(57)【要約】  本発明は、特にロッドシール、ピストンシール及び／又は軸シールとして使用し、確実な密閉を保証し、簡単かつコストパフォーマンスよく形成することができるシール部材に関する。本発明のシール部材は、熱可塑性プラスチック材料からなるベースボディ（１３２）を有し、ベースボディの最終的に有効な外側の形状の一部が高圧プロセス及び／又は高温プロセスにより得ている。
2017538898.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性プラスチック材料からなるベースボディ（１３２）を有し、該ベースボディがその最終的に有効な外側の形状の少なくとも一部、あるいはその最終的に有効な外側の形状の一部のみを高圧プロセス及び／又は高温プロセスにより得られている、ことを特徴とするシール部材（１００）。
【請求項２】
ベースボディ（１３２）が、少なくとも部分的に、あるいは部分的にのみ、高圧プロセス及び／又は高温プロセスにおいて成形され、かつ／又は形成されたボディを有する表面特性を備えている、ことを特徴とする請求項１に記載のシール部材（１００）。
【請求項３】
ベースボディ（１３２）が、少なくとも部分的に、あるいは部分的にのみ、射出成形プロセスで成形及び／又は形成されたボディを有する表面特性を備えている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のシール部材（１００）。
【請求項４】
ベースボディ（１３２）がリング形状に形成されており、かつ径方向内側のシール部分（１１６）と径方向外側のシール部分（１２２）とを有している、ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のシール部材（１００）。
【請求項５】
径方向内側のシール部材（１１６）及び／又は径方向外側のシール部材（１２２）が、高圧プロセスにおいて、かつ／又は高温プロセスにおいてその最終的に有効な外側形状を得ている、ことを特徴とする請求項４に記載のシール部材（１００）。
【請求項６】
ベースボディ（１３２）が熱可塑性プラスチック材料、特にフッ素サーモプラスト材料を有し、あるいは熱可塑性プラスチック材料、特にフッ素サーモプラスト材料から形成されている、ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のシール部材（１００）。
【請求項７】
ベースボディ（１３２）が射出成形構成部品である、ことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のシール部材（１００）。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項に記載のシール部材（１００）を、ロッドシール、ピストンシール及び／又は軸シールとして、特に燃料ポンプ及び／又はピストンポンプ内で使用する、ことを特徴とする方法。
【請求項９】
シール部材（１００）を形成する方法であって、
熱可塑性プラスチック材料からシール部材（１００）のベースボディ（１３２）を形成し、ベースボディ（１３２）がその最終的に有効な外側形状の少なくとも一部、あるいはその最終的に有効な外側形状の一部のみを、高圧プロセスにおいて、かつ／又は高温プロセスにおいて得る、ことを特徴とする方法。
【請求項１０】
高圧プロセスが、刻印プロセス、プレスプロセス、射出プロセス及び／又は加圧鋳造プロセスを有している、ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
高温プロセスが、熱間刻印プロセス、熱間プレスプロセス、射出プロセス、鋳造プロセス、焼結プロセス及び／又は熱成形プロセスを有している、ことを特徴とする請求項９又は１０の何れか一項に記載の方法。
【請求項１２】
シール部材（１００）のベースボディ（１３２）を、高圧プロセス及び／又は高温プロセスの実施後に、部分的にのみ後加工する、ことを特徴とする請求項９〜１１の何れか一項に記載の方法。
【請求項１３】
ベースボディ（１３２）を切削加工し、かつ／又はコーティングする、ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
シール部材（１００）の１つ又は複数のシール部分（１１６、１２２）を、ベースボディ（１３２）の加工によって形成する、ことを特徴とする請求項９〜１３の何れか一項に記載の方法。
【請求項１５】
ベースボディ（１３２）が、特に射出成形可能な、部分的にフッ素化された、あるいは完全にフッ素化された熱可塑性プラスチック材料から形成する、ことを特徴とする請求項９〜１４の何れか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にロッドシール、ピストンシール及び／又は軸シールとして使用するための、シール部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のシール部材は、たとえば特許文献１から知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】独国特許公開第１０２０１２１１２５９４（Ａ１）号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、確実な密閉を保証し、簡単かつコストパフォーマンスよく形成することができる、シール部材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、本発明によれば、熱可塑性プラスチック材料からなるベースボディを有し、その場合にベースボディがその最終的な外側形状の少なくとも一部を、高圧プロセス及び／又は高温プロセスにおいて得ている、シール部材によって解決される。
【０００６】
それに対して代替的に、シール部材は熱可塑性のプラスチック材料からなるベースボディを有することができ、その場合にベースボディはその最終的な形状の一部のみを高圧プロセス及び／又は高温プロセスにおいて得ている。
【０００７】
シール部材、特にシール部材のベースボディは、好ましくは最終輪郭に近づけて形成されている。
【０００８】
最終的に有効な外側の形状は、特に、ベースボディがシール部材の利用状態において、あるいは利用準備のできた状態において有する形状である。
【０００９】
さらに、最終的に有効な外側形状は、特に、ベースボディがシール部材の構成部品として規定通りに使用される前に、他の加工、たとえば表面の変形が、もはや行われることのない、形状である。
【００１０】
ベースボディが、少なくとも部分的に、あるいは部分的にのみ、高圧プロセスにおいて、かつ／又は高温プロセスにおいて成形及び／又は形成されたボディを有する表面特性を備えていると、効果的であり得る。
【００１１】
ベースボディが、少なくとも部分的に、あるいは部分的にのみ、射出成形プロセスにおいて成形及び／又は形成されたボディを有する表面特性を備えていると、効果的であり得る。
【００１２】
本発明の形態において、ベースボディは実質的にリング形状に形成することができる。
【００１３】
ベースボディは、好ましくは１つ又は複数の、リング形状に関して径方向内側のシール部分と、１つ又は複数の径方向外側のシール部分とを有している。
【００１４】
以下においては、簡略化するためにシール部分について単数で説明する。しかしその場合に常に、上述した特徴の個々のもの、あるいは複数のものを有する複数のシール部分も設けることができることは、もちろんである。
【００１５】
ベースボディは、たとえば円環形状に形成することができる。
【００１６】
半径方向内側のシール部分は、好ましくは、可動の部材、特にピストン、ロッド又は軸における動的な密閉のために用いられる。
【００１７】
径方向外側のシール部分は、好ましくは、シール装置のハウジングにおける静的な密閉に用いられる。
【００１８】
径方向内側のシール部分及び／又は径方向外側のシール部分が、高圧プロセスにおいて、かつ／又は高温プロセスにおいて、その最終的に有効な外側の形状を得ると、効果的であり得る。
【００１９】
その場合に、径方向内側のシール部分のみ、あるいは径方向外側のシール部分のみ、あるいは径方向内側のシール部分も径方向外側のシール部分も、高圧プロセスにおいて、かつ／又は高温プロセスにおいて最終的に有効な外側の形状を得ることができる。
【００２０】
その代わりに、あるいはそれに加えて、径方向内側のシール部分及び／又は径方向外側のシール部分が、後加工、たとえば切削加工によって、それぞれの最終的に有効な外側の形状を得ることができる。
【００２１】
本発明の展開において、ベースボディは軸方向に関して互いに反対側となる２つの端部を有することができ、それら端部は特にシール部材の利用状態において、互いに分離すべき流体と接触する。
【００２２】
端部の一方のみ、あるいは両方の端部が、高圧プロセスにおいて、かつ／又は高温プロセスにおいて最終的に有効な外側の形状を得ている。
【００２３】
それとは異なり、あるいはそれに加えて、端部の一方のみ、あるいは両方の端部が、後加工、たとえば切削加工によって最終的に有効な外側の形状を得ることができる。
【００２４】
好ましくは、一方又は両方の端部に、１つ又は複数のばね部材を収容するための１つ又は複数のばね部材収容部が設けられている。
【００２５】
ベースボディが、特に射出成形可能な、熱可塑性プラスチック材料を有し、あるいは、特に射出成形可能な、熱可塑性プラスチック材料から形成されていると、効果的であり得る。
【００２６】
熱可塑性プラスチック材料は、特にフッ素サーモプラスト材料、たとえば完全フッ素化された熱可塑性のプラスチック材料とすることができる。
【００２７】
ベースボディは、好ましくは射出成形部品、特にプラスチック射出成形部品である。
【００２８】
シール部材は、たとえばばね支援された溝リングとすることができる。
【００２９】
その場合にシール部材は、好ましくは１つ又は複数のばね部材を有し、そのばね部材はたとえばばね鋼から形成されており、かつ少なくともほぼリング形状を有している。
【００３０】
その場合に１つ又は複数のばね部材は、たとえば周方向に対して垂直に考えてＵ字状、Ｖ字状あるいはＬ字状の横断面を有することができる。
【００３１】
本発明は、さらに、シール部材の、特に本発明に係るシール部材の、ロッドシール、ピストンシール及び／又は軸シールとしての使用に関する。
【００３２】
その場合にシール部材は、燃料ポンプ及び／又はピストンポンプ内で、２つの媒体室を密閉するために使用される。
【００３３】
本発明に係る使用は、好ましくは、本発明に係るシール部材に関連して説明した特徴及び／又は利点の１つ又は複数を有している。
【００３４】
さらに、本発明は、シール部材を形成する方法に関する。
【００３５】
これに関して本発明の課題は、確実に密閉するシール部材を簡単かつコストパフォーマンスよく形成することができる方法を提供することである。
【００３６】
この課題は、本発明によれば、シール部材を形成する方法によって解決され、その場合に方法は以下のことを有している：
熱可塑性のプラスチック材料からシール部材のベースボディを形成し、その場合にベースボディはその最終的に有効な外側の形状の少なくとも一部、あるいはその最終的に有効な外側の形状の一部のみを、高圧プロセスにおいて、かつ／又は高温プロセスにおいて得ている。
【００３７】
本発明に係る方法は、好ましくは、本発明に係るシール部材及び／又は本発明に係る方法に関連して説明した特徴及び／又は利点の個々のもの又は複数を有している。
【００３８】
高圧プロセスが刻印プロセス、プレスプロセス、射出プロセス及び／又は加圧鋳造プロセスを有していると、効果的である。
【００３９】
したがってベースボディは、その最終的に有効な外側の形状の少なくとも一部又はその最終的に有効な外側の形状の一部のみを、好ましくは刻印プロセス、プレスプロセス、射出プロセス及び／又は加圧鋳造プロセスにおいて得ている。
【００４０】
その代わりに、あるいはそれに加えてここでは、高温プロセスは熱間刻印プロセス、熱間プレスプロセス、射出プロセス、鋳造プロセス、焼結プロセス及び／又は熱成形プロセスを有することができる。
【００４１】
したがってベースボディは、その最終的に有効な外側の形状の少なくとも一部、あるいはその最終的に有効な外側の形状の一部のみを、好ましくは熱間刻印プロセス、熱間プレスプロセス、射出プロセス、鋳造プロセス、焼結プロセス及び／又は熱成形プロセスにおいて得ている。
【００４２】
シール部材のベースボディが、高圧プロセス及び／又は高温プロセスの実施後に、部分的にのみ後加工されると、効果的であり得る。
【００４３】
たとえば、片側の部分的な後加工、特に軸方向及び／又は径方向片側の後加工のみを設けることができる。
【００４４】
しかしまた、ベースボディは軸方向両側及び／又は径方向両側を後加工することができる。
【００４５】
ベースボディは、好ましくは切削加工される。
【００４６】
その代わりに、あるいはそれに加えて、ベースボディは後加工のため、あるいは後加工として、コーティングすることができる。
【００４７】
シール部材の１つ又は複数のシール部分は、好ましくはベースボディの加工によって形成される。
【００４８】
たとえば、シール部材の１つ又は複数の動的なシール部分及び／又はシール部材の１つ又は複数の静的なシール部分は、ベースボディの加工、特に切削加工によって形成することができる。
【００４９】
１つ又は複数のばね部材を収容するための１つ又は複数のばね部材収容部は、後加工されず、その最終的に有効な外側の形状を、好ましくは高圧プロセスにおいて、かつ／又は高温プロセスにおいて得る。
【００５０】
ベースボディが、好ましくは射出成形可能な、部分フッ素化された、あるいは完全フッ素化された熱可塑性プラスチック材料から形成されると、特に効果的である得る。
【００５１】
ベースボディは、ＰＴＦＥ材料から形成することができる。
【００５２】
熱可塑性プラスチック（プラスチック材料）は、好ましくは溶融加工可能である。
【００５３】
使用されるプラスチックは、好ましくは０．５重量％より多くのコモノマー割合を有するＴＦＥコポリマーである。この大きさ領域内のコモノマー割合によって、材料の機械的強度を損なうことなしに、ポリマー鎖の分子重量を削減することができるので、溶融粘性が低下されて、射出成形による加工が可能となる。
【００５４】
コモノマーは、好ましくは過フルオルアルキルビニルエーテル、特に過フルオルメチルビニルエーテル、ヘキサフルオルプロピレン及び過フルオル−（２、２−ジメチル−１、３−ジオキソル）から選択されている。その場合にそれぞれコモノマー割合に応じて、完全フッ素化された熱可塑性プラスチックは、いわゆる溶融加工可能なＰＴＦＥ（コモノマー割合約３重量％まで）、ＰＦＡ（コモノマーとして約３重量％より多い過フルオルアルキルビニルエーテル）、ＭＦＡ（コモノマーとして約３重量％より多い過フルオルエチルビニルエーテル）あるいはＦＥＰ（コモノマーとして約３重量％より多いヘキサフルオルプロピレン）である。
【００５５】
ＴＦＥコポリマーは、異なるコモノマーを有することもできる。同様に、完全フッ素化された熱可塑性プラスチックは、種々のＴＦＥコポリマーの混合を有することが可能である。
【００５６】
ベースボディの材料は、部分的に、あるいは実質的に完全に、完全フッ素化された熱可塑性プラスチックから形成することができる。
【００５７】
その代わりに、あるいはそれに加えて、シール部材の特性をさらに最適化して、それぞれの要請に適合させるために、材料は１つ又は複数の充填物、特に顔料、摩擦減少添加物及び／又は熱耐性を高める添加物を有することができる。
【００５８】
シール部材は、特に、燃料高圧ポンプ又はブレーキシステム（ＡＢＳ、ＥＳＰなど）用のピストンポンプにおいてピストンを密閉するのに適している。
【００５９】
熱可塑性プラスチックとして、さらに、特に耐高温性、かつ／又は耐化学性の、特に上述した材料の１つ又は複数を有する、熱可塑性の材料、好ましくはＰＥＥＫ、ＰＥＡＫ、ＰＥＩ、など又は複合材料を設けることができる。
【００６０】
特に、最終的に特により高い圧力を密閉するために、シール部材のベースボディを射出成形方法において形成することによって、熱可塑性プラスチック材料の高い形状安定性を得ることができる。
【００６１】
高圧プロセスは、特に高圧変形プロセスである。
【００６２】
高温プロセスは、好ましくは高温変形プロセス及び／又は高温変換プロセスである。
【００６３】
高圧プロセス及び／又は高温プロセスは、ベースボディを形成するための１つ、あるいは唯一のプロセスステップとすることができる。
【００６４】
それに対して代替的に、ベースボディを形成するために、他のプロセスステップを実施することができる。
【００６５】
シール部材のベースボディを形成するために、たとえば、熱可塑性プラスチック材料がエクストルージョン方法、特にＲＡＭエクストルージョン方法において前段形成されて、次に研磨、フライス、旋盤又はその他の切削加工によって最終的に有効な外側の形状にすることができる。
【００６６】
さらに、シール部材のベースボディは、以下の方法ステップを実施することによって形成することができる；熱可塑性プラスチック材料のエクストルージョン、特に熱可塑性プラスチックのＲＡＭエクストルージョン；研磨、自動旋盤における切削加工；熱間刻印；特に内側輪郭、たとえば１つ又は複数の径方向内側のシール部分、を形成するための、ＣＮＣ後加工。
【００６７】
他の形態において、シール部材のベースボディは、以下のステップを実施することによって形成することができる：未加工鋳造品のプレス；焼結プロセスの実施；熱間刻印；特に内側輪郭、たとえば１つ又は複数の径方向内側のシール部分を形成するための、ＣＮＣ加工。
【００６８】
シール部材のベースボディは、さらに、たとえば以下のステップの実施によって形成することができる：未加工鋳造品のプレス；焼結プロセスの実施；特に内側輪郭及び／又は外側輪郭を形成するため、たとえば１つ又は複数の径方向内側のシール部分及び／又は１つ又は複数の径方向外側のシール部分を形成するための、ベースボディのＣＮＣ加工。
【００６９】
シール部材のベースボディは、さらに、以下の方法ステップの実施によって形成することができる：初期材料の細粒化；ベースボディを形成するために射出成形方法においてこの初期材料を使用；場合によってはベースボディの後加工、特に内側輪郭、たとえば１つ又は複数の径方向内側のシール部分を形成するための、ＣＮＣ加工。
【００７０】
できあがったベースボディは、場合によっては、シール部材の他の構成部品と結合し、あるいは組み立てて最終的に梱包することができる。
【００７１】
本発明の他の好ましい特徴及び／又は利点が、実施例についての以下の説明及び図面表示の対象である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】シール部材のベースボディを示す図式的な縦断面図であって、その場合にベースボディは部分的にのみその最終的に有効な外側の形状を有している。
【図２】ベースボディの、図１に相当する図式的な表示であって、その場合にベースボディは外側輪郭を完成するように加工されている。
【図３】シール部材の、図１に相当する図式的な表示であって、シール部材はできあがったベースボディと２つのばね部材とを有している。
【発明を実施するための形態】
【００７３】
すべての図において、同一又は機能的に等価の部材には、同一の参照符号が設けられている。
【００７４】
全体を符号１００で示すシール部材の、図１から３に示す実施形態は、たとえば高圧ポンプ１０２の構成部品であって、可動の構成部品１０６の領域内の２つの媒体室１０４の間を密閉するために用いられる。
【００７５】
可動の構成部品１０６は、たとえば高圧ポンプ１０２のピストンとすることができる。
【００７６】
可動の構成部品１０６は、とくにシール部材１００に挿通されている。
【００７７】
その場合に可動の構成部品１０６もシール部材１００も、好ましくは対称軸線１０８を中心に回転対称に形成されている。
【００７８】
対象軸線１０８は、特に可動の構成部品１０６とシール部材１００の長手軸線１１０に対して平行に方向付けされている。
【００７９】
シール部材１００と可動の構成部品１０６は、組み立てられた状態において共通の対称軸線１０８を有している。
【００８０】
長手軸線１１０は、好ましくは軸方向１１２を定める。
【００８１】
軸方向１１２に対して垂直に方向付けされた方向は、径方向１１４である。
【００８２】
シール部材１００によって、好ましくは媒体室１０４が軸方向１１２において互いに分離されている。
【００８３】
その場合にシール部材１００は、径方向１１４に内側へ向かって２つの動的なシール部分１１６によって可動の構成部品１０６に隣接している。
【００８４】
シール部材１００は、径方向１１４に外側へ向かって、高圧ポンプ１０２のハウジング１１８に隣接している。
【００８５】
シール部材１００は、それが取り付けられた状態においてハウジング１１８に対して固定されている。
【００８６】
じたがってシール部材１００の、２つの媒体室１０４に対応づけられたシール領域１２０は、動的なシール部分１１６の他に、さらに２つの、ハウジング１１８に添接する静的なシール部分１２２を有している。
【００８７】
動的なシール部分１１６は、シール部材１００と、シール部材１００に対して移動する、特に軸方向１１２に沿って摺動する、構成部品１０６との間を動的に密閉するために用いられる。
【００８８】
シール作用を向上させるために、シール部材１００の１つ又は複数のばね部材１２４を設けることができる。
【００８９】
１つ又は複数のばね部材１２４は、特に１つ又は複数のばね部材収容部１２６内に配置可能であり、あるいは配置されている。
【００９０】
１つ又は複数のばね部材１２４によって、特に１つ又は複数の動的なシール部分１１６が可動の構成部品１０６に圧接可能である。
【００９１】
その代わりに、あるいはそれに加えて、１つ又は複数のばね部材１２４によって、１つ又は複数の静的なシール部分１２２を高圧ポンプ１０２のハウジング１１８に圧接可能とすることができる。
【００９２】
各動的なシール部分１１６は、好ましくは１つ、２つ又は２つより多いシールリップ１２８を有している。
【００９３】
各シールリップ１２８は、好ましくは実質的にリング形状に、かつ対象軸線１０８を中心に実質的に回転対称に形成されている。
【００９４】
その場合にシールリップ１２８は、シール部材１００の長手軸線１１０に対して垂直に延びる、シール部材１００の横中心平面１３０から様々な距離で配置されている。
【００９５】
シール部材１００は、特にベースボディ１３２を有しており、そのベースボディは好ましくは熱可塑性のプラスチック材料から一体的に形成されている。
【００９６】
ベースボディ１３２は、特に１つ又は複数の動的なシール部分１１６、１つ又は複数の静的なシール部分１２２及び１つ又は複数のばね部材収容部１２６を有している。
【００９７】
ベースボディ１３２は、たとえば以下のように形成することができる：
【００９８】
たとえば、ベースボディ１３２の未加工鋳造品１３４を、射出成形方法において形成することができる。
【００９９】
その場合にベースボディ１３２の未加工鋳造品１３４は、単に部分的にその最終的に有効な外側の形状を有している。
【０１００】
特に未加工鋳造品１３４を形成する場合に、ばね部材収容部１２６のみが形成されている。
【０１０１】
それに対してシール部分１１６、１２２は、ベースボディ１３２を仕上げるために後から、特に切削加工、たとえばＣＮＣ加工によって、加工されなければならない。
【０１０２】
その場合に特に、図１から３の比較から明らかなように、たとえばまず、径方向外側の静的なシール部分１２２を形成するために、外側輪郭を加工することができる。次に、動的なシール部分１１６を形成するために、径方向内側の加工を行うことができる。
【０１０３】
それに対して代替的に、未加工鋳造品１４３をたとえば射出成形方法において、射出成形プロセスを実施した後に、静的なシール部分１２２もばね部材収容部１２６もすでに最終的に有効な外側形状を有するように、形成することができる。
【０１０４】
その後、動的なシール部分１１６を形成するために、径方向内側の領域のみを、さらに機械的に後加工しなければならない。
【０１０５】
特に、高圧プロセス及び／又は高温プロセス、たとえば射出成形プロセスにおける未加工鋳造部品１３４の形成と、ベースボディ１３２を形成するために後から部分的にだけ行う加工とを組み合わせることによって、ベースボディ１３２及びそれに伴ってシール部材１００全体を、特に効率的かつコストパフォーマンスよく形成することができる。
【図１】
2017538898.tif 000003
【図２】
2017538898.tif 000004
【図３】
2017538898.tif 000005
【国際調査報告】
2017538898.tif 000006
2017538898.tif 000007
2017538898.tif 000008
2017538898.tif 000009
2017538898.tif 000010
2017538898.tif 000011