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JPS6134024B2 - - Google Patents
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JPS6134024B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6134024B2
JPS6134024B2 JP55166503A JP16650380A JPS6134024B2 JP S6134024 B2 JPS6134024 B2 JP S6134024B2 JP 55166503 A JP55166503 A JP 55166503A JP 16650380 A JP16650380 A JP 16650380A JP S6134024 B2 JPS6134024 B2 JP S6134024B2
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JP
Japan
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shaft
ring
packing ring
angle
lip
Prior art date
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Application number
JP55166503A
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JPS5718862A (en
Inventor
Herutsuaa Herumuuto
Moritsutsu Fuon Aanto Erunsuto
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Carl Freudenberg KG
Original Assignee
Carl Freudenberg KG
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Publication date
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Publication of JPS6134024B2 publication Critical patent/JPS6134024B2/ja
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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
    • F16J15/3248—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings provided with casings or supports
    • F16J15/3252—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings provided with casings or supports with rigid casings or supports
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S277/00—Seal for a joint or juncture
    • Y10S277/935—Seal made of a particular material
    • Y10S277/944—Elastomer or plastic

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)
  • Gasket Seals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は密封される媒体の方向に周囲の突起を
備えた補強リングと端面にある切欠でその輪郭に
適合させてある前記の突起に押しはめられている
弾力的に撓屈する材料で製した唇状リングとから
なる軸用パツキンリングに関する。
この種の軸用パツキンリングは西独実用新案第
7441828号から公知である。補強リングの輪郭も
唇状リングの輪郭も特別の複雑さで極だつてお
り、このことが全体として製造費を望ましくない
しかたで増大させる。そのほか両部分の相互の境
界となる嵌合面の範囲の僅かな寸法偏差からのみ
でもすでに組立の際の不正確さとなり、、このこ
とが密封される軸の表面上の唇状部の押圧力の変
動に導く。通常はこれによつて望ましくない、パ
ツキン作用に及ぼされる悪影響が現われる。
本発明には上記の種類の軸用パツキン・リング
を簡単に製造可能であつて著しく改良されたパツ
キン作用が保証されるようにさらに開発するとい
う課題が根拠となつている。
この課題は冒頭にあげた種類の軸用パツキンリ
ングにおいて、唇状リングＢが中空シリンダの形
をしておりその内径は密封される軸６の外径に適
合させてあり、溝５の深さX1と唇状リングＢの
唇状部までの長さX2との比率が最大0.6であり、
突起３の平均直径C1は溝５の平均直径C2より大
きいことによつて解決される。
本発明による軸用パツキン・リングの補強リン
グＡは通常は鋼板からなり打抜きとそれに引続い
ての深絞り過程とにより製作される。これをプラ
スチツクから適宜な方法によつて製作すること
は、正常な使用中の負荷と組みこみ条件とが正確
に判明しているときは可能である。しかしそうで
ない場合がしばしばあり、そうなると金属材質の
補強リングの使用が優先される。これらは大きい
機械的抵抗力に対しても緩和現象がなく、よつて
密封される機械ハウジングの受入れボア内径にか
かる外径２の長期間不変のままでいる押圧力が保
証されているからである。この領域における重な
つている双方の面の不変のままでいる強い押圧は
そのことによつてのみ必要は静的パツキン作用の
ほかに振動発生の際にも不変のままでいる相互関
係が保証されているので必要である。
補強リングＡには軸方向に片側開放のＵ字形輪
郭があり、内径を形成している突起の相互向い合
つている面は互いに円錐角度W1をなしている。
突起の前縁は関連の補強リングＡ内面より寸法
X3だけ突出している。
平均直径C1とは突起の互いに向い合つている
二つの論郭面のそれぞれの重心間の距離と解する
ものとする。その際各輪郭面は突起３の内面及び
外面ならびに突起の軸方向の長さX3内部の面範
囲によつて限られている。
本発明による軸用パツキン・リングの唇状部Ｂ
は弾力的に撓屈する材料、望ましくは天然又は人
造のゴムを基質とするものから作つてある。これ
は押出しでホースに作り、これから加硫に引続い
て唇状リングの長さ及び形状に応じて個々の片を
切離す。これはホースを旋盤で切断することと解
するものとし、よつて何れの場合も全く回転対称
の形状が保証されている。そのほか単に個々の唇
状リングの両端面の加工が行なわれるにすぎない
ことが重要である。摩耗挙動に関して重要な加硫
皮膜とくに内径Ｄの範囲のものがこれによつて損
傷されないままでいる。
使用される素材の製造に押出法を適用すること
が製品の材料の分子構造の本質的な均等化に導
く。従来は対応の工作品がプレス―又は射出成形
法を適用して中空体に作られた。しかしその場合
は型内部の流動過程が支配し難くその結果分子構
造の、従つてまた機械的諸特性の不規則性は我慢
しなくてはならなかつた。より高級な用途向の工
作品はこの理由から個別検査を行なわねばならな
かつた。これに反して本発明により用いられる唇
状リングの製法は唇状リングの個々の領域すべて
の分子構造の完全な均等性を、それによつてまた
次々と製作される唇状リング製品の諸特性及び寸
法に関して完全な連続性ならびに均等化された機
械的諸特性を保証する。従つて本方法は優先的に
大量生産における高品位の軸用パツキン・リング
の製造を可能にする。
本発明による軸用パツキン・リングの主適用範
囲は軸貫通個所の範囲の液体、ガス又は固体の密
封に関する。唇状部を限定する側面と密封される
軸の表面とがなす理想の角度は溝５の位置及び角
度を補強リングの突起３の位置及び角度に相互同
調させてまた端面１５／１６を対応して傾斜させ
て得られる。面１５／１６の傾斜は好都合にホー
ス状素材から唇状リングを切離すこととともに単
一の工程にまとめられる。
周回の溝５の幅は本質的には突起３の幅に一致
する。その深さX1は補強リングの寸法X3より僅
かだけ深くすることができる。溝５の最小直径は
何れの場合も突起３の最小直径より小さく、よつ
て双方を組合せる際に溝底の範囲において唇状リ
ングの拡幅が生じ従つて軸表面から持上げられて
両唇状部７/８によつて限定される空間９が生じ
る。両唇状部の内径は両部分Ａ，Ｂの組合せの后
は本質的にはホースの内径Ｄに一致している。両
唇状部はそれに対応した弾力性の予応力で、密封
される軸６の表面上にのつており、その際予め軸
の直径を寸法Ｄに合せたことから来る押圧力が生
じる。個々の最適同調は実験において求めねばな
らない。しかし一般には、寸法Ｄと軸６の直径と
の間の大幅は同一性がすでに有利な調整を内容と
して含んでいると言うことができる。
ある有利は設計にあつては一般に、唇状部の押
圧力をリング状ばね又は類似の押圧要素をかける
ことによつて増強する必要はない。本発明による
軸用パツキン・リングの唇状部は従つて密封され
ている軸の振動によりよく追随でき、よつて不利
な条件の下でも良好なパツキン作用が達成され
る。この良好な可動性は唇状リングの溝５の深さ
X1と唇状部７までのその長さX2との比率が最大
0.6であることによつて決定的に影響を受ける。
さらに有利なのはこの比率が、溝が何れの場合に
も少なくとも補強リングの突起３を全く収容する
ほどの深さに形成してあることを条件として、最
大0.5であるときである。
補強リングの突起３の前部は第１の角度W1
で、また溝５の底の範囲は第２の角度W2で円錐
形に先細になつている。両方の角度は同じであつ
てもよいが、第１の角度W1が第２の角度より大
きく、それも最大では２倍の大きさであるのが好
都合と判明した。唇状リングの溝は望ましくはそ
の肉厚の外側1/3に含まれている。その厳密な位
置は平均直径C2によつて定められ、これが溝の
互いに向い合つている二つの輪郭面の重心の相対
距離に相当する。唇状リングの溝外部にある部分
は比較的肉が薄く、この部分の比較的鋭い屈曲に
従つて補強リングとの組合せ中に両部分の間に極
めて可撓性の結合が生じる。有利な結果は40乃至
48゜、望ましくは44゜のオーダの角度W1ならび
に20乃至28゜、望ましくは24゜のオーダの第２の
角度W2で達成された。
溝５の平均直径C2と突起３の平均直径C1との
比率は少なくとも0.9、望ましくは少なくとも
0.95とする。何れの場合もこの比率が密封すべき
軸に対する唇状部の設定角を決定的に定める。密
封すべき媒体の固有の諸特性に応じて要求された
値からの偏差が生じることがある。しかし従来行
なわれた実験はこの関係で何ら変更を必要としな
かつた。さまざまな媒体の密封のための設定角の
従来通用の多様性に鑑みて予期されなかつたとこ
ろである。
補強リングＡと唇状リングＢとを組立てるには
后者のとくに溝より外側の範囲及び溝底の範囲を
半径方向に弾力的に拡げねばならない。これはプ
レスによつて好都合に行なわれる。引続いて負荷
を除いた后に唇状リングが円錐状に前方へ向けて
先細となつている突起３の表面から離脱するのを
妨げるためには、突起の外周に１本又は数本の同
心の切込みがあると好都合であると判明した。別
の改良は溝に切込み１１に関連させ、、対応して
適合させてある輪郭を備えた膨らみ１２があると
達成できる。その場合これらの膨らみは両部分を
押しつける際に切込み１１に嵌りこみ、それらが
弾力的に切込みの底部を押すことによつて高度の
密封と良好な固定とを生じさせる。
別の提案によると、突起３の外側面をこれと接
触している溝５の側面に接着することが考えてあ
る。このためには加熱によつて硬化が促進できる
化学的に網状結合可能の接着剤がとくに問題とな
る。その接着剤を望ましくは補強リングの突起表
面に塗布して、唇状リングと組立てる前に化学的
に予備網状結合したＢ―状態に変える。次に両部
分をきつちり組立て高温プレス中で接着剤を完全
に硬化させ耐久性に結合することができる。
本出願の対象を以下添付図面によつて今一度詳
細に説明する： この図面は本発明による軸用パツキン・リング
の実施例を表わすがこれに限定することを考えて
いるものではない。この関係の技術の水準を考慮
して桿貫通個所のパツキンについての対象の諸変
形はただちにまた独創的の寄与なしに可能であ
る。
第１図には深絞り鋼板製の補強リングＡが表わ
してある。材料は通用の品質に一致している。鋼
板の厚さは0.8mmである。
この補強リングは右側の開いたＵ字形であり、
外周は正確な嵌合寸法に研削してあつてこれを収
容するハウジング穿孔中に圧入した后は液密の圧
入嵌合が達成されるようにしてある。
内周範囲で軸方向に延びている突起の前部は円
錐状に先細となり、互いに向い合つている輪郭面
は44゜の角度W1をなしている。最小直径は外径
43mmの軸の密封のための実施の場合47.4mmであ
る。寸法X3は3.8mmである。
第２図には関連の唇状リングが現わしてある。
これは予め押出してから加硫仕上したホースから
端面の回転対称の片を切出して作つた。使用した
材料はシヨアＡ硬度７５のアクリルニトリルブタ
ジエンゴムであつた。左側の端面に旋削した溝は
最大直径49mmであつた。輪郭の互いに向い合つて
いる面は互いに24゜の角度をなして延びていた。
寸法X1は５mm、寸法X2は10mmであつた。唇状リ
ングは外径51mm、内径43mm、全長11mmであつた。
補強リングＡ及び唇状リングＢは続いて相互の
接触面１０において第３図の図示に従つて互いに
接着された。その際両部分の持続的結合のほかに
図解したとおりの唇状リングの変形が生じた。唇
状リングの両端面に設けられた唇状部は密封され
る外径43mmの軸６の表面弾力的に接し、両唇状部
の間の範囲に空間９が形成されるようになつた。
何回もの試運転が実務において通常の条件下です
ぐれたパツキン作用を確認した。
第４図には実施の代案が表わしてあり、唯一の
変更の特徴は補強リングの円錐状に先細の突起に
切込み１１がありこれに組立て后に唇状リングの
膨らみ１２が嵌合することに関する。対応した両
部分の組立ては0.6バールの圧まで十分なパツキ
ンを保証する。従つて対応の構造は実際に現われ
るほとんどの適用ケースにとつて満足なものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は金属製補強リングの縦断面図。第２図
は予め押出したホース片を切断した后の状態にお
ける唇状リングの縦断面図。第３図はこれらの両
部分を相互に接着した后のものの縦断面図でかつ
密封された軸を考慮に入れて示す図。第４図は両
部分の相互の結合のための可能性を半分切断して
示す図。 Ａ……補強リング、Ｂ……唇状リング、C1…
…突起の平均直径、C2……溝の平均直径、X1…
…溝の深さ、X2……中空シリンダの長、X3……
突起の長さ、W1……突起の円錐角、W2……溝の
円錐角、Ｄ……中空シリンダの径、２……補強リ
ング外径、３……突起、５……溝、６……軸、７
……唇状部、８……防塵唇状部、９……空間、１
０……突起外側面、１１……切込み、１２……膨
らみ、１４……縁、１５／１６……Ｂの端面。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 密封される媒体の方向に周囲の突起がある補
    強リングと端面にある切欠でその論郭に適合させ
    てある前記の突起に押しはめられ結合されている
    弾力的に撓屈する材料で製した唇状リングとから
    なる軸用パツキン・リングにおいて、唇状リング
    Ｂは中空シリンダの形をしておりその内径は密封
    される軸６の外径に合せてあり、唇状リングＢの
    溝５の深さX1とその唇状部７までの長さX2との
    比率は最大で0.6であり、突起３の平均直径C1は
    溝５の平均直径C2より大きいことを特徴とする
    軸用パツキン・リング。 ２ 溝の深さX1と中空シリンダの唇状部７まで
    の長さX2との比率が最大で0.5であることを特徴
    とする特許請求の範囲第１項記載の軸用用パツキ
    ン・リング。 ３ 突起３の前部は第１の角度W1をなして円錐
    状に先細となつていることを特徴とする特許請求
    の範囲第１項又は第２項記載の軸用パツキン・リ
    ング。 ４ 溝５はその底の範囲において第２の角度W2
    をなして円錐状に先細となつていることを特徴と
    する特許請求の範囲第１項又は第２項記載の軸用
    パツキン・リング。 ５ 第１の角度W1は第２の角度W2より大きいこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第３項又は第４項
    記載の軸用パツキン・リング。 ６ 第１の角度W1は最大で第２の角度W2の２倍
    の大きさであることを特徴とする特許請求の範囲
    第５項記載の軸用パツキン・リング。 ７ 第２の角度W2が20乃至28゜の場合第１の角
    度W1は40乃至48゜であることを特徴とする特許
    請求の範囲第６項記載の軸用パツキン・リング。 ８ 溝５の平均直径C2と突起３の平均直径C1と
    の比率は少なくとも0.9、望ましくは少なくとも
    0.95であることを特徴とする特許請求の範囲第１
    項乃至第７項のいずれかに記載の軸用パツキン・
    リング。 ９ 溝５の深さX1の寸法は突起３の長さX3の寸
    法より大きいことを特徴とする特許請求の範囲第
    １項乃至第８項のいずれかに記載の軸用パツキ
    ン・リング。 １０ 突記３の外周には１本又は数本の同心の後
    方切込み１１があることを特徴とする特許請求の
    範囲第１項乃至第９項のいずれかに記載の軸用パ
    ツキン・リング。 １１ 溝５には後方切込み１１に関連させた膨ら
    み１２で対応した輪郭を備えたものがあることを
    特徴とする特許請求の範囲第１０項記載の軸用パ
    ツキン・リング。 １２ 突起３の外側面にはその上にのつている溝
    ５の側面が接着してあることを特徴とする特許請
    求の範囲第１項乃至第１１項のいずれかに記載の
    軸用パツキン・リング。 １３ 突起３の背部には周回の、半径方向内側へ
    突出している縁１４があることを特徴とする特許
    請求の範囲第１項乃至第１２項のいずれかに記載
    の軸用パツキン・リング。 １４ 唇状リングＢの唇状部７とは反対の内縁は
    防塵唇８として形成してあることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項乃至第１３項のいずれかに記
    載の軸用パツキン・リング。
JP16650380A 1979-12-12 1980-11-26 Manufacture of packing ring for shaft Granted JPS5718862A (en)

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JP (1) JPS5718862A (ja)
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BR (1) BR8007793A (ja)
DE (1) DE2949838C2 (ja)
ES (1) ES265071Y (ja)
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