこと
ができる。この角度範囲は多くの用途にとって好適であ
る。
た側でシール軸線に対し２°〜２０°の角度を成すこと
ができる。この角度範囲は多くの用途にとって好適であ
る。
【００２１】戻し効果の強さや密封に関しロータリシャ
フトリップシールの機能及びその使用期間の点で特に有
利な効果は内面がシールリップの被密封空間から離れた
側でシール軸線に対し３．１２３〜３．８７５°の角度
を成すとき得られる。
フトリップシールの機能及びその使用期間の点で特に有
利な効果は内面がシールリップの被密封空間から離れた
側でシール軸線に対し３．１２３〜３．８７５°の角度
を成すとき得られる。
【００２２】
【実施例】本発明対象を以下添付図面を基に更に説明す
る。
る。
【００２３】図１にはシール軸線６を有するロータリシ
ャフトリップシールの本発明にとって本質的な部分が示
してあり、該部分は高分子材料からなるシールリップ２
で被密封シャフト１の周面に当接し密封接触する。本発
明によるロータリシャフトリップシールの作用原理の理
解を助けるため、該シールが図１ではシャフト１に対し
僅かに半径方向隙間を有して図示してある。シールリッ
プ２を形成する内面２．１はシール軸線６に対し第一角
度９を成しており、該角度はシールリップ２の被密封空
間８に対向した側の面がシール軸線６に対し成す第二角
度１０の約０．１５倍である。第一角度９はこの実施例
の場合約６．５°、第二角度１０は約４５°である。第
二角度１０に比べかなり鋭角の第一角度９は回転するシ
ャフトにより連行される媒質を被密封空間８内に送る効
果を生じる。内面２．１は周方向でのみ円周線に沿って
正弦波状に起伏を有し、これによりシャフト回転時、シ
ャフトとロータリシャフトリップシールとの間の液膜に
半径方向で脈動力が加わることになる。この半径方向力
の故に半径方向起伏とＶ形に形成した内面２．１とによ
り液体成分が両軸方向で交互に押しのけられ、次にこの
力が低下すると液体成分がシールリップ２の方向に移動
する。内面２．１の幾何学形状により全体として被密封
空間８の方向に送り効果が生じる。
ャフトリップシールの本発明にとって本質的な部分が示
してあり、該部分は高分子材料からなるシールリップ２
で被密封シャフト１の周面に当接し密封接触する。本発
明によるロータリシャフトリップシールの作用原理の理
解を助けるため、該シールが図１ではシャフト１に対し
僅かに半径方向隙間を有して図示してある。シールリッ
プ２を形成する内面２．１はシール軸線６に対し第一角
度９を成しており、該角度はシールリップ２の被密封空
間８に対向した側の面がシール軸線６に対し成す第二角
度１０の約０．１５倍である。第一角度９はこの実施例
の場合約６．５°、第二角度１０は約４５°である。第
二角度１０に比べかなり鋭角の第一角度９は回転するシ
ャフトにより連行される媒質を被密封空間８内に送る効
果を生じる。内面２．１は周方向でのみ円周線に沿って
正弦波状に起伏を有し、これによりシャフト回転時、シ
ャフトとロータリシャフトリップシールとの間の液膜に
半径方向で脈動力が加わることになる。この半径方向力
の故に半径方向起伏とＶ形に形成した内面２．１とによ
り液体成分が両軸方向で交互に押しのけられ、次にこの
力が低下すると液体成分がシールリップ２の方向に移動
する。内面２．１の幾何学形状により全体として被密封
空間８の方向に送り効果が生じる。
【００２４】図２に示した本発明によるロータリシャフ
トリップシールは、図１に比べ強まった半径方向初期応
力を受けてシャフト１の表面に接触している。この図に
は内面２．１とシール軸線６の最小距離５が示してある
（図３参照）。図１に比べシールリップ２をシャフト１
の表面に接触させる初期応力が比較的大きいにも拘らず
内面２．１の幾何学形状は殆ど維持される。シールリッ
プ２がシャフト１の表面上で軸方向に変位することがな
く、シールリップは静的密封の場合にも動的密封の場合
にも円周線に沿ってシャフト１に接触する。本発明によ
るロータリシャフトリップシールの有利な使用特性はシ
ャフト１の回転方向に左右されない。
トリップシールは、図１に比べ強まった半径方向初期応
力を受けてシャフト１の表面に接触している。この図に
は内面２．１とシール軸線６の最小距離５が示してある
（図３参照）。図１に比べシールリップ２をシャフト１
の表面に接触させる初期応力が比較的大きいにも拘らず
内面２．１の幾何学形状は殆ど維持される。シールリッ
プ２がシャフト１の表面上で軸方向に変位することがな
く、シールリップは静的密封の場合にも動的密封の場合
にも円周線に沿ってシャフト１に接触する。本発明によ
るロータリシャフトリップシールの有利な使用特性はシ
ャフト１の回転方向に左右されない。
【００２５】図３には図１、図２のロータリシャフトリ
ップシールが示してある。作用様式を明確にするため、
内面２．１とシール軸線６との最大距離４と最小距離５
が著しく誇張して示してある。内面２．１は周方向で正
弦波状に起伏を有し、該起伏は円周線に沿って半径方向
にのみ形成してある。起伏の相隣接した頂点間の周方向
長さが符号７としてある。ロータリシャフトリップシー
ルの大きさに拘りなく、ロータリシャフトリップシール
の内周面に沿ってそれぞれ周方向長さ７を有する完全な
起伏が少なくとも２個必要となる。
ップシールが示してある。作用様式を明確にするため、
内面２．１とシール軸線６との最大距離４と最小距離５
が著しく誇張して示してある。内面２．１は周方向で正
弦波状に起伏を有し、該起伏は円周線に沿って半径方向
にのみ形成してある。起伏の相隣接した頂点間の周方向
長さが符号７としてある。ロータリシャフトリップシー
ルの大きさに拘りなく、ロータリシャフトリップシール
の内周面に沿ってそれぞれ周方向長さ７を有する完全な
起伏が少なくとも２個必要となる。
【００２６】図４と図５ではシール軸線６に対し或る角
度で傾いた内面２．１がそれぞれ軸方向両側でシール軸
線６に垂直に延びた端面２．２，２．３により形成して
ある。
度で傾いた内面２．１がそれぞれ軸方向両側でシール軸
線６に垂直に延びた端面２．２，２．３により形成して
ある。
【００２７】図５に図４のロータリシャフトリップシー
ルが示してあり、この場合、内面は図３のＢ−Ｂ線断面
で示すようにシール軸線６から最小距離５を有する。内
面２．１は図４、図５の構成でも少なくとも１mmの軸方
向長さを有する。図１、図２及び図４、図５に例示した
ロータリシャフトリップシールの機能原理は実質的に同
じである。
ルが示してあり、この場合、内面は図３のＢ−Ｂ線断面
で示すようにシール軸線６から最小距離５を有する。内
面２．１は図４、図５の構成でも少なくとも１mmの軸方
向長さを有する。図１、図２及び図４、図５に例示した
ロータリシャフトリップシールの機能原理は実質的に同
じである。
【００２８】
【発明の効果】ロータリシャフトリップシールの本発明
構成により、シールリップとそれに隣接したシャフトと
の間に優れた潤滑が得られ、このことからシールリップ
の摩耗が極めて少なくなり、またシャフトの回転方向に
拘りなく一定して良好な密封結果で使用期間が極めて長
くなる。利点として更に、本発明ロータリシャフトリッ
プシールにより、液充填空間を周囲から密封できるだけ
でなく、ロータリシャフトリップシールのポンプ効果に
より、被密封空間の外側にある液体もシールリップの脇
を通して被密封空間内に送ることができ、また送り過程
が終了したならこの空間内に留めることができる。内面
の周方向にのみ、そして円周線に沿ってのみ続いた起伏
により、シールリップとシャフトとの間にハイドロダイ
ナミック潤滑膜を形成する被密封媒質は、一方でシャフ
トの回転により同じ回転方向に連行され、他方で繰り返
し被密封空間の方向に送り戻されるように作用すること
ができる。
構成により、シールリップとそれに隣接したシャフトと
の間に優れた潤滑が得られ、このことからシールリップ
の摩耗が極めて少なくなり、またシャフトの回転方向に
拘りなく一定して良好な密封結果で使用期間が極めて長
くなる。利点として更に、本発明ロータリシャフトリッ
プシールにより、液充填空間を周囲から密封できるだけ
でなく、ロータリシャフトリップシールのポンプ効果に
より、被密封空間の外側にある液体もシールリップの脇
を通して被密封空間内に送ることができ、また送り過程
が終了したならこの空間内に留めることができる。内面
の周方向にのみ、そして円周線に沿ってのみ続いた起伏
により、シールリップとシャフトとの間にハイドロダイ
ナミック潤滑膜を形成する被密封媒質は、一方でシャフ
トの回転により同じ回転方向に連行され、他方で繰り返
し被密封空間の方向に送り戻されるように作用すること
ができる。
【図１】 本発明によるロータリシャフトリップシール
のシールリップのうちシャフトを取り囲む部分の拡大図
である。ロータリシャフトリップシールは図３のＡ−Ａ
線断面に沿って概略示してある。
のシールリップのうちシャフトを取り囲む部分の拡大図
である。ロータリシャフトリップシールは図３のＡ−Ａ
線断面に沿って概略示してある。
【図２】 本発明によるロータリシャフトリップシール
のシールリップを図３のＢ−Ｂ線断面に沿って示す。
のシールリップを図３のＢ−Ｂ線断面に沿って示す。
【図３】 本発明によるロータリシャフトリップシール
を概略示す正面図である。
を概略示す正面図である。
【図４】 本発明による別のロータリシャフトリップシ
ールのシールリップの拡大図であり、その内面は軸方向
両側がシール軸線に垂直な端面により形成してある。図
４は図３のＡ−Ａ線断面に対応する線に沿ったシールリ
ップを示す。
ールのシールリップの拡大図であり、その内面は軸方向
両側がシール軸線に垂直な端面により形成してある。図
４は図３のＡ−Ａ線断面に対応する線に沿ったシールリ
ップを示す。
【図５】 本発明による別のロータリシャフトリップシ
ールのシールリップの拡大図であり、図３のＢ−Ｂ線断
面に対応する線に沿ったシールリップを示す。
ールのシールリップの拡大図であり、図３のＢ−Ｂ線断
面に対応する線に沿ったシールリップを示す。
【図６】 従来のロータリシャフトリップシールの正面
図で、そのうちの半分は軸に装着した状態で示す。
図で、そのうちの半分は軸に装着した状態で示す。
【図７】 図６の７−７線断面図である。
【図８】 図６の８−８線断面図である。
Claims (12)
- 【請求項１】 シール軸線と、被密封シャフトの周囲に
接触する高分子材料からなるシールリップとを有し、シ
ールリップが周方向で均一に配設した半径方向内向き突
出リブを有するロータリシャフトリップシールにおい
て、 シールリップ（２）は、被密封空間（８）から離れる方
向に中空円錐状に直径を拡張した内面（２．１）により
内側が形成してあり、 該内面（２．１）は、シール軸線（６）に対し第一角度
（９）を成し、 該第一角度（９）は、シールリップ（２）の被密封空間
（８）に対向した側の面がシール軸線（６）に対し成す
第二角度（１０）の０．０２〜０．５倍であり、 リブ（３）は、内面（２．１）の周方向でのみ円周線に
沿って続いた起伏により形成してあることを特徴とする
ロータリシャフトリップシール。 - 【請求項２】 シールリップ（２）とシール軸線（６）
との間の周方向で隣接した最大距離（４）と最小距離
（５）との差が製造に起因した状態のとき０．３mm未満
であることを特徴とする請求項１記載のロータリシャフ
トリップシール。 - 【請求項３】 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（１１）の円
錐軸と半径方向外側にある円錐面（１２）の円錐軸とを
交互に有することを特徴とする請求項１又は２記載のロ
ータリシャフトリップシール。 - 【請求項４】 内面（２．１）が周方向に正弦波状起伏
を有し、該起伏が半径方向にのみ延びていることを特徴
とする請求項１又は２記載のロータリシャフトリップシ
ール。 - 【請求項５】 シールリップ（２）とシール軸線（６）
との間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未満であることを特徴とする
請求項１〜４のいずれか１項記載のロータリシャフトリ
ップシール。 - 【請求項６】 シールリップ（２）とシール軸線（６）
との間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未満であることを特徴とする請
求項１〜５のいずれか１項記載のロータリシャフトリッ
プシール。 - 【請求項７】 内面（２．１）が起伏の相隣接した頂点
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１〜６のいずれか１項記載のロー
タリシャフトリップシール。 - 【請求項８】 内面（２．１）が起伏の相隣接した頂点
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１〜６のいずれか１項記載のロータリ
シャフトリップシール。 - 【請求項９】 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１〜８のいずれ
か１項記載のロータリシャフトリップシール。 - 【請求項１０】 内面（２．１）の軸方向両端がシール
軸線（６）に垂直に延びた端面（２．２，２．３）によ
り形成してあることを特徴とする請求項１〜９のいずれ
か１項記載のロータリシャフトリップシール。 - 【請求項１１】 内面（２．１）がシール軸線（６）に
対し成す第一角度（９）が２°〜２０°であることを特
徴とする請求項１〜１０のいずれか１項記載のロータリ
シャフトリップシール。 - 【請求項１２】 第一角度（９）が３．１２３〜３．８
７５°であることを特徴とする請求項１１記載のロータ
リシャフトリップシール。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4200927.8 | 1992-01-16 | ||
| DE19924200927 DE4200927C2 (de) | 1991-01-23 | 1992-01-16 | Radialwellendichtring |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05256371A JPH05256371A (ja) | 1993-10-05 |
| JPH07122465B2 true JPH07122465B2 (ja) | 1995-12-25 |
Family
ID=6449588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5005050A Expired - Lifetime JPH07122465B2 (ja) | 1992-01-16 | 1993-01-14 | ロータリシャフトリップシール |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5427387A (ja) |
| EP (1) | EP0551563A1 (ja) |
| JP (1) | JPH07122465B2 (ja) |
| BR (1) | BR9204628A (ja) |
| CA (1) | CA2087304C (ja) |
Families Citing this family (40)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2152737C (en) * | 1995-03-03 | 2001-11-20 | David E. Johnston | Seal design with bi-directional pumping feature |
| US5758541A (en) * | 1995-04-03 | 1998-06-02 | Koyo Chicago Rawhide Co., Ltd. | Engaging noise preventing device for gear transmission device |
| US6170833B1 (en) | 1997-10-24 | 2001-01-09 | Stemco Inc | Hub seal with machinable thrust ring and lay-down sealing lip |
| US6158743A (en) * | 1998-06-22 | 2000-12-12 | Stemco Inc | Hub seal with low installation load and rotation prevention structure |
| US6685194B2 (en) | 1999-05-19 | 2004-02-03 | Lannie Dietle | Hydrodynamic rotary seal with varying slope |
| US6409177B1 (en) * | 1999-08-23 | 2002-06-25 | Freudenberg-Nok General Partnership | Rotary shaft seal |
| US20030205864A1 (en) * | 2001-03-22 | 2003-11-06 | Dietle Lannie L | Rotary sealing device |
| US6845986B2 (en) | 2002-04-26 | 2005-01-25 | Stemco Llc | Low torque seal assembly |
| US6722657B2 (en) | 2002-05-31 | 2004-04-20 | Stemco Llc | Low torque seal assembly with open cell filter media |
| US7151134B2 (en) * | 2003-06-17 | 2006-12-19 | Freudenberg-Nok General Partnership | Dynamic vulcanization of polyurethane elastomeric material in the presence of thermoplastics |
| DE10333365A1 (de) * | 2003-07-23 | 2005-02-24 | Inoex Gmbh | Dichtung mit variablem Innendurchmesser |
| DE10346419A1 (de) * | 2003-10-07 | 2005-05-19 | Kaco Gmbh + Co. Kg | Radialwellendichtring |
| US20050167928A1 (en) | 2004-02-04 | 2005-08-04 | Park Edward H. | Dynamic seal using vulcanization of fluorocarbon elastomers |
| US7153908B2 (en) * | 2004-02-04 | 2006-12-26 | Freudenberg-Nok General Partnership | Peroxide cured fluorocarbon elastomer compositions |
| US7854433B2 (en) * | 2005-02-24 | 2010-12-21 | Freudenberg-Nok General Partnership | Dynamic seal |
| US7854432B2 (en) * | 2005-02-24 | 2010-12-21 | Freudenberg-Nok General Partnership | Dynamic seal |
| CA2601617C (en) | 2005-03-22 | 2016-09-20 | Kalsi Engineering, Inc. | Low torque hydrodynamic lip geometry for bi-directional rotation seals |
| CA2601655C (en) * | 2005-03-28 | 2013-09-24 | Kalsi Engineering, Inc. | Composite, high temperature, dynamic seal and method of making same |
| US7658387B2 (en) * | 2005-06-27 | 2010-02-09 | Freudenberg-Nok General Partnership | Reinforced elastomeric seal |
| US20070004865A1 (en) | 2005-06-29 | 2007-01-04 | Freudenberg-Nok General Partnership | Dynamic vulcanization of fluorocarbon elastomers containing peroxide cure sites |
| WO2007011883A2 (en) * | 2005-07-18 | 2007-01-25 | Kalsi Engineering, Inc. | Filled hydrodynamic seal with contact pressure control, anti-rotation and filler retention |
| US7770898B2 (en) | 2006-01-04 | 2010-08-10 | Kalsi Engineering, Inc. | Stabilizing geometry for hydrodynamic rotary seals |
| DE102006026812B4 (de) * | 2006-06-09 | 2016-04-07 | Ab Skf | Dichtung für einen Kompressor |
| DE102007045043B4 (de) * | 2007-09-13 | 2015-07-16 | Kaco Gmbh + Co. Kg | Dichtring |
| WO2009103314A1 (de) * | 2008-02-20 | 2009-08-27 | Carl Freudenberg Kg | Dichtungsanordnung und radialwellendichtring daraus |
| US9845879B2 (en) | 2009-11-30 | 2017-12-19 | Kalsi Engineering, Inc. | High pressure dynamic sealing arrangement |
| US9109703B2 (en) | 2010-02-11 | 2015-08-18 | Kalsi Engineering, Inc. | Hydrodynamic backup ring |
| US9429238B2 (en) | 2009-11-30 | 2016-08-30 | Kalsi Engineering, Inc. | Dynamic backup ring assembly |
| US8002286B1 (en) * | 2010-06-14 | 2011-08-23 | Florida Turbine Technologies, Inc. | Aerodynamically mistuned labyrinth seal |
| US9261139B2 (en) * | 2013-02-06 | 2016-02-16 | Trelleborg Sealing Solutions Us | Friction-reducing geometric surface feature |
| DE102013215452B4 (de) * | 2013-08-06 | 2021-02-11 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Tauchlagerung |
| US9638355B2 (en) * | 2013-09-17 | 2017-05-02 | Mcelroy Manufacturing, Inc. | Seal girding a stick of pipe or a pipeline in the entry or exit ports of a pipe fusion chamber |
| US9759330B2 (en) | 2014-02-04 | 2017-09-12 | Freudenberg-Nok General Partnership | Energy saving seal with rocking dust lip |
| US9714710B2 (en) | 2014-02-04 | 2017-07-25 | Freudenberg-Nok General Partnership | Energy saving self-contact seal with pushing bead |
| US9695937B2 (en) | 2014-02-04 | 2017-07-04 | Freudenberg-Nok General Partnership | Energy saving seal with vacuum induced counter-balance and rocking feature |
| JP6399471B2 (ja) * | 2014-07-30 | 2018-10-03 | Nok株式会社 | 密封装置及びその製造方法 |
| US10330203B2 (en) | 2017-01-06 | 2019-06-25 | Kalsi Engineering Inc. | High pressure dynamic sealing device |
| US10302200B2 (en) | 2017-05-16 | 2019-05-28 | Kalsi Engineering, Inc. | Seal for bi-directional rotation and pressure |
| GB201715169D0 (en) | 2017-09-20 | 2017-11-01 | Rolls Royce Plc | Seal for a gas turbine |
| WO2019222023A1 (en) | 2018-05-15 | 2019-11-21 | Kalsi Engineering, Inc. | Rotary seal and method of making same |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH328550A (de) * | 1954-04-26 | 1958-03-15 | Goetzewerke | Wellendichtung |
| US4283064A (en) * | 1976-08-23 | 1981-08-11 | Dana Corporation | Rotary shaft seal |
| JPS5544122A (en) * | 1978-09-20 | 1980-03-28 | Nok Corp | Manufacturing process of shaft-sealing part |
| JPS56150664A (en) * | 1980-04-22 | 1981-11-21 | Akira Washida | Oil seal |
| DE3150472C2 (de) * | 1981-12-19 | 1983-12-08 | Fa. Carl Freudenberg, 6940 Weinheim | Radialwellendichtring |
| US4440405A (en) * | 1982-09-29 | 1984-04-03 | Dana Corporation | Hydrodynamic shaft seal with continuously divergent seal element |
| DE3526424C1 (de) * | 1985-07-24 | 1987-02-12 | Fa. Carl Freudenberg, 6940 Weinheim | Radialwellendichtring und Verfahren zu seiner Herstellung |
| GB2179408A (en) * | 1985-08-20 | 1987-03-04 | Angus George Co Ltd | Oil seal with pumping action |
| DE59101675D1 (de) * | 1991-01-23 | 1994-06-23 | Freudenberg Carl Fa | Radialwellendichtring. |
-
1992
- 1992-08-22 EP EP92114352A patent/EP0551563A1/de not_active Withdrawn
- 1992-11-30 BR BR9204628A patent/BR9204628A/pt not_active IP Right Cessation
-
1993
- 1993-01-14 CA CA002087304A patent/CA2087304C/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-01-14 JP JP5005050A patent/JPH07122465B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1993-01-15 US US08/006,020 patent/US5427387A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR9204628A (pt) | 1993-07-20 |
| JPH05256371A (ja) | 1993-10-05 |
| CA2087304A1 (en) | 1993-07-17 |
| EP0551563A1 (de) | 1993-07-21 |
| CA2087304C (en) | 1999-11-23 |
| US5427387A (en) | 1995-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH07122465B2 (ja) | ロータリシャフトリップシール | |
| US5190299A (en) | Radially undulating shaft seal | |
| US3501155A (en) | Bi-directional seal | |
| US3515395A (en) | Unidirectional pumping seal | |
| US5791658A (en) | Seal design with bi-directional pumping | |
| JPH0243940B2 (ja) | ||
| US6494462B2 (en) | Rotary seal with improved dynamic interface | |
| US6685194B2 (en) | Hydrodynamic rotary seal with varying slope | |
| JP2583319B2 (ja) | 軸パッキン | |
| US4334687A (en) | Shaft seal with multi-slitted sleeve | |
| JPS62147176A (ja) | 軸パツキン | |
| KR20000035412A (ko) | 제어 티핑에 적합한 여유각을 구비한 회전 밀봉제 | |
| US4695063A (en) | Radial shaft seal ring with backfeed ribs and damming ribs | |
| JPS59219575A (ja) | 二方向動流体オイルシ−ル | |
| JPS6233470B2 (ja) | ||
| JP2001263499A (ja) | リップ型シール | |
| JPS63500612A (ja) | 軸類のオイルシ−ル | |
| US3930655A (en) | Seals for use between two relatively-rotating surfaces | |
| JPS60155058A (ja) | ラジアル型軸パツキンリング及びその製造方法 | |
| US3738667A (en) | Self-energizing face seals | |
| EP0195682B1 (en) | Seals | |
| US4553762A (en) | Shaft seal ring | |
| JP2002139153A (ja) | ブラシ型シール装置 | |
| JPH0525021U (ja) | 動圧軸受 | |
| JPH0645098Y2 (ja) | リップ型シール |