(57)【要約】【解決手段】本発明は、流動性の媒体に曝された内側室から導出される、回転するシャフトを密閉するための、ラジアルシャフトシールに関し、外側室に対して、この内側室を密閉するために、このラジアルシャフトシールが、シールハウジングと、このシールハウジング内において配設された、密閉リップを用いてシャフトに密閉的に当接する、リング形状の少なくとも１つの密閉体と、密閉体を、シールハウジング内において位置決めする、リング形状の、金属性の少なくとも１つの支持体とを有している。本発明の根底をなす課題は、ラジアルシャフトシールを発展させることであり、このラジアルシャフトシールが、冷却剤ポンプ内において、摩擦損失および漏洩損失を、現今の従来技術に比して明確に低下し、静止漏洩を高い信頼性で回避し、最終的な製造における製造コストおよび組み付けコストを明確に低減し、且つ、高い信頼性と耐用期間を明確に増大する。本発明に従うラジアルシャフトシールが、例えば特に、支持体１３がプラスチック密閉体９をシールハウジング５の後方壁６に対して押圧し、且つ、この支持体１３がシールハウジング５内において、締り嵌めによって接合されており、且つ、そこで、それに加えて溶接されていることは可能であり、その際、支持体１３において、位置決め円筒部外側シェル２２を有する位置決め円筒部２１が配設されており、この位置決め円筒部外側シェルの上に、締り嵌めを用いて、エラストマー密閉体８を有するエラストマー密閉体位置決めキャップ２３が、このエラストマー密閉体８が、支持体１３の支持ウェブ押圧フランジ１９に当接し、且つ、自由に担持する支持湾曲ウェブ３３を有するように配設されており、この支持湾曲ウェブの圧力室側の端部において、エラストマー密閉リップ１０が配設されており、その際、エラストマー密閉体８の外側周囲における支持湾曲ウェブ３３の上の中央に、外側溝部３４内において、コードスプリング３５が配設されていることによって特徴付けられている。
2021535980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動ケーシング（２）の穿孔内において配設された、後方壁（６）とこの後方壁（６）内において配設されたシャフト貫通穿孔（７ａ）とを備える金属性のシールハウジング（５）を有する、外部空間（４）、即ち大気雰囲気に対して、作動ケーシング（２）の流動性の媒体によって充填された圧力室（１）から導出される、回転するシャフト（３）を密閉するための、ラジアルシャフトシールであって、
その際、このシールハウジング（５）内において、圧力室側に、エラストマー密閉リップ（１０）を有するエラストマー密閉体（８）が、および、外部空間側に、ＰＴＦＥから成る、プラスチック密閉リップ（１１）を有するプラスチック密閉体（９）が、これら密閉リップが直接的にこのシャフト（３）に、または、このシャフト（３）の上に回転不能に配設された走行スリーブ（１２）に当接するように配設されており、
その際、両方のこれら密閉体が、即ち、前記エラストマー密閉体（８）と前記プラスチック密閉体（９）とが、前記シールハウジング（５）に対するこれら密閉体の位置において、リング形状のシャフト貫通穿孔（７ｂ）を備える、金属性の少なくとも１つの支持体（１３）を用いて正確に位置決めされている、
様式の上記ラジアルシャフトシールにおいて、
−前記後方壁（６）における前記シャフト貫通穿孔（７ａ）の領域内において、前記圧力室（１）の方向に円錐台形に、２５°から３８°までの範囲内における当接円錐角度βのもとで傾斜された、密閉体当接フランジ（１４）が配設されていること、
−前記支持体（１３）に、円筒形の支持体ウェブ外側縁部（１６）を有する支持体ウェブ（１５）が配設されており、
その際、この支持体ウェブ外側縁部（１６）の直径が、前記シールハウジング（５）の所属して設けられた内側壁部（１７）の直径に対して、過大な寸法を有しており、従って、最終組み付け状態において前記プラスチック密閉体（９）を前記後方壁（６）に対して押圧する前記支持体（１３）が、前記シールハウジング（５）内において、締り嵌めによって接合されており、および、
−前記支持体（１３）に、この支持体（１３）の前記シャフト貫通穿孔（７ｂ）の領域内において、前記圧力室（１）の方向に円錐台形に、３４°から３９°までの範囲内における押圧円錐角度αのもとで傾斜された、支持ウェブ押圧フランジ（１９）が配設されており、
この支持ウェブ押圧フランジが、この支持ウェブ押圧フランジの自由な圧力室側の端部において、支持フランジ縁部（２０）を有しており、および、
−前記支持体（１３）における、前記支持体ウェブ（１５）と前記支持ウェブ押圧フランジ（１９）との間に、位置決め円筒部外側シェル（２２）を有する位置決め円筒部（２１）が配設されていること、および、
−この位置決め円筒部外側シェル（２２）の上に、締り嵌めを用いて、エラストマー密閉体位置決めキャップ（２３）の円筒形の位置安定キャップ内側シェル（２４）が配設されており、このエラストマー密閉体位置決めキャップが、円筒部キャップ（２５）から成っており、この円筒部キャップに、圧力室側で、剛固に密閉体収容ウェブ（２６）が配設されていること、および、
−前記エラストマー密閉体（８）が密閉体位置決め円筒部（２７）を有しており、このエラストマー密閉体が、このエラストマー密閉体の内側シェル（３０）によって、前記円筒部キャップ（２５）の上で、半径方向に、このエラストマー密閉体が、同時に、このエラストマー密閉体の内側シェル（３０）に配設され前記密閉体収容ウェブ（２６）に所属して設けられたアンダーカット部（３１）を用いて、前記密閉体収容ウェブ（２６）に結び付けられているように、締め付けられていること、および、
−このエラストマー密閉体位置決めキャップ（２３）の上に配設された、前記エラストマー密閉体（８）が、最終組み付け状態において、このエラストマー密閉体の端側面（２８）によって、前記支持体ウェブ（１５）に、前記密閉体位置決め円筒部（２７）に配設された外側シェル（２９）が同時にシールハウジング（５）内において弾性的に締め付けられているように当接していること、および、
−前記密閉体位置決め円筒部（２７）に引き続く、前記エラストマー密閉体（８）の当接領域（３２）が、平面状に前記支持ウェブ押圧フランジ（１９）に当接し、その際、このエラストマー密閉体（８）が、この当接領域（３２）の後、前記支持フランジ縁部（２０）の領域内において、自由に担持する支持湾曲ウェブ（３３）に移行し、
この支持湾曲ウェブの圧力室側の端部において、その場合に、前記エラストマー密閉体（８）に、前記エラストマー密閉リップ（１０）が配設されており、このエラストマー密閉リップが、前記シャフト（３）、または、このシャフト（３）の上で回転不能に配設された前記走行スリーブ（１２）に当接していること、
−前記エラストマー密閉体（８）の外側周囲における前記支持湾曲ウェブ（３３）の上の中央に、外側溝部（３４）が配設されており、この外側溝部内において、コードスプリング（３５）が配設されており、このコードスプリングが、前記エラストマー密閉体（８）の前記当接領域（３２）を、前記支持ウェブ押圧フランジ（１９）に対して、および、同時に、直線形状の前記エラストマー密閉リップ（１０）を、前記シャフト（３）もしくは回転不能にこのシャフト（３）の上で配設された前記走行スリーブ（１２）に対して押圧すること、および、
−前記支持体（１３）と、前記プラスチック密閉体（９）と、前記シャフト（３）もしくは前記走行スリーブ（１２）との間に、潤滑チャンバー（３６）が配設されており、この潤滑チャンバー内において、潤滑媒体（３７）が配設されていること、
を特徴とするラジアルシャフトシール。
【請求項２】
前記支持体（１３）の前記支持体ウェブ（１５）は、前記接合された状態において、
この支持体（１３）と前記シールハウジング（５）との間の縁部領域内において配設された１つ／複数の溶接継ぎ目（１８）を用いて、これに伴って、摩擦係合的にだけでなく、それに加えて、材料一体的にも、シールハウジング（５）と結合されていること、
を特徴とする請求項１に記載のラジアルシャフトシール。
【請求項３】
前記支持体（１３）と前記シールハウジング（５）との間に配設された、前記溶接継ぎ目（１８）は、レーザー溶接継ぎ目として構成されていることを特徴とする請求項２に記載のラジアルシャフトシール。
【請求項４】
前記支持体（１３）における前記プラスチック密閉体（９）の位置安定のために、前記支持体ウェブ（１５）の周囲において、プラスチック密閉体側の連行円錐体が配設されており、これら連行円錐体が、例えば、位置決めノッチ（３９）によって形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のラジアルシャフトシール。
【請求項５】
前記潤滑チャンバー（３６）内において、潤滑媒体（３７）として、ＰＴＦＥグリースが配設されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のラジアルシャフトシール。
【請求項６】
前記シャフト（３）の上に回転不能に配設された前記走行スリーブ（１２）を有するラジアルシャフトシールにおいて、
前記走行スリーブ（１２）が、特殊鋼から成り、且つ、１２００ＨＶ以上の表面硬度を有していることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のラジアルシャフトシール。
【請求項７】
前記作動ケーシング（２）に向かって前記シールハウジング（５）の外側周囲において、周囲にわたって、密閉塗料（３８）が配設されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載のラジアルシャフトシール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流動性の媒体に曝された室から導出される、回転するシャフトを密閉するための、ラジアルシャフトシールに関し、
外側室、有利には大気雰囲気に対して、液体によって充填された内側室を密閉するために、
このラジアルシャフトシールが、シールハウジングと、このシールハウジング内において配設された、密閉リップを用いて前記シャフトに密閉的に当接する、リング形状の少なくとも１つのエラストマー密閉体と、前記密閉体を前記シールハウジング内において位置決めする、リング形状の、金属性の少なくとも１つの支持体とを有している。
【背景技術】
【０００２】
そのようなシャフトシールの使用領域は、例えば、容易に潤滑する添加物を有する、さらさらした水を基礎とする冷却剤に対する、冷却剤ポンプの駆動軸の密閉のような、機械構造、装置構造、および、自動車構造である。
【０００３】
特許文献１は、ラジアルオイルシールを開示しており、そこでケーシング内において存在する液体を密閉するために、このラジアルオイルシールが、ケーシング穿孔と回転シャフトとの間に装入される。
このシールは、その第１のシールリングにおいて半径方向にゴム密閉リップの上方に配設されたコードスプリングを用いてシャフトに対して締め付けられておりおよび密閉的に直接的に回転シャフトに当接するゴム密閉リップを有する、該第１のシールリングと、合成樹脂密閉リップを有する、第２のシールリングとを有しており、この第２のシールリングが、この第１のシールリングの空気側において、および、この第１のシールリングに隣接して配設されている。
合成樹脂密閉リップは、ゴム密閉リップの背面側に沿って延在し、且つ、回転シャフトと密閉的な接触状態にある。第２のシールリングの空気側においておよびこの第２のシールリングに隣接して、耐曲げ性の補強リングが配設されている。この補強リングは、合成樹脂密閉リップの湾曲された部分に沿って、この湾曲された部分の背面側を支持するために湾曲されている。
ケーシング穿孔内において、それに加えて、外側リングが配設されており、この外側リングは、第１および第２のシールリング並びに補強リングの、半径方向で外側に位置する部分を、強固に固定する。
【０００４】
特許文献２から、冒頭に述べられた特徴を有する、更に別のこの様式のラジアルシャフトシールは公知である。
この構造様式は、リング形状の２つの密閉体、エラストマーから成る１つの密閉体とプラスチックから成る１つの密閉体とを有する、出願人の実際的に有用であることが実証された解決策であり、これら密閉体が、別個の、特殊鋼薄板から製造されたシールハウジング内において、互いに締り嵌めを用いて、このシールハウジング内において強固に配設された、金属性の、リング形状の回転部材によって支持体に隣接して配設されている。
これら密閉体は、密閉リップを備えており、これら密閉リップが、シャフトの上に締り嵌めによって押し込まれた走行スリーブに、密閉的に当接している。
【０００５】
この構造様式に関して、
密閉リップのそれぞれに両方の密閉リップが、この密閉リップのシャフトもしくは走行スリーブに当接する領域内において、常に、圧力側に向かって成形された、平面状の密閉円筒部を形成すること、
少なくとも、エラストマーから成る密閉体が、この密閉円筒部の外側周囲において配設された外側溝部を有しており、この外側溝部内において、コードスプリングが配設されており、一方では回転するシャフトの際に漏洩損失を最小限に減らすため、および、他方では静止漏洩を回避するために、このコードスプリングが、この密閉円筒部を、所属する密閉リップによって、回転不能にシャフトの上に配設された走行スリーブに対して押圧することは特徴的である。
【０００６】
このことから、しかしながら、出力損失が結果として生じ、これら出力損失は、コードスプリングを用いて全面的に走行スリーブに対して押圧される、それぞれの走行スリーブの密閉円筒部における摩擦損失に、原因が帰せられるべきである。
【０００７】
この特許文献２に従い、圧力側（水側）に配設された、リング形状の密閉体は、エラストマーから、および、空気側に配設された、密閉体が、プラスチック、特にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から成っている。
【０００８】
シールハウジング内における、両方の密閉体の位置安定のために使用される支持体は、リング形状の、金属性の回転部材であり、これら支持体の製造が、必然的に、比較的に高い製造の手間暇を必要とする。
【０００９】
空気側の密閉体の配設のために、特許文献２内において、外方からの機械的な切り込み部による、この支持体１３の軸線方向の固定でもっての、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のようなプラスチックから成るこの密閉体のシールハウジング５と支持体１３との間の軸線方向の締り嵌めが提案される。
【００１０】
特許文献２内において前記された解決策の組み付けにおいて、空気側に配設された、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から成るプラスチック密閉体の、信頼性の高い半径方向の位置安定を、シャフトとの、このプラスチック密閉体９の「随伴回転」に抗して保証するために、このプラスチック密閉体をシールハウジング内において締め付ける支持体の組み付けの際に、エラストマー密閉体を介して、極めて高い組み付け力が付与されねばならず、これら組み付け力は、生産において、このエラストマー密閉体の損傷、および、これに伴って、粗悪品を誘起する。
しかしながら、この特許文献２によるシールの製造の際に、強制的に、シャフトとの、プラスチック密閉体の「随伴回転」を回避するために、この構造様式の製造の際に、ある程度の「粗悪品割合」は、是認して甘受される。
【００１１】
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から成る密閉体の、より長い使用時間の後に始まる部分的な随伴回転は、この密閉体の連続的な破壊を誘起し、且つ、このことから結果として生じる漏洩を、結果として招く。
【００１２】
この解決策の更に別の欠点は、しかしながら同様に、
特に、新規の冷却液体（弱く潤滑する媒体）の使用の際に、７，０００Ｕ／ｍｉｎ以上の回転数から、水側に配設されたエラストマー密閉体において、シャフト／スリーブと、密閉円筒部との間の液体薄膜が途切れ、
従って、テストベンチの上での一連の試験において信頼性の高く実証され得るように、既に、約７，５００Ｕ／ｍｉｎから、極めて明確な温度上昇が、それぞれのシールにおいて始まり、
この温度上昇が、シャフト表面の上での、このことから結果として生じる薄層形成（例えば、熱的に損傷された冷却剤から成る珪酸塩）を伴う冷却剤の熱的な損傷と、このことから結果として生じる漏洩とを結果として招くことにある。
【００１３】
同様に特許文献３および４内において、異なる２つの密閉体、即ちエラストマーから成る第１の密閉体とプラスチックから成る第２の密閉体とを有する、ラジアルシャフトシールが記載されている。
【００１４】
特許文献３による解決策において、圧力側／水側に配設された、エラストマー密閉体の密閉面は、冒頭に記載された構造様式においてと同様に、この密閉面の上方に配設されたコードスプリングを用いて、ここで直接的にシャフトに対して締め付けられる。
【００１５】
同様にこの解決策も、従って、必然的に、既にコードスプリングの使用との関連において、このコードスプリングの周方向力から、エラストマー密閉面の外側周囲において結果として生じる、このエラストマー密閉面の領域内における増大された摩擦のような、冒頭に記載された解決策において説明された欠点を有し、
この摩擦が、その場合に、必然的に、摩擦損失を伴う温度上昇を、および、同様にこれと関連する出力損失をも結果として招く。
【００１６】
上述の内の後者の両方の重要な共通の特徴は、それぞれのエラストマー密閉体が、常に、リングフランジ円板の上に加硫処理により付着されていることである。
このことは、両方の構造様式において、付加的な加硫プロセスを必要とし、このことによって、必然的に、同様に明確な増大された製造の手間暇が、しかしながら、同様にリサイクリングの際の明確に増大された手間暇が、これら構造様式の製造と関連させられている。
【００１７】
両方の解決策において、プラスチックから成る、空気側に配設された第２のシール、例えばＰＴＦＥシールを、それぞれのリングフランジ円板内において締め付けるために、加硫されたエラストマーの予負荷が利用される。
【００１８】
それぞれのシールの最終組み付けのために、特許文献３に従い、加硫された密閉体を備えるリングフランジ円板内に、このリングフランジ円板の空気側のフランジ、即ち後方壁と、エラストマー密閉体との間で、第２のシールが挿入され、且つ、このエラストマー密閉体の外側周囲の領域内において、支持リングを用いて、このエラストマー密閉体に対して締め付けられる。
【００１９】
この特許文献３による解決策において、それに加えて、両方のシールの密閉円筒部は、直接的にシャフトの上で走行し、且つ、専らこのことだけによって、増大された摩耗に被らせられている。
【００２０】
特許文献４による解決策は、特許文献３による解決策に対して、それに加えて、１つの明確な幅狭のリングフランジを有している。
【００２１】
空気側のプラスチック密閉体を、確実にリングフランジ円板内において、このリングフランジ円板に加硫されたエラストマーに対して締め付けるために、従って、この解決策において、強制的に、第２のリング円板が、リングフランジと空気側のプラスチック密閉体との間で必要である。
【００２２】
それぞれのエラストマーが、いわゆる圧縮永久歪み（ＤＶＲ）を備えているので、このことは、エラストマーシールの予負荷が、このシールの稼働時間／使用時間にわたってより少なくなることを誘起する。
【００２３】
この予負荷損失は、極めて強度に温度に依存し、且つ、従って、その温度のもとでシールが使用される該温度が高くなればなる程、それだけいっそう迅速になる。
【００２４】
このことから、必然的に、自動車のためのウォーターポンプ内におけるこれらシールの使用の際に、−４０℃から＋１３５℃までのそこで支配的な温度に基づいて、増大する使用時間によって、エラストマーの予負荷が、
特許文献２との関連において既に説明されたリングフランジ円板内における、シャフトとの、空気側のプラスチックから成るシールの「随伴回転」を阻止するために、もはや不十分であることは結果として生じる。
【００２５】
特許文献４内において使用されたシールは、専ら純粋なリップ状シールであるだけであり、これらリップ状シールの密閉体において、如何なるコードスプリングも配設されていない。
【００２６】
同様に特許文献５による解決策においても、同様に既に特許文献４による解決策に従うように、リング形状の２つの密閉体が使用され、これら密閉体の密閉リップが、コードスプリングによって付勢されてなく、しかしながら、これら密閉体が、特許文献４による解決策においてのように、直接的にシャフトに当接するのでなく、むしろ、走行スリーブに当接し、およびその際、当接する領域内において、常に、圧力側に向かって成形された平面状の密閉円筒部を形成する。
【００２７】
同様に特許文献５による解決策においても、同様に、シールハウジング内において、空気側に、後方壁として、これまた同様、幅狭のリングフランジが配設されている。
このリングフランジと、これまた同様、空気側と水側の２つの支持リングは、回転不能に結合されている。
【００２８】
これら支持リングの間で、空気側に配設された、密閉リップを備えるプラスチックから成る密閉体は、ここで、
水側に配設された第２のエラストマー密閉体が、水側の支持リングとシールハウジングとの間で別個に圧入され、且つ、引き続いて、このエラストマー密閉体とシールハウジングとの間に配設された更に別の構造部材であるアダプターを用いて、弾性的に締め付けられてこの第２のエラストマー密閉体の位置において固定されることによって締め付けられる。
【００２９】
この解決策の極めて重要な欠点は、ここで、今しがた説明された、アダプターの弾性的な位置安定である。
【００３０】
自動車におけるウォーターポンプ内での、
稼働時間／使用時間にわたっての、それぞれのエラストマーシールの予負荷の既に説明された低下は、
増大する使用時間によって、エラストマーの予負荷の低下の結果として、この構造様式の際に、その場合に、アダプターが、このアダプターの弾性的な締め付けから脱落し、且つ、このことによって、（その場合に、シャフトスリーブの上で「ばらばらに崩れる」）シールが、このシールの密閉作用を喪失することを誘起する。
【００３１】
特許文献４による解決策と特許文献５による解決策とは、常に、水側／圧力側に配設された、エラストマー密閉リップを有するエラストマー密閉体と、このエラストマー密閉体の空気側に隣接して配設された、プラスチック密閉リップを有するエラストマー密閉リップとを備えている。
これら両方のリップの間に、少ない量の市販の潤滑油脂が収納され、この潤滑油脂が、エラストマーリップの短時間の潤滑のために利用される。
【００３２】
同様にその解決策においてエラストマー密閉リップが平面状に、シャフトもしくは走行スリーブに当接する該解決策においても、
既に冒頭で解析された解決策との関連において説明されているような、新しい冷却液体（弱く潤滑する媒体）との関連において、より高い回転数、即ち７，０００Ｕ／ｍｉｎ以上の回転数において、これまた同様に、既に短い使用時間の後、増大された摩耗が生じ、
この摩耗が、乾燥摩擦磨耗に至るまでの混合摩擦状態に原因が帰せられるべきであり、且つ、この摩耗が、リップ状シールの「燃焼」による損傷、および、その熱的な損傷から結果として生じる漏洩を伴う、冷却剤の該熱的な損傷を誘起する。
【００３３】
更に、同様に純粋なエラストマーリップシール、（即ち、水側の密閉リップの上にコードスプリングの無い純粋なエラストマーリップシール）は、
特許文献４による解決策に従うエラストマーリップシールであろうと特許文献５による解決策に従うエラストマーリップシールであろうと、
それぞれのエラストマーが圧縮永久歪み（ＤＶＲ）を備え、この圧縮永久歪みが予負荷が使用温度の高さおよび稼働時間の長さに依存してより小さくなり、このことによって、冷却剤の作業温度においておよび増大する稼働時間によって、シャフトまたは走行スリーブに対する密閉リップの予負荷が明確に低減することを誘起するという欠点を有している。
【００３４】
このことによって、水側の密閉リップにおいて、部分的に、自己振動挙動、および、これと関連する、シールのキーキーときしむ音という事態になり、且つ、不足する系圧力において、即ち静止しているモーターにおいて、漏洩、および、その結果として、この漏洩から結果として生じるクレーム費用という事態になる。
静止状態におけるこの漏洩の事態は、しかしながら同様に、明確な負圧安定性の低下も誘起する。
【００３５】
この負圧安定性は、確かに、新車の際に常に与えられており、且つ、冷却システムの最初の充填が、
この冷却システムがサクションポンプを用いて真空にされ得、密閉性が試験され得、且つ、引き続いて生成された負圧の利用のもとで、空気無しに冷却剤で充填され得るように行われ得ることを可能にする。
【００３６】
もちろん、密閉リップにおける記載された磨耗現象は、この最初の充填に対する如何なる影響も有していない。
【００３７】
しかしながら、既に多くの修理工場が、修理作業もしくは保守作業の領域内において、同様に負圧によって空気無しに充填するので、静止漏洩を有する上記で説明された磨耗現象は、
稼働時間およびそれぞれの使用条件に依存して、例えば、密でない、摩耗された密閉リップを介して、幾分の空気が、このことから結果として生じる欠点を有して、冷却循環回路内へと到達することを誘起する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３８】
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許出願公開第３６  ０２  ５００  Ａ１号明細書
【特許文献２】ヨーロッパ特許出願公開第２８１７５３９  Ｂ１号明細書
【特許文献３】特開平１０−３１８３７７  Ａ号公報
【特許文献４】特開２００９−０６８６４３  Ａ号公報
【特許文献５】米国特許第９６９５９３５  Ｂ２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３９】
本発明の課題は、大気雰囲気に対する、流動性の媒体によって充填された室から導出される、回転するシャフトの密閉のための、新規のラジアルシャフトシールを発展させることにあり、
このラジアルシャフトシールが、
同様に、容易に潤滑する添加物を有する、さらさらした水を基礎とする冷却剤の使用のもとでの冷却剤ポンプ内において、従来技術の前述された欠点も除去するべきであり、且つ、
その際、同時に、
摩擦損失および漏洩損失を、現今の従来技術に比して明確に低下するべきであり、高い信頼性および耐用期間を明確に増大するべきであり、それに加えて、静止漏洩を高い信頼性で回避するべきであり、
従って、自体、より長い使用時間の後も、未だに、冷却剤ポンプの「空気の無い」真空充填が可能であるべきであり、同時に、この新規のラジアルシャフトシールが、それに加えて、製造技術的に容易に製造可能および組み付け可能であるべきであり、
このことによって、最終的な製造における製造コストおよび組み付けコストも、明確に低減するべきである。
【課題を解決するための手段】
【００４０】
本発明に従い、この課題は、請求項１の特徴によるラジアルシャフトシールによって解決される。
【発明の効果】
【００４１】
本発明の有利な実施形態、詳細、および、特徴は、本発明に従う解決策の使用を、複数のシールハウジング構造様式において示した、図との関連における実施例に基づいて、従属請求項、並びに、本発明に従う解決策の以下の説明から与えられる。
【００４２】
以下で、本発明を、実施例に基づいて、１２個の図面との関連において説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】２０ｍｍの穿孔直径を有するシール座部のための、組み付けフランジを備えるシールハウジング５内において配設された、冷却剤ポンプの作動ケーシング２内へと組み込まれた状態における、即ち組み込み後の、本発明に従うラジアルシャフトシールの側方断面図である。
【図２】密閉体８およびシールハウジング５の無い、しかしながら後の組み付けの具体的な説明のために互いに締り嵌めによって接合された、シールハウジング５内に装入される本発明に従う解決策の金属構造部材、即ち支持体１３とエラストマー密閉体位置決めキャップ２３との側方断面図である。
【図３】最終組み付け前の装入された走行スリーブ１２を有し、組み付けフランジを備えるシールハウジング５内において、２０ｍｍの穿孔直径を有するシール座部のために、支持体１３によって位置確実に位置決めされたプラスチック密閉体９を有する、組み付け中の、本発明に従うラジアルシャフトシールの側方断面図である。
【図４】図３内において図示された、本発明に従うラジアルシャフトシールの組み付け状態の平面図である。
【図５】最終組み付け状態／市場への供給状態における、即ち冷却剤ポンプの作動ケーシング２内への組み込み前の、図１内において図示された、（２０ｍｍの穿孔直径を有するシール座部のための、組み付けフランジを備えるシールハウジング５内において配設された）ラジアルシャフトシールの側方断面図である。
【図６】図５による本発明に従うラジアルシャフトシールの詳細部Ｘの図である。
【図７】図５による本発明に従うラジアルシャフトシールの詳細部Ｙの図である。
【図８】最終組み付け状態／市場への供給状態における、２０ｍｍの穿孔直径を有するシール座部のための、組み付けフランジの無いシールハウジング５内において配設された、本発明に従うラジアルシャフトシールの図である。
【図９】最終組み付け状態／市場への供給状態における、少ない材料厚さを有するケーシング、即ち少ない構造空間深さのための、３０ｍｍの穿孔直径を有するシール座部のための、組み付けフランジを備えるシールハウジング５内において配設された、本発明に従うラジアルシャフトシールの図である。
【図１０】最終組み付け状態／市場への供給状態における、３０ｍｍの穿孔直径を有するシール座部のための、組み付けフランジを備えるシールハウジング５内において配設された、本発明に従うラジアルシャフトシールの図である。
【図１１】特許文献２によるラジアルシャフトシールにおける、回転数に対する温度経過の図である。
【図１２】本発明に従うラジアルシャフトシールにおける、回転数に対する温度経過の図である。
【００４４】
図１は、２０ｍｍの穿孔直径を有するシール座部のための、組み付けフランジを備えるシールハウジング５内において配設された、冷却剤ポンプ内において組み込まれた状態における、本発明に従うラジアルシャフトシールを、側方断面図において示している。
【００４５】
作動ケーシング２の穿孔内において配設された、後方壁６とこの後方壁６内において配設されたシャフト貫通穿孔７ａとを備える金属性のシールハウジング５を有する、外部空間４、即ち大気雰囲気に対して、作動ケーシング２の流動性の媒体によって充填された圧力室１から導出される、回転するシャフト３を密閉するための、本発明に従うラジアルシャフトシールは、
このシールハウジング５内において、圧力室側に、エラストマー密閉リップ１０を有するエラストマー密閉体８が、および、外部空間側に、ＰＴＦＥから成る、プラスチック密閉リップ１１を有するプラスチック密閉体９が、これら密閉リップが直接的にこのシャフト３に、または、この実施例内において図示されているようにこのシャフト３の上に回転不能に配設された走行スリーブ１２に当接するように配設されており、
その際、両方のこれら密閉体が、即ち、エラストマー密閉体８とプラスチック密閉体９とが、シールハウジング５に対するこれら密閉体の位置において、リング形状のシャフト貫通穿孔７ｂを備える、金属性の少なくとも１つの支持体１３を用いて正確に位置決めされている、ことによって特徴付けられている。
【００４６】
後方壁６におけるシャフト貫通穿孔７ａの領域内において、圧力室１の方向に円錐台形に、２５°から３８°までの範囲内における当接円錐角度βのもとで傾斜された、密閉体当接フランジ１４が配設されていることは重要である。
【００４７】
ここで、実施例において説明される本発明に従う解決策の構造様式において、当接円錐角度βは、２５°から２８°までの範囲内にある。
当接円錐角度βのもとで傾斜された密閉体当接フランジ１４は、本実施例においてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から成るプラスチック密閉体９の、圧力室１の方向への必要とされる（ｇｅｓｏｌｌｔｅ）変形を生起し、従って、この密閉体当接フランジが、自体、圧力室側の圧力負荷のもとで、この密閉体当接フランジの最適な密閉幾何学的形状を維持し、このことによって、プラスチック密閉体９のプラスチック密閉リップ１１の摩耗が最小限に減らされ、且つ、いわゆる「トランペット効果（Ｔｒｏｍｐｅｔｅｎｅｆｆｅｋｔ）」が防止される。
【００４８】
当接円錐角度βのもとで傾斜された密閉体当接フランジ１４は、当接する内側圧力に依存せずに、プラスチック密閉リップ１１の当接面を、ほぼ一定に維持することを生起し、従って、同様に、密閉位置における摩耗並びに摩擦熱が、および、従って、同様に摩擦損失も最小限に減らされる。
【００４９】
支持体１３に、円筒形の支持体ウェブ外側縁部１６を有する支持体ウェブ１５が配設されており、
その際、この支持体ウェブ外側縁部１６の直径が、シールハウジング５の内側壁部１７の直径に対して、過大な寸法を有しており、従って、最終組み付け状態においてプラスチック密閉体９を後方壁６に対して押圧する支持体１３が、シールハウジング５内において、締り嵌めによって接合されており、
その際、この支持体１３が、それに加えて、例えばこの支持体１３とシールハウジング５との間の縁部領域内において配設された１つ／複数の溶接継ぎ目１８を用いて、強固に圧入された（圧力嵌合によって接合された）状態において、これに伴って、摩擦係合的にだけでなく、それに加えて、材料一体的にも、シールハウジング５と結合されていることは特徴的である。
【００５０】
ここで説明されている実施例において、図示的に描かれた溶接継ぎ目１８は、レーザー溶接継ぎ目である。
【００５１】
このことによって、シールハウジング５内において固定され、即ち圧入され／締め付けられ、且つ、この締め付けられた状態において次いでそれに加えて更に（レーザー）溶接された、この支持体１３の高い位置安定性は保証されている。
【００５２】
その際、締り嵌めは、プラスチック密閉体９が、位置確実に、後方壁６に対して締め付けられており、従って、このことによって生起されるプラスチック密閉体の誤回転防止が、このシールの高い信頼性の高さを全使用期間にわたって保証することを生起する。
【００５３】
（レーザー）溶接を用いての、付加的な材料一体的な結合によって、この安定性は、更に何倍も向上され、従って、（レーザー）溶接された支持体１３が、極めて高い、引張応力、圧縮応力、誤回転強さ、および、曲げ応力を有することができる。
【００５４】
本発明に従い、しかしながら同様に、支持体１３に、この支持体１３のシャフト貫通穿孔７ｂの領域内において、圧力室１の方向に円錐台形に、３４°から３９°までの範囲内における押圧円錐角度αのもとで傾斜された、支持ウェブ押圧フランジ１９が配設されており、
この支持ウェブ押圧フランジが、この支持ウェブ押圧フランジの自由な圧力室側の端部において、支持フランジ縁部２０を有しており、
この支持フランジ縁部が、最小の摩擦損失における高い密閉作用の保証のための、確実な、信頼性の高い、最適なエラストマー密閉体８の支持を可能にする。本実施例において、押圧円錐角度は、α＝３６．８°の値である。
【００５５】
更に、支持体１３における、支持体ウェブ１５と支持ウェブ押圧フランジ１９との間に、位置決め円筒部外側シェル２２を有する位置決め円筒部２１が配設されていること、および、
この位置決め円筒部外側シェル２２の上に、締り嵌めを用いて、エラストマー密閉体位置決めキャップ２３の円筒形の位置安定キャップ内側シェル２４が配設されており、このエラストマー密閉体位置決めキャップが、円筒部キャップ２５から成っており、この円筒部キャップに、圧力室側で、剛固に密閉体収容ウェブ２６が配設されていること、および、
エラストマー密閉体８が密閉体位置決め円筒部２７を有しており、このエラストマー密閉体が、このエラストマー密閉体の内側シェル３０によって、円筒部キャップ２５の上で、半径方向に、このエラストマー密閉体が、同時に、このエラストマー密閉体の内側シェル３０に配設され密閉体収容ウェブ２６に所属して設けられたアンダーカット部３１を用いて、密閉体収容ウェブ２６に結び付けられているように、締め付けられていること、および、
このエラストマー密閉体位置決めキャップ２３の上に配設された、エラストマー密閉体８が、最終組み付け状態において、このエラストマー密閉体の端側面２８によって、支持体ウェブ１５に、密閉体位置決め円筒部２７に配設された外側シェル２９が同時にシールハウジング５内において弾性的に締め付けられているように当接していることは、本発明の基本的事項である。
【００５６】
その際、組み付けの間じゅう並びに継続作動において生じる、シールハウジング５内において組み付けられた支持体１３の高い応力は、この支持体の本発明に従う、材料一体的且つ摩擦係合的な配設によって、高い信頼性で、シールハウジング５へと伝達される。
【００５７】
同時に本発明に従う解決策は、支持体１３とエラストマー密閉体位置決めキャップ２３とのための、安いコストの打抜き部材の使用を生じさせ、
このことによって、製造技術的および組み付け技術的に簡単な、並びに、極めて信頼性の高い、および、同時に、同様に極めて安いコストの、両方の密閉体、即ちエラストマー密閉体８およびプラスチック密閉体９の位置安定が、シールハウジング５において、および、このシールハウジング５内において保証されている。
【００５８】
更に、密閉体位置決め円筒部２７に引き続く、エラストマー密閉体８の当接領域３２が、平面状に支持ウェブ押圧フランジ１９に当接し、その際、このエラストマー密閉体８が、この当接領域３２の後、支持フランジ縁部２０の領域内において、自由に担持する支持湾曲ウェブ３３に移行し、
この支持湾曲ウェブの圧力室側の端部において、その場合に、エラストマー密閉体８に、エラストマー密閉リップ１０が配設されており、このエラストマー密閉リップが、シャフト３、または、このシャフト３の上で回転不能に配設された走行スリーブ１２に当接していることは重要である。
【００５９】
この走行スリーブ１２は、特殊鋼から成り、且つ、１１２０ＨＶ以上の表面硬度を有している。
【００６０】
本実施例において、走行スリーブ１２の表面硬度は１４５０ＨＶの値である。
【００６１】
高い表面硬度を有するこの様式の走行スリーブ１２の使用は、シャフト３が、著しく、より安いコストで製造され得ることを生起する。何故ならば、この走行スリーブ１２が、別個に製造され、且つ、同様に、ただラジアルシャフトシールの領域内においてだけ、このシャフト３の上に装着されるからである。
これによって、密閉リップのもとでの腐食は回避され、この密閉体の領域内における摩耗が、仮に異物粒子がこの密閉体のもとで捕獲された場合でも最低限に抑えられ、即ち、走行スリーブの上での溝形成が強度に回避され、このことによって、走行面が、実際的な使用において、長い時間にわたってほぼ摩耗の無いままであり、即ち、密閉作用のために無傷のままである。
【００６２】
エラストマー密閉体８の外側周囲における支持湾曲ウェブ３３の上のほぼ中央に、外側溝部３４が配設されており、この外側溝部内において、コードスプリング３５が配設されており、このコードスプリングが、エラストマー密閉体８の当接領域３２を、支持ウェブ押圧フランジ１９に対して、および、同時に、直線形状のエラストマー密閉リップ１０を、回転不能にシャフト３の上で配設された走行スリーブ１２に対して押圧することは、本発明の基本的事項である。
【００６３】
エラストマー密閉体８の外側周囲における支持湾曲ウェブ３３の上のほぼ中央での、コードスプリング３５の本発明に従う配設は、
一方では、エラストマー密閉体８の当接領域３２に対して作用する、このエラストマー密閉体８の当接領域３２を支持ウェブ押圧フランジ１９に対して押圧する支持力ＦＳへの、および、
他方では、直線形状のエラストマー密閉リップ１０に対して規定されて作用する、このエラストマー密閉リップ１０を最適に回転不能にシャフト３の上で配設された走行スリーブ１２に対して押圧するリップ押付け力ＦＬへの、
ばね予負荷力ＦＦＶの最適な力分配を生起する。
【００６４】
この配設は、本発明に従うラジアルシャフトシールの全稼働時間にわたって、エラストマー密閉リップ１０の最適な振動の緩衝が、最適な密閉リップ予負荷において、最小の摩擦損失でもって保証され得、このことによって、摩擦および摩耗が最小限に減らされ、負圧安定性がラジアルシャフトシールの全耐用期間にわたって保証され、エラストマー密閉リップ１０と走行スリーブ１２との間の、密閉位置の上での／密閉位置における漏洩が回避されることを生起する。
【００６５】
本発明の更に別の特徴は、支持体１３と、プラスチック密閉体９と、シャフト３もしくは走行スリーブ１２との間に、潤滑チャンバー３６が配設されており、この潤滑チャンバー内において、潤滑媒体３７、本実施例においてＰＴＦＥグリースが配設されていることにある。
【００６６】
このことによって、密閉リップの付着が、最終顧客への輸送の間じゅう回避され、且つ、この密閉リップが、最初の作動開始の際に、引き千切られないことは生起され、
同時に、この密閉リップの走入挙動が改善され、密閉リップが同様に乾燥テストの際にも潤滑され、摩擦温度が不都合な使用条件の際に低減され、且つ、自体、スティックスリップ傾向（振動傾向による、騒音、および、キーキーときしむ音（Ｑｕｉｔｓｃｈｅｎ））が、（粗悪に潤滑する冷却剤、高い冷却剤温度、および、少ない回転数、例えばアイドリング回転数、またはこれらの組み合わせにおいてのような）不都合な使用条件の際に回避される。
【００６７】
図２は、密閉体８およびシールハウジング５の無い、しかしながら後の組み付けの具体的な説明のために既に互いに締り嵌めによって接合された、シールハウジング５内に装入される本発明に従う解決策の金属構造部材、即ち支持体１３とエラストマー密閉体位置決めキャップ２３とを、側方断面図において示している。
【００６８】
この本発明に従う解決策は、図２内において図示されているように、支持体１３とエラストマー密閉体位置決めキャップ２３とのための、この図２内において図示された打抜き部材の使用を可能にする。これら構造部材のための打抜き部材の使用は、安いコストの製造、および、容易な組み付けを可能にする。
【００６９】
同時に本発明に従う解決策は、本発明に従うラジアルシャフトシールのシールハウジング５における、および、このシールハウジング内における、極めて信頼性の高い、および、同時に安いコストの、両方の密閉体、即ちエラストマー密閉体８およびプラスチック密閉体９の位置安定を保証する。
【００７０】
図３内において、最終組み付け前の装入された走行スリーブ１２を有し、
組み付けフランジを備えるシールハウジング５内において、２０ｍｍの穿孔直径を有するシール座部のために、支持体１３によって位置確実に位置決めされたプラスチック密閉体９を有する、組み付け中の、本発明に従うラジアルシャフトシールが、側方断面図において図示されている。
【００７１】
支持体１３に、円筒形の支持体ウェブ外側縁部１６を有する支持体ウェブ１５が配設されている。この支持体ウェブ外側縁部１６の直径は、シールハウジング５の内側壁部１７の直径に対して、過大な寸法を有しており、従って、プラスチック密閉体９を後方壁６に対して押圧する支持体１３が、シールハウジング５内において、締り嵌めによって接合されている。
【００７２】
支持体１３におけるプラスチック密閉体９の位置安定のために、支持体ウェブ１５の周囲において、位置決めノッチ３９が、これら位置決めノッチの連行円錐体がプラスチック密閉体９内において固着するように配設されている。
【００７３】
シールハウジング５の外側周囲において、周囲にわたって、密閉塗料３８が配設されている。
【００７４】
この密閉塗料３８は、ハウジング穿孔内における非平滑性が補整され、且つ、作動ケーシング２とシールハウジング５との間の静力学的な密閉性がラジアルシャフトシールの全稼働時間にわたって保証されていることを生起する。
【００７５】
図４は、図３内において図示された、本発明に従うラジアルシャフトシールの組み付け状態の平面図を示している。
【００７６】
この図示は、強固に、締り嵌めを用いてシールハウジング５内において固着された支持体１３が、縁部領域内において均等に周囲にわたって分配された、この支持体１３とこのシールハウジング５との間に配設された複数の溶接継ぎ目１８を用いて、同様に材料一体的にも、このシールハウジング５と結合されていることを示している。
【００７７】
強固にシールハウジング５内において圧入されて締め付けられ且つ従って既に位置固定された、この支持体１３は、本発明に従い、この締め付けられた状態において、次いで、更に、図３および４内において図示されているように、シールハウジング５とレーザー溶接される。レーザー溶接を用いての、この付加的な材料一体的な結合によって、位置安定性は、更に何倍も向上され、従って、レーザー溶接された支持体１３が、極めて高い応力を有することができる。
【００７８】
図５内において、最終組み付け状態／市場への供給状態における、即ち冷却剤ポンプの作動ケーシング２内への組み込み前の、図１内において図示された、（２０ｍｍの穿孔直径を有するシール座部のための、組み付けフランジを備えるシールハウジング５内において配設された）ラジアルシャフトシールが、側方断面図において図示されている。
作動ケーシング２内への組み込みの後の、この作動ケーシング２とシールハウジング５との間の（空気及び冷却剤か、空気または冷却剤かの）静力学的な漏洩を回避するために、シールハウジングの外側周囲において、周囲にわたって、密閉塗料３８が配設されている。
【００７９】
図６内において、図５による本発明に従うラジアルシャフトシールの詳細部Ｘが図示されている。
【００８０】
この詳細部は、支持体１３において配設された、位置決め円筒部外側シェル２２を有する位置決め円筒部２１を示しており、この位置決め円筒部外側シェルの上に、本発明に従い締り嵌めを用いて、エラストマー密閉体位置決めキャップ２３の位置安定キャップ内側シェル２４が配設されており、このエラストマー密閉体位置決めキャップが、円筒部キャップ２５と、圧力室側で剛固にこの円筒部キャップに配設された密閉体収容ウェブ２６とから成っている。
この円筒部キャップ２５の外側で、エラストマー密閉体８の密閉体位置決め円筒部２７の内側シェル３０が、半径方向に締め付けられている。
【００８１】
前記エラストマー密閉体は、同時に、このエラストマー密閉体８の内側シェル３０に配設され密閉体収容ウェブ２６に所属して設けられた、アンダーカット部３１を用いて、この密閉体収容ウェブ２６内へと結びつけられている。
【００８２】
このことによって、エラストマー密閉リップ１０を有するエラストマー密閉体８が、本発明に従うラジアルシャフトシールの全耐用期間にわたって、高い信頼性で、同様に軸線方向においても固定されていることは生起される。
【００８３】
エラストマー密閉体位置決めキャップ２３の上に配設された、エラストマー密閉体８は、図１、５、８、９、および、１０内において図示されており、且つ、最終組み付け状態において、このエラストマー密閉体の端側面２８によって、支持体ウェブ１５に漏洩密閉的に当接している。
【００８４】
図７は、図５による本発明に従うラジアルシャフトシールの詳細部Ｙを示している。
【００８５】
この詳細部は、本発明に従い、
エラストマー密閉体８の外側周囲における支持湾曲ウェブ３３の上のほぼ中央に、外側溝部３４が配設されており、この外側溝部内において、コードスプリング３５が配設されており、
このエラストマー密閉体８の外側周囲において作用する、このコードスプリングのばね予負荷力ＦＦＶが、
一方では、エラストマー密閉体８の当接領域３２を、支持力ＦＳによって、支持ウェブ押圧フランジ１９に対して、および、しかしながら同時に、直線形状のエラストマー密閉リップ１０を、リップ押付け力ＦＬによって、回転不能にシャフト３の上で配設された走行スリーブ１２に対して押圧することを開示している。
【００８６】
本発明に従い自由に担持する円弧形状の支持湾曲ウェブ３３の上の中央での、エラストマー密閉体８の外側周囲における、コードスプリング３５の本発明に従うこの配設は、
本発明に従うラジアルシャフトシールの全稼動時間にわたって、エラストマー密閉リップ１０の最適な振動の緩衝が保証され、および、
自体、スティックスリップ傾向（振動傾向）が、（粗悪に潤滑する冷却剤、高い冷却剤温度、および、例えばアイドリング回転数のような少ない回転数が、個別的におよびそれらの組み合わせにおいてのような）不都合な使用条件の際に、回避されることを生起する。
【００８７】
同時に、本発明に従うラジアルシャフトシールは、最適な密閉リップ予負荷を生起し、この密閉リップ予負荷が、同様にエラストマーの圧縮永久歪み（ＤＶＲ）も妨害し、および、この密閉リップ予負荷が、摩擦および摩耗を最小限に減らし、
その際、自体、場合によってはしかしながら生じる摩耗の際に、自動式の最適な接触ゾーンの後調節がコードスプリング３５によって行われ、
従って、それに加えて、同様に負圧安定性も、ラジアルシャフトシールの全耐用期間にわたって保証されており、且つ、エラストマー密閉リップ１０と走行スリーブ１２との間の密閉位置の上での／における、あらゆる漏洩も回避される。
【００８８】
図８は、最終組み付け状態／市場への供給状態における、２０ｍｍの穿孔直径を有するシール座部のための、組み付けフランジの無い別種のシールハウジング５内において配設された、本発明に従うラジアルシャフトシールを示している。
【００８９】
シールハウジング５のこの構造様式は、ウォーターポンプ内において使用され、これらウォーターポンプにおいて、シールの構造空間が、２１ｍｍ未満に制限されている。
この構造様式の際に、シールハウジング５は軸線方向に拡開され、それによって、シールハウジング５が、漏洩の恐れ無く作動ケーシング２内へと圧入する。
【００９０】
既に図１との関連において説明された、発明にとって本質的な全ての特徴は、同様にこの実施形態の重要な構成要素でもあり、従って、図１に対して行われた説明が、同様に図８にも該当する。
【００９１】
図９は、最終組み付け状態／市場への供給状態における、少ない材料厚さを有するケーシング、即ち少ない構造空間深さのための、３０ｍｍの穿孔直径を有するシール座部のための、組み付けフランジを備えるシールハウジング５内において配設された、本発明に従うラジアルシャフトシールを示している。
【００９２】
シールハウジング５のこの構造様式は、３０ｍｍの作動ケーシング２内における標準穿孔直径と、ウォーターポンプ支承部の方向において、最大６ｍｍの構造深さとを有する、旧来の滑りリングシールを、本発明に従う構造様式のラジアルシャフトシールに置換するために使用される。
【００９３】
既に図１との関連において説明された、発明にとって本質的な全ての特徴は、同様にこの実施形態の重要な構成要素でもあり、従って、図１に対して行われた説明が、同様に図９にも該当する。
【００９４】
図１０は、最終組み付け状態／市場への供給状態における、３０ｍｍの穿孔直径を有するシール座部のための、組み付けフランジを備えるシールハウジング５内において配設された、本発明に従うラジアルシャフトシールを示している。
【００９５】
シールハウジング５のこの構造様式は、３０ｍｍの作動ケーシング２内における標準穿孔直径と、ウォーターポンプ支承部の方向において、８ｍｍ、および、それ以上の構造深さとを有する、旧来の滑りリングシールを、本発明に従う構造様式のラジアルシャフトシールに置換するために使用される。
【００９６】
既に図１との関連において説明された、発明にとって本質的な全ての特徴は、同様にこの実施形態の重要な構成要素でもあり、従って、図１に対して行われた説明が、同様に図１０にも該当する。
【００９７】
図１１および１２内において、試験構造の測定結果が、グラフで図示されており、これら測定結果において、同じ試験条件のもとで、
特許文献２によるラジアルシャフトシールを用いて、図１１内において図示された温度経過が回転数に対して検出され、且つ、本発明に従うラジアルシャフトシールを用いて、図１２内において図示された温度経過が回転数に対して検出された。
【００９８】
二度とも、同じ冷却剤が使用された。
【００９９】
温度測定は、その際、（後方から）直接的にエラストマー密閉リップにおいて、圧力室、即ち冷却剤室内で２．５ｂａｒの圧力の際に、および、１０７℃の冷却剤温度の際に、提示された回転数によって、常にそれぞれに３分間の耐久走行の後に行われた。
【０１００】
特許文献２によるラジアルシャフトシールの使用の際の、回転数に対する温度経過を示している図１１は、水側に配設されたエラストマー密閉体８において、約７，０００Ｕ／ｍｍ以上の回転数から、既に明確な温度上昇がこのシールにおいて生じることを示している。
【０１０１】
特許文献２内において使用されたエラストマー密閉リップにおいて、比較的に高い回転数、即ち約７，０００Ｕ／ｍｍの範囲内における回転数の際に、シャフト３もしくは走行スリーブ１２とエラストマー密閉リップ１０との間の液体薄膜が途切れ、および、
このことが、その場合に、増大する回転数によって、この回転数の増大によって明確に増大する、エラストマー密閉リップ１０における温度上昇を誘起することに原因を帰することは前提とされる。
【０１０２】
図１２は、同じ試験構造によって検出された、しかしながらここで本発明に従うラジアルシャフトシールにおける、回転数に対しての温度経過を示している。
【０１０３】
両方のグラフの対比は、極めて一義的に、
本発明に従う、図７内において詳細に図示された新規のエラストマー密閉リップの構造様式によって、特により高い回転数の際に、損失出力、即ち摩擦損失が、現今の従来技術に比して極めて明確に低下され得、且つ、これに伴って、同時に、本発明に従うラジアルシャフトシールの高い信頼性および耐用期間が著しく増大され得る、
ことを裏付ける。
【０１０４】
本発明に従う解決策を用いて、これに伴って、大気雰囲気に対する、流動性の媒体によって充填された室から導出される、回転するシャフトの密閉のための、ラジアルシャフトシールを発展させることは達成され、
このラジアルシャフトシールが、
同様に、容易に潤滑する添加物を有する、さらさらした水を基礎とする冷却剤の使用のもとでの冷却剤ポンプ内において、従来技術の前述された欠点も除去し、且つ、
摩擦損失および漏洩損失を、現今の従来技術に比して明確に低下し、高い信頼性および耐用期間を明確に増大し、それに加えて、静止漏洩を高い信頼性で回避し、
従って、同様により長い使用時間の後も、未だに、冷却剤ポンプの「空気の無い」真空充填が可能であり、同時に、この新規のラジアルシャフトシールが、製造技術的に容易に製造可能および組み付け可能であり、
従って、同様に最終的な製造における製造コストおよび組み付けコストも、明確に低減する。
【符号の説明】
【０１０５】
１    圧力室
２    作動ケーシング
３    シャフト
４    外部空間
５    シールハウジング
６    後方壁
７ａ  後方壁６内におけるシャフト貫通穿孔
７ｂ  支持体１３内におけるシャフト貫通穿孔
８    エラストマー密閉体
９    プラスチック密閉体
１０  エラストマー密閉リップ
１１  プラスチック密閉リップ
１２  走行スリーブ
１３  支持体
１４  密閉体当接フランジ
１５  支持体ウェブ
１６  支持体ウェブ外側縁部
１７  内側壁部
１８  溶接継ぎ目
１９  支持ウェブ押圧フランジ
２０  支持フランジ縁部
２１  位置決め円筒部
２２  位置決め円筒部外側シェル
２３  エラストマー密閉体位置決めキャップ
２４  位置安定キャップ内側シェル
２５  円筒部キャップ
２６  密閉体収容ウェブ
２７  密閉体位置決め円筒部
２８  端側面
２９  外側シェル
３０  内側シェル
３１  アンダーカット部
３２  当接領域
３３  支持湾曲ウェブ
３４  外側溝部
３５  コードスプリング
３６  潤滑チャンバー
３７  潤滑媒体
３８  密閉塗料
３９  位置決めノッチ
ＦＦＶ      ばね予負荷力
ＦＳ        支持力
ＦＬ        リップ押付け力
α          押圧円錐角度
β          当接円錐角度
ｎ          回転数
Ｔｅｍｐ．  温度
【図１】
2021535980.tif 000003
【図２】
2021535980.tif 000004
【図３】
2021535980.tif 000005
【図４】
2021535980.tif 000006
【図５】
2021535980.tif 000007
【図６】
2021535980.tif 000008
【図７】
2021535980.tif 000009
【図８】
2021535980.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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