JPS6048666B2 - 二つの機械要素を密にするためのパツキング及び使用方法 - Google Patents

二つの機械要素を密にするためのパツキング及び使用方法

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JPS6048666B2
JPS6048666B2 JP52137323A JP13732377A JPS6048666B2 JP S6048666 B2 JPS6048666 B2 JP S6048666B2 JP 52137323 A JP52137323 A JP 52137323A JP 13732377 A JP13732377 A JP 13732377A JP S6048666 B2 JPS6048666 B2 JP S6048666B2
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JP
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ring
groove
rings
packing
backing
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ト−マス・ヌスバウマ−
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BEE ESU SHANBAN OIROOPA AS
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/166Sealings between relatively-moving surfaces with means to prevent the extrusion of the packing
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    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
  • Sealing Of Bearings (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、溝の底の上に載る所定の載置面を有する第1
のリング及び第1のリングの載置面とは反対の面の上に
載る第2のリングを有し、この際第1のリングが第2の
リングよりも小さな弾性係数を有する二つの機械要素を
密にするためのバッキングに係る。
油圧及び空気力学的機械並びに装置に於てはバッキング
に対して多数の問題が提起される。
この際製造業者は所定の用途に対してバッキングにいろ
いろな要求を出す。このバッキングは特に所要スペース
が僅少で組立が容易でなければならない。更にこのバッ
キングは当然なことながら所定の圧力及び温度範囲内に
於て密封が良好で且つ寿命が長くなければならない。相
互に相対的に運動する二つの部分の間の中間スペースを
密封するために用いられる場合にはこのバッキングは運
動する場合にできるだけ小さな摩耗しか生ぜず且つ小さ
な密着摩耗しか生じてはならない。さもなけれ.ば例え
ば油圧シリンダーに於ては、ピストンが静止位置から始
動する場合にその運動が一様ではなく所謂’゛スチツク
スリツプ’’と呼ばれるギクシヤクした運動となる。バ
ッキングが例えばo乃至は500バールの大きこな油圧
の範囲に対して油圧シリンダーの中のピストンを密封す
るために設けられる場合にはこのバッキングは相互に部
分的に逆の特性を有しなければならない。
即ち一方に於ては容易に変形して小さい圧力において動
かない部分において良好に閉?鎖するがそれにも拘わら
ずピストンが移動する場合には容易に滑動しなければな
らない。他方に於てはこのバッキングは圧力が大きい場
合に密封する機械部分の間に、所要の遊びのために存在
する間隙の中に圧入されてはならない。4 提起された要求を一部しか満足しないバッキングはいく
つか知られている。
例えば油圧シリンダーの中に配設されたピストンのリン
グ溝の中に挿入される二つのリングを有するバッキング
は既知である。バッキングの一つの内方のリングはエラ
ストマーより成りその内面でリング溝の底の上に載る。
他の外方のリングはポリテトラフルオールエチレンより
成りその内面でエラストマーリングの外面の上に載る。
外方のリングの外面は油圧シリンダーの内面に接する。
この既知のバッキングは大きな圧力を有する油圧油に対
しては非常に良好に適する。しカルながら圧力が小さい
場合流体がガス状である場合にはこのバッキングはポリ
テトラフルオールエチレンの弾性が小さいために不完全
な密封性しか得られない。本発明の目的は、圧力が大き
い場合にも小さい場合にも又液体に対しても気体に対し
ても用いられるバッキングを提供するにある。
上記の目的は本発明により頭緒に記載のバッキングに於
て、第2のリングが弾性変動可能な材料からなり、その
弾性係数が両方の別のリングの弾性係数より大であり、
かつ3000〜25000k9/CTlであることを特
徴とするバッキングに依り達せられる。
本発明は更にバッキングの使用方法にも関し、本発明に
従つて構成されるバッキングを、互に対向する共軸面、
特に液圧シリンダと該液圧シリンダ内で摺動可能なピス
トンとの互いに対向する滑動面の密封のために使用する
ことを特徴とするものてある。以下本発明を添付の実施
例に関する図面に就き詳細に説明する。
第1図には第1の機械要素1及び第2の機械要素2の部
分断面図が示されている。
機械要素1は面1aを備え同面は機械要素2の面2eの
方を向いている。両機械要素1及び2は相互に相対的に
移動し、この際その可動性に必要な遊びを得るために両
面1aと2eとの間に間隙状の中間空間6が存在するも
のとする。中間空間6を境界する面1a及び2eはほぼ
相互に共軸な円筒面である。機械要素1は油圧シリンダ
ーてあり、機械要素2はピストンである。しかしながら
この両要素は軸とベアリング又は他の部分てあつてもよ
い。要素1及び2は金属例えば目的及び構成に応じて鋼
、鋳鉄又は青銅より成る。機械要素2は両要素の軸に対
して共軸なリング溝2aが設けられている。
この溝は底2b及び二つの側壁2c及び2dを備えてい
る。溝2aは実質的に矩形の横断面を備えているが、し
カルながらこの際底2bと側壁2c及び2dとの間の移
行 :部には丸味が付されている。リング溝2aの中に
バッキングが配設されてお ;り同バッキングは合成樹
脂製の三つのリングより成つている。
第1のリング5の内側の載置面5aはリング溝2aの底
2bの上に載つている。その次に外側になる第2のリン
グ3の内面3fはリング5の、載置面5aとは反対の側
の外面5bの上に載つている。第2のリングには第1の
リングとは反対の側に横断面がほぼ矩形状のリング溝3
aが設けられており同溝はリング溝2aに対して共軸て
且つ底3b並びに側壁3c及び3dを備えている。リン
グ溝3aの中には第3のリング4が配設されており同リ
ングの面4aは溝3aの底3bの上に載つている。第2
及び第3のリングは第1のリングとは反対の面3eもし
くは4bで第1の機械要素1に接している。第1及び第
3のリングは第2のリング3よりも大きな弾性及び弾性
変形性を有している。
換言すれば第1及び第3のリングの弾性係数及び硬度は
第2のリングよりも小さい。第1及び第3のリング5及
び4はゴムの弾性を有し且つ約1k9/d乃至最高20
00kg/dの引張弾性係数及ひ約30乃至90のシヨ
ワーA硬度を有している。
即ち第1及び第3のリングはエラストマーより成つてい
る。ここに於てエラストマーとはその基本組成に於ては
ゴムの弾性を有しないが軟化剤を添加することに依りゴ
ムの弾性を有する様に成る合成樹脂を意味するものとす
る。この様な材料は例えは軟化剤を含有する半固形ポリ
アミドである。第2のリンク3は最低約3000k9/
Clt乃至最高25000k9/cイの引張弾性係数を
有する。
このリングは例えは約7500k9/dの弾性係数及び
55乃至65のシヨワーD硬度を有するポリテトラフル
オールエチレン等のポリフルオールカーボンより成る。
しかしながらこの第2のリング3は例えば、約60乃至
66のシヨワーD硬度及び10000k9/d引張係数
を有する高分子ポリエチレンにて構成しても良い。ノ両
リング溝2a及び3aの深さ並びにΞつのリング5,3
及び4の寸法は、ゴム弾性を有する両リング5及び4が
圧縮される様に相互に及び両機械要素1と2の間隔に合
せられている。
換言すればリング4の、溝の底3bに対して直角に測定
した厚みが溝3aの深さよりも大きくてリング4が機械
要素1及び2を組込む前には溝4aより突出している。
同様にリング3及び5の、溝の底2bに対して直角に測
定した厚みが溝2aの深さよりも大きくて第2のリング
3が溝2aより、即ち面2eを越えて突出している。即
ち第1のリング5は予圧縮を有して溝2aの底2bに接
して第2のリング3を機械要素1に対して押圧している
。第2のリング3の、溝3aの両側にある部分の自由端
は従つて面1aに接している。従つてリング4も予圧縮
を有して面1aに接している。機械要素1及び2がピス
トンとシリンダーの様にリング溝に対して直角に相互に
移動する部分である場合には第1及び第3のリングとし
て、当初即ち圧縮される以前に円形でない横断面を有し
ているリングを用いると目的に合致する。
溝の横方向に於ける上記の横断面の寸法が溝の底に対し
て直角方向の寸法よりも大である場合には溝の底の上て
溝に対して横方向に転動することが回避される。第1及
び第3のリングは、例えば圧縮される以前には楕円形又
は卵形の横断面を有することができる。第2のリング3
の、第1の機械要素1の方を向いている面3e及び逆の
方に向いている面3fは面1aに対して平行乃至は共軸
であると目的に合致する。第2図は、バッキングの右側
に圧力のもとにある流体8例えば油圧油が存在するリン
グの位置を示す。
第1のリング5及び第2のリング3は今度は流体に依つ
てリング溝2aの左側の側壁2cに押圧せられる。同様
にして第3のリング4がリング溝3aの側壁3cに押圧
せられる。第1及び第3のリングの良好な変形性に依つ
て確実に完全な密封が得られる。第1のリング5が第2
のリング3を第1の機械要素1の面1aに対して押圧す
るので実際上第2のリング3と面1aとの間には中間空
間が存在しない。従つて第3のリング4はリング溝3a
から突出せず従つて押し出しに依つて損傷しない。第2
のリング3が中間空間を有しないで溝の側壁3cに接し
ているので第1のリング5も押し出されず、損傷しない
。しカルながら第1のリング5の予圧縮は、第2のリン
グ3が比較的小さなりで面1aに押圧せられて第3のリ
ング4の押し出しが回避される様に定められている。
このことに依り摩擦が比較的少なく保たれる。両機械要
素1及び2がシリンダーとピストンである場合には摩擦
が少ないと云うことは特に、ピストンが小さなり又は力
の差が加わつた場合既に緩慢且つ一様な運動を行なうと
云う利点がある。’’スチツクスリツプ’’と呼ばれる
、ピストンが比較的大きなりが加わつて初て移動し充分
な油圧がない場合再び静止するぎこちない運動はこのバ
ッキングに依り回避される。上記のバッキングに依り例
えばo乃至500バーjルの非常に広い圧力の範囲で完
全な密封が得られる。
この際圧力の上方の限界は先ず中間空間6の大きさ及び
第2のリング3の変形強度に依り定まりこれに対して第
1及び第3のリングの硬度はこれに対して重要ではない
。これに対してゴム弾性を有す牽両リング5及び4特に
第3のリング4の変形性1よ圧力が小さい場合の密封性
に対して重要である。既に記載の如く第2のリング3は
摩擦を少なく保つために比較的軽くしか面1aに押圧せ
られていないので従つて面1aに付着している流体の薄
膜に沿う流れ又は流体がガス状である場合にはガスの層
に沿う流れが途切れさせない。これに対してゴム弾性を
有する第3のリング4に依り確実に流体の薄膜が拭き取
られピストンが移動する際に面1aの上を転動すること
なく完全な密封が得られる。バッキングが鏡対称に構成
されているので流体が液状の場合のみならずガス状の場
合に於ても両側に圧力が加わつた場合に良好な密封性が
確実に得られる。
機械部分1及び2はバッキングの対称軸の周りて相互に
対称的に回転又は回転運動並びに平行移動運動を行なう
材料及び表面は、機械要素1と第2のリング3との間の
摩擦係数がリング3と5との間の摩擦係数よりも小さく
且つリング5と機.械要素2との間の摩擦係数よりも小
さくなる様に調達されている。従つてリング3及び5は
回転運動を行なう場合には機械要素2に対して不動であ
る。第3のリング4と第1の機械要素1との間のj摩擦
は第2と第3のリングとの間の摩擦より大で・ある。両
機械要素が相互に回転する場合には第3のリング4は第
1の機械要素1に対して固定されており溝3aの底3b
に沿つて滑動する。溝3aの運動面は滑らかで第3のリ
ング4は回転運動を行なう場合決して損傷しない。従つ
てこのバッキングは相互に相対的に平行移動運動及び(
又は)回転運動を行なう機械要素を相互に密にするため
に用いられる。
相互に相対的に静止している要素も相互に密にされるこ
とは当然である。材料が設けられた圧力及び温度の範囲
並びに流体の化学的及び物理的特性に応じて選定される
ので当然最良の特性が得られる。このバッキングの所要
スペースは比較的僅少である。
組立の際にはゴム弾性を有するリング5及び4は著しい
伸長により適当な溝の中に挿入される。余り伸長性のな
い第2のリング3は直径が60−以上の場合には短時間
の伸長に依り同様にリング溝2aの中に挿入される。直
径が更に小さい場合には機械要素2は解除できる様に相
互に結合され一緒に溝2aを境界している二つの部分よ
り形成される。更に第2のリングをその外周のいずれか
の箇所で分離する可能性が存在することは当然である。
回転が生じない場合にはリングの両分離面が自由に相互
に衝当すれば充分である。最後に両機械要素の面1a及
び2eは必らすしも相互に共軸である必要がないことは
更に注意すべきことである。
機械要素1及び2は例えは相互に向き合つている平らな
面1a及び2eを有する二つのフランジであつても良い
。溝2a及びΞつのリング3,4及び5はこの場合必ら
ずしも円に沿つて延びる必要はなく、例えは卵形線又は
角に丸味が付けられた矩形に沿つて延びても良い。
【図面の簡単な説明】
第1図は二つの機械要素の断面図でその一つの機械要素
リング溝にはバッキングが挿入されている図、第2図は
第1図に類似の断面図であるが油圧手段が一方の側から
バッキングのリングにかかつている図である。 1,2・・・・・・機械要素、2a・・・・・・溝、2
b・・・・・・底、3・・・・・・第2のリング、3a
・・・・・・リング溝、3e・・・・・・面、4・・・
・・・第3のリング、5・・・・・・第1のリング、5
a・・・・・・載置面、5b・・・・・・面。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 第1リングと、1つの機械要素の溝の底により形成
    される載置面と、第1リングの前記載置面とは反対側の
    面に接し、かつ第1リングとは反対側に第3リングが配
    置される1つのリング溝を具備する第2リングとを有し
    、第1リングと第3リングが弾性材料からなる2つの機
    械要素を密にするためのパッキングにおいて、第2リン
    グ3が弾性変動可能な材料からなり、その弾性係数が両
    方の別のリング4,5の弾性係数より大であり、かつ3
    000〜25000kg/cm^2であることを特徴と
    するパッキング。 2 第2リング3がポリフルオールカーボンより成るこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のパッキン
    グ。 3 第2リング3がポリエチレンより成ることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項に記載のパッキング。 4 パッキングが第2機械要素のリング溝2aに挿入さ
    れ、複数のリング3,4,5は、複数の機械要素1,2
    の間隔との関連で第1リング5の載置面5aを溝2aの
    底2bに接するためおよび第2及び第3リング4の第1
    リング5とは反対側の面4bを第1機械要素1に接する
    ため、予圧縮の下におかれ、第3リングが同様に予圧縮
    されることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
    パッキング。 5 2つの機械要素1,2を500バールまでの圧力で
    密封のためにパッキングが並べられることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項から第4項のいずれか1つに記載
    のパッキング。 6 第1リングと、1つの機械要素の溝の底により形成
    される載置面と、第1リングの前記載置面とは反対側の
    面に接し、かつ第1リングとは反対側に第3リングが配
    置される1つのリング溝を具備する第2リングとを有し
    、第1リングと第3リングが弾性材料からなり、第2リ
    ングが弾性変動可能な材料からなり、該第2リングの弾
    性係数が両方の別のリングの弾性係数より大であり、か
    つ3000〜25000kg/cm^2である、2つの
    機械要素を密にするためのパッキングの使用方法にして
    、パッキングが第2機械要素のリング溝に挿入され、複
    数のリングは、複数の機械要素の間隔との関連で第1リ
    ングの載置面を溝の底に接するためおよび第2及び第3
    リングの第1リングとは反対側の面を第1機械要素に接
    するため、予圧縮の下におかれ、第3リングが同様に予
    圧縮されるようにしたパッキングの使用方法に於て、互
    に対向する共軸面、特に液圧シリンダと該液圧シリンダ
    内で摺動可能なピストンとの互に対向する滑動面の密封
    のために使用することを特徴とするパッキングの使用方
    法。
JP52137323A 1976-11-23 1977-11-17 二つの機械要素を密にするためのパツキング及び使用方法 Expired JPS6048666B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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Publication Number Publication Date
JPS5365553A JPS5365553A (en) 1978-06-12
JPS6048666B2 true JPS6048666B2 (ja) 1985-10-29

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JP (1) JPS6048666B2 (ja)
AT (1) AT358342B (ja)
BE (1) BE861040A (ja)
BR (1) BR7707745A (ja)
CA (1) CA1089890A (ja)
CH (1) CH599487A5 (ja)
DE (1) DE2658428C2 (ja)
DK (1) DK146050C (ja)
ES (1) ES232247Y (ja)
FR (1) FR2371618A1 (ja)
GB (1) GB1563972A (ja)
IT (1) IT1088636B (ja)
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