(57)【要約】　　　（修正有）【課題】高圧・低圧領域間のシールにおいて、高い製造コストにならない手段を提供する。【解決手段】高圧空間１０の境界となる耐圧ハウジング１の高圧空間１０及び低圧空間１１の間に設けられたガイド内に移動可能に配置され、シーリングリング３に囲まれたシャフト２又はロッドのための密封装置が提供される。外側の周囲で加圧下に支持され、シャフト２又はロッドに対して円周方向で静止する、又はシャフト２又はロッドに対してほとんど静止する変形可能な圧力リング４によって、シーリングリング３は部分的に変形する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧空間（１０）の境界となる耐圧ハウジング（１）の高圧空間（１０）及び低圧空間（１１）の間に設けられたガイド内に移動可能に配置され、シーリングリング（３）に囲まれたシャフト（２）又はロッドのための密封装置であって、
外側の周囲で加圧下に支持され、シャフト（２）又はロッドに対して円周方向で静止する、又はシャフト（２）又はロッドに対してほとんど静止する変形可能な圧力リング（４）によって、シーリングリング（３）は部分的に変形することを特徴とする、密閉装置。
【請求項２】
圧力リング（４）又はシーリングリング（３）に作用する圧力は、それぞれ自由に調節できることを特徴とする、請求項１に記載の密封容器。
【請求項３】
内側間隙（７）を形成する間、シーリングリング（３）は狭い間隔でシャフト（２）上を案内され、内側間隙（７）の領域にビードリング（５）を形成する間、部分的な変形が存在することを特徴とする、請求項１に記載の密封容器。
【請求項４】
シーリングリング（３）は、スリーブとして構成されることを特徴とする、請求項１に記載の密封容器。
【請求項５】
圧力リング（４）は、シーリングリング（３）によって変形できることを特徴とする、請求項１に記載の密封容器。
【請求項６】
圧力リング（４）は、ハウジング（１）の受容装置（２２）内で静止することを特徴とする、請求項５に記載の密封容器。
【請求項７】
シーリングリング（３）は、軸方向に移動可能なように、シャフト（２）上に配置されることを特徴とする、請求項５又は６に記載の密封容器。
【請求項８】
力（Ｆ）は、スラストリング、好適にはスペーサリング（６）の形状によりシーリングリング（３）に適用できることを特徴とする、請求項５〜７のいずれか１項に記載の密封容器。
【請求項９】
力（Ｆ）は、スクリュー、ねじ又は液圧により適用されることを特徴とする、請求項８に記載の密封容器。
【請求項１０】
外側間隙（８）は、シーリングリング（３）及びハウジング（１）の隣接壁部間に形成され、内側間隙（７）及び外側の間隙（８）は圧力空間（１０）で結合されていることを特徴とする、請求項１又は３に記載の密封容器。
【請求項１１】
圧力リング（４）は、金属又はプラスチック材料から成ることを特徴とする、請求項１に記載の密封容器。
【請求項１２】
シーリングリング（３）及び／又はシャフト（２）又はロッドは、硬質合金又は同一又は異なる組成のセラミックから成ることを特徴とする、請求項１に記載の密封容器。
【請求項１３】
力（Ｆ）が加わったとき、シーリングリング（３）はハウジング（１）の肩部（２３）に対して正面側で静止することを特徴とする、請求項１に記載の密封容器。
【請求項１４】
シーリングリング（３）の肩部（２３）との接触領域では、半径方向の溝（１４）が設けられ、これにより、外側間隙（８）及び高圧空間（１０）間が接続されることを特徴とする、請求項１２又は１３に記載の密封容器。
【請求項１５】
圧力リング（４）は、シャフト（２）上で軸方向に案内されるスラスト片（１２）によって変形可能であり、圧力リング（４）は、シーリングリング（３）及びハウジング（１）の壁部上で支持されていることを特徴とする、請求項１３に記載の密封容器。
【請求項１６】
スラスト片（１２）は、スペーサリング（６）及びシーリングリング（３）間に配置されることを特徴とする、請求項１５に記載の密封容器。
【請求項１７】
シーリングリング（３）は、スリーブ（１７）の前側に対して力（Ｆ）の有効方向で見て圧力リング（４）の後方に配置されるシーリングリング（３）の前側によって静止され、スリーブ（１７）は、ハウジング（１）の肩部（２３）上に静止する圧縮ばね（２０）で反対側に支持されることを特徴とする、請求項１に記載の密封容器。
【請求項１８】
内側間隙（１９）は、シャフト（２）及びスリーブ（１７）間に形成され、内側間隙（１９）は、シーリングリング（３）に面する端部領域内で斜面（２１）の形態で広がり、かつスリーブ（１７）の全長に沿って延びることを特徴とする、請求項１７に記載の密封容器。
【請求項１９】
外側間隙（１８）は、スリーブ（１７）及びハウジング（１）の所定壁部間に形成され、外側間隙（１８）は、高圧空間（１０）に向かって開放され、かつスリーブ（１７）の部分的な長さに沿って延びる請求項１７に記載の密封容器。
【請求項２０】
送り穴（１５、１６）は、ハウジング（１）及びスペーサリング（６）内に設けられ、この送り穴（１５、１６）によって、液体が冷却及び潤滑のためにスペーサリング（６）及びシャフト（２）間に入ることができることを特徴とする、請求項１〜１９のいずれか１項に記載の密封容器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の前段による密封装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】
例えば液体媒体を輸送する高圧領域と、低圧領域との間の遷移領域における移動シャフト又はロッドをシールするために、一方の側でシャフトの周囲に対して静止し、他方の側ではハウジング又はパーツに対して静止する、熱可塑性又は弾性材料で作られたシールを使用することが知られている。
【０００３】
生じる低圧領域と比較しての圧力差、シャフトの移動速度、シールされる媒体の温度や種類だけでなく、このようなシステムにおける高い圧力が２００バールを超える結果として、シーリングリングが非常に摩耗する。そのため、このような密封装置が使用された場合、システムの低い耐久性、従って、短い耐用年数となる。概して、システムの耐久性における信頼性は、厳しく制限される。
【０００４】
さらに、記述された動作で引き起こされる摩耗及び関連する作業の頻繁な中断は、当然に修理費が加えられ高コストとなり、これにより、上述のタイプの密封装置は、最適な経済的動作の障壁となっている。
【０００５】
既知の密封装置におけるこれらの不都合を避けるために、他のシールの解決策は、わずかな周囲の絞り間隙を有してシャフトの周りにシーリングリングを提供することから成る。この絞り間隙に沿って、高圧空間及び低圧領域間の圧力差が減少される。
【０００６】
しかしながら、これは比較的高い漏れ流れと関連し、また、流速の結果として、絞り間隙が拡大されることにより浸食摩耗が助長される。これにより、最終的に、関連する修理によって排除されなければならない容認できない漏洩という結果となる。
【０００７】
これらの不都合を排除するために、絞り間隙が非常に小さく維持されなければならないが、これは、必要な精度のために、非常に高い製造支出、従って高い製造コストによってのみ実施することができる。そのため、大きな寸法の部品は、通常製造されない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明の目的は、摩耗により耐え、これにより作業コストが全体として減少するような封止が実現できる、上述のタイプの密封装置をさらに発展させることである。
【０００９】
この目的は、請求項１の特徴を有する密封装置によって達成される。
【００１０】
シーリングリングは便宜上スリーブの形状であり、好適には硬質合金又はセラミックから成り、部分的な変形領域において隆起する方法で作製される。シーリングリングの残りの領域は、狭い隙間間隔でシャフトを囲む。同様に、シーリングリングはまた、セラミック又は硬質合金から成ってもよく、各場合において、シーリングリングと同じ組成又はシーリングリングと異なる組成であってもよい。
【００１１】
シーリングリングの取付け前において、後者は連続的で滑らかな内壁を有する。変形可能な圧力リングに力が作用された後では、シャフトの方向における部分的な変形が、圧力リングの変形力を伝達する結果として起こる。加えられた力に依存して、多少広範囲な変形が起こる。すなわち、ビードリングの多少重い構成により、このビードリングがシャフトに緊密に当接するように正確に調節される。
【００１２】
シャフトの軸方向及び／又は回転運動によって生じるビードリングの緊密な接触の場合の摩耗でさえ、圧力リングによる調節及びさらなる変形の結果としてこの摩耗を補償することができる。
【００１３】
圧力リングそれ自体は、金属又は適切なプラスチック材料から成り、他方の側部は、当接部を表す耐圧ハウジングの壁部で支持される。
【００１４】
圧力リングを変形させシーリングリングを部分的に変形させるための力は、スラストリングを経由して伝達することができ、この力はねじ、スレッド又は油圧系によって発生させることができる。この力は、低圧領域に加えられ、高圧空間に存在する作動圧力から得られる対向力よりも大きく、この力は自由に調節することができる。
【００１５】
上述のビードリングの形成に帰着する弾力性がある横方向の弾性変形は、シーリングリングとシャフトとの間の間隙を減少する。この間隙は、漏洩量、補償されるべき製造許容誤差及び／又は上述の摩耗の補償に関して、所望の要求による各場合において、元々この領域にも存在していたものである。必要に応じ、漏れ流れはゼロにまで減少することができる。
【００１６】
シーリングリング又は全密封装置はほとんど摩耗なしに動作するので、当然に、特に運転費に関して、かなりの利益が従来技術に比較して得られる。シーリングリングの交換もまた、長時間の動作後に必要ではなく、これにより、このような密封装置が設置されるシステムの耐用年数は著しく長くなり、その結果得られるコストの利益を伴う。
【００１７】
本発明の有利な他の改良は、従属項で特徴づけられる。
【００１８】
本発明の実施形態は、添付の図面によって以下で記述される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１〜３は、それぞれ１つの密封装置の断面図である。
【００２０】
各図はそれぞれシャフト２又はロッドのための密封装置を示し、シャフト２又はロッドは、高圧空間１０の境界となりハウジング１の高圧空間１０と低圧領域１１との間に配置されるガイド内に移動可能に設けられている。シャフト２は、回転又は旋回するだけでなく、軸方向で前後に移動可能であってもよい。
【００２１】
密封装置は、好適には硬質合金又はセラミックから成るシーリングリング３を有し、シーリングリング３はスリーブとして構成され、シャフト２を囲む。シーリングリング３の内径は、シャフト２の直径より実質的に僅かに大きく、これにより、内部間隙７が形成される。
【００２２】
固定シールを形成する圧力リング４は、シーリングリング３の外側ジャケットの部分に対して置かれ、圧力リング４は変形可能であり金属又はプラスチック材料から成ってもよい。他方で、圧力リング４は耐圧ハウジング１の壁部に支持され、この場合、圧力リング４は図１〜３に示す例において、受容装置２２内で静止する。
【００２３】
スラストリングとして作用するスペーサリング６により、低圧領域１１から生じる力Ｆが軸方向に作用して、圧力リング４が変形する。この場合、圧力リング４は受容装置２２の３つの側部によって膨張に耐えるように保持され、この側部は、一方でハウジング１の壁部、他方でシーリングリング３（図１及び３）の段差状突出部によって形成される。ハウジング１及びスペーサリング６において、冷却及び潤滑のためにスペーサリング６及びシャフト２の間に液体が入ることができる供給穴１５、１６が設けられている。
【００２４】
図２で示される実施形態の場合、圧力リング４が置かれ、受容装置２２に相当する受け空間は、シーリングリング３及びハウジング１の壁部に加え、シーリングリング３及びスペーサリング６の間に配置されリング形状内にシャフト２を含むスラスト片１２の前側表面によって境界を接する。
【００２５】
力Ｆが適用されるとき、圧力リング４に作用する変形力はシャフト２の方向に容易に案内され、印加された力Ｆに依存して、シーリングリング３の内壁における部分的な変形であるビードリング５を形成する間、部分的な変形を引き起こす。その結果、このビードリング５がこのシャフト２に対して静止し、又はこのシャフト２に対してほとんど静止する。
【００２６】
図１で示される実施形態の場合、シーリングリング３は、スペーサリング６上へ圧力によって軸方向に移動され、この場合、シーリングリングは、ハウジング１に隣接するチャンバ９の軸方向の縮小によって、予め応力が掛かる。この場合、力Ｆは、高圧空間１０での媒体の圧力と、高圧空間１０内の圧力によって作用されるシーリングリング３のリング表面の圧力との積から、スペーサリング６の有効リング表面を掛けた低圧領域１１における圧力を引いた圧力より大きい。
【００２７】
スクリュー、スレッド又は油圧装置による力Ｆの調整に依存して、ビードリング５はシャフト２近くに多少動く。この場合、ビードリング５はシャフト２に所定の圧縮応力を及ぼしさえしてもよい。
【００２８】
図１及び３による実施形態では、シーリングリング３が軸方向に移動可能な方法で配置されるが、図２で示される実施形態では、シーリングリング３は固定して配置される。すなわち、シーリングリング３が肩部２３のベースで支持され、同時に反対側の端部で圧力リング４を搭載する。この場合、間接的であるがスペーサリング６を経由して上述のようにビードリング５の変形が起こり、これは、スラスト片１２がシーリングリング３及びスペーサリング６の間に配置されているためである。
【００２９】
シーリング本体３の内側間隙７の膨張は、内圧及びその結果によるビードリング５のシール効果の減少のため、外側間隙８によって防止される。この外側間隙８は、高圧空間１０に本質的に突出する長さ領域におけるシーリングリング３の外径が、高圧空間１０の内径より小さいために形成される。
【００３０】
この外側間隙８は、高圧空間１０と接続され、これにより、高圧空間１０と同様な圧力が内側間隙７内に存在し、内側間隙７もまた、高圧空間１０及び外側間隙８と接続される。
【００３１】
図２で示される実施形態において、高圧空間１０及び外側間隙８間の接続は、半径方向の溝１４によって確立され、この溝１４は、ハウジング１の肩部２３で支持されるシーリングリング３の前側で、シーリングリング３内に設けられる。
【００３２】
加えて、内側間隙７の結果として、絞り、従って、圧力の部分的な減少が起こり、これにより、ビードリング５によって形成されるシーリング領域に、高圧空間１０よりも低い圧力が存在する。
【００３３】
図２による実施形態では、力Ｆの方向にシーリングリング３が肩部２３に対して静止し、力Ｆがスラスト片１２を経由して圧力リング４に印加され、特に密封装置が長い場合、調整が良好である長所を有する。さらに、それぞれの機能のために最適な異なる材料を、シーリングリング３及びスラスト片１２のために使用することができる。
【００３４】
図３で示される密封装置の場合、シーリングリング３は、図１に比べて比較的短い。ここで、圧力の絞りが、スリーブ１７を経由して起こり、スリーブ１７の前側に静止しているシーリング本体３及びスリーブ１７は、シーリング本体３の側部に面して斜面２１を有している。斜面２１は、高圧空間８における圧力より高い軸方向の接触張力を増大する。これにより、高圧空間１０の方向に開いた外側間隙１８及び内側間隙１９間の圧力補償を防止するシーリング効果が発生する。外側間隙１８は、スリーブ１７の全長さに沿って延びる内側間隙１９より短い。
【００３５】
初期張力を発生させるために圧縮ばね２０が提供され、圧縮ばね２０は、その一方の側部がハウジング１の肩部２３に支持され、他方の側部はシーリングリング３から離れて対向しているスリーブ１７の前側に支持されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】密封装置を示す断面図である。
【図２】密封装置を示す断面図である。
【図３】密封装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１…ハウジング、２…シャフト、３…シーリングリング、４…圧力リング、５…ビードリング、６…スペーサリング、７…内側間隙、８…外側間隙、９…チャンバ、１０…高圧空間、１１…低圧領域、１２…スラスト片、１３…チャンバ、１４…半径方向の溝、１５…送り穴、１６…送り穴、１７…停止スリーブ、１８…間隙、１９…間隙、２０…圧縮ばね、２１…斜面、２２…装置受け、２３…肩部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
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