JPS6227307B2

JPS6227307B2 -

Info

Publication number: JPS6227307B2
Application number: JP56009126A
Authority: JP
Inventors: Anasen Eriku
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1980-01-25
Filing date: 1981-01-26
Publication date: 1987-06-13
Also published as: DE3002626C2; DE3002626A1; IT8167073A0; FR2474630B1; GB2068060B; DK21481A; FR2474630A1; IT1143294B; JPS56109952A; CA1156692A; GB2068060A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、圧力の異なつた２つの室をシールす
るシール装置であつて、保持体とこの保持体に結
合されたばねとから成るシール部材が平行な２つ
の壁の間にプレロードをかけられて嵌め込まれて
おり、前記シール部材が、シールされる切欠きを
備えた少なくとも片方の壁に対して該壁に沿つて
相対運動可能である形式のものに関する。

このような形式の公知のシール装置（ドイツ連
邦共和国特許出願公告第2255278号明細書参照）
においてプレート状の保持体は片方の壁に密に接
触している。ばねは曲げられた薄板から成り、ば
ねの平らな中央部分は保持体のピンに差し嵌めら
れ、屈曲された４つのアームは対向して位置する
壁にプレロードをかけられて接触している。この
公知のシール装置の場合大きな面で接触している
ので十分なシール作用を生ぜしめるためには著し
く大きなばね力が必要である。この結果著しく大
きな摩擦力が生ぜしめられる。さらに、大きなシ
ール面は汚れに影響されやすい。

ゆえに本発明の課題は、冒頭に述べた形式のシ
ール装置を改良して、比較的僅かな力で十分なシ
ール作用を生ぜしめることができ廉価に製作可能
でかつ汚れに影響されにくいシール装置を提供す
ることである。

この課題を解決するために本発明の構成では、
ばねが皿ばねであり、この皿ばねが半径方向内側
の周縁範囲において保持体に密に固定され、半径
方向外側の周縁範囲において壁に接触する部分
で、閉じられたシール縁部を形成している。

このように構成されたシール装置は、汚れに影
響されにくい比較的小さなシール面を有してい
る。本発明のシール装置の場合、相応に高いシー
ル作用を可能にする比較的大きな面圧をシール縁
部において生ぜしめるために僅かなばね力だけで
十分である。皿ばねは廉価なので、本発明による
シール装置は安価に製作される。皿ばねが圧着ば
ねの機能並びにシール部材の機能を果すので所要
スペースも僅かで済む。皿ばねと保持体との間の
室において高い圧力が作用するように圧力状態が
選択されていると、自動的な圧力補償が生ぜしめ
られる。なぜならば、シールされる圧力が皿ばね
の力を援助するからである。

有利な実施態様においては、同様な第２の皿ば
ねが第１の皿ばねと対称的に保持体の別の側と第
２の壁との間に設けられている。このようにする
と、完全に対称的なシール部材が得られる。この
ようなシール部材は機械的な利点を有している。
なぜならば、相対運動の際に両側においてほぼ等
しい摩擦力が生じるからである。またこの場合摩
耗も両側で同程度に行なわれる。２つの壁の間に
生じる圧力が両側に向かつてシールされると、両
シール箇所において完全に等しい状態が生ぜしめ
られる。特に、保持体自体には圧力が負荷されな
くなる。この結果シール部材自体は自然とセンタ
リングされ、密に接触するプレート状の保持体を
有する構成に較べて、対向して位置するシール面
の平面平行に対する要求は僅かになる。

シール縁部が平らな面を有していると有利であ
る。この平らな面は例えば平面研磨によつて製作
することができる。このようにシール縁部が平ら
に構成されると、面圧はさほど大きな値を取らな
い。

保持体と皿ばねとが特に鋼から成つていてもよ
い。これは単に機械的な理由からだけではなく、
多くの化学的なプロセスにおいて耐食性の鋼をシ
ール部材として差し込むことができる。さらにこ
のようなシール部材は温度に対して高い耐久性が
ある。

この場合、皿ばねの鋼が少なくともシール縁部
において焼入れされていると有利である。これに
よつて耐用寿命が長くなる。また、皿ばねが少な
くともシール縁部において例えば炭化チタンのよ
うな硬い材料から成る被覆層を有していても同様
な効果を得ることができる。

さらに別の実施例によれば、保持体と皿ばねが
プラスチツクから成つている。プラスチツクは僅
かな圧着力の際にも極めて良好なシール作用を発
揮する。多くの場合、プラスチツクはシールされ
る媒体に対して耐久性のあるものが選ばれる。

皿ばねと保持体とを互いに密に固定すること
も、両者を圧接によつて互いに結合することによ
つて極めて簡単にできる。このことは鋼のシール
部材に対してもプラスチツクのシール部材に対し
ても言える。

以上述べたことに関連して、保持体がその端面
側において、皿ばねの孔直径よりも幾分大きな直
径の環状縁部を有しているとよい。この環状縁部
によつて溶接工程の際に所定の接触面が生ぜしめ
られ、この接触面において均等かつ密な溶接継ぎ
目が形成される。

プラスチツク製のシール部材を一体に射出成形
することも可能である。

保持体が中央孔を有していると特に有利であ
る。なぜならばシール部材外側の室は、皿ばねが
保持体と密に結合されていることによつて中央孔
に対して確実にシールされているからである。

また、シール部材が、壁部切欠きを貫通しかつ
回転する軸と回動不能に結合されていてもよい。
このように構成するとシール部材は、弁として平
形すべり弁を用いた際に生じる直線的な相対運動
だけでなく、回転運動をも行なえるようになる。
この場合、シール部材は公知のスライドリングパ
ツキンの機能を果す。

別の有利な実施態様によれば、保持体が、別の
歯付き係合部材例えば歯付き回転すべり弁と共働
する外歯を有しており、中央孔が軸によつて貫通
されている。歯付き係合部材の範囲に生ぜしめら
れる圧力は両側に向かつて確実にシールされる。

壁部切欠きがスリツトであり、シール部材と結
合された軸が前記スリツトのなかで軸線に対して
横方向で摺動可能であり、皿ばねのシール縁部の
直径がスリツトの長さよりも大きいと有利であ
る。このように構成しても、両壁間に生ぜしめら
れる圧力はシール部材が運動するにもかかわらず
両側に向かつてシールされる。

シール部材は特に、平形すべり弁の操作部材を
外方に向かつてシールするために適している。な
ぜならば、この場合所要スペースが極めて僅かで
済むからである。

次に図面につき本発明の実施例を説明する。

第１図に示されたシール部材２は、両側に皿ば
ね６，８が設けられたプレート状の保持体４を有
している。保持体４は、両側にそれぞれ凹所１
０，１２を有する完全な環状プレートであり、凹
所１０，１２の直径は皿ばね６，８の孔１４，１
６の直径よりも幾分大きい。凹所１０の縁にある
環状縁部１８において皿ばね６は保持体４と圧接
によつて堅くかつ密に結合されている。凹所１２
の縁にある環状縁部２０において皿ばね８は保持
体と圧接によつて堅くかつ密に結合されている。
両皿ばね６，８の端面側が平面研磨されているの
で、皿ばね６においては環状面がシール縁部２２
として、皿ばね８においては環状面がシール縁部
２４として構成される。

第２図ではシール部材２が平形すべり弁として
弁調節部材２８の孔２６内に差し込まれている。
弁調節部材２８は図平面にある軸線を中心にして
回転可能である。弁ケーシング３２は２つのケー
シング部分３４，３６から成り、ケーシング部分
３４と３６はパツキンを介在させて互いに密に圧
着せしめられている。ケーシング部分３４内には
壁４０で終つている通路区分３８が設けられ、ケ
ーシング部分３６内には壁４４で終つている通路
区分４２が設けられている。両壁４０，４４には
皿ばね６，８のシール縁部２２，２４がプレロー
ドをかけられて接触している。図示の位置におい
ては通路区分３８，４２は直列に接続されている
２つのシール箇所によつて互いに分離されてい
る。これは、２つのシール箇所４６，４８が直列
に接続されている一種のラビリンスパツキンに相
当する。通路区分３８に高い圧力P₁が生じ通路区
分４２に低い圧力P₂が生じている場合、両壁４０
と４４との間の室５０には両圧力P₁とP₂との間の
ほぼ中間の圧力P₃が調節される。つまり、この圧
力P₃は皿ばね６，８の背面側に作用し、これによ
つて皿ばね６，８のばね力を援助する。弁調節部
材２８を回動せしめることによつて通路区分３８
と４２とは、弁調節部材２８に設けられかつ周方
向でずらされた孔を介して互いに接続される。

第３図並びに第４図の実施例においてシール部
材５２は保持体５４と２つの皿ばね５６，５８と
から構成されている。皿ばね５６，５８は第１図
に示された実施例と同じ形式で保持体５４に固定
されている。異なつた点は、保持体５４が外側に
設けられた外歯６０と中央孔６２とを有している
ことである。この中央孔６２は軸６６とスプライ
ン結合を行なうために軸方向条片６４を有してい
る。

第４図では軸６６は２つの軸受けブシユ６８，
７０内に支承され、これらの軸受けブシユ６８，
７０は弁ケーシング７６の２つのケーシング部分
７２，７４内に配置されている。両軸受けブシユ
６８，７０の端面側は壁７８，８０を形成し、こ
れらの壁７８，８０には皿ばね５６，５８のシー
ル縁部が接触している。外歯６０は別の歯車８２
と共働する。この歯車８２は例えば回転式平形す
べり弁、伝動装置の部分又はこれに類したもので
あつてもよい。壁７８と８０との間の室８４は例
えば高い圧力P₄下にあつてもよい。この圧力P₄は
２つのシール箇所８６，８８によつて外方に向か
つてシールされている。この場合、軸６６がシー
ルされて中央孔６２を貫通する必要はない。

上述の２つの実施例においてシール縁部２２，
２４が焼入れされかつ炭化チタンで被覆されてい
てもよい。このようにすると、耐摩耗性並びに滑
り特性が改良される。

第５図の実施例では、シール部材１０２は射出
成形によつてプラスチツクから一体的に製作され
ている。保持体１０４と２つの皿ばね１０６，１
０８とは内側の結合箇所１１０，１１２を介して
互いに結合されている。さらにこのシール部材１
０２には中央孔１１４が設けられている。

第６図においてシール部材１０２は軸１１６と
結合されている。この軸１１６は操作部材１１８
によつて矢印１２０の方向で上下運動可能であ
る。弁ケーシング１２２は２つのケーシング部分
１２４，１２６から成つている。挿入体１２８と
１３０とはそれぞれ垂直なスリツト１３２，１３
４を有し、これらのスリツト１３２，１３４内で
は軸１１６が垂直方向で案内されている。壁１３
６，１３８は皿ばね１０６，１０８と共に２つの
シール箇所１４０，１４２を構成し、両シール箇
所１４０，１４２はケーシング部分１２４と１２
６との間の内室１４４における圧力P₅を外方に向
かつてシールしている。シール部材１０２は平形
すべり弁１４８の孔１４６のなかに嵌め込まれて
いる。平形すべり弁１４８は複数の切欠き１５０
を有し、かつケーシング部分１２４内で堅く保持
されている格子１５４に向かつてばね１５２を介
して押し付けられる。格子１５４は同様に複数の
切欠き１５６を有している。操作部材１１８が上
下運動することによつて、平形すべり弁１４８は
開放されるかないしは閉鎖される。閉鎖された場
合接続通路１５７ないしは１５８に生じている圧
力は外方に向かつてシールされている。

第７図及び第８図の実施例の場合弁ケーシング
１６０内には切欠き１６４を備えた固定的な格子
１６２が配置され、同様に切欠き１６８を備えた
平形すべり弁１６６は格子１６２に沿つて摺動す
ることができる。平形すべり弁１６６はばね１７
０によつて負荷され、かつ操作部材として働く軸
１７４のアーム１７２によつて調節される。軸１
７４は保持体１７６を有し、この保持体１７６の
両端面側にはそれぞれ１つの皿ばね１７８，１８
０が固定されている。皿ばね１７８のシール縁部
はブシユ１８４の壁１８２に接触し、皿ばね１８
０のシール縁部はブシユ１８８の壁１８６に接触
している。ブシユ１８８はねじ付きスリーブ１９
０を介して軸方向で移動可能である。これによつ
て両皿ばね１７８，１８０の圧着力は調節され得
る。この実施例においても弁ケーシング１６０の
内室１９２内に生じる圧力P₆は皿ばね１８０のシ
ール作用によつて外方に向かつてシールされてい
る。皿ばね１７８はただ保持体１７６を対称的な
状態にするためにのみ働いている。ゆえに保持体
１７６は皿ばね１８０と共働して、操作部材とし
て働く軸１７４をシールして案内するためのシー
ル部材１９４を構成している。

以上述べたことによつて、簡単かつ廉価に製作
され得るシール結合が生ぜしめられる。シール部
材は両壁面間の僅かな不均斉を補償し、かつシー
ル部材自体は調節される。材料対は、大きな耐摩
耗性が生じるように選択されることができる。ま
た恣意の材料には、たとえ攻撃的な媒体が用いら
れた場合でもこの媒体に対して高い耐食性のある
材料が選ばれることができる。圧力は部分的に皿
ばねの背面側に作用するので、圧力の上昇に伴な
つて両壁の間の室内にもまたシールするのに役立
つ高い圧着力が生ぜしめられる。

【図面の簡単な説明】

第１図はシール部材の第１実施例を示す断面
図、第２図は第１図のシール部材を平形すべり弁
として使用した場合を示す断面図、第３図はシー
ル部材の第２実施例を示す断面図、第４図は第３
図のシール部材を回転式平形すべり弁のための操
作部材として使用した場合を示す断面図、第５図
はシール部材の第３実施例を示す断面図、第６図
は第５図のシール部材を上下運動する平形すべり
弁のための操作部材として使用した場合を示す断
面図、第７図は平形すべり弁の別の実施形態を示
す断面図、第８図は第７図のＡ―Ａ線に沿つた断
面図である。２，５２，１０２，１９４…シール部材、４，
５４，１０４，１７６…保持体、６，８，５６，
５８，１０６，１０８，１７８，１８０…皿ば
ね、１０，１２…凹所、１４，１６…孔、１８，
２０…環状縁部、２２，２４…シール縁部、２６
…孔、２８…弁調節部材、３２，７６，１２２，
１６０…弁ケーシング、３４，３６，７２，７
４，１２４，１２６…ケーシング部分、３８，４
２…通路区分、４０，４４，７８，８０，１３
６，１３８，１８２，１８６…壁、４６，４８，
５０，８６，８８，１４０，１４２…シール箇
所、５０，８４…室、６０…外歯、６２，１１４
…中央孔、６４…軸方向条片、６６，１７４…
軸、６８，７０…軸受けブシユ、８２…歯車、１
１０，１１２…結合箇所、１１６…軸、１１８…
操作部材、１２０…矢印、１２８，１３０…挿入
体、１３２，１３４…スリツト、１４４…内室、
１４６…孔、１４８，１６６…平形すべり弁、１
５０，１５６…切欠き、１５２，１７０…ばね、
１５４，１６２…格子、１５７，１５８…接続通
路、１６４，１６８…切欠き、１７２…アーム、
１８４，１８８…ブシユ、１９０…ねじ付きスリ
ーブ、１９２…内室、P₁，P₂，P₃，P₄，P₅，P₆…
圧力。

Claims

【特許請求の範囲】１圧力の異なつた２つの室をシールするシール
装置であつて、保持体とこの保持体に結合された
ばねとから成るシール部材が平行な２つの壁の間
にプレロードをかけられて嵌め込まれており、前
記シール部材が、シールされる切欠きを備えた少
なくとも片方の壁に対して該壁に沿つて相対運動
可能である形式のものにおいて、前記ばねが皿ば
ね６，８；５６，５８；１０６，１０８；１７
８；１８０であり、この皿ばねが半径方向内側の
周縁範囲において保持体４；５４；１０４；１７
６に密に固定され、半径方向外側の周縁範囲にお
いて壁４０，４４；７８，８０；１３６，１３
８；１８２，１８６に接触する部分で、閉じられ
たシール縁部２２，２４を形成していることを特
徴とする、圧力の異なつた２つの室をシールする
シール装置。２同様な第２の皿ばね８；５８；１０８；１７
８が第１の皿ばね６；５６；１０６；１８０と対
称的に保持体４；５４；１０４の別の側と第２の
壁との間に設けられている特許請求の範囲第１項
記載の装置。３シール縁部２２，２４が平らな面を有してい
る特許請求の範囲第１項記載のシール装置。４保持体４及び皿ばね６，８が鋼から成つてい
る特許請求の範囲第１項記載のシール装置。５皿ばね６，８の鋼が少なくともシール縁部２
２，２４において焼入れされている特許請求の範
囲第４項記載のシール装置。６皿ばね６，８が少なくともシール縁部２２，
２４において例えば炭化チタンのような焼入れさ
れた材料から成る被覆層を有している特許請求の
範囲第１項記載のシール装置。７保持体１０４と皿ばね１０６，１０８がプラ
スチツクから成つている特許請求の範囲第１項記
載のシール装置。８皿ばね６，８が保持体４と圧接によつて結合
されている特許請求の範囲第１項記載のシール装
置。９保持体４がその端面側において、皿ばね６，
８の内径よりも幾分大きな直径の環状縁部１８，
２０を有している特許請求の範囲第８項記載のシ
ール装置。１０シール部材１０２が一体に射出成形されて
いる特許請求の範囲第７項記載のシール装置。１１保持体５４，１０４が中央孔６２；１１４
を有している特許請求の範囲第１項記載のシール
装置。１２シール部材５２；１９４が、壁部切欠きを
貫通しかつ回転する軸６６；１７４と回動不能に
結合されている特許請求の範囲第１項記載のシー
ル装置。１３保持体５４が、別の歯付き係合部材と共働
する外歯６０を有しており、中央孔６２が軸６６
によつて貫通されている特許請求の範囲第１項記
載のシール装置。１４壁部切欠きがスリツト１３２，１３４であ
り、シール部材１０２と結合された軸１１６がス
リツト１３２，１３４のなかで軸１１６の軸線に
対して横方向で摺動可能であり、皿ばね１０６，
１０８のシール縁部２２，２４の直径がスリツト
１３２，１３４の長さよりも大きい特許請求の範
囲第１項記載のシール装置。１５シール部材５２；１０２；１９４が平形す
べり弁の操作部材を外方に向かつてシールしてい
る特許請求の範囲第１項記載のシール装置。