(57)【要約】【課題】製造コストの採算性が高く、シール装置が改善された戻り効力性能及び同時に改善された耐用年数を有するシール構造を提供する。【解決手段】シール構造（１０）は、移動軸（１６）又はほぼ移動軸に沿って互いに移動可動に配置された２つの機械部品（１２，１４）を有する。２つの機械部品（１２，１４）の一方はシール保持構造（３２）を形成し、２つの機械部品（１２，１４）の他方はシール面（２４）を形成する。２つの機械部品（１２，１４）間のシール隙間（１８）をシールするためのシール装置（２０）は、シール保持構造（３２）の上又は中に配置され、シール装置（２０）は、シール要素と、シール要素から分離された予張力要素（２２）とを含み、予張力要素によって、シール要素は２つの機械部品（１２，１４）の他方におけるシール面（２４）に対して径方向に張力をかけられる。シール要素は、弾性変形可能なシールフィルム（２６）によって形成される。シールフィルム側では、予張力要素（２２）は、シールフィルム（２６）が予張力要素（２２）のエンボス構造体（３６）に対応する接触圧力列（４２）によってシール面（２４）に当接するようにシールフィルム（２６）内に押圧するエンボス構造体（３６）を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動軸（１６）又はほぼ移動軸（１６）に沿って互いに対向し移動可能に配置された２つの機械部品（１２，１４）を有し、前記２つの機械部品（１２，１４）の一方がシール保持構造（３２）を実現すると共に、前記２つの機械部品（１２，１４）の他方がシール面（２４）を実現するシール構造（１０）であって、
前記２つの機械部品（１２，１４）の間で実現されるシール隙間（１８）の動的シールのために前記シール保持構造（３２）の上又は中に保持されるシール装置（２０）を含み、
前記シール装置（２０）は、シール要素と、前記シール要素から分離された予張力要素（２２）とを含み、前記予張力要素により、前記シール要素は、前記２つの機械部品（１２，１４）の他方における前記シール面（２４）に対して径方向に張力がかけられ、
前記シール要素は、弾性変形可能なシールフィルム（２６）によって形成され、
前記予張力要素（２２）は、前記シールフィルム側にネジ山（３７）又は環状ビード（５２）の形態のエンボス構造体（３６）を形成し、
前記ネジ山（３７）は、前記２つの機械部品（１２，１４）の前記移動軸（１６）の周りに少なくとも１つの完全な巻線（４１）と共に延びるネジ山溝（４０）を含み、
前記環状ビード（５２）は、任意のフランク角度α，βで前記シール面（２４）に傾斜して配置された第１及び第２のフランク（５８）を含み、
前記エンボス構造体（３６）は、前記予張力要素（２２）の前記エンボス構造体（３６）に対応する接触圧力列（４２）によって前記シールフィルム（２６）が前記シール面（２４）に当接するように、前記シールフィルム（２６）内に押圧するシール構造。
【請求項２】
前記ネジ山（２７）は、多条ネジであることを特徴とする請求項１に記載のシール構造。
【請求項３】
前記環状ビード（５２）は、前記予張力要素（２２）の周方向に波状又はジグザグ形状の列を含むことを特徴とする請求項１に記載のシール構造。
【請求項４】
前記予張力要素（２２）は、その断面を基準にして径方向に弾性変形可能又は剛性、すなわち、実質的に非変形可能であるように実現されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のシール構造。
【請求項５】
前記予張力要素（２２）は、螺旋ばねとして実現されていることを特徴とする請求項４に記載のシール構造。
【請求項６】
前記予張力要素（２２）は、プラスチック材料、複合材料、エラストマー材料、又は金属からなることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のシール構造。
【請求項７】
前記シールフィルム（２６）は、シームレススリーブの形態で実現されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のシール構造。
【請求項８】
前記シール装置（２０）は支持要素（４４）を備えており、前記支持要素（４４）によって、前記予張力要素（２２）が、前記シール保持構造（３２）を含む前記機械部品（１２，１４）に固定及び／又は支持されることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のシール構造。
【請求項９】
前記シールフィルム（２６）は、前記シール保持構造（３２）を含む前記機械部品（１２，１４）の方向に径方向に延びる端部（３０）を含み、前記端部は、好ましくは、前記２つの機械部品の一方における前記シール保持構造上に固定されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のシール構造。
【請求項１０】
前記シールフィルム（２６）の前記端部（３０）は凹部（４６）を備え、前記凹部によって、前記シール隙間の高圧側が前記シールフィルム（２６）と前記予張力要素（２２）及び／又は前記支持要素（４４）との間に配置された空間（５０）に流体的に接続していることを特徴とする請求項９に記載のシール構造。
【請求項１１】
前記シールフィルム（２６）は、ポリテトラフルオロエチレン又は他の弾性変形可能な材料、特にポリオレフィンからなることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のシール構造。
【請求項１２】
前記シールフィルム（２６）は、０．１５ミリメートルから２ミリメートルの間の厚さ（２８）を有し、前記厚さ（２８）は、好ましくは、前記可動に取り付けられた機械部品（１２，１４）の直径（Ｄ）に向けられていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載のシール構造。
【請求項１３】
前記シール装置（２０）は、径方向に内部シール又は外部シールによって実現されることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載のシール構造。
【請求項１４】
前記２つの機械部品（１２，１４）の一方は回転軸又は並進移動可能なピストンであり、前記２つの機械部品の他方は前記回転軸／前記ピストンを包囲するハウジング及び／又は軸受部品であることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載のシール構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールフィルムを有するシール構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動軸又はほぼ移動軸に沿って互いに対向して移動可能に配置された２つの機械部品を有し、２つの機械部品の一方がシール保持構造を実現すると共に、実務上２つの機械部品の他方がシール面を実現するシール構造が知られている。シール保持構造の上又は中に保持されて配置されたシール装置は、２つの機械部品間で実現されるシール隙間を動的にシールする役割を果たし、前記シール装置は、シール要素と、シール要素から分離された予張力要素とを含み、予張力要素によって、シール要素は２つの機械部品の他方におけるシール面に対して径方向に張力をかけられる。
【０００３】
このようなシール構造は、例えば、回転可能に取り付けられた回転軸がハウジング又は軸受部品に対してシールされている回転シール構造として、又はシリンダーの内部に案内されかつ並進的に移動可能なピストンを備えた油圧シリンダーの場合などで長い間確立されてきた。
【０００４】
市販のシール構造の場合は、シール要素は、特に、各機械部品のシール面上の摩擦のために摩耗する。これは、特に、シール性能やシール構造の流体戻し搬送性能に不可欠なシール要素の構造に影響を及ぼす。機械的負荷に関連してシール部分又はシール要素をより重くかつそれに対応してより堅固に実現することによって、機能に不可欠な構造が早期に摩耗するリスクが存続する。さらに、作動中に発生する摩擦熱をもはや適切に除去することができないため、シール要素に熱的に過度な負荷がかかるリスクがある。
【０００５】
特許文献１（米国特許第２１０５８７１号明細書）は、回転可能に取り付けられた軸のシール面にシール状態で当接する革又は別の耐油材料から製造されたフィルム状シール要素がシール装置に含まれる回転シール構造を開示している。この場合、シール要素は、簡単なガータースプリングによって軸のシール面に押圧される。この設計により、シール要素領域における熱除去の改善が可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第２１０５８７１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、シール構造は、高圧用途にはほとんど適さない。これに加えて、シール装置の十分なシール性能を保証するために、周方向に並んで配置されるガータースプリングの個々の巻線は、たとえ離間しているとしてもそれはほんのわずかである。その結果、シール装置の確実な戻し抗力性能は実現しない。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、製造コストの採算性が高く、シール装置が改善された戻り効力性能及び同時に改善された耐用年数を有するシール構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的は、請求項１に記載の特徴を有するシール構造によって実現される。本発明の好ましいさらなる実施態様は、従属請求項及び明細書において提供される。
【００１０】
本発明に係るシール構造の場合、シール要素は、弾性変形可能なシールフィルム、すなわちフィルムシール要素として形成される。予張力要素はエンボス構造体を形成し、エンボス構造体は、シールフィルムが予張力要素のエンボス構造体又はこれに対応する接触圧力の進行に対応する接触（面）圧でシール面に当接するように、シール面を加圧する。シール装置のシール能力又は戻り搬送能力にとって重要なシール装置の構造、すなわち、ここでは予張力要素のエンボス構造体は、結果として、直接の摩擦によって引き起こされる摩耗の影響をもはや受けない。シールフィルムは従来のシール要素よりも大幅に薄く実現されるので、シール構造の作動中に発生する摩擦熱を迅速に除去できる。これにより、全体的に、シール装置の耐用年数は明らかに改善される。シールフィルムが弾性変形可能であることにより、シール隙間に数百バールを越える流体圧が存在する高圧用途の場合でも、十分なシール性能を実現することができる。シールフィルムは、好ましくは０．１ミリメートルから２ミリメートル、特に０．２ミリメートルから１ミリメートルの間のフィルム厚を含む。その結果、シール面のシールフィルムの微細な漸次的（段階）な接触圧力列が実現される。好ましい態様では、シールフィルムの厚さは、可動に取り付けられた機械部品の直径と一致するか又は連動し、特に、可動に取り付けられた機械部品の直径の１００分の１までとすることができる。これに加えて、シールフィルムは、好ましくは、エンボス構造体の領域において予張力要素上で径方向に緩く当接するので、エンボス構造体を含む予張力要素の円周領域に接合も溶接もされず、任意の別の方法で前記円周領域に直接固定もされない。
【００１１】
シール構造は、外側を径方向にシールするか内側を径方向にシールするシール装置によって実現することができる。その結果、シール構造の広範囲な用途が生まれる。
【００１２】
予張力要素のエンボス構造体は、本発明の第１の実施の形態によるネジ山として実現される。ネジ山は、２つの機械部品の移動軸の周りに複数の完全な巻線を有する好ましい態様で、少なくとも１つの完全な巻線で延びるネジ山又はネジ山溝を備える。その結果、シールフィルムは、ネジ山に対応する接触圧力列によって、シール面を含む機械部品に当接する。したがって、シールフィルムは、高い接触圧力でシール面に当接する少なくとも１つの螺旋状に延びる第１の領域を含む。第１の領域は、エンボス構造体のネジ山先端部と径方向に相関するか、位置合わせされる。ネジ山溝と関連し、又は前記ネジ山溝と径方向に整列するシールフィルムの領域は、それとは対照的に、比較的低い接触圧力でシール面に当接する。このため、特に、シール構造が回転シール構造として実現される場合、潤滑剤の軸方向への（戻し）搬送が可能となる。シール装置の戻り搬送能力及びシール作用は、予張力要素のネジ山の勾配及び軸方向の長さの選択、及びネジ山溝の自由開口断面の選択によって、（数ある中でも）簡単な方法で調節することができる。
【００１３】
これに代えて、予張力要素のエンボス構造体は、予張力要素から径方向に突出する少なくとも１つの環状ビードを含むことができる。その結果、シールフィルムは、従来のシール縁部の接触圧力列に対応する接触圧力列により、円周領域において他の機械部品のシール面に当接する。この場合、環状ビードは、本発明によれば、様々なフランク角度でシール面に整合して傾斜して配置された第１及び第２の（側部）フランクを備える。シールフィルムの接触圧力列は、シール装置の２つの側部、例えばシール構造の高圧側及びシール構造の低圧側を基準にして非対称に設定され、従来のシール端の機能的に異なるフランク勾配をシミュレートすることができる。その結果、２つの機械部品が移動軸に沿って並進的に移動する場合、移動方向に応じて、シール装置の戻し搬送能力を必要条件に応じて設定することができる。上記のネジ山を周方向環状ビードと組み合わせる場合、好ましい態様でネジ山の端部において円周環状ビードは、対称的な横断面、すなわち両側で同一のフランク角度又は半径で実現することもできる。
【００１４】
予張力要素の環状ビードは、本発明によれば、予張力要素の周方向に波状又はジグザグ形状の進行を含むことができる。上記実施の形態の場合、予張力要素が環状ビードエンボス構造体を有する場合であっても、２つの機械部品が互いに対して回転するときにシール装置の戻し搬送能力を確実に設定することができる。全体として、これはシール構造の用途の範囲に対して有利である。
【００１５】
本発明の好ましいさらなる発展形態によれば、予張力要素は、複数の前述の環状ビードを含むことができる。環状ビードは、前記の場合、軸方向に互いに離間して配置されている。結果として、一方では、シール装置の特に良好なシール能力を実現することができる。その結果、シール構造は、高圧又は超高圧の用途において使用することができ、また同時に摩耗感受性を最小限に抑えることによって、シール隙間に配置された流体の確実な戻し搬送能力が保証される。
【００１６】
予張力要素は、特に径方向に曲がりにくい、すなわち非弾性であるように実現することができる。したがって、径方向内側に張力をかける予張力要素の場合、それは広げることができないか、わずかにしか広げることができない。したがって、径方向外側に張力をかける予張力要素の場合、それは径方向に圧縮することができないか、わずかにしか圧縮することができない。それゆえ、予張力要素は不変の外部又は内部断面を含む。その結果、予張力要素のエンボス構造体は、高い局所的詳細分解能で、予張力要素に対応するシール面に当接するシールフィルムの接触圧力に変換することができる。
【００１７】
本発明の別の実施の形態によれば、予張力要素は、径方向に可撓性かつ弾性的に（それ自体が）変形可能である。その結果、特に、機械部品が回転するときの不安定さ又は機械部品が並進移動するときの偏心によって生じる振動は、径方向に剛性のある予張力要素の場合よりも効率的に減衰又は補償することができる。それゆえ全体として、それぞれ動いた機械部品に偏心があっても、シール能力が向上する。
【００１８】
予張力要素は、最も単純な構造の場合、螺旋ばね要素として実現することができる。様々な材料から製造された螺旋ばね要素は、コスト効率の良い方法で予め組み立てられて市販されている。これはコスト及び製造上の利点を提供し、シール構造を特に簡単な方法で組み立てることを可能にする。
【００１９】
予張力要素は、発明によると、プラスチック材料、特に熱可塑性樹脂、複合材料又は金属でも構造することができる。高い弾性率を有する材料を使用することによって、予張力要素自体を径方向に弾性的に変形可能であるように実現できることが明らかである。
【００２０】
シールフィルムは、本発明によると、シームレススリーブの形態で又は巻回スリーブの形態で実現することができる。シームレススリーブは、予張力要素のエンボス構造体によってもたらされる、シール面に当接するシールフィルムの接触圧力の進行を妨げるいかなる構造も含まないシールフィルム自体の利点を提供する。したがって、シールフィルムは、非装填状態又は非取り付け状態で、その表面上に巨視的な構造化を伴わずに存在する。
【００２１】
シール装置は、シールフィルム及び予張力要素とは別個の支持又は保持部分を含むことができ、これによりシール装置はシール保持構造の上又は中に支持且つ／又は固定される。支持部又は保持部は、特に、シールフィルムの一方又は両方の軸方向端部を固定するのに役立つ。本発明によれば、支持部又は保持部は、予張力要素が径方向に剛性である場合、特に径方向に弾性的に変形可能である。その結果、動いた機械部品の偏心を補償することができる。
【００２２】
シールフィルムは、本発明によれば、好ましくは、シール保持構造を含む機械部品の方向に径方向に延びる少なくとも１つの端部を含む。この場合、端部は、シール保持構造の上又は中に固定することができる。その結果、シール装置の浮動軸受構造を実現できる。これは、特に、可動に取り付けられた機械部品の偏心の補償に関して有利である。これに加えて、シール装置の不必要な同調が防止される。
【００２３】
シールフィルムの端部は凹部を含むことができ、これにより、シール隙間の高圧側をシールフィルムと予張力要素及び／又は支持要素との間に配置された空間に流体的に接続することができる。その結果、圧力によるシールフィルムの活性化を実現できる。これは、シール構造が油圧駆動装置と共に使用される場合に特に有利である。
【００２４】
シール装置が内部で径方向にシールされ、したがって予張力要素が内部で径方向に張力をかけて実現される場合、シールフィルムは予張力要素の環状凹部を通って少なくとも部分的に延びる。この場合、シールフィルムは、予張力要素を少なくとも一部分で軸方向に覆うことができる。これに代わるものとして、シール装置は、外部で径方向にシールするものとして実現できる。
【００２５】
シールフィルムは、特に、ポリテトラフルオロエチレン又は他の弾性変形可能な材料、特にポリオレフィンで構造することができる。シールフィルムは、シール面上の摩擦抵抗をさらに低減するために、乾燥潤滑剤、特にグラファイト又はＰＴＦＥ粒子（ポリテトラフルオロエチレン）を含むことができる。
【００２６】
これに代えて又はこれに加えて、シール面を含む機械部品は、シール面の領域に摺動コーティングを含むことができることは明らかである。
【００２７】
本発明によれば、２つの機械部品のうちの一方は回転軸であってもよく、２つの機械部品の他方は、回転軸を取り囲むハウジング部品及び／又は軸受部品であってもよい。これに代わるものとして、２つの機械部品のうちの一方をシリンダーとし、２つの機械部品の他方をシリンダー内の移動軸の方向に並進的（前後）に移動可能なピストンとすることができる。
【００２８】
以下、本発明を、図面に再現する例示的な実施の形態によってより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】弾性変形可能なシールフィルムと、ネジ山状のエンボス構造体を有する予張力要素とを含むシール装置を有するシール構造の部分断面図であり、予張力要素によって、シールフィルムはエンボス構造体に対応する接触圧力の進行によってシール面に押しつけられる。
【図２】シール装置が予張力要素のための別個の支持部を含む図１のシール構造と同様のシール構造の図である。
【図３】予張力要素が螺旋ばねとして実現されている他の回転シール構造の部分断面図である。
【図４】シールフィルムに均圧化凹部を設けたシール構造を示す断面図である。
【図５】移動軸に沿って互いに並進移動可能な２つの機械部品を備えたさらなるシール構造の部分断面図であり、予張力要素は、内側に２つの環状ビードを径方向に含むシール面に対してシールフィルムに張力をかける。
【図６】移動軸の周りに互いに回転可能に配置された２つの機械部品と、予張力要素が、軸方向に互いに離間して配置された複数の環状ビードを有するエンボス構造体を内側に備えるシール装置とを含むシール構造の部分断面図であり、環状ビードは、各々、シールフィルムが２つの機械部品のうちの１つのシール面に対して２つの機械部品に対応するジグザグ形状の接触圧力の進行によって当接するように、予張力要素の周方向にジグザグ形状の進行を有している。
【図７】環状ビードが各々球形又は丸みを帯びた断面形状を有する図６のシール構造と同様のシール構造の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明を、図面に再現する例示的な実施の形態によってより詳細に説明する。
【００３１】
図１は、回転シール構造として実現されるシール構造１０を示す。シール構造１０は、第１の機械部品１２と第２の機械部品１４とを備える。２つの機械部品１２，１４は、移動軸（すなわち、回転軸）１６の周りに互いに対向して回転可能に取り付けられる。第１の機械部品１２は、ここではハウジングとして実現され、第２の機械部品１４は、ここではハウジングに対して回転可能な回転軸として実現される。それ自体公知の方法で、ハウジングは、図面に詳細には示されていない回転軸用の軸受装置を形成することができる。２つの機械部品１２，１４は径方向に互いに離間して配置され、それにより、２つの機械部品１２，１４の間に配置されたシール隙間１８を実現する。シール装置２０は、シール隙間１８をシールするのに役立つ。シール装置は、予張力要素２２と、予張力要素２２によって第２の機械部品１４のシール面２４に対して径方向に押圧されるシール要素とを含む。予張力要素２２は、（頑強に）弾性的に変形可能であるか、又はこれに代わるものとして、径方向に剛性、すなわち弾性変形可能ではないか、又はわずかに弾性変形可能であるものとすることができる。弾性的に変形可能な予張力要素２２は、回転可能に取り付けられた機械部品１４の偏心を補償する必要があるときは常に好ましいものとする。
【００３２】
シール要素は、弾性変形可能なシールフィルム２６によって形成される、すなわちフィルムシール要素として実現される。シールフィルム２６は、非装填状態又は非取り付け状態においていずれかの側に肉眼で見える構造を伴わない滑らかな表面を含む。シールフィルム２６は、特に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）又は別の好適なシール材料、例えばポリオレフィンで構造することができる。シールフィルム２６は、０．１ミリメートルから２ミリメートル以下の厚さ２８を有する。この場合、シールフィルム２６の厚さ２８は、特に可動に取り付けられた機械部品１４の直径Ｄと適合させることができ、好ましくは、可動に取り付けられた機械部品１４の直径Ｄの１００分の１以下である。
【００３３】
シールフィルム２６は、シームレススリーブの形態で存在する。シールフィルム２６の端部３０は、シール枠の意味で角度が付けられ、シール面２４から第１の機械部品１２の方向に径方向外側に延びる。第１の機械部品１２は、シール装置２０を第１の機械部品１２上に回転不能に固定するのに役立つ溝状のシール保持構造３２を含む。図１に示す例示的な実施の形態の場合、シールフィルム２６のみが、端部３０又はシール枠によってシール保持構造３２の上又は中にクランプされた状態で保持されるように配置される。その結果、（軸方向の）シール隙間の確実なシールが保証される。シールフィルム２６がその端面で予張力要素２２に直接当接できることは明らかである。
【００３４】
予張力要素２２は、その内側の円周面３４によってシールフィルム２６に直接当接し、シールフィルムを第２の機械部品１４のシール面２４に対して径方向に押圧する。
【００３５】
シールフィルム側の予張力要素２２の円周面３４は、エンボス構造体３６を含む。したがって、シールフィルム側では、予張力要素３４は、平滑なシェル表面から逸脱する（表面）トポグラフィを含む。予張力要素２２のエンボス構造体３６は、この例では、ネジ山先端部３８と単一のネジ山又は単一のネジ山溝４０とを有するネジ山３７として実現される。ネジ山３７のネジ山溝４０は、複数の完全な巻線４１と共に、２つの機械部品１２，１４の移動軸１６を中心に軸方向に延びる。ネジ山３７が多条ネジ方式でも実現できることは明らかである。この場合、ネジ山３７は、結果的に、移動軸１６を中心に螺旋状に互いに平行に延びるように配置された複数のネジ山溝４０を含む。予張力要素２２は、そのエンボス構造体３６によって、シールフィルム２６に対する径方向の接触圧力のために、弾性変形可能なシールフィルム２６にエンボス加工される。その結果、ネジ山溝４０を径方向に覆う領域やネジ山溝４０の内側に位置する領域に比べて、予張力要素２２のネジ山３７のネジ山先端部３８を覆う領域において、シールフィルム２６は第２の機械部品１４のシール面２４に対してより強く押圧される。結果として、シールフィルム２６は、エンボス構造体３６と相関するネジ山状の表面圧力列、すなわち接触圧力列４２によって、第２の機械部品１４の円筒状のシール面２４に当接する。予張力要素２２のエンボス構造体３６、ここではネジ山形状のものは、結果的に、シールフィルム２６の接触圧力列４２の形態でシール面２４に再現される。接触圧力列４２は、図１に破線によって図示されている。これらの線の空間密度は、単位面積当たりのシール面２４に対するシールフィルム２６の各接触圧力の程度と相関する。シール面に対するシールフィルムのネジ山状又は螺旋状の接触圧力列４２の結果として、シール隙間に配置された流体、例えば潤滑油は、シールフィルム２６とシール面２４との間の第２の機械部品１４の回転方向に応じて、シール装置２０の２つの側部Ｓ１、Ｓ２の一方へ軸方向に搬送される、すなわち軸方向に戻される。流体、すなわち潤滑剤が、例えばシール装置の右側部Ｓ２に格納されている場合、側部Ｓ１に漏れた流体は、第２の機械部品１４を移動方向Ｒに回転させた結果、シール装置１０の第２の側部Ｓ２に軸方向に戻すことができる。
【００３６】
予張力要素のエンボス構造体３６とシール面２４に対するシールフィルム２６の接触圧力列４２との相関は、予張力要素２２の弾性変形可能性に反比例し、シールフィルム２６の厚さ２８に反比例し、シールフィルムの変形性に比例する。したがって、予張力要素２２は、弾性変形可能性に関連して、シールフィルム２６の変形可能性及び厚さ２８に適合し、かつ予張力要素によって加えられる単位面積当たりの径方向張力に適合する。
【００３７】
予張力要素２２は、適切なプラスチック材料、特に熱可塑性樹脂、複合材料又は金属で構造することができる。予張力要素は、例えば、射出成形部品として、又は３Ｄ印刷で生成された部品として実現することができる。
【００３８】
図２は、他のシール構造１０を示す。シール構造１０は、図１に関連して先に説明したシール構造１０と実質的に異なり、シール装置２０は予張力要素２２及びシールフィルム２６と共に、他の構造要素とは別に実現される支持要素４４を付加的に備えており、支持要素により、予張力要素２２は、第１の機械部品１２上で径方向に支持される。支持要素４４は、第１の機械部品１２のシール保持構造の中又は上に固定され得る。
【００３９】
図３は、予張力要素２２が螺旋ばねとして実現されている点で図１に示すシール構造１０とは異なる他のシール構造１０を示す。第２の機械部品１４は、軸方向に前後に配置された螺旋ばねの巻線４１を通って延びている。螺旋ばねは、好ましくは金属から構造されるが、プラスチック材料から形成することもできる。螺旋ばねにより、回転シール構造１０を特に簡単な方法で組み立てることができる。さらに、低コストで回転シール構造を製造できるように、任意のサイズ及び様々な特性曲線を有する螺旋ばねが市販されている。シール装置２０が、弾性変形可能なシールフィルム２６を介して第１の機械部品１２のシール保持構造３２に専ら固定されているため、シール装置２０は全体として浮遊して取り付けられる。これにより、第２の機械部品１４の偏心（径方向の動き）を補償することが可能になる。これに加えて、２つの機械部品１２，１４の軸方向の相対移動は、結果としてシール装置２０のシール能力が損なわれることなく、シール装置２２によって吸収される。
【００４０】
図４は、シールフィルム２６がその軸方向端部３０の領域に（貫通）凹部４６を有するという点で図２に示すシール構造１０とは異なる他のシール構造１０を通る断面を示す。シール構造１０の高圧側のシール隙間、すなわちシール隙間４８の流体に圧力が加えられると、流体は軸方向に流れ、シールフィルム２６と予張力要素２２との間に配置された環状空間５０内に凹部４６を介して入る。その結果、シールフィルム２６の径方向に延びる端部３０上の望ましくない圧力勾配が回避される、すなわち均圧を実現できる。これに加えて、シールフィルム２６は、第２の機械部品１４のシール面２４に対して付加的に径方向に加圧された流体によって、圧力作動、すなわち加圧され得る。予張力要素２２のネジ山は、シール構造１０が高圧用途で使用される場合であっても、シールフィルム２６がシール方法で十分に機能するのを保証するために、径方向の円周シール又は環状ビード５２に一端において合流することができる。環状ビード５２は、ここでは半径を有する対称断面を含む。
【００４１】
図５は、予張力要素が環状ビード５２を有するエンボス構造体３６を備える点で図１に示すシール構造とは異なるシール構造１０の部分切欠き図を示す。環状ビードは、シール面２４に対するシールフィルム２６のそれぞれ所望の接触圧力列４２を設定するために、それらの高さ５４、それらの軸方向幅５６、シール面２４に対するそれらの側部フランク５８の各フランク角度α，β、及び各フランク形状（球状と平面状）を種々に設計することができる。図示する機械部品１４は、好ましくは、図５には示していない径方向外側の機械部品に対して並進的に移動可能である。シール構造の第１の側部Ｓ１を指し示す環状ビード５２の側部フランク５８の第１のフランク角度αの各々が、ここではシール構造又はシール装置の第２の側部Ｓ２を指し示す環状ビード５２の側部フランク５８の第２のフランク角度βよりも小さくなるように注意しなければならない。したがって、環状ビード５２は、非対称断面を有する。第２の機械部品１４が第１の機械部品（図示せず）に対して移動方向Ｒに移動すると、第１の側部Ｓ１のシール隙間１８内に配置された流体は簡単に戻ることができ、その結果、第２の側部Ｓ２に対して軸方向に戻ることができる。
【００４２】
図６は、第２の機械部品１４が第１の機械部品（図示せず、図１参照）に対して移動軸１６を中心に回転可能に調整可能なシール構造１０を示す。予張力要素２２のエンボス構造体の環状ビード５２は、それぞれ、シール面２４に対して様々なフランク角度α，βで傾斜して配置された側部フランク５８を含む。第２の機械部品１４が移動軸１６の周りに回転可能に調整されるとき、シール隙間１８に配置された流体のシール構造１０の第１の側部Ｓ１から第２の側部Ｓ２への戻し搬送を可能にするために、予張力要素２２の環状ビード５２は、ここでは予張力要素２２の周方向にジグザグ形状列を含む。図６に示すシール構造の場合の流体の戻し搬送が、２つの機械部品１２，１４が互いに対して並進移動可能に調整可能であっても可能になることは明らかである。
【００４３】
図７に示すシール構造１０によれば、環状ビード５２は、球状の非対称断面形状を少なくとも部分的に又は全体的に含むことができる。
【００４４】
図示していない例示的な実施形態によれば、シール構造は、外側を径方向にシールするシール装置２２を備えることもできる。この場合、シールフィルム２６は、径方向外側の機械部品１２のシール面２４に対して径方向外側に張力がかけられる。
【図１】
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【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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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年10月23日(2017.10.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動軸（１６）又はほぼ移動軸（１６）に沿って互いに対向し移動可能に配置された２つの機械部品（１２，１４）を有し、前記２つの機械部品（１２，１４）の一方がシール保持構造（３２）を実現すると共に、前記２つの機械部品（１２，１４）の他方がシール面（２４）を実現するシール構造（１０）であって、
前記２つの機械部品（１２，１４）の間で実現されるシール隙間（１８）の動的シールのために前記シール保持構造（３２）の上又は中に保持されるシール装置（２０）を含み、
前記シール装置（２０）は、シール要素と、前記シール要素から分離された予張力要素（２２）とを含み、前記予張力要素により、前記シール要素は、前記２つの機械部品（１２，１４）の他方における前記シール面（２４）に対して径方向に張力がかけられ、
前記シール要素は、弾性変形可能なシールフィルム（２６）によって形成され、
前記予張力要素（２２）は、前記シールフィルム側に環状ビード（５２）の形態のエンボス構造体（３６）を形成し、
前記環状ビード（５２）は、任意のフランク角度α，βで前記シール面（２４）に傾斜して配置された第１及び第２のフランク（５８）を含み、
前記エンボス構造体（３６）は、前記予張力要素（２２）の前記エンボス構造体（３６）に対応する接触圧力列（４２）によって前記シールフィルム（２６）が前記シール面（２４）に当接するように、前記シールフィルム（２６）内に押圧するシール構造。
【請求項２】
前記環状ビード（５２）は、前記予張力要素（２２）の周方向に波状又はジグザグ形状の列を含むことを特徴とする請求項１に記載のシール構造。
【請求項３】
前記予張力要素（２２）は、その断面を基準にして径方向に弾性変形可能又は剛性、すなわち、実質的に非変形可能であるように実現されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のシール構造。
【請求項４】
前記予張力要素（２２）は、プラスチック材料、複合材料、エラストマー材料、又は金属からなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のシール構造。
【請求項５】
前記シールフィルム（２６）は、シームレススリーブの形態で実現されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のシール構造。
【請求項６】
前記シール装置（２０）は支持要素（４４）を備えており、前記支持要素（４４）によって、前記予張力要素（２２）が、前記シール保持構造（３２）を含む前記機械部品（１２，１４）に固定及び／又は支持されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のシール構造。
【請求項７】
前記シールフィルム（２６）は、前記シール保持構造（３２）を含む前記機械部品（１２，１４）の方向に径方向に延びる端部（３０）を含み、前記端部は、好ましくは、前記２つの機械部品の一方における前記シール保持構造上に固定されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のシール構造。
【請求項８】
前記シールフィルム（２６）の前記端部（３０）は凹部（４６）を備え、前記凹部によって、前記シール隙間の高圧側が前記シールフィルム（２６）と前記予張力要素（２２）及び／又は前記支持要素（４４）との間に配置された空間（５０）に流体的に接続していることを特徴とする請求項９に記載のシール構造。
【請求項９】
前記シールフィルム（２６）は、ポリテトラフルオロエチレン又は他の弾性変形可能な材料、特にポリオレフィンからなることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のシール構造。
【請求項１０】
前記シールフィルム（２６）は、０．１５ミリメートルから２ミリメートルの間の厚さ（２８）を有し、前記厚さ（２８）は、好ましくは、前記可動に取り付けられた機械部品（１２，１４）の直径（Ｄ）に向けられていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のシール構造。
【請求項１１】
前記シール装置（２０）は、径方向に内部シール又は外部シールによって実現されることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のシール構造。
【請求項１２】
前記２つの機械部品（１２，１４）の一方は回転軸又は並進移動可能なピストンであり、前記２つの機械部品の他方は前記回転軸／前記ピストンを包囲するハウジング及び／又は軸受部品であることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載のシール構造。
【国際調査報告】
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