(57)【要約】      （修正有）【課題】シール部材の永続的な状態監視を可能にするシール部材およびシール装置を提供する。【解決手段】シール部材１は、機械要素４とハウジング５との間のギャップ３をシールするための少なくとも１つのシールリップ２を備えていて、弾性材料から成る基体６を含み、該基体は導電性に形成されており、該基体の外面は、電気絶縁性の材料から成るカバージャケット７によって少なくとも部分的に被覆されている。このようなシール部材を有したシール装置は、評価電子回路が設けられており、前記評価電子回路は前記基体と前記機械要素との間の電気容量を検出する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械要素（４）とハウジング（５）との間のギャップ（３）をシールするための少なくとも１つのシールリップ（２）を備え、弾性材料から成る基体（６）を含み、該基体（６）は導電性に形成されており、該基体の外面は、電気絶縁性の材料から成るカバージャケット（７）によって少なくとも部分的に被覆されている、シール部材（１）であって、
前記カバージャケット（７）は少なくとも、前記機械要素（４）と前記ハウジング（５）とに接触する前記基体（６）の領域に組み込まれていることを特徴とする、シール部材（１）。
【請求項２】
前記基体（６）はエラストマ材料から成っている、請求項１記載のシール部材。
【請求項３】
前記弾性材料には導電性粒子が含まれている、請求項１または２記載のシール部材。
【請求項４】
前記基体（６）には電気接触のためのコンタクトエレメント（８）が設けられている、請求項１から３までのいずれか１項記載のシール部材。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１項記載の少なくとも１つのシール部材（１）を含む、機械要素（４）とハウジング（５）との間のギャップ（３）をシールするためのシール装置（９）であって、
少なくとも前記機械要素（４）または前記ハウジング（５）の少なくとも一部は導電性であり、評価電子回路（２０）が設けられており、該評価電子回路（２０）は前記基体（６）と前記機械要素（４）または前記ハウジング（５）との間の電気容量（Ｃ）を検出することを特徴とする、シール装置（９）。
【請求項６】
前記評価電子回路（２０）は、容量測定装置（２３）と、メモリ（２１）と、出力装置（２２）とを有している、請求項５記載のシール装置。
【請求項７】
前記シール装置は支持体（１０）を有しており、該支持体（１０）は電気絶縁性の材料から形成されている、請求項５または６記載のシール装置。
【請求項８】
前記支持体（１０）には、前記評価電子回路に前記コンタクトエレメント（８）を電気的に接続するための装置（１１）が設けられている、請求項７記載のシール装置。
【請求項９】
前記シール装置（９）は、前記支持体（１０）のそれぞれ１つの軸方向端面（１２）に組み込まれている２つのシール部材（１）を有しているので、前記シール装置（９）は双方向でシールしている、請求項５から８までのいずれか１項記載のシール装置。
【請求項１０】
前記シール装置（９）はロッドシール部材である、請求項５から９までのいずれか１項記載のシール装置。
【請求項１１】
前記シール装置（９）はラジアル軸シール部材である、請求項５から１０までのいずれか１項記載のシール装置。
【請求項１２】
前記シール装置（９）はロッドコンパクトシール部材である、請求項１０または１１記載のシール装置。
【請求項１３】
請求項６から１２までのいずれか１項記載のシール装置（９）を監視する方法であって、
ａ）前記基体（６）と前記機械要素（４）または前記ハウジング（５）との間の容量（Ｃ）を前記容量測定装置（２３）によって測定するステップと、
ｂ）前記測定値（Ｃ）を、前記メモリ（２１）内に記憶された少なくとも１つの閾値（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）と比較するステップと、を有し、
前記ステップａ）とｂ）とを所定の時間間隔で繰り返し行い、
ｃ）少なくとも１つの閾値（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）が超過されると、前記出力装置（２２）によって情報を出力するステップを有している、
シール装置（９）を監視する方法。
【請求項１４】
前記ステップａ）を初めて実施する前に、前記容量測定装置（２３）の較正を行う、請求項１３記載のシール装置を監視する方法。
【請求項１５】
ステップｃ）で発注要求を出力する第１の閾値（Ｃ１）が規定されていて、かつ／または
ステップｃ）で交換要求を出力する第２の閾値（Ｃ２）が規定されていて、かつ／または
ステップｃ）で停止要求を出力する第３の閾値（Ｃ３）が規定されている、
請求項１３または１４記載の、シール装置を監視する方法。
【請求項１６】
機械要素（４）とハウジング（５）との間のギャップ（３）をシールするためのシール装置（９）であって、請求項１から４までのいずれか１項記載の少なくとも１つのシール部材（１）を含むシール装置（９）において、
少なくとも前記機械要素（４）または前記ハウジング（５）の少なくとも一部は導電性であり、評価電子回路（２０）が設けられており、該評価電子回路（２０）は、誘電分光法により前記カバージャケット（７）の誘電特性を検出することを特徴とする、シール装置（９）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シール部材であって、機械要素とハウジングとの間のギャップをシールするための少なくとも１つのシールリップを備えていて、弾性材料から成る基体を含むシール部材に関する。本発明はさらに、機械要素とハウジングとの間のギャップをシールするためのシール装置であって、少なくとも１つのシール部材を有しているシール装置に関する。本発明はさらに、シール装置を監視する方法に関する。
【０００２】
背景技術
シール部材、特に動的負荷をかけられるシール部材は所定の耐用期間中に摩耗し、様々な摩耗現象が現れる。材料疲労により、シール部材の接触応力は低下し、また押圧力も減少する。摩耗と硬化特性とによりシール部材の寸法は変化する。このような過程は、まずはシールシステムの漏れに、ひいてはシールシステムの故障に通じる。
【０００３】
シール部材の漏れを監視するために、シール部材に漏れ監視のための装置を組み込むことが公知である。独国特許発明第１０２００７００７４０５号明細書により、動的なシールエレメントの摩耗状態を検知する電気的装置が公知である。このシールエレメントは、導電区分と非導電区分とを有し、非導電区分はシールしたい機械要素に接触している。この機械要素も導電性である。シールエレメントの摩耗により非導電シール材料が摩耗するので、導電シール材料が前記機械要素に接触する。この際に回路が閉じられ、シールエレメントが摩耗したことを検出することができる。このような構成は、緩やかな状態変化を検出できないという欠点を有している。摩耗限界に達成したこと、そしてシールエレメントを交換しなければならないことを検出できるだけである。
【０００４】
課題提起
本発明の根底を成す課題は、シール部材の永続的な状態監視を可能にするシール部材およびシール装置を提供することである。また、この状態監視をするための方法も記載したい。
【０００５】
技術的解決手段
この課題は請求項１に記載の特徴により解決される。好適な構成は従属請求項に記載されている。
【０００６】
この課題を解決するために、シール部材の基体は導電性に形成されており、該基体の外面は、電気絶縁性の材料から成るカバージャケットによって少なくとも部分的に被覆されている。この場合、カバージャケットは基体の外輪郭に沿って設けられている。カバージャケットはこの場合、比較的薄い厚さを有しており、基体に面的に接触している。測定原理は、シール部材の基体と機械要素との間に、またはシール部材の基体とハウジングとの間に電圧をかけ、これら構成要素間の容量を検出するというものである。電気的容量に主に影響を与える値は、この場合カバージャケットである絶縁媒体の電気的定数、ならびに機械要素に対して相対的な基体の面積、機械要素と基体との間の間隔である。摩耗の増大によりカバージャケットの厚さが変化すると、したがってこれら要素間の電気的容量も変化し、これを適切な評価電子回路によって検出することができる。評価電子回路は、容量測定装置と、メモリと、例えばランプ、プリンタ、モニタディスプレイのような出力装置とを有していてもよい。このような構成により、緩やかな変化および緩やかな摩耗も検出可能である。これによりシール部材、シール装置、およびシール機能の永続的な状態監視が可能である。永続的な状態監視に基づき、シール部材が故障する前に適切な時点で警告することができ、したがってシール装置の漏れを回避することができる。本発明によるシール部材の構成は、動的な負荷により摩耗を受ける全てのシールシステムで使用可能である。本発明は、短絡測定に基づく摩耗センシングシステムに対して有利でもある。短絡測定ではシールシステムの寸法を、寸法変化に合わせて極めて正確に時間に関して調整しなければならないからである。したがって信号も、漏れの極めて直前にしか発せられない。しかしながら組み込み状態は各システムでは異なっていることがあり、例えば別の寸法または別の押圧であったりもするので、各システムを多大な手間をかけて互いに調整しなければならない。さもないと漏れが信号発信前に既に生じる恐れがあるからである。本発明における利点は、寸法変化に合わせるこのような調整が必要なく、シールシステムを容量測定により多様な使用例に合わせて較正することができることにある。
【０００７】
カバージャケットは少なくとも、機械要素とハウジングとに接触する基体の領域に組み込まれていてもよい。この場合、カバージャケットは基体の外面を完全に取り囲んでいてもよい。別の構成では、基体の領域を未被覆のままにしてもよい。この場合考えられるのは特に、シールギャップの方向に向いている領域であって、機械要素にもハウジングにも接触していない領域である。カバージャケットは好適には材料接続的に基体に結合されている。
【０００８】
基体はエラストマ材料から成っていてもよい。シール部材の使用目的に応じて、この場合特に有効なシール材料はＮＲ、ＥＰＤＭ、ＥＶＭ、ＥＣＯ、ＣＲ、ＮＢＲ、ＸＮＢＲ、ＡＣＭ、ＡＥＭ、ＨＮＢＲ、ＸＨＮＢＲ、ＦＫＭ、ＦＦＫＭ、ならびにこれらの材料の混合物が考慮される。さらには、熱可塑性エラストマならびに熱可塑性プラスチックの、基体の材料としての使用も考えられる。
【０００９】
好適にはカバージャケットは、エラストマ、熱可塑性材料、またはＰＴＦＥから成っている。エラストマから形成されたカバージャケットは、類似材料であることに基づき、材料接続的に特に良好に基体に付着する。熱可塑性材料は特に簡単に射出成形により基体に一体成形することができ、材料接続的に基体に付着する。しかしながら形状接続的な結合により付着を形成してもよい。この関連では特に、基体のジオメトリックな形状付与による機械的な係合により結合を形成することが考えられる。しかしながら両場合とも付着は接着促進剤により実現することができる。ＰＴＦＥから成形されるカバージャケットは、特に僅かな静摩擦係数と高い化学的耐性を有している。さらにＰＴＦＥから成るカバージャケットは特に耐摩耗性である。ＰＴＦＥから成るカバージャケットの基体への結合のために場合によっては接着促進剤が使用される。この場合も、形状接続的な結合が考えられる。それぞれ重要であるのは、カバージャケットの材料は電気絶縁性であり、基体の材料は導電性であるということである。
【００１０】
弾性材料は導電性粒子を含んでいてもよい。この関連では、弾性材料に炭素粒子または金属粒子を混合させることが特に考えられる。炭素粒子は例えば導電カーボン、グラファイト、炭素繊維、またはカーボンナノチューブである。金属粒子は例えば、特殊鋼繊維、金属繊維、金属パウダ、例えば銀コーティングされた銅フレークのようなコーティング金属パウダである。金属粒子はアルミニウムまたは酸化鉄から成っていてもよい。炭素粒子および金属粒子は導電性であり、基体の弾性材料を全体として導電性とするように作用する。
【００１１】
基体には電気的接触のためのコンタクトエレメントが設けられていてもよい。この場合、コンタクトエレメントは好適には、基体の確実な電気接触が得られるように、かつ接触ができるだけ僅かな抵抗で行われるように形成されている。この関連では特に、コンタクトエレメントがプレート状に形成されていて、基体に面接触していることが考えられる。この場合、コンタクトエレメントは好適には、シール部材の組み込み状態で、ハウジングと機械要素との間のギャップに組み込まれていて、ハウジングにも機械要素にも接触していない基体の領域に接触している。選択的に、コンタクトエレメントは皿ばねの形態で形成されていてもよい。
【００１２】
機械要素とハウジングとの間のギャップをシールするための本発明によるシール装置は、少なくとも１つのシール部材と、このシール部材の基体と機械要素またはハウジングとの間の電気的容量を、すなわちシール点の領域におけるシール部材のカバージャケットの容量を検出するための評価電子回路とを含む。評価電子回路は、容量測定装置と、メモリと、例えばモニタディスプレイのような出力装置とを有していてもよい。
【００１３】
少なくとも機械要素またはハウジングは本発明によれば導電性である。機械要素またはハウジングが導電性でなければならないかどうかは、シール部材がハウジングまたは機械要素に取り付けられているかどうかにかかっている。シール部材がハウジングに取り付けられているならば、機械要素は導電性でなければならない。シール部材が機械要素に取り付けられているならば、ハウジングは導電性でなければならない。この場合、それぞれ他方の構成要素が導電性であってもよい。シール部材の、特にその摩耗の状態監視のために、機械要素またはハウジングとシール部材の基体との間に電圧がかけられ、これにより電気的容量が検出可能である。これは評価電子回路によって検出される。さらには、評価電子回路は電気的容量の緩やかな変化、容量のいわゆるドリフトも検出することができる。電気的容量の変化は、例えばカバージャケットの摩耗による寸法変化により生じる。
【００１４】
評価電子回路において容量の傾向線が、すなわち容量の傾向が評価されると、いつ所定の閾値に達するかを予想することができる。
【００１５】
さらに、容量の変化の程度を、すなわち容量の最初の時間的微分を評価電子回路で検出することができ、評価に影響を与えることができる。したがって、例えば容量が著しく増加した場合、警告を発することができる。
【００１６】
上述したアプローチにより好適には、シール装置の永続的な状態監視、および保守整備作業の長期的な計画が可能となる。
【００１７】
容量の測定と、シール部材の状態、特にシール部材の摩耗の推定とは、このような測定および推定が相対測定として形成されていてもよいという利点を有している。すなわち、組み付けの際に新しいシール部材の容量を測定し、この容量の測定値に対して相対的に、摩耗が許容できないほど大きくなるときの閾値が規定される。選択的に、記憶されている閾値を、最初に測定した容量に基づき較正することができる。両者の場合とも絶対的な閾値が規定されないので、シール部材のカバージャケットの製造において、カバージャケットの特性、例えば厚さにおける誤差を許容できる。
【００１８】
評価電子回路では、メモリにおける規定された容量測定値に、シール部材の所定の状態値、特に摩耗値が対応させられている。記憶される値は、実験により、かつ／または計算により規定されてもよい。
【００１９】
シール部材の摩耗のほか、材料の変質によっても漏れが生じる場合がある。このような漏れは、絶縁層における変化により生じる。このようなことは特に、シールしたい媒体が、シール部材の材料を化学変化により変質させる場合に生じる。材料の変質は、シール部材の固化する特性の変化においても見られ、このことも状況によっては漏れに通じる恐れがある。シール装置の好適な別の構成では、このような変質過程を測定することもでき、評価電子回路がこのために誘電分光法を行う。誘電分光法は、材料の、この場合絶縁層の誘電特性を検出するインピーダンス分光法の方法である。この場合、インピーダンス、すなわち材料の交流抵抗は、周波数の関数として規定される。インピーダンスは材料の変質の尺度である。
【００２０】
すなわち本発明は、容量の純粋な測定に対して選択的にまたは付加的に、周波数の変化により、材料の誘電特性をモニタし、これにより材料状態に関するさらに十分な情報を得るという可能性を含むことができる。印加電場Ｅにより、材料中の電荷キャリアの変位Ｄが生じる。その強度は、材料の誘電定数または誘電率εにより決定される。
【００２１】
Ｄ＝εε０Ｅ
交番電界の使用のもとでは、εは複素値であり、複素誘電率ε＊とも呼ばれる。全ての複素値と同様に、ε＊は実部と虚部とから成り、この場合、実部はε’であり、印加電場を含む位相にある誘電応答の部分と言われ、ε’’は位相にない虚部である。
【００２２】
材料の誘電特性は、材料構造に直接関係があり、これにより材料の誘電応答を生じさせる根底にある過程にも直接関係がある。複素誘電率ε＊（ω）の、外部電場の角振動数ωへの、ならびに温度および圧力への依存性は、以下のメカニズムにより説明することができる。
【００２３】
１）分子双極子の微視的揺らぎ
２）可動電荷キャリアの動き（電子またはイオンの拡散）
３）付加的な分極となる界面の電荷分離
この分極は、一方では内側界面の中規模領域で生じる可能性があり（Maxwell/Wagner/Sillars-Polarisation）、かつ／またはサンプルと外側の電極との間の接触部で大規模に生じる可能性がある。分極の寄与はこの場合、分子メカニズムによる作用を複数オーダ分上回っている。
【００２４】
上記各プロセスは、複素誘電関数の実部および虚部の比温度依存性および比周波数依存性を有していて、したがって材料の実際の分子状態を良好に特徴付けるために利用することができる。この付加的な情報は、分子システムの構造と構成のための価値のある情報を提供することができる。
【００２５】
上記方式では、印加電圧はできるだけ低くすべきであり、周波数範囲は変化させられる。複素誘電関数の実部と虚部とが取り込まれ、別の実施形態では、誘電係数Ｍも特性値として用いることができる。測定値における変化は、当業者に公知のモデル関数（例えば、Cole-Cole、Havriliak-Negami）を用いた詳しい評価により、構造の変化に明確に対応させることができる。
【００２６】
シール装置は、好適な別の構成ではさらに支持体を有していてもよく、該支持体は電気絶縁性の材料から形成されている。この関連では、支持体が熱可塑性プラスチックから成っていることが特に考えられる。支持体は一方では構成スペースにおいて基体を支持していて、他方では、カバージャケットによって被覆されていない基体の領域が、ハウジングおよび／または機械要素に接触するのを阻止する。
【００２７】
支持体には好適には、評価電子回路にコンタクトエレメントを電気的に接続するための装置が設けられている。この場合、一方では、基体のコンタクトエレメントとの電気的な接続が形成され、これは支持体の導電区分の摩擦接続的な接触を介して行うことができ、また他方では評価電子回路との電気的な接続が形成される。このために支持体には例えば配線のケーブルラグとの簡単な接続を可能にする接続舌片が設けられていてもよい。
【００２８】
好適な構成では、シール装置は、支持体のそれぞれ１つの軸方向端面に組み込まれている２つのシール部材を有しているので、シール装置は双方向でシールしている。このような形式のシール装置は、シール装置がロッドシール部材である場合に特に好適である。この場合、ハウジングは例えばシリンダハウジングであり、ロッドはピストンである。シール装置は、媒体が充填されたギャップをシールしている。媒体の選択は各使用目的に依存しており、トランスミッション液のような潤滑剤媒体や油圧液を含むことができる。しかしながら、食品技術の媒体、特に充填技術分野で公知の媒体、例えば牛乳やレモネード、ビール、およびその洗浄媒体、いわゆるＣＩＰ／ＳＩＰ洗浄媒体も考えられる。
【００２９】
しかしながら、永続的な状態監視および漏れ監視が行われる本発明によるシール装置は、成形されたシールリップを備えた全ての動的なシールシステムにおいて広く好適である。このようなシールシステムにはとりわけ、ラジアル軸シール部材のように、少なくとも１つの規定されたシールリップを有しているシール部材が含まれる。しかしながらこのシール部材は、プロフィールシール部材、フラップシール部材、またはＸリングとして形成されていてもよい。
【００３０】
本発明はさらに、上述したように、シール装置を監視する方法にも関し、この方法は以下のステップを有している。
第１のステップでは、シール装置の構造に応じて、基体と機械要素との間または基体とハウジングとの間の容量を容量測定装置によって測定する。次いで、この測定値と、メモリ内に記憶された少なくとも１つの閾値との比較を行う。少なくとも１つの閾値が超過されると、第３のステップで、出力装置によって情報の出力が行われ、この際、各閾値には各情報を対応させることができる。この場合、特に、新しいシール部材を発注するために、発注要求を出力する第１の閾値を規定することができ、かつ／またはシール部材を交換するために、交換要求を出力する第２の閾値を規定することができ、かつ／またはシール部材の全体的な故障、場合によっては臨界的な結果を回避するために、停止要求を出力する第３の閾値を規定することができる。
【００３１】
誘電分光法による測定のために、この方法を同様に使用することができる。
【００３２】
上記発明と、本発明の上記有利な別の構成とは、技術的に有利であるならば互いに組み合わされて本発明の好適な別の構成を成す。
【００３３】
本発明のさらなる利点および構造的かつ機能的な観点で有利な構成に関しては従属請求項ならびに添付の図面につき説明した実施例が参照される。
【００３４】
実施例
本発明は、添付の図面を参照してさらに詳しく説明される。互いに相当するエレメントおよび構成部材には図面において同じ符号が付与されている。図面を見易くするために、縮尺の忠実性は省かれている。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】シール部材の断面図である。
【図２】双方向のシール装置を示す図である。
【図３】単方向のシール装置を示す図である。
【図４】支持体を示す図である。
【図５】ラジアル軸シールリングを示す図である。
【図６】概略的に示した評価電子回路を備えた図１のシール部材を示す図である。
【図７】概略的に示した評価電子回路を備えた図２のシール装置を示す図である。
【図８】概略的に示した評価電子回路を備えたコンパクトシール部材を有するシール装置示す図である。
【図９】時間経過に関して摩耗と容量とを示す図である。
【００３６】
図１には、機械要素４とハウジング５との間のギャップ３をシールするシールリップ２を備えたシール部材１が示されている。シールリップ２は、半径方向の予荷重により密に機械要素４に当接している。シール部材１は外周側では、ハウジング５の環状の溝１３内に収容されていて、ハウジング５に定置に固定されている。
【００３７】
シール部材１は、エラストマ材料、この実施例ではＥＰＤＭから形成される弾性的な材料から成る基体６を含む。基体６は、導電カーボンの形態の導電性粒子を含んでいて、導電性である。ＤＩＮ  ＩＥＣ  ６００９３により規定されている、導電性粒子を含む基体６の比電気抵抗率は、１Ｅ＋０１Ωｘｃｍ２／ｃｍ〜１Ｅ＋０７Ωｘｃｍ２／ｃｍである。例えばＥＰＤＭから成る基体６は、７．３Ｅ＋０３Ωの抵抗率と、７．３Ｅ＋０５Ωｘｃｍ２／ｃｍの比電気抵抗率とを有している。
【００３８】
基体６は外側で部分的に、電気絶縁材料から成るカバージャケット７により覆われている。この実施例ではカバージャケット７はＰＴＦＥから成っていて、接着促進剤を介して基体６に材料接続的に結合されている。この場合、カバージャケット７は、機械要素４とハウジング５とに接触する基体６の領域に組み込まれている。カバージャケット７の厚さは好適には０．５ｍｍである。０．０１ｍｍ〜１ｍｍの、好適には０．１ｍｍ〜０．６ｍｍの厚さが考えられる。ギャップ３に面した基体６の軸方向端面における区分１２はカバージャケット７によって覆われていない。０．０１ｍｍの範囲の僅かな層厚さを考えると基本的に、カバージャケット７が、例えば潤滑剤ラッカとしてのコーティングから形成されていることが考えられる。
【００３９】
基体６には電気的接触のためのコンタクトエレメント８が設けられている。コンタクトエレメント８は皿ばねとして形成されていて、カバージャケット７によって被覆されていない基体６の区分１２に接触している。
【００４０】
図２には、機械要素４とハウジング５との間のギャップ３をシールするためのシール装置９が示されている。この構成ではシール装置はロッドシールとして形成されている。ハウジング５はシリンダハウジングであり、機械要素はロッド、もしくはピストンである。シール装置９は、媒体が充填されたギャップ３をシールしている。シール装置９はこの場合、双方向のシール装置９として構成されていて、図１のシール部材１を２つ有しており、シールリップ２は軸方向で逆を向いている。両シール部材１は、溝１３に配置された支持体１０に支持されている。この場合、シール部材１は支持体１０の軸方向端面１２に組み込まれている。支持体１０は電気絶縁材料から構成されている。
【００４１】
支持体１０には、評価電子回路にコンタクトエレメント８を電気的に接続するための装置１１が設けられている。この場合、この装置１１はコンタクトエレメント８に導電接続していて、コンタクトラグの形態の、半径方向外側に向かって突出している接続エレメント１４を有している。
【００４２】
機械要素４とハウジング５の少なくとも一部とは導電性であり、評価電子回路は基体６と機械要素４との間の、かつ／または基体６とハウジング５との間の電気容量を検出する。
【００４３】
図３には、図２のシール装置９が示されている。しかしながらこの装置では、１つのシール部材１しか設けられていないので、このシール装置は単方向のシール装置９である。この構成は、ラジアル軸シール部材として特に適している。
【００４４】
図４には、接続エレメント１４を備えた支持体１０が詳しく示されている。
【００４５】
選択的な構成では、シール装置９はラジアル軸シール部材１である。この構成ではシールは回転軸の周りで行われる。この場合、シールリップ２にはカバージャケット７が設けられていてもよく、このカバージャケット７は、耐用期間の経過において摩耗され、導電性の基体６を軸４に接触させる。このような形式のラジアル軸シールリング１は図５に示されている。
【００４６】
別の選択的な態様では、非エラストマ材料から成るカバージャケット７および基体６を含む非エラストマセンサ体が設けられている。このセンサ体は、押圧エレメント、例えば支持Ｏリング、または押圧作用を有する別のエラストマ押圧エレメントと協働する。
【００４７】
図６には、図１のシール部材が、概略的に示された評価電子回路と共に示されている。
【００４８】
図７には、図２のシール装置が、概略的に示された評価電子回路と共に示されている。
【００４９】
図８には、機械要素４とハウジング５との間のギャップ３をシールするシールリップ２を備えたシール部材１が示されている。シールリップ２は、ハウジング５に密に当接している。シール部材１は内周側では、機械要素４の切欠内に収容されていて、機械要素４に定置に固定されている。
【００５０】
シール部材１は、弾性材料から成る基体６を有しており、導電性粒子を含んでいる。基体６の外面は部分的に、電気絶縁材料から成るカバージャケット７により覆われている。
【００５１】
図６および図７にはそれぞれ、評価電子回路２０の測定回路が略示されていて、この評価電子回路は図８の実施例のように構成されていてもよい。評価電子回路２０は、交流電源Ｕを備えた容量測定装置２３を含む。シール装置９には交流電圧Ｕがかけられ、シール点の領域における容量Ｃが測定される。評価電子回路２０はさらに、少なくとも１つの閾値が記憶されているメモリ２１と、例えばＬＥＤのような有色の発光素子、プリンタ、またはモニタのような、情報を出力するための出力装置２２とを含む。容量測定装置２３、メモリ２１、出力装置２２は、データ転送技術的に互いに接続されている。出力装置２２は、サーバへのデータ接続部としても構成することができる。サーバにより測定値が処理され、Ｅメール、ニュースレター、またはアプリケーションのような一般的に公知のコミュニケーションツールを利用して情報が送られる。情報により、機械オペレータまたは機械責任者に、例えば新しいシール部材を発注する、またはシール部材を交換する、または安全性に危険がある場合にはシール部材が装着された機械を停止させるといった、取り扱い指示を伝えることができる。サーバへの接続により、交換部品の自動発注、保守サービスの自動スケジューリング等のような、インダストリー４．０の範疇で知られている使用も可能である。シール装置が装着されている機械が供給する別の機械データに経年摩耗を関連付けることもできる。このような評価に基づき、例えばシール装置の最適化または機械の運転条件の適合を行うことができる。
【００５２】
図９には、シール装置９で測定された容量Ｃと、シール部材１のシールリップ２の領域におけるカバージャケット７で生じた摩耗Ｘとの関係が、時間ｔに関して示されている。下の曲線は容量Ｃを示していて、上の曲線は摩耗Ｘを示している。容量Ｃと摩耗Ｘとの直接的な関係に基づき、測定された容量Ｃから実際の摩耗Ｘを推定することができる。
【００５３】
新しいシール部材１を組み付けたときは、時点ｔ＝０で容量のスタート値Ｃが測定される。この時点ｔ＝０ではまだ摩耗Ｘは生じておらず、Ｘ＝０である。容量Ｃの測定は継続的にまたはほぼ継続的に、すなわち一定のサイクルで行うことができる。選択的に測定は、規定された時点ｔｉで行われてもよい。この時点は予め、シール部材およびシール装置の構造および使用に応じて規定することができる。容量Ｃの各測定後、測定値と、評価電子回路２０のメモリ２１内に記憶された閾値との比較が行われる。これにより、図示した実施例では時点ｔ１で達する第１の閾値Ｃ１を規定することができる。比較後、シール部材１の既に進行した摩耗Ｘに基づき、新しいシール部材１を発注すべきであるという情報を出力することができる。単なる情報の出力に対して選択的にまたは付加的に、新しいシール部材１を直接発注することもできる。その後の時点ｔ２では第２の閾値Ｃ２に到達する。この閾値は臨界摩耗状態Ｘ２に相当する。この進行した摩耗状態Ｘ２では、シール部材１の交換を行うべきであるという情報を出力することができる。単なる情報の出力に対して選択的にまたは付加的に、既知の公認のサービス業者に直接修理を依頼させることもできる。シール部材１の交換が行われない場合は、その後の時点ｔ３で第３の閾値Ｃ３に達する。この時点では摩耗Ｘは高臨界的かつ危険な量まで進行している。測定値の評価後、シール装置９はそれ以上使用すべきではないという情報を出力することができる。選択的かつ／または付加的に、評価電子回路２０を保護のために遮断することができる。シール装置９のさらなる作動に際し安全性の危険が生じた場合、シール装置９が装着されている機械を制御して停止させることもできる。閾値Ｃ１およびＣ３は自由選択とみなされる。いずれにせよ閾値Ｃ２は存在しているのが望ましい。
【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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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
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