(57)【要約】  第１のラビリンスリング（１１）と第２のラビリンスリング（１２）とを備えたラビリンスシール（１０）であって、該ラビリンスシール（１０）が組み立てられた状態で、前記第１のラビリンスリング（１１）および前記第２のラビリンスリング（１２）は、少なくとも部分的にオーバラップして互いに間挿し合い、かつ互いに対して相対的に回転可能であり、前記第１のラビリンスリング（１１）および前記第２のラビリンスリング（１２）の、前記組み立てられた状態において互いに向かい合って位置する面は、互いに異なる耐摩耗性を有している。
2015502506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のラビリンスリング（１１）と第２のラビリンスリング（１２）とを備えたラビリンスシール（１０）であって、該ラビリンスシール（１０）が組み立てられた状態で、前記第１のラビリンスリング（１１）および前記第２のラビリンスリング（１２）は、少なくとも部分的にオーバラップして互いに間挿し合い、かつ互いに対して相対的に回転可能であり、前記第１のラビリンスリング（１１）および前記第２のラビリンスリング（１２）の、前記組み立てられた状態において互いに向かい合って位置する面は、互いに異なる耐摩耗性を有していることを特徴とする、ラビリンスシール。
【請求項２】
前記第１のラビリンスリング（１１）および前記第２のラビリンスリング（１２）の互いに向かい合って位置する前記面は、互いに異なる材料硬度を有している、請求項１記載のラビリンスシール。
【請求項３】
前記第１のラビリンスリング（１１）の材料は、前記第２のラビリンスリング（１２）の材料よりも高い材料硬度を有しているので、前記ラビリンスシール（１０）の作動時に、前記第２のラビリンスリング（１２）の材料は、前記両ラビリンスリング（１１；１２）が衝突すると、前記第１のラビリンスリング（１１）の材料よりも早期に摩耗する、請求項１または２記載のラビリンスシール。
【請求項４】
前記第１のラビリンスリング（１１）の材料は鋼であり、前記第２のラビリンスリング（１２）の材料は、非鉄金属の群またはプラスチックから成る材料である、請求項１から３までのいずれか１項記載のラビリンスシール。
【請求項５】
前記第２のラビリンスリング（１２）は、該第２のラビリンスリング（１２）の、少なくとも前記ラビリンスシール（１０）の作動後に摩耗する領域が交換可能であるように、形成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のラビリンスシール。
【請求項６】
前記両ラビリンスリング（１１；１２）の、組立て方向で互いに間挿し合うリブ（１１−１，１１−２，１１−３；１２−１，１２−２）は、前記ラビリンスシール（１０）が組み立てられた状態では後ろから係合しないように形成されている、請求項５記載のラビリンスシール。
【請求項７】
前記第１のラビリンスリング（１１）が、完全に第１の材料から製造されていて、かつ／または前記第２のラビリンスリング（１２）が、前記第１の材料よりも低い耐摩耗性を有する第２の材料から完全に製造されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のラビリンスシール。
【請求項８】
前記両ラビリンスリング（１１；１２）のうちの少なくとも１つのラビリンスリングは、互いに異なる耐摩耗性を有する表面材料（２１）と別の材料（２２）とから製造されていて、それぞれ他方のラビリンスリング（１２；１１）に向けられた表面領域が、前記表面材料（２１）から製造されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のラビリンスシール。
【請求項９】
前記表面材料（２１）は、前記別の材料（２２）よりも軟らかいので、前記ラビリンスシール（１０）の作動時に、前記表面材料（２１）は前記ラビリンスシールの前記別の材料（２２）よりも早期に摩耗する、請求項７記載のラビリンスシール。
【請求項１０】
ラビリンスシール（１０）を組み付ける方法であって、以下の方法ステップを有している、すなわち
第１のラビリンスリング（１１）および第２のラビリンスリング（１２）を、前記ラビリンスシール（１０）が組み立てられた状態で、互いに異なる耐摩耗性を有する前記第１のラビリンスリング（１１）の面と第２のラビリンスリング（１２）の面とが互いに向かい合って位置するように準備するステップと、
前記ラビリンスシール（１０）を、該ラビリンスシール（１０）が組み立てられた状態で、前記第１のラビリンスリング（１１）と前記第２のラビリンスリング（１２）とが、少なくとも部分的にオーバラップして互いに間挿し合い、かつ互いに対して相対的に回転可能であるように組み立てるステップと、
を有することを特徴とする、ラビリンスシールを組み付ける方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、概してシールエレメントに関し、特にラビリンスシールと、該ラビリンスシールを組み付ける方法に関する。
【０００２】
互いに対して相対的に運動するもしくは回転する構成部材を外部の環境に対してシールするために、ラビリンス形のシールエレメントを使用することが知られている。このようなシールのよく使用される形状は、軸受けケーシングにフランジ締結された軸受けカバーもしくは軸受けケーシングが、環状に形成された複数のリブを備えていて、これによりラビリンスシールの第１のラビリンスリングが形成され得ることにある。シールのためには、第１のラビリンスリングが、隣接するかみ合った第２のラビリンスリングと協働する。第２のラビリンスリングは、シャフトに設けられていてよい。第１のラビリンスリングおよび第２のラビリンスリングのかみ合ったリブは、いわゆるシールラビリンスを一緒に形成する。
【０００３】
ラビリンスシールは、たとえば非接触のシャフトシールとして使用され得る。ラビリンスシールのシール作用は、ラビリンスリングの、かみ合った、つまり互いに間挿し合うリブの配置によるシール距離の延長に基づいている。このことは、互いに対して相対的に回転する、シャフトに設けられたリングと固定されたハウジング部分に設けられたリングとの間の曲折し、かつ狭められたギャップをもたらす。両ラビリンスリングの間の、曲折したもしくは折れ曲がったギャップ（シールラビリンス）内における比較的高い流れ抵抗に基づいて、比較的小さな許容可能な流量（漏れ流量）だけが、ラビリンスシールを通じて流出もしくは流入することができる。外部からの汚染は、場合によっては付加的に使用される、方向付けされた質量流（たとえば窒素のような遮断媒体）によって阻止され得る。
【０００４】
ラビリンスシールの高い効果のためには、関与する構造エレメント、つまりラビリンスリングの製造公差の高い精度が要求される。規定された使用条件および／または構成部材の過度に不正確な製造によって、ラビリンスシールの作動中に、ラビリンスのシャフト部分とハウジング部分との望ましくない接触が生じ得る。たとえば、ラビリンスシールの両ラビリンスリングが、作動時に外部からの荷重の影響に基づいて接触することがある。これにより火花形成、ひいては火災事故に至るシールアセンブリの除去不能な損傷を排除することはできない。
【０００５】
製造公差に基づくラビリンスリングのこのような望ましくない接触を阻止するために、シールアセンブリの製造直径が比較的大きな場合には、たとえば公差もしくはギャップ量を拡大することができる。しかしこのことは、シール作用、ひいてはラビリンスシールアセンブリの性能を低下させるという欠点をもたらす。
【０００６】
したがって、本発明の課題は、ラビリンスシールアセンブリのための、先行技術に比べて改善されたコンセプトを提供することである。
【０００７】
ラビリンスシールの、互いに間挿し合うラビリンスリングの少なくとも複数の部分または区分が、互いに異なる耐摩耗性を有し得るということが本発明の認識である。他方の領域よりも耐摩耗性が低い領域は、ラビリンスシールアセンブリの意図された摩耗領域をもたらす。たとえば、ラビリンスシールにおいて、低い摩耗耐性を有する材料が組み込まれる。このより低い耐摩耗性を有する材料は、両ラビリンスリングの（たとえば外部からの荷重作用による）不意の接触時に、より低い耐摩耗性を有する材料の意図的な摩耗をもたらす。
【０００８】
本発明の幾つかの態様によれば、少なくとも摩滅した摩耗領域もしくは摩耗部分が、予め規定された摩耗度に達してから交換され得る。この場合、摩耗度は、たとえばラビリンスシールアセンブリ内への、またはラビリンスシールアセンブリからの漏れ流量の許容可能な大きさに基づいて究明され得る。
【０００９】
本発明の態様によれば、第１のラビリンスリングと第２のラビリンスリングとを備えたラビリンスシールが設けられている。この構成では、ラビリンスシールが組み立てられた状態で、第１のラビリンスリングと第２のラビリンスリングとが少なくとも部分的にオーバラップして互いに間挿し合い、かつ互いに対して相対的に回転可能である。さらに、組み立てられた状態では、第１のラビリンスリングおよび第２のラビリンスリングの互いに向かい合って位置する面が、互いに異なる耐摩耗性を有している。このためには、互いに向かい合って位置する面が、たとえば互いに異なる材料から製造されているか、または互いに異なって表面処理され、かつ／または熱処理されていてよい。耐摩耗性とは、摩耗（機械的な摩耗）に対する固体の耐性であると理解され得る。
【００１０】
たとえば、第１のラビリンスリングが、固定的なハウジング部分に対応して配置されていてよいのに対して、第２のラビリンスリングは、回転するシャフトに配置され得る。したがって、互いに間挿し合う両ラビリンスリングは、互いに対して回動可能である。シールアセンブリの態様に応じて、両ラビリンスリングもしくは該ラビリンスリングの環状に延びる複数のリブは、軸方向に、つまりシャフトの回転軸線の方向に、または半径方向に、つまりシャフト回転軸線に対して垂直方向に、互いに間挿し合うことができる。軸方向で互いに間挿し合うリブの場合、以下では軸方向のラビリンスシールアセンブリが記述されるのに対して、半径方向で互いに間挿し合うリブは、半径方向のラビリンスシールアセンブリと呼ばれる。さらに、本発明の態様は、当然ながら、軸方向のラビリンスシールアセンブリおよび半径方向のラビリンスシールアセンブリから成る組合せにも使用され得る。
【００１１】
第１のラビリンスリングおよび第２のラビリンスリングの互いに向かい合って位置する面の互いに異なるもしくは種々の耐摩耗性は、たとえば互いに向かい合って位置する面の、互いに異なる材料硬度により達成され得る。このことは、換言すれば以下のことを意味する。すなわち、第１のラビリンスリングおよび第２のラビリンスリングの互いに向かい合って位置する面が、少なくとも部分的に互いに異なる材料硬度を有している。たとえば、第１のラビリンスリングの材料は、第２のラビリンスリングの材料に比べて高い材料硬度を有しているので、ラビリンスシールの作動時に、つまりシャフトの回転時にかつ／またはシャフトに荷重がかけられた時に第２のラビリンスリングのより低い耐摩耗性を有する材料は、両ラビリンスリングが衝突した際に、第１のラビリンスリングのより高い耐摩耗性を有する材料よりも早く摩耗する。
【００１２】
幾つかの態様によれば、たとえば第１のラビリンスリングは完全に、または部分的に、（場合によっては硬化された）鋼から製造されていてよい。このような態様では、第２のラビリンスリングは完全に、または部分的に比較的軟らかい材料から製造されていてよく、これによりラビリンスシールの作動中の両ラビリンスリングの不意の接触時に、第２のラビリンスリングの意図的な摩耗が生じる。鋼よりも軟らかい考え得る材料は、たとえば非鉄金属またはプラスチックである。言い換えると、このことは、幾つかの態様による第１のラビリンスリングの表面材料が、（場合によっては硬化された）鋼であってよく、第２のラビリンスリングの表面材料が、たとえば非鉄金属の群またはプラスチックから成る、鋼に比べて軟らかい材料であることを意味している。この場合、「非鉄金属」とは、貴金属を除外した鉄以外の金属の部分群のための総称である。非鉄金属には、カドミウム（Ｃｄ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、鉛（Ｐｂ）、錫（Ｓｎ）または亜鉛（Ｚｎ）のような金属が含まれる。これらの卑の重金属は、それ自体が有色であるか、黄銅、青銅、赤黄銅のような有色の合金を形成する。この場合、合金は同様に非鉄金属に含まれる。
【００１３】
摩耗のために設けられた表面領域または場合によってはより低い耐摩耗性を有するラビリンスリング全体が、所定の摩耗程度に達した後に交換され得るように、ラビリンスシールアセンブリに組み込まれていてよい。この場合、摩耗程度は、たとえば（たとえばシールラビリンスからの潤滑剤の）漏れ流量の許容可能な大きさに基づいて求められ得る。幾つかの実施の形態によれば、（より低い耐摩耗性を有する）第２のラビリンスリングは、少なくとも第２のラビリンスリングの、ラビリンスシールの作動後に摩耗した領域またはラビリンスリング全体が交換可能であるかもしくは交換され得るように、形成されていてよい。このためには、両ラビリンスリングのリブがそれぞれ、組み立てられた状態で互いに後ろから係合しないように形成されていてよい。つまり、両ラビリンスリングの環状に延びるリブは、実質的に組付け方向（たとえば軸方向または半径方向）にしか延びていない。これにより、ラビリンスシールの両構成部材もしくはラビリンスリングは、比較的に簡単に組付け方向に互いに入り込むか、もしくは離間するように移動されてよく、この場合、環状に延びるリブの、組付け方向に対して垂直に延びる区分により組付けが難しくされることはない。しかし別の態様によれば、両ラビリンスリングのうちの少なくとも１つのラビリンスリングが相応して区分化されている、つまり分解可能に形成されている場合、ラビリンスシールアセンブリの比較的簡単な組立て（取外し）で、両ラビリンスリングの後ろからの係合部もしくはアンダカット部が形成可能である。
【００１４】
幾つかの態様によれば、第１のラビリンスリングが完全に第１の材料（たとえば鋼）から製造されていてよい。第２のラビリンスリングは、これに対して同様により低い耐摩耗性を有する第２の材料（たとえば非鉄金属またはプラスチック）から完全に製造されていてよい。当然ながら、第１のラビリンスリングが、第２のラビリンスシールにおけるよりも低い耐摩耗性を有している態様も考えられる。この場合、より低い耐摩耗性は、ラビリンスシールの作動エラー時に容易にアクセス可能であり、したがって容易に交換可能であるラビリンスリングに割り当てられている。これは、幾つかのシールアセンブリにおいて、シャフトまたは軸受け側のラビリンスシールであり得る。さらに別の態様では、周囲またはケーシング側のラビリンスリングに容易にアクセス可能である。
【００１５】
個別のラビリンスリングがそれぞれ完全に、他方のラビリンスリングに対して耐摩耗性の高いまたは摩耗の少ない材料から製造されている実施の形態に対して、本発明は、少なくとも両ラビリンスリングの一方が表面材料と、該表面材料とは異なる耐摩耗性を有する別の材料とから製造されている態様も含んでいる。この場合、表面材料は、それぞれ他方のラビリンスリングに面した表面領域に位置している。換言すると、このことは、両ラビリンスリングに、それぞれ耐摩耗性の高いまたは摩耗の少ない表面領域が対応配置され得る。この場合、幾つかの態様によれば、ラビリンスリングの、シールギャップに面した全体的な表面領域が、たとえばコーティングにより、またはたとえば硬化のような別の表面処理手段により処理される。しかし、これに対して、特に接触の危険にさらされている、シールギャップに面した特定の表面区分にだけ、ラビリンスリングの別の材料に比べて（相応の表面処理によって）硬化されるか、または軟化されてもよい。したがって、たとえばラビリンスリングのうち１つにおいて、表面材料が残りのリング材料よりも軟らかく選択されるので、ラビリンスシールの作動時にこの表面材料は各ラビリンスリングの残りの材料よりも早く摩耗する。
【００１６】
本発明の別の観点によれば、ラビリンスシールを組み付ける方法が設けられている。この方法は、ラビリンスシールが組み立てられた状態で、互いに異なる耐摩耗性を有する第１のラビリンスリングの（表）面と第２のラビリンスリングの（表）面とが互いに向かい合って位置しているように、第１のラビリンスリングおよび第２のラビリンスリングを準備するステップを有している。別のステップでは、ラビリンスシールが組み立てられた状態で第１のラビリンスリングおよび第２のラビリンスリングが少なくとも部分的に互いに間挿し合い、かつ互いに対して相対的に回動可能であるようにラビリンスシールを組み立てる。
【００１７】
本発明の態様によれば、ラビリンスシールは、製造公差に対して鈍感に形成され得る。なぜならば、両ラビリンスリングの間の接触が非可逆的な損傷をもたらさないからである。したがってラビリンスシールは、たとえば組立てエラー、温度膨張、非真円性、遠心力による変形のような作動条件の変動に対して鈍感に形成されている。（摩耗した部分の交換による）最適なシールギャップの復元により、ラビリンスシールシステムの持続的な効果が保証され得る。接触および摩耗性の媒体による摩滅は、摩耗した部分の交換により元の摩耗していない状態に戻ることができる。さらに、本発明の態様により、互いに対して相対的に回転するラビリンスリングの接触／摩擦による火花形成が阻止されているので、危険な環境における爆発保護が付加的に保証され得る。
【００１８】
本発明の実施の形態を以下に添付の図面につき詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１ａ】互いに異なって摩耗するラビリンスリングを備えた本発明に係るラビリンスシールアセンブリの実施の形態を示す断面図である。
【図１ｂ】互いに異なって摩耗するラビリンスリングを備えた本発明に係るラビリンスシールアセンブリの実施の形態を示す断面図である。
【図２ａ】ラビリンスリングの表面コーティングの種々異なる可能な形態を示す図である。
【図２ｂ】ラビリンスリングの表面コーティングの種々異なる可能な形態を示す図である。
【００２０】
本発明の単に例示的な実施の形態に関する以下の説明では、同一の符号は同一のまたは類似の構成要素を示す。
【００２１】
図１ａは、本発明の１つの実施の形態によるラビリンスシールアセンブリ１０の概略的な断面図を示している。
【００２２】
ラビリンスシール１０は、第１のラビリンスリング１１および第２のラビリンスリング１２を有している。図示された実施の形態では、第２のラビリンスリング１２は、シャフト１３に相対回動不能に位置している。第２のラビリンスリング１２とシャフト１３との相対回動不能な結合は、たとえば収縮嵌めにより、または固定スリーブ１４を用いて達成され得る。固定スリーブ１４は、第２のラビリンスリング１２をシャフト段部１５と協働してシャフト１３に軸方向にかつ相対回動不能に固定する。この場合、軸方向とは、シャフト１３もしくはラビリンスシール１０の回転軸線１６の方向である。シャフト１３に関しても、ラビリンスシール１０に関しても、図１ａでは概観することができるようにシャフト回転軸線１６の上側の部分しか示していない。
【００２３】
図１ａは、ラビリンスシール１０を組み立てられた状態で示している。この状態では、第１のラビリンスリング１１と第２のラビリンスリング１２とは少なくとも部分的に軸方向でオーバラップするように互いに間挿し合っていて、シャフト回転軸線１６を中心として互いに対して相対的に回転可能である。ラビリンスシール１０の図１ａに示された実施の形態は、軸方向のシールアセンブリである。軸方向のシールアセンブリでは、第１のラビリンスリング１１の、環状に配置されたリブ１１−１，１１−２，１１−３が、第２のラビリンスリング１２の環状に配置されたリブ１２−１，１２−２に軸方向にオーバラップして互いに間挿し合っている。この場合、本発明の実施の形態は、ここに図面に示された軸方向のシールアセンブリで使用可能であるだけではなく、当業者にとって自明の形式で半径方向のラビリンスシールアセンブリにも転用されてよい。半径方向のラビリンスシールアセンブリでは、両ラビリンスリングの環状に延びる複数のリブが半径方向でオーバラップして互いに間挿し合い、かつ互いに対して相対的に回転可能である。この場合、図１に示したアセンブリを９０°だけ回転させ、これによりシャフト回転軸線１６が垂直方向に延びていることにより、例示的な半径方向のラビリンスシール装置を得ることができる。同様に、本発明の原理を利用することができる、軸方向のラビリンスシールアセンブリおよび半径方向のラビリンスシールアセンブリから成る組合せも考えられ得る。
【００２４】
互いに間挿し合うラビリンスリング１１および１２もしくは該ラビリンスリング１１および１２の環状に延びる複数のリブ１１−１，１１−２，１１−３および１２−１，１２−２は、曲折したもしくは折れ曲がったギャップ１７を形成する。ギャップ１７は、概してシールラビリンスとも呼ばれる。図１ａは、シールギャップ１７をラビリンスシール１０の静止位置、つまり荷重をかけられていない状態で示している。この状態では、第１および／または第２のラビリンスリング１１，１２には軸方向の力も半径方向の力も作用しない。
【００２５】
図１ａに種々異なるハッチングで示されているように、第１および第２のラビリンスリング１１，１２の、ラビリンスシール１０が組み立てられた状態で互いに向かい合って位置する面は、互いに異なる摩耗耐性を有する（互いに異なる）材料から製造されている。この場合、第１および第２のラビリンスリング１１，１２の互いに向かい合って位置する面は、第１および第２のラビリンスリング１１，１２の、シールギャップ１７を画定している面とも理解され得る。本発明の実施の形態によれば、シールギャップ１７を画定しているこれらの面の少なくとも部分領域が、互いに異なる摩耗耐性を有している。
【００２６】
図１ａに示された実施の形態によれば、第１のラビリンスリング１１は、それどころか完全に第１の材料から製造されている。第２のラビリンスリング１２は、同様に完全に第２の材料から製造されている。この第２の材料は、第１の材料よりも低い耐摩耗性を有している。第１の材料がたとえば（硬化された）鋼であってよいのに対して、第２のラビリンスリング１２の第２の材料は、たとえば非鉄金属またはプラスチックのような比較的軟らかい材料であってよい。つまり図１ａおよび図１ｂは、鋼から成る外側のラビリンスリング１１と、非鉄金属の群および／またはプラスチックから成る対応する摩耗材料から成る内側のラビリンスリング１２を備えた可能な実施の形態を示している。
【００２７】
つまり、第１および第２の両ラビリンスリング１１，１２、ひいては第１および第２のラビリンスリング１１，１２の、互いに向かい合って位置する面は、互いに異なる材料硬度を有していてよい。第１のラビリンスリング１１の材料が第２のラビリンスリングの材料に比べて高い材料硬度を有している図１に概略的に描かれた実施の形態のような場合、ラビリンスシール１０の作動時に、つまり対峙している両ラビリンスリング１１，１２が連続的に回転すると、第２のラビリンスリング１２の材料が、両ラビリンスリング１１，１２との接触または衝突時に、第１のラビリンスリング１１の材料よりも早期に摩耗するようになっている。これによって、ラビリンスシール１０は、従来のラビリンスシールに比べて、両ラビリンスシール１１，１２の製造公差に関して鈍感になる、つまり製造公差による影響をうけなくなる。なぜならば、製造公差に起因する両ラビリンスリング構成部材１１，１２の接触が重大な非可逆的な損傷をもたらし得ないからである。つまり両ラビリンスリング１１，１２間の不都合な接触時に意図的かつ危機的でない材料除去が達成され得る。
【００２８】
これに関して、図１ｂは、荷重をかけられた状態のラビリンスシール１０を示している。荷重をかけられた状態では、外側のラビリンスリング１１に作用する半径方向の力１８がシールギャップ１７のギャップ量を変化させる。シールラビリンスの軸方向に延びるギャップのうち半分のギャップのギャップ量が荷重によって明らかに減じられるのに対して（符号１９を参照）、軸方向に延びるギャップの別の半分のギャップでは、ギャップ量が半径方向の荷重に基づいて相応して拡大される（符号２０を参照）。特に、軸方向に延びるギャップが減じられている場合に、ラビリンスシール１０の製造公差、つまり、組立てエラー、温度膨張、非真円性、変形等が不都合に作用する。なぜならば、それらによって第１のラビリンスリング１１と第２のラビリンスリング１２との間で不都合な接触が生じ得るからである。第１のラビリンスリング１１および第２のラビリンスリング１２の互いに向かい合って位置する表面の少なくとも部分領域が互いに異なる摩耗耐性を有していることによって、このような不都合な接触時に、一方のラビリンスリングの、より低い耐摩耗性を有する材料が除去され、この場合により高い耐摩耗性を有する材料を備えたラビリンスリング（ここでは外側のリング１１）が損傷されることはない。
【００２９】
より低い耐摩耗性を有するエレメント、つまりラビリンスリングの表面区分またはラビリンスリング全体は、本発明の幾つかの実施の形態により、設定された摩耗度への到達後に取り替えられるか、または交換され得るようにラビリンスシール１０に組み込まれる。摩耗度は、たとえば漏れ流量の許容可能な量に基づいて、つまりたとえばシールギャップ１７から流出する潤滑剤の量により求めることができる。図１ａおよび図１ｂに示した実施の形態では、たとえばより低い耐摩耗性を有する第２のラビリンスリング１２が（たとえばスリーブ１４の解除により）交換可能に形成されている。つまり、幾つかの実施の形態では、より低い耐摩耗性を有するラビリンスリング全体が所定の摩耗度への到達後に取り替えられ、新しいラビリンスリングに交換される。これによって、シールギャップ１７の最適なギャップ量の回復によりシールシステム１０の持続的な効率を達成することができる。接触またはシールギャップ１７内の摩損性の媒体による消耗は、材料交換によって元に戻すことができるか、もしくは復元することができる。第２のラビリンスリング１２の交換を容易にするために、幾つかの実施の形態によれば、両ラビリンスリング１１，１２の、組付け方向（本実施の形態では軸方向）で互いに間挿し合うリブ１１−１，１１−２，１１−３，１２−１，１２−２が形成されているので、両ラビリンスリング１１，１２は、ラビリンスシール１０が組み立てられた状態では（シャフト回転軸線１６に対して）半径方向または接線方向で後ろから係合もしくは係合しない。つまり、簡単な組付けもしくは取外しのために、リブは、両ラビリンスリング１１，１２の、軸方向での簡単な間挿もしくは取外しを困難にする半径方向または接線方向の突起を有しない。このことは、半径方向のシールアセンブリにも同様に該当し、半径方向のシールアセンブリでは、環状のリブがそれぞれ半径方向に延び、互いに後ろから係合もしくは係合する顕著な軸方向の突出部を有しない。
【００３０】
図２ａは、１つの実施の形態の拡大図を概略的に示している。本実施の形態では、両ラビリンスリング１１，１２のうちの少なくとも１つのラビリンスリングが、互いに異なる耐摩耗性を有する表面材料２１と別の材料２２とから製造されている。この場合、リブ１１−１，１１−２，１１−３，１２−１，１２−２の、それぞれ他方のラビリンスリングに面した表面領域が、表面材料２１から製造されている。図１に示したアセンブリでは、たとえば内側のラビリンスリング１２の、シールギャップ１７を画定している面が表面材料２１を有している。要求に応じて、表面材料２１は、別の材料２２よりも軟らかいか、または硬くてもよい。より軟らかい表面材料２１が設けられている場合、表面材料２１は、ラビリンスシール１０の作動時に、他方の材料２２よりも早期に摩耗する。この別の材料２２から、幾つかの実施の形態では向かい合って位置するラビリンスリングが製造されていてもよい。図１に示したアセンブリでは、たとえば外側のラビリンスリング１１が完全にこの別の材料（鋼）から成っていてよい。
【００３１】
表面材料２１は、別のまたは残りの材料２２に比べて、軟らかい（場合によっては硬い）コーティングであってよい。より低い（場合によってはより高い）耐摩耗性は、相応する他の表面処理によっても達成され得る。表面処理は、表面材料２１を軟化（場合によっては硬化）させることができる。したがって、表面材料２１はたとえば投射、照射（Beschuss）または別の材料成分の鍍金により軟化もしくは硬化され得る。全体的に、本発明の枠内では、種々異なる材料とは、種々異なって処理された材料（たとえば硬化された鋼に対して硬化されていない鋼）および／または互いに異なる金属合金であると理解され得る。
【００３２】
図２ｂに示されているように、表面材料２１は、必ずしも別のラビリンスリングに面した、もしくはシールギャップ１７を画定している表面領域に関連して被着される必要はない。低い摩耗耐性を有する表面材料２１もしくは軟らかい表面材料２１が、単に部分的に、ラビリンスリング１１または１２の、シールギャプ１７を画定する表面に被着される実施の形態も可能である。つまり表面材料２１を備えた表面領域が、互いに対して間隔を空けている（符号２３を参照）。このことは、たとえば、特別に少ない（コーティングまたは処理された）小さな表面領域内のみで両ラビリンスリング１１，１２の間の不都合な接触が生じ得る場合に有利である。表面材料２１の、単に部分的な被着によって特に、場合によっては高価な表面材料および／または表面処理のための材料コストも節減され得る。
【００３３】
したがって、ラビリンスリング１１または１２全体が、より低い耐摩耗性を有する材料の摩耗後に取り替えられるのではなく、該当する領域２１のみが取り替えられる実施の形態も考えられる。たとえば、このためにはラビリンスリングに被着されたプラスチック層が取り替えられ、摩耗していない新たなプラスチック層に替えられ得る。
【００３４】
幾つかの態様を装置に関連して記載したが、これらの態様は、相応する方法の説明も成しているので、装置のブロックまたは構造エレメントも、相応する方法ステップとして、または方法ステップの特徴として理解され得る。これに類似して、方法ステップに関連して、または方法ステップとして記載された態様は、相応する装置の相応するブロック、詳細または特徴の説明を成す。
【００３５】
上述の実施の形態は本願発明の原理を分かり易くするためのものである。ここに記載した要求および特徴の変更または変化は当業者には明らかである。したがって、本発明は単に後述の特許請求の範囲によって制限されるものであり、明細書および実施の形態の説明をもって呈示された個別の特徴によって制限されるものではないことが意図されている。
【符号の説明】
【００３６】
１０  本発明の実施の形態によるラビリンスシール
１１  第１のラビリンスリング
１２  第２のラビリンスリング
１３  シャフト
１４  固定スリーブ
１５  シャフト段部
１６  シールおよびシャフト回転軸線
１７  折れ曲がったシールギャップ
１８  半径方向の力
１９  狭いギャップ量
２０  広いギャップ量
２１  ラビリンスリングの表面材料
２２  ラビリンスリングの別の／残りの材料
２３  部分的に被着された表面材料の間の間隔
【図１ａ】
2015502506.tif 000003
【図１ｂ】
2015502506.tif 000004
【図２ａ】
2015502506.tif 000005
【図２ｂ】
2015502506.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成26年7月31日(2014.7.31)
【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】
第１のラビリンスリング（１１）と第２のラビリンスリング（１２）とを備えたラビリンスシール（１０）であって、該ラビリンスシール（１０）が組み立てられた状態で、前記第１のラビリンスリング（１１）および前記第２のラビリンスリング（１２）は、少なくとも部分的にオーバラップして互いに間挿し合い、かつ互いに対して相対的に回転可能であり、前記第１のラビリンスリング（１１）および前記第２のラビリンスリング（１２）の、前記組み立てられた状態において互いに向かい合って位置する面は、互いに異なる耐摩耗性を有しており、
前記両ラビリンスリング（１１；１２）のうちの少なくとも１つのラビリンスリングは、互いに異なる耐摩耗性を有する表面材料（２１）と別の材料（２２）とから製造されていて、それぞれ他方のラビリンスリング（１２；１１）に向けられた表面領域が、前記表面材料（２１）から製造されており、該表面材料（２１）は交換可能であることを特徴とする、ラビリンスシール。
【請求項２】
前記第１のラビリンスリング（１１）および前記第２のラビリンスリング（１２）の互いに向かい合って位置する前記面は、互いに異なる材料硬度を有している、請求項１記載のラビリンスシール。
【請求項３】
前記第１のラビリンスリング（１１）の材料は、前記第２のラビリンスリング（１２）の材料よりも高い材料硬度を有しているので、前記ラビリンスシール（１０）の作動時に、前記第２のラビリンスリング（１２）の材料は、前記両ラビリンスリング（１１；１２）が衝突すると、前記第１のラビリンスリング（１１）の材料よりも早期に摩耗する、請求項１または２記載のラビリンスシール。
【請求項４】
前記第１のラビリンスリング（１１）の材料は鋼であり、前記第２のラビリンスリング（１２）の材料は、非鉄金属の群またはプラスチックから成る材料である、請求項１から３までのいずれか１項記載のラビリンスシール。
【請求項５】
前記第２のラビリンスリング（１２）は、該第２のラビリンスリング（１２）の、少なくとも前記ラビリンスシール（１０）の作動後に摩耗する領域が交換可能であるように、形成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のラビリンスシール。
【請求項６】
前記両ラビリンスリング（１１；１２）の、組立て方向で互いに間挿し合うリブ（１１−１，１１−２，１１−３；１２−１，１２−２）は、前記ラビリンスシール（１０）が組み立てられた状態では後ろから係合しないように形成されている、請求項５記載のラビリンスシール。
【請求項７】
前記第１のラビリンスリング（１１）が、完全に第１の材料から製造されていて、かつ／または前記第２のラビリンスリング（１２）が、前記第１の材料よりも低い耐摩耗性を有する第２の材料から完全に製造されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のラビリンスシール。
【請求項８】
前記表面材料（２１）は、前記別の材料（２２）よりも軟らかいので、前記ラビリンスシール（１０）の作動時に、前記表面材料（２１）は前記ラビリンスシールの前記別の材料（２２）よりも早期に摩耗する、請求項６記載のラビリンスシール。
【請求項９】
ラビリンスシール（１０）を組み付ける方法であって、以下の方法ステップを有している、すなわち
第１のラビリンスリング（１１）および第２のラビリンスリング（１２）を、前記ラビリンスシール（１０）が組み立てられた状態で、互いに異なる耐摩耗性を有する前記第１のラビリンスリング（１１）の面と第２のラビリンスリング（１２）の面とが互いに向かい合って位置するように準備するステップと、
前記ラビリンスシール（１０）を、該ラビリンスシール（１０）が組み立てられた状態で、前記第１のラビリンスリング（１１）と前記第２のラビリンスリング（１２）とが、少なくとも部分的にオーバラップして互いに間挿し合い、かつ互いに対して相対的に回転可能であるように組み立てるステップと、
を有することを特徴とする、ラビリンスシールを組み付ける方法。
【国際調査報告】
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2015502506.tif 000008
2015502506.tif 000009
2015502506.tif 000010
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