(57)【要約】【課題】ロータリージョイントなどの、媒体を送り渡す装置において、メカニカルシールのバランス比を、作動条件に合わせて無段階に調整することを可能にする。【解決手段】メカニカルシールリング（７）と、これと組み合わされてシール端面をなすカウンターリング（９）とからなり、回転する構成部材と、定置の構成部材との間に配置され、媒体（４）が中を通って流れるメカニカルシールが少なくとも１つ備えられた装置において、環境条件、作動条件または作動パラメーターに応じて、メカニカルシールリング（７）及びカウンターリング（９）の少なくとも一方の軸方向位置を調整するコントロール部が備えられる。これにより、メカニカルシールリング（７）とカウンターリング（９）との間に作用する接触圧を調整する。媒体（４）が中を通って流れるスリーブ（１２）の箇所に、前記コントロール部が配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力下の加熱された媒体（４）を送り込むためのロータリジョイント、またはその他の、回転する構成部材と、定置の構成部材との間で媒体を送り渡すための装置であって、
メカニカルシールリング（７）と、これと組み合わされてシール端面をなすカウンターリング（９）とからなり、回転する構成部材と、定置の構成部材との間に配置され、媒体（４）が中を通って流れるメカニカルシールが少なくとも１つ備えられた装置において、
環境条件、作動条件または作動パラメーターに応じて、メカニカルシールリング（７）及びカウンターリング（９）の少なくとも一方の軸方向位置を調整するコントロール部が備えられ、これにより、メカニカルシールリング（７）とカウンターリング（９）との間に作用する接触圧を調整するものであり、
媒体（４）が中を通って流れるスリーブ（１２）の箇所に、前記コントロール部が配置されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
スリーブ（１２）の外周面と、これを取り囲んでいる各構成部材との間でシールがなされており、スリーブ（１２）の内部と前記コントロール部との間でもシールがなされていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記コントロール部にはコントロールスリーブが備えられ、このコントロールスリーブは、メカニカルシールリング（７）またはカウンターリング（９）の端面と、相互の位置・姿勢が固定されて接続されているか、または、当該端面から延びて一体に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記コントロールスリーブにおける、メカニカルシールリング（７）または前記カウンターリング（９）のシール面とは逆側の端面は、前記定置の構成部材内に配置されている環状空間（１８）内、または前記回転する構成部材内に配置されている環状空間（１８）内へと突き出し、
該環状空間（１８）には、供給管路を介して、前記コントロールスリーブを制御すべく、圧力媒体が供給されて圧力が印加されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
前記コントロール部により前記接触圧を制御すべく、メカニカルシールリング（７）および／またはカウンターリング（９）の領域に、シール端面の近傍または軸受の温度を検知するための温度センサ（７ｂ）が備えられることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記コントロール部により前記接触圧を制御すべく、漏れセンサが備えられることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記コントロール部におけるベースとなる初期荷重を確保すべく、バネ部材（２０）が備えられることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
前記圧力媒体は、前記コントロールスリーブを制御すべく、独立の圧力ユニットにより供給されるものであるか、または、前記装置の中を通る前記媒体（４）の流路から分流されて得られたものであることを特徴とする請求項４〜７のいずれかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転する構成部材と、定置の構成部材との間で媒体を送り渡すための装置に関し、特には、圧力下の加熱された媒体を送り込むためのロータリジョイントに関する。ここで、媒体を送り渡すための装置には、メカニカルシールが少なくとも１つ備えられる。このメカニカルシールは、メカニカルシールリングと、これと組み合わされてシール端面をなすカウンターリングとからなっており、回転する構成部材と、定置の構成部材との間に配置され、媒体が中を通って流れる。
【背景技術】
【０００２】
メカニカルシールは、互いに滑り動く２つの部材からなる。すなわち、メカニカルシールリングと、カウンターリングとからなる。カウンターリングは、一の構成部材中にて、当該構成部材との間が密封（シール）されるとともに、軸方向にシフト不能に取り付けられる。また、メカニカルシールリングは、軸方向に自由に動くことができ、かつ、回転不能なように、取り付けられる。メカニカルシールリング及びカウンターリングと、これに隣接している構成部材との間の密封（シール）は、側方の、いわゆる二次シールにより行う。この二次シールは、好ましくはＯリングまたはVリングなどとして具現される。メカニカルシールリングを軸方向に動かすことを可能にするには、二次シールにおけるシール面の摩擦力を克服しなければならない。また、無圧状態でも、メカニカルシールのシール端面が閉じられたままとすべく、通常、バネにより、メカニカルシールリングとカウンターリングとが互いに押し付けられるようにしている。以下の説明では、説明を簡単にするため、バネによる接触圧については考慮しないままとする。メカニカルシールに、媒体により圧力を印加するならば、媒体は、圧力によってシール端面の間隙内に到達する。
【０００３】
シール端面の間隙内における圧力は、加圧空間から非加圧側へと向かって低下する。シール端面の内部またはシール端面に沿った、このような圧力低下により、シール端面の間隙を開こうとする力成分が生成し、この力成分は、シール端面の面同士を互いに離間させようとする。シール端面の面同士の間隙が開くのを防ぐべく、メカニカルシールリングにおける、液圧作用を受ける環状面が、シール端面の間隙を閉じる力成分を、逆向きに加える。なお、一般に、シール端面の隙間を閉じようとする力成分と、シール端面の隙間を開こうとする力成分との比率は、バランス比「Ｋ」と呼ばれる。シール材の材料特有の特性とＫ値とは、メカニカルシールのシール特性および耐久性にとって決定的に重要である。
【０００４】
メカニカルシールを、特定の媒体にて作動させ、かつ、圧力、温度、回転数などについて一定とした使用条件にて作動させる場合、Ｋ値は使用の場面に応じて設定される。小さな圧力で低い回転数である場合、１よりも大きなバランス比を使用することが多い。なお、ここでいうのは、圧力が印加されているメカニカルシールについてである。より高い圧力で回転数が上昇する場合には、バランス比＜１（通常は０．６５〜０．８５）の荷重軽減型メカニカルシールを使用するのがほとんどである。荷重軽減型メカニカルシールは、シール端面の間隙内にある少量の液体の量を増大させ、このようにして、互いに摩擦しあっているシール端面の冷却、潤滑を改善させるのである。これにより、メカニカルシールの寿命を、それだけ引き延ばすのに役立つ。
【０００５】
メカニカルシールは、種々の媒体及び圧力にて用いられる。そのため、すべての用途分野に最適な構成を実現するのは難しい。このよう種々の媒体を使用する分野は、例えば工作機械での切削加工である。この切削加工の際、回転するスピンドルと、このスピンドルに組み付けられている工具とを介して、冷却潤滑材料が切削刃にダイレクトに送られる。媒体を、回転スピンドルへと導くために、回転ダクトまたはシールアセンブリが用いられる。これらの構成部材のうち、接触型のメカニカルシールが主として使用される。切削刃を冷却すべく、加工工程に応じて冷却・潤滑材料、多機能オイル、乾燥加圧空気、油−空気のエアゾールが使用される。しかし、媒体を使用しない加工もないわけではない。通常、最も問題となるのは、加圧空気を用いた加工の際である。すなわち冷却及び潤滑用の媒体を使用しない場合にある。というのは、この場合、潤滑材料がシール面の間隙中にないからである。このため、メカニカルシールが加熱され、比較的早く摩耗するのであり、過熱のために、往々にして全くもって、機能しなくなる。このことに対処すべく、種々の解決手段が市場に出回っている。
【０００６】
実際に実施されているものとして知られている解決手段によると、圧力と媒体の種類に応じて、制限された漏れ出しと、シール面の閉鎖とが交互に行われる。しかしながら、この方策の欠点は、媒体を供給する際にシール面が開いていると、漏れ量が大きくなり、望ましくないエネルギーロスが発生することである。さらに、この場合、開いたシール面の間隙中に汚染粒子が到達することがあり、その後のメカニカルシールの滑り接触の際に、メカニカルシールの研磨面が傷ついたり損傷を受けることがある。
【０００７】
特許文献１からは、次のような解決手段が知られている。すなわち、熱で切り替えられるカップリングを介して、メカニカルシールリングから伸縮部材への、摩擦係合による接続を実現することが知られている。伸縮部材を加熱した際、上記カップリングに長さ変化が生じる。これにより、メカニカルシールを開くことなく、メカニカルシールリングの接触圧を減少させることができる。
【０００８】
特許文献２から知られている解決手段によると、次のとおりである。シール端面の中を直接通って流れることはない（シール部の間の通路内に、媒体が中を通って流れる管路が組み込まれている）。ここで、メカニカルシールのバランス比は、０．６に等しいか、または、これよりも小さい値に設定されている。このようであると、おそらくは、制限された漏れが生じる。
【０００９】
特許文献３には、次のようなアイデアが提案されている。すなわち、２つの媒体に対し、相異なるバランス比をメカニカルシールにて、実現させるものである。ここで、加圧空気に対しては小さなＫ値が設けられ、潤滑媒体に対してはより大きなＫ値が設けられる。これは孔を備えたピストンを変位させることによって達成され、これによって異なる環状面が開閉される。制御ピストンは、外部の圧力接続部を通じて移動させられる。
【００１０】
同様の解決手段が、特許文献４に提案されている。閉鎖力のための荷重環状面に加えて、さらに荷重軽減環状面が備えられる。この荷重軽減環状面は、通って流れる媒体および大気に対し二次シールを介して密封される。このような構造上の構成によって得られてシール面に設定されるプレス力は、外部の制御圧により、異なる媒体および作動態様に応じて、相応に減少させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】ヨーロッパ特許1567798B1（特表2006-509162; 特許4456001）
【特許文献２】特開2010-101361
【特許文献３】特開2008-261405
【特許文献４】特開2008-064274
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記の点から出発して、本発明の根底をなす課題は、メカニカルシールにおける上述のバランス比を、作動条件に合わせて無段階に調整することを可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この課題は、本発明によると以下により解決される。軸方向に位置をシフトさせることが可能なコントロール部が設けられ、該コントロール部は、装置の周囲条件および作動条件または作業パラメータに依存してメカニカルシールリングおよび／またはカウンターリングの軸方向位置を調整する。このようにして、メカニカルシールリングとカウンターリングとの間に作用する接触圧を調整する。ここで、前記コントロール部は、媒体が中を貫いて流れるスリーブの箇所に設けられている。詳しくは、スリーブに取り付けられるようにして、好ましくは、スリーブに接してスリーブを取り囲むように設けられている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により得られる改良点は、まず、これにより種々の作動条件のもとでメカニカルシールの寿命をより長くさせることが達成できる点にある。加えて、これにより、不必要な漏れと、これから生じるエネルギーロスとが防がれる。このことは、エコバランス、すなわち製品ライフサイクル評価を大きく向上させる。シール面はいずれの作動状態においても閉じたままである。このようであると、研磨面を損傷させ得る研磨粒子がシール端面の間に侵入するおそれが減少する。このようなメカニカルシールは、冒頭で述べた欠点が生じることなく、種々の媒体により圧力印加を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】工作機械に組み込むための本発明による装置を示す図である。
【図２】図１の装置を、工具を取り外して示した図である。
【図３】図１の装置中の、メカニカルシールリングの平面図である。
【図４】図１の装置を、概略で示した制御用レイアウトとともに示した図である。
【図５】図４に対する変形実施形態を示す図である。
【図６】メカニカルシールリングとカウンターリングとの間に調整可能な押圧力を備える本発明による解決手段と、従来の軸方向メカニカルシールとを組み合わせた場合の、図２に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
上記の利点を得るため、シール端面の間隙を閉じる液圧力を、密封を行なう媒体の圧力からダイレクトに発生させるのではなく、外部から供給される調整可能な制御圧によって発生させる。媒体の圧力は、メカニカルシールのシール端面の間隙を開く応力成分を発生させるだけである。メカニカルシールリングにおけるシール端面の間隙を閉鎖させる力は、外部から制御部を介して、環境条件および作動条件に応じて設定されるだけである。
【００１７】
上記に代えて、上述したような、メカニカルシールリングとカウンターリングとの間での接触圧を調整可能とする解決手段と、従来の軸方向メカニカルシールにおける方式とを組み合わせることも考えられる。ここでの従来の方式では、シール端面の間隙を閉鎖させる力成分が密封される媒体の圧力に強く依存している。
【００１８】
上述のいずれの解決方式においても、すなわち、従来の方式と組み合わせない場合も組み合わせる場合も、本発明の好ましい実施態様によると、スリーブが、一方ではこれを取り囲んでいる構成部材との間で、他方ではコントロール部との間で密封されていることにある。これによって媒体の圧力からの良好な分離が実現される。
【００１９】
詳しくは、スリーブの外周面と、スリーブが差し込まれている各構成部材との間でシールがなされる。そして、スリーブの内部と、コントロール部をなすピストン室などの空間とは、シールされて完全に分離されている。
【００２０】
本発明によると、次の形態をも想定している。コントロール部が、メカニカルシールリングまたはカウンターリングの軸方向位置をシフトさせるためのコントロールスリーブを備える。このコントロールスリーブは、メカニカルシールリングまたはカウンターリングの端面に、位置・姿勢が固定されて接続されるか、または、図示の例のように、当該端面から延びて一体に設けられたものである。
【００２１】
また、次のようであると好ましい。すなわち、このコントロールスリーブにおける、（本来の）メカニカルシールリングまたはカウンターリングとは逆側の端面が、コントロール部をなすための環状空間（ピストン室）内へと突き出している。この環状空間は、好ましくは定置の構成部材内に配置されている。この環状空間には、供給管路を通じて、コントロールスリーブを制御するための圧力媒体により、圧力が印加される。
【００２２】
作動条件に応じて最適に調整するためには、次のようであると好ましい。すなわち、接触圧をコントロール部により調整・制御すべく、メカニカルシールリングおよび／またはカウンターリングの領域に、メカニカルシールの温度を検知するための温度センサが設けられるなら好ましい。メカニカルシールの温度がシール端面を損傷させうるような値となっていれば、接触圧を弱めて摩擦面での摩耗を減少させる。同時に、メカニカルシールに隣接している、あらゆる構成部材に対する熱負荷が低減される。隣接している構成部材は、例えば、軸受けである。そのため、シール端面の近傍の温度、または、近接する軸受けの温度を検知するようにすることができる。
【００２３】
同様に、さらに次のようであると好ましい。すなわち、接触圧をコントロール部により調整・制御すべく、漏れセンサが備えられるならば好ましい。漏れセンサは、シール端面の間隙の近傍、または漏れ処理部への接続部に組み込むことができ、現時点で生じている漏れを検出することができる。ここで、シール端面の間隙に対する荷重は、メカニカルシールリングの温度、及び、生じている漏れに対する相互作用をなすように制御することができる。但し、漏れを考慮せずに制御することもできる。
【００２４】
また、次のようであっても好ましいことが知られた。コントロール部における、ベースとなる初期荷重を確保するために、バネ部材（空気バネを含む）を備えても好ましいことが知られた。この弾性部材は、本来の圧力媒体が未だ作用を行っていないときにも、既に作用を及ぼす。また、接触圧のベース部分を生成すべく、バネを用いることもできる。同様に、上述の環状面におけるベースとなる圧力を、バネの作用により実現することができる。
【００２５】
このようにして、メカニカルシールにおける問題につき、直接に、検知して、適当な手順により、適した具合に対処することができる。メカニカルシールについての検知した作動状態は、工作機械の制御部へ転送することができる。ここで、メカニカルシールの主要な作動状態には、まず第１にシール端面での作動温度が含まれる。
【００２６】
最後に、２つの変更実施形態が合目的であることが知られた。すなわち、コントロールスリーブを制御するための圧力媒体は、(1) 独立の圧力ユニットにより供給されたもの、または、(2) 本件装置内を通って流れる媒体の流路から分流されて得られるものである。
【００２７】
荷重圧のためのエネルギー供給部として、既存の制御液圧系統を用いることができ、また、本件装置内の媒体流路における本来の媒体圧を用いることもできる。制御圧は、比例圧力制御弁を介して調整される。制御圧の調整を行うにあたり、種々の媒体で、種々の回路例を考え得る。
【００２８】
次に、本発明を図面に図示した実施形態に関し詳細に説明する。
【００２９】
図面に、特に図１に図示した装置は、媒体を、定置の構成部材と、回転する構成部材との間で送り渡すのに用いる。この装置は、特には圧力下の加熱された媒体を送り渡すためのロータリジョイントであっても良い。ロータリジョイントは、ガス状または液状である、冷却用及び／または潤滑用（冷却用及び潤滑用の少なくとも一方のため）の媒体４を、定置の構成部材３から回転するスピンドル１０へと供給するのを可能にする。
【００３０】
このような受け渡しや供給のために、少なくとも１つのメカニカルシールが備えられる。メカニカルシールは、メカニカルシールリング７と、これとの間でシールがなされるカウンターリング９とからなり、媒体４が、中を通って流れる。このメカニカルシールは、定置の構成部材と、回転する構成部材との間に配置される。軸方向に、位置・姿勢（位置及び姿勢の少なくとも一方）をシフト可能なコントロール部が備えられる。このコントロール部は、装置の環境条件および作動条件並びに作動パラメータに依存して、メカニカルシールリング７及び／またはカウンターリング９（すなわち、これらの少なくとも一方）の軸方向位置を調整する。このようにして、両者の間に作用する接触圧を調整する。ここで、コントロール部は、媒体が中を通って流れるスリーブ１２の箇所に設けられている。詳しくは、スリーブ１２の外周面に接して、特にはスリーブ１２の一部を取り囲むようにして設けられている。
【００３１】
詳細には、本件装置のケーシング１は、工作機械のスピンドル３における受入穴２内に心合わせされており、図３からも知られるように、ネジ接続部６によって固定されている。冷却・潤滑用の媒体４の供給は、受入側の装置の接続穴を通じて行われる。複数のケーシングの相互間のシールは、本件装置内に組み込んだシール部材５により行なわれる。
【００３２】
媒体が通って流れるための孔を有する軸方向に可動な筒が、ケーシング１内に、共軸に差し込まれている。この筒が、本願でいうところのメカニカルシールリング７である。メカニカルシールリング７における、心合わせ穴から突き出している部分には、本来のシールリング７ａ（メカニカルシールリングの平面図は図３から明らかである）が受け入れられて、つかみ込まれている。このシールリング７ａは、例えば、シリコン材、炭素材、またはコーティングされた材料といった、種々の適当な、メカニカルシール用の材料から製造することができる。シールリング７ａは、メカニカルシールリング７の先端部分にある受入部内に、押し込んだり熱収縮を利用するなどして嵌め込まれるか、または接着される。
【００３３】
図２にて明らかなように、メカニカルシールリング７には、２つのスタッドボルト８がねじ込まれている。各スタッドボルト８は、ケーシングにおける、それぞれ一つの円柱形の開口内に、遊びがあるようにして受け入れられている。これらの円柱形の開口は、トルクに耐える支持部としての役割を果たす。スタッドボルト８における、フランジ状またはカラー状といった具合に、径方向に突き出す大径部８ａは、ケーシングのオリフィス８ｂ（絞り口部）に引っかかることで、メカニカルシールリング７の軸方向のストロークを規制している。オリフィス８ｂは、メカニカルシールリング７の抜け落ちを防止する役割を果たす。このような抜け落ち防止作用は、メカニカルシールリング７が、案内されシールされた領域から、コントロール不能な具合にズレ出ることがないようにする。メカニカルシールリング７における、シールリング７ａの軸方向領域には、半径方向の孔７ｄ（図１及び図３を参照）が設けられている。この半径方向の孔７ｄには、熱伝導性の注型用樹脂７ｃを流し込んで硬化または固化させることにより、温度センサ７ｂが埋め込まれている。メカニカルシールリング７には、これと対をなすようにカウンターリング９が組み合わされている。カウンターリング９は、本実施形態によると、回転するモータスピンドル１０にねじ込まれ、センタリングされて配置されることで、メカニカルシールリング７がケーシング１に対し、共軸となるように配置されている。
【００３４】
カウンターリング９は、メカニカルシールリング７と同様に構成されている。カウンターリング９には、媒体が中を通り抜けて流れるように、内部に管状の孔が備えられている。シール部材９ｂにより、潤滑材料が、カウンターリング９とスピンドルとの接続箇所を通じて、非加圧空間中へと漏れ出さないようになっている。本来のシール端面は、カウンターリング９本体に嵌め込まれたリングディスク９ｃにより形成されている。この嵌め込みは、リングディスク９ｃと、カウンターリング９本体との間から液体または気体が漏れ出ないようにシールされるようになされている。メカニカルシールリング９におけるリングディスク９ｃの端面は、常時、シールリング７ａに突き当てられている。ケーシング１の内面と、メカニカルシールリング７の外周面との間のシール（密封）は、摩擦が特別に少ないシール部材１１によって行われる。図示の例で、Vリングが用いられており、例えばフッ素系エラストマー樹脂により設けることができる。
【００３５】
筒状のスリーブ１２が、媒体４の流動方向に、メカニカルシールリングケーシング１３の孔の中へと、そして、メカニカルシールリング７の貫通孔の中へと差し込まれている。このスリーブ１２は、軸方向に位置ズレ不能に固定されている。本実施形態では、フランジ状またはカラー状の径方向外がへと突き出す大径部１４と、抜け止めリング１５とによって固定されている。ケーシング１の内面と、スリーブ１２の外周面との間の密封が、リング状のシール部材１６によってなされる。スリーブ１２の外周面と、メカニカルシールリング７の内面との間の密封が、シール部材１７によって実現される。このような構造的な手段により、特には、シール部材１１，１６及び１７によって、密封された環状空間１８が作られている。この環状空間１８中には、液圧作用するピストン面が形成される。このピストン面は、メカニカルシールリング７に対し、シール端面の間隙を閉じる力成分を印加するためのものである。このピストン面は、図１に示すように、メカニカルシールリング７における環状空間１８に接する領域の、径Ａ（外径）と、径Ｂ（内径）との間の全体にわたって形成されている。このピストン面には、本来の媒体４の圧力が影響を及ぼさない。環状空間１８がなす圧力室（ピストン室）は、半径方向及び軸方向の孔１９を通じて、本件装置のコントロール用接続部２４に接続されている。このような接続構造に代えて、次のような変形実施形態とすることもできる。すなわち、制御部からの駆動接続について、ケーシング１に設けた、機械装置本体との半径方向の接続部を通じて実現することも可能である。
【００３６】
このコントロール用導管へのコントロール用圧力媒体の供給は、種々の圧力媒体供給源により行うことができる。
【００３７】
図４の実施形態では、工作機械の既存の液圧系から延びる圧力管路２１が、比例圧力制御弁２２を介して、本件装置のコントロール用接続部２４に接続されている。通常時には、コントロール用圧力が冷却・潤滑用媒体の圧力に一致している。すなわち冷却・潤滑用媒体の圧力が８０バールの場合、比例圧力制御弁２２を用いた制御によりコントロール用圧力が８０バールに合わせる。メカニカルシールリング７のシール端面の温度が上述のようなシール端面を損ないうるような値を越えるならば、圧力を段階的に減少させる。例えば、使用している媒体４がシール端面の間隙において行う冷却・潤滑作用が充分でないために、シール端面の温度が上述のような値を越えるならば、圧力を段階的に減少させる。このようにして、メカニカルシールリング７の接触圧を減少させる。これにより、より多くの潤滑材料がシール端面の間隙内へと到達することができ、温度が低下する。メカニカルシールにかかる圧力及び摩耗が少なくなる。
【００３８】
漏れの量的な検知機構が組み込まれたメカニカルシール装置であるならば、漏れの実測値をも、接触圧を決定または確認するのに用いることができる。漏れ量を検知する機構は、フレキシブル配管中、または、ケーシング１中に組み込むことができる。漏れが多すぎるならば、シール端面の間隔を閉じる圧力（接触圧）を上方へと修正する。修正値としてメカニカルシールリングの温度をも用いることができる。メカニカルシールリングの温度が低すぎるならば、媒体の種類および圧力に応じて、接触圧について、漏れが多すぎる場合と同様に増大させる。メカニカルシールの制御は、工作機械の制御部でダイレクトに行うか、または、外付けの制御ユニットによって行う。電子制御の実施の詳細については、本発明の構成部分でないので、詳細な説明を行わない。
【００３９】
図５の実施形態は、接触圧を制御するために外部の液圧補給機構を用いないことを前提としている。この実施形態においては、供給すべき冷却用の媒体４を、液圧補給に用いる。このため、液状の冷却・潤滑材料を、フィルタ２６を通して、比例圧力制御弁２７を介して制御管路へと導く。電子制御機能は、外付けの油圧補給機構を用いた上述の実施形態の場合と同様にして実現される。制御用の油圧は、冷却・潤滑用の媒体４の流路から、方向制御弁２８及び２９を介して、供給されるか、止められるか、または弱められる。
【００４０】
加圧された空気またはガス状の媒体を用いる場合、制御流体としてのこのような媒体は、エネルギー源３２から、圧力制御弁３１と方向制御弁３０とを介して制御接続部２４へと案内される。
【００４１】
図２には、本件装置について、工具を交換すべく工具を取り外した状態を示す。ここで、コレットチャックを緩めて工具ホルダを取り外すことができるようにすべく、カウンターリング９は軸方向に（図２の左側、図１の右側に）移動している。汚染粒子がメカニカルシール端面の間隙中にまで達するのを防ぐべく、メカニカルシールリング７とカウンターリング９との間、すなわち、シールリング７ａとリングディスク９ｃとの間は常時閉じたままにしておく必要がある。
【００４２】
このことは、本発明において、２つの異なる機構によって行うことができる。
【００４３】
図１及び図２に示されているような、テーパ状のコイルバネ２０が、環状空間１８内に備え付けられる。このバネは、メカニカルシールリングをカウンターリングに押し付け続ける。メカニカルシール端面を閉じたままにしておくための、このような解決方策は、今日では通常のメカニカルシールに用いられている。しかしながら、接触圧がバネの撓（たわ）みとともに変化することに注意する必要がある。
【００４４】
バネの代わりに、本発明によると、環状空間へと制御管路を通じて、予め設定された一定の空気圧を供給することができる。このようであると、接触圧が一定となるように空気圧を合わせることができる。
【００４５】
図１〜２に示した新規な解決方策からの一変形実施形態を図６に示す。図１〜２に関連して既に述べたような具合に、メカニカルシールリングと、カウンターリングとの間にて可変の接触圧を発生させるという実施形態をとるとともに、これに加えて、補助的な、部分的な応力印加が行われる。この応力印加は、従来の軸方向のメカニカルシールに見られるのと同様に、密封すべき媒体の圧力により行われる。図６から知られるように、補助的な応力印加は、構造上、以下のようであることにより実現されている。すなわち、シールリング７ａとメカニカルシールリング７とが同一の内径Ｂを有するのでなく、それぞれ異なる内径Ｂ及び内径Ｂ*を有していることによって実現される。
【符号の説明】
【００４６】
１…ケーシング；    ２…工作機械のスピンドル３における受入穴；
３…工作機械のスピンドル；    ４…媒体；    ５…シール部材；  
６…ネジ接続部；    ７…メカニカルシールリング；  
７ａ…シールリング；    ７ｂ…温度センサ；  
７ｃ…熱伝導性の注型用樹脂；    ８…スタッドボルト；    
８ａ…大径部；    ８ｂ…オリフィス；    ９…カウンターリング；  
９ｂ，１１，１６，１７…シール部材；    ９ｃ…リングディスク；  
１０…モータスピンドル；    １２…スリーブ；  
１５…抜け止めリング；    １８…環状空間（ピストン室）；    
１９…半径方向及び軸方向の孔；    ２０…コイルばね（弾性部材）  
２１…圧力管路；    ２２，２７…比例圧力制御弁；  
２４…コントロール用接続部；    ２６…フィルタ；    
２８，２９，３０…方向制御弁；    ３１…圧力調整弁；    
３２…エネルギー源
【図１】
2014240699.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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