(57)【要約】  本発明は、シール組立体（１０）であって、シール間隙（１８）を形成するように相互に間隔を置いて配置されているとともに、運動軸線（１６）を中心に互いに対して運動可能である、第１の機械部品（１２）および第２の機械部品（１４）と、シール要素（２０）であって、両方の機械部品（１２，１４）のうちの一方の機械部品のシール保持構造に、特に保持溝（２６）に保持されるように配置された基部（２４）と、シールヘッド（２８）であって、シールヘッド（２８）のシール部分（３０）が、それぞれ他方の機械部品（１２，１４）のシール面（３２）に動的にシールするように当接しており、これによって、シール間隙（１８）の、流体により加圧可能な高圧側Ｈが、低圧側Ｎに対してシールされる、シールヘッド（２８）と、を有するシール要素（２０）と、を備え、シール要素（２０）には、高圧側で、少なくとも１つの流れ要素（６６，６８，９２，９４）が設けられており、流れ要素（６６，６８，９２，９４）によって、両方の機械部品（１２，１４）の相対運動時に流体の流れが生じ、シールヘッド（２８）に、高圧側で、シールヘッド（２８）のシール部分（３０）の領域で流体が流れてくる、シール組立体に関する。さらに、本発明は、そのようなシール組立体に用いられるシール要素（２０）に関する。
2020507728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シール組立体（１０）であって、
シール間隙（１８）を形成するように相互に間隔を置いて配置されているとともに、運動軸線（１６）を中心に互いに対して運動可能である、第１の機械部品（１２）および第２の機械部品（１４）と、
シール要素（２０）であって、
両方の前記機械部品（１２，１４）のうちの一方の機械部品のシール保持構造に、特に保持溝（２６）に保持されるように配置された基部（２４）と、
横断面で凸状に成形された端面（５４）を有するシールヘッド（２８）であって、該シールヘッド（２８）のシール部分（３０）が、それぞれ他方の機械部品（１２，１４）のシール面（３２）に動的にシールするように当接しており、これによって、前記シール間隙（１８）の、流体により加圧可能な高圧側Ｈが、低圧側Ｎに対してシールされ、前記シール部分（３０）は、端面側で前記シールヘッド（２８）から離反する方向へ延在する摺動ストリップ（５６）を有しており、該摺動ストリップ（５６）に、連続的な摺動面（６０）が設けられている、シールヘッド（２８）と、
を有する、シール要素（２０）と、
を備え、
前記シール要素（２０）には、高圧側で、少なくとも１つの流れ要素（６６，６８，９２，９４）が設けられており、
前記流れ要素（６６，６８，９２，９４）は、
・前記端面（５４）に配置された溝の形態であり、該溝は、前記シール面（３２）へ向けて開放して構成されており、前記溝は、シール部分側で、前記シールヘッド（２８）の周溝（７４）に流体接続されている、または、
・両端側で開いた貫通孔の形態であり、該貫通孔は、シール部分側で、前記シールヘッド（２８）の周溝（７４）に流体接続されている、または、
・前記シールヘッド（２８）から離反する方向へ延在する成形突出部の形態であり、該成形突出部によって、両方の前記機械部品（１２，１４）の相対運動時に流体の流れが生じ、前記シールヘッド（２８）に、高圧側で、該シールヘッド（２８）のシール部分（３０）の領域で流体が流れてくる、
シール組立体。
【請求項２】
前記溝は、両端で開いて構成されていることを特徴とする、請求項１記載のシール組立体。
【請求項３】
前記溝または前記貫通孔は、該溝または該貫通孔の、流体が通流可能な横断面で、少なくとも部分的に、前記シールヘッド（２８）の前記シール部分（３０）の方へ先細りになっていることを特徴とする、請求項１記載のシール組立体。
【請求項４】
前記周溝（７４）は、前記シールヘッド（２８）の、前記シール面（３２）に当接する前記シール部分（３０）によって、側方で直接に画定されていることを特徴とする、請求項１記載のシール組立体。
【請求項５】
前記シールヘッド（２８）の前記シール部分（３０）は、少なくとも１つの環状の成形溝（８０）を有することを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載のシール組立体。
【請求項６】
前記流れ要素（６６，６８，９２，９４）は、前記シールヘッド（２８）に一体に成形されていることを特徴とする、請求項１記載のシール組立体。
【請求項７】
前記流れ要素（６６，６８，９２，９４）は、長円形、楕円形、円形、三角形または多角形の断面形状を有することを特徴とする、請求項１記載のシール組立体。
【請求項８】
前記シール要素（２０）に、複数の前記流れ要素（６６，６８，９２，９４）が設けられていることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載のシール組立体。
【請求項９】
前記流れ要素（６６，６８，９２，９４）は、前記シール要素の周方向に、１つのまたは複数の列を成して前記シールヘッド（２８）に前後に位置するように配置されていることを特徴とする、請求項８記載のシール組立体。
【請求項１０】
前記シールヘッド（２８）と前記基部（２４）とは、前記シール要素（２０）の弾性変形可能な結合部分（３４）を介して相互に結合されていることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項記載のシール組立体。
【請求項１１】
前記結合部分（３４）は、少なくとも部分的に非線形の横断面経過を有することを特徴とする、請求項１０記載のシール組立体。
【請求項１２】
前記結合部分（３４）は、複数の材料脆弱領域（４８）を有しており、該材料脆弱領域（４８）は、前記シール要素（２０）の周方向に、好ましくは規則的に相互に間隔を置いて前後に位置するように配置されていることを特徴とする、請求項１０または１１記載のシール組立体。
【請求項１３】
前記結合部分（３４）によって、前記シール面（３２）に前記シールヘッド（２８）が付勢されてシールするような当接がもたらされることを特徴とする、請求項１０から１２までのいずれか１項記載のシール組立体。
【請求項１４】
前記シールヘッド（２８）は、好ましくは前記基部（２４）の方へ向いた裏側面（５０）に、少なくとも１つの保持構造、特に環状溝（５２）を有しており、該保持構造内にまたは該保持構造上に、弾性変形可能な付勢要素（８２）、特にウォーム状ばねが保持されるように配置されており、これによって、前記シールヘッド（２８）が、前記シール面（３２）に緊締されることを特徴とする、請求項１から１３までのいずれか１項記載のシール組立体。
【請求項１５】
前記シールヘッド（２８）は、好ましくは前記結合部分（３４）の両側で、つまり低圧側および高圧側で、該シールヘッド（２８）の、前記基部（２４）の方へ向いた裏側面（５０）に、保持構造、特に環状溝（５２）を有しており、
両方の前記保持構造内に／前記保持構造上に、弾性変形可能な付勢要素（８２）、特にウォーム状ばねが保持されるように配置されている、または、
低圧側に配置された前記保持構造内に／前記保持構造上に、支持リング（９０）が保持されるように配置されており、高圧側の前記保持構造内に／前記保持構造上に、弾性変形可能な付勢要素（８２）、特にウォーム状ばねが保持されるように配置されている
ことを特徴とする、請求項１から１４までのいずれか１項記載のシール組立体。
【請求項１６】
前記シール要素（２０）は、少なくとも部分的に、好ましくは完全に、ゴム弾性変形可能なエラストマ材料から成ることを特徴とする、請求項１から１５までのいずれか１項記載のシール組立体。
【請求項１７】
請求項１から１６までのいずれか１項記載のシール組立体（１０）に用いられるシール要素（２０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧側でのフラッシング機能を有するシール組立体およびシール要素に関する。シール組立体は、シール間隙を形成するように相互に間隔を置いて配置されているとともに、運動軸線を中心に互いに対して運動可能に配置された、第１の機械部品と第２の機械部品とを有している。この場合、シール組立体は、両方の機械部品のうちの一方の機械部品のシール保持構造上にまたはシール保持構造内に、特に保持溝内に保持されるように配置された基部を有するシール要素を具備する。シール要素は、シールヘッドを有しており、シールヘッドのシール部分が、それぞれ他方の機械部品のシール面に動的にシールするように当接しており、これによって、シール間隙の、流体により加圧可能な高圧側が、シール間隙の低圧側に対してシールされる。
【背景技術】
【０００２】
このような動的なシールシステムは、機械構造および車両構造において主要な構造要素を成している。シール要素は、たとえばラジアルシャフトシールリングまたはスラストシャフトシールリングとして使用される。同時に、このようなシール要素は、実際に、とりわけユニットのさらなる技術的な発展に基づいて、ますます高まる動作圧、温度および滑り速度にさらされている。シール要素の故障は、シールされるべき流体の望まれない漏れを生じさせ、これは、特に、危険を伴う用途では悲惨な結果となってしまうおそれがある。したがって、シール要素は、ますます高くなるシール能力の要求に適合されなければならず、その際、それにもかかわらず改善された耐用期間を有するべきである。
【０００３】
実地では、主として、シール要素の、シール面に当接するシール部分の領域における最適化された潤滑によって、またシール域の領域に可能な限り小さな滑り摩擦と最適化された放熱とを有する材料の組み合わせを使用することによって、摩擦に起因するシール要素の耐用期間の短縮が妨げられる。これに関して、シール要素のいわゆる引き戻し能力をさらに改善することも試みられる。シール組立体の動作使用時に、潤滑油が使用されるとき、シール域の領域に、またはシール要素の、シール面に当接するシール部分の領域に、潤滑油の熱的な過負荷が生じ、その結果いわゆるオイルカーボンが形成されてしまうおそれがある。これは、特に、高温耐性を有するエラストマ材料から成るシール要素を使用するときに生じる。これには、特に、最近のシールシステムにおいて確立されたいわゆるフルオロエラストマが含まれる。２種類のオイルカーボン形成を区別することが知られている。ゆえに、焦げたオイルが、シールまたはシール面に直に沈殿し、そこに蓄積し得る。蓄積したオイルカーボン層が特定の厚さより上回ると、シール要素の耐用期間が短くなる。さらに、潤滑油は、シールのエラストマにも進入し、そこでオイルカーボン形成を生じさせてしまうおそれがある。これによって、シール要素は、そのシール部分の領域でまたはそのシール縁の領域で弾性的でなくなっていく。最終的に、シール要素は、機械部品の振動または不規則なシール面をもはや十分に補整することができないので、オイルが流出する。この第２の形のオイルカーボン形成は、シール要素の耐用期間に極めて大きな影響を与える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明の課題は、シール要素におけるオイルカーボン形成およびオイルカーボンの堆積およびシール要素の材料へのオイルカーボンの進入を、これまでに得られる解決手段よりも良好に妨げる、冒頭で述べたシール組立体およびシール要素を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
シール要素に該当する課題は、請求項１に記載された特徴を有するシール組立体によって解決される。本発明に係るシール要素は、請求項１７に記載されている。
【０００６】
本発明によれるシール組立体は、主に、シール要素に、高圧側で、特にその端面に、または高圧側へ向いた側面に、少なくとも１つの流れ発生部材または流れ要素が設けられており、流れ発生部材または流れ要素によって、両方の機械部品の相対運動時に、シール間隙に、流体の流れが生じ、シールヘッドに、高圧側で、シールヘッドのシール部分の領域で流体が流れてくることを特徴とする。したがって、流れ要素によって、シール組立体の動作中に、直接的にまたは間接的に、シール組立体の動的なシール域へ向けられた、シール間隙において高圧側に配置された流体のフラッシング流れが形成される。流れ要素は、流体内に圧力差を形成する。この圧力差によって、流体は、直接にシール組立体の動的なシール域へ向けて、またはシール域から離反する方向へ加速される。後者の場合、シール域に、シール域へ後から流れる流体が流れてくる。両方の機械部品の相対回動時に、シール要素が、シール保持構造を有する機械部品とともに、シール面に対して回動するか、またはシール面を有する機械部品が、シール要素に対して回動する。後者の場合、流体は、シール面における摩擦と内在する粘性とによって、シール面の回動軸線を中心に方向付けられた流れ（いわゆるテイラークエット流れ）へと変化する。シール面を有する機械部品が、両方の機械部品の運動軸線に対して、径方向で内側に位置して回動する機械部品である場合、シール面を有する機械部品において加速された流体は、回動速度がより高いとき、遠心力によって付加的に外方へ押し出される。これによって、いわゆるテイラー渦流が形成され、これは、両方の機械部品の運動軸線に対して直交しており、流体を混合する。シールヘッドは、シール面の方へ向いた、横断面で凸状に成形された端面を有している。シールヘッドは、これによって、シール面側で球状に成形されている。これによって、シールヘッドとシール面との間に、高圧側の流体室が画定されており、流体室は、シール域の方へ、自由な、つまり流体が通流可能な横断面で先細りになっている。これによって、総じて、シール域へ向かう、動的なシール域の冷却、潤滑、およびフラッシングに対して改善された、流体の流れガイドを達成することができる。これは、シール域の領域においてすでに発生したオイルカーボン堆積物の剥離に対しても、またはオイルカーボンの発生を阻止するためにも有利である。本発明によれば、シールヘッドのシール部分は、端面側でシールヘッドから離反する方向へ延在する少なくとも１つの摺動ストリップを有している。したがって、この摺動ストリップは、シールヘッドの端面の輪郭を越えて突出している。摺動ストリップは、無負荷状態で丸みを帯びていてよく、つまり半径を有して構成されていてもよいし、または両側でシール縁を有していてもよい。本発明によれば、シールストリップには、連続的な、好ましくは巨視的に構造化されていない摺動面が設けられている。
【０００７】
流れ要素に、運動軸線を中心とする両方の機械部品の相対運動時に、流体が流れてきて、流体に流れが形成され、この流れは、径方向にシールするシール要素では、軸方向に、また軸方向にシールするシール要素では、径方向に（それぞれ両方の機械部品の運動軸線に対して）シールヘッドのシール部分の方へ、またはシール部分から離反する方向へ向けられている。前者の場合、シール部分またはシール域に、流れ要素によって、シール要素のシール部分の方へ向けられた流体が流れてくる。後者の場合、シール部分またはシール域に、シール域へ後から流れる流体が流れてくる。
【０００８】
総じて、これによって、シールヘッドの、シール面に当接するシール部分またはシール域の領域におけるさらに改善された潤滑、冷却、および、付加的に能動的なフラッシングを達成することができる。これによって、シール要素のシール部分におけるオイルカーボンの発生および堆積またはシール要素のシール部分へのオイルカーボンの進入を効果的に妨げることができる。それだけではなく、すでに形成された、場合によってはシール要素のシール部分に堆積したオイルカーボンを、場合によっては流体によってシール域から能動的に流し落とすことができる。
【０００９】
流れ要素は、本発明によれば、特にシール要素の溝として構成されてよい。そのような溝は、シール製作に用いられる成形方法に際して、特に射出成形の過程において簡単に低コストで作成することができる。本発明の代替的な形態によれば、流れ要素は、シール要素またはシールヘッドの貫通孔として構成されてもよい。
【００１０】
シールヘッドの前述の溝または貫通孔は、両方の機械部品の運動方向に対して好ましくは少なくとも部分的に斜めに延在するように構成または配置されている。前述の溝または貫通孔は、本発明によれば、両端で開いて構成されている。
【００１１】
シール域の領域における特に効率的なフラッシング効果のために、溝または貫通孔は、本発明によれば、高圧側から低圧側またはシールヘッドのシール部分の方へ、少なくとも部分的に、流体が通流可能な横断面で先細りになっていてよい。これによって、溝は、ある種のノズルとして作用し、流体を、シール部分の方へさらにより効果的に加速することができる。これによって、流体を、溝を介して、高い流速でシール部分に供給することができる。総じて、これによって、流体の所望されるフラッシング効果をさらに高めることができ、その結果、すでに発生したオイルカーボンをその上より効果的にシール部分またはシール面から剥離して、シール領域から除去することができる。
【００１２】
溝または貫通孔は、シール部分側で、シールヘッドの、好ましくは端面側の周溝の形態の環状の流路に流体接続されてよく、つまりシールヘッドのこの環状の流路に通じる。これによって、シール部分に、周方向で、完全に、高圧側で、流体が通流可能である。これは、シール域の領域における放熱にとって有利である。これによって、シール域の、さらに最適化されたフラッシングが達成される。環状の流路は、好ましくは（低圧側へ向けて）、シールヘッドの、シール面に当接するシール部分によって、側方で直接に画定されている。
【００１３】
本発明の代替的な１つの形態によれば、シールヘッドの流れ要素は、シールヘッドから離反する方向へ延在している。したがって、流れ要素は、シールヘッドの成形突出部として構成されている。この場合、流れ要素は、製作技術的な観点では、好ましくは、シールヘッドに直接に成形されている。これによって、流れ要素は、同時に紛失不能にシールヘッドに保持されるように配置されている。流れ要素は、シールヘッドのブレード装置（ブレード）として働く。この場合、流れ要素は、長円形、楕円形、多角形または三角形の横断面形状を有していてよい。翼成形体としての自由形状・横断面形状も考えられる。シール要素の成形突出部として構成された流れ要素の（推進）効果は、必要に応じて、流れ要素の、流体が流入可能なまたは動作使用時に流れてくる面の相応の寸法設計および成形によって相応に調整可能である。運動軸線に対するまたはシール要素の局所的な半径に対する流れ要素の流入面の勾配、および流れ要素の流入面の実現可能な傾斜の適切な選択によって、流体の加速に、流れ要素による影響を及ぼすことができる。流れ要素は、特に回転運動可能な機械部品では、双方向に作用するように構成されてもよい、つまり機械部品同士の相対的な双方向の運動方向で、シール間隙に沿って方向付けられた流体の流れを生じさせることができる。
【００１４】
流れ要素は、本発明によれば、部分的に周面側でシールヘッドに、かつ／または少なくとも部分的にシールヘッドの側面に配置されてよい。
【００１５】
シール要素のシール部分の潤滑および冷却は、本発明によれば、シール要素に複数の流れ要素が設けられていることによって、さらに改善することができる。これによって、同時に、シール要素のシール部分におけるオイルカーボンの発生および堆積／進入をさらにより効果的に妨げることができる。ゆえに、特に１つまたは複数の溝状のかつ／または１つまたは複数の、シール要素から離反する方向へ突出する流れ要素が、相互に組み合わされてシールヘッドに配置されてよい。１つまたは複数の溝状の流れ要素は、たとえば、シールヘッドの、シール面の方へ向いた端面に配置されてよく、１つまたは複数の、シールヘッドから離反する方向へ突出する流れ要素は、シール要素またはシールヘッドの側面に配置されてよい。特に、シールヘッドから離反する方向へ突出する流れ要素によって、同時に、熱的な観点において有利な流体の混合を達成することができる。流れ要素によって流体内に乱流の流れ領域が生じる場合には、さらに、より大きな粒子状の異物（たとえばオイルカーボン凝集物）を細かく砕いて、流体内でスラリ化することができる。これによって、シールヘッドまたはシール面の損傷（傷の形成）のおそれをさらに低減することができる。
【００１６】
複数の流れ要素は、シール要素の周方向に１つまたは複数の列を成してシールヘッドに配置されてよい。特に好ましい形態によれば、流れ要素は、少なくとも部分的にねじ状のまたは螺旋状の線に沿って前後に並んでシールヘッドに配置されてよい。これによって、このように配置されたシール要素は、特に効果的に相互作用することができる。これによって、個々の流れ要素の寸法がコンパクトであっても、シール要素の高圧側で、機能的に十分に大きい流体の流れを達成することができる。
【００１７】
シール要素は、低圧側で、シールヘッドに配置された送り戻し要素を有していてよいことに留意されるべきである。これによって、高圧側から低圧側に至った流体は、シールヘッドのシール部分へ送り戻され、これによって、シール要素の潤滑、冷却および引き戻し能力をさらに改善することができる。送り戻し要素は、シール要素の前述の流れ要素に対応する形で、溝状に成形されてもよいし、また成形突出部として成形されてもよい。
【００１８】
シール要素は、本発明によれば、少なくとも部分的に、好ましくは完全に、エラストマ材料から成っていてよい。
【００１９】
さらに、シール保持構造は、シール組立体のさらに簡単化された組付けに関して、カートリッジによって形成されてよいことに留意されるべきである。カートリッジは、金属または他の適切な材料から成っていてよい。
【００２０】
本発明によれば、シールヘッドと基部とは、シール要素の弾性変形可能な結合部分を介して相互に結合されてよく、結合部分は、非線形の横断面経過または略非線形の横断面経過と複数の材料脆弱領域とを有しており、材料脆弱領域は、シール要素の周方向に、好ましくは規則的に、相互に間隔を置いて前後に位置するように配置されている。
【００２１】
シール要素が、両方の機械部品の運動軸線に対して径方向にシールするように、つまりいわゆるラジアルシャフトシールリングまたはピストンシールリングとして構成されている場合、結合部分は、径方向に非線形の、つまり湾曲した横断面経過を有している。シール要素が軸方向にシールするように、つまりいわゆるスラストシャフトシールリングとして構成されている場合、結合部分は、これに応じて、軸方向に非線形の、つまり湾曲した横断面経過を有している。弾性変形可能な、特にゴム弾性変形可能な結合部分のそのような横断面経過によって、一方では、シール面を有する機械部品の振動を、他方では、不規則なシール面を、結合部分によって、確実に吸収するまたは補償することができる。これによって、シールヘッドのシール部分またはシール縁の局所的な過負荷を回避することができ、シール要素の確実なシール能力を得ることができる。さらに、これによってシール要素の特にコンパクトな構造を実現することができる。このことは、シール組立体の考えられる使用範囲にとって有利である。結合部分が高圧側へ向いて開いた自由空間を形成すると、シール要素は、シール組立体の高圧側の加圧によって圧力作動式に働くことができる。換言すると、シールヘッドは、高圧側で作用する動作圧に対して圧力比例的に、シール表面に押し付けられる。結合部分は、好ましくはそのために、（少なくとも部分的に）アーチ形のまたは蛇行状の、つまりＵ字形またはＶ字形の横断面経過を有している。
【００２２】
さらに、弾性変形可能な、好ましくはゴム弾性変形可能な結合部分の、シール要素の周方向に設けられた材料脆弱部によって、特に効率的な潤滑、ひいてはシール域、つまりシール部分とシール面との接触域の冷却を達成することができる。これによって、シール組立体の動的なシール域の領域においてオイルカーボンの発生が妨げられる。結合部分の材料脆弱部は、シールヘッドに、シール組立体の運転時に、一方では、結合部分の非材料脆弱領域よりも小さなモーメント支持を提供する。非材料脆弱領域は、シール要素の周方向に材料脆弱部の間に介在するように配置されている。これによって、両方の機械部品の相対運動時に、シール面に、周方向で、結合部分の材料脆弱領域と非材料脆弱領域との空間的な分布パターンに対応する、シール部分の接触面圧経過がもたらされる。この場合、シール要素の周方向で変化するまたは一定しない、シールヘッドのシール部分の接触（面）圧が、シール間隙またはシール組立体の高圧側に配置された流体による、摩耗リスクのあるシール部分の改善された潤滑を可能とする。これによってシール要素のシール特性に不都合な影響が与えられることはない。
【００２３】
本発明によれば、シール要素のシール能力にとって重要な、シール面にシールヘッドが付勢されてシールするような当接を、完全にまたは部分的に、結合部分によってもたらすことができる。したがって、両方の場合に、シールヘッドは、必然的に基部を介してシール保持構造を有する機械部品に支持された結合部分によって、シール面に押し付けられる。この場合、基部は、シール保持構造を有する機械部品に、軸方向にまたは径方向に静的にシールするように当接している。本発明による、結合部分の材料脆弱部によって、両方の場合に、材料脆弱部の空間的な分布パターンに対応する一定ではない／変化する、シール面におけるシール部分の接触面圧経過がさらに増大する。この場合、シールヘッドのシール部における、シール面に対して直交する方向で結合部分の材料脆弱領域と整合する、シール部分（面）領域は、シール面に対して直交する方向で結合部分の非材料脆弱領域と整合する領域よりも小さな接触（面）圧で、シール面に当接している。これによって、シール域の領域におけるシール組立体の自己潤滑を、つまりシールヘッドとシール面との間の接触域の領域における十分な潤滑層を、したがってシール要素の耐用期間をさらに改善することができる。
【００２４】
結合部分は、本発明によれば、材料脆弱領域に、好ましくは、結合部分の最大厚さの９０％未満、特に５０％未満の厚さをそれぞれ有している。つまり、材料脆弱領域は、結合部分の空所ではなく、低圧側への流体の通過に対して常に高圧側をシールする。結合部分は、シールヘッドにその中央でまたは代替的に縁側で、特にシールヘッドの低圧側の縁に一体に成形されてよい。したがって、前者の場合、シールヘッドは、運動軸線に対して径方向にシールするシール要素では、軸方向に、また軸方向にシールするシール要素では、径方向に、両側で、結合部分の接続領域を介して側方に離反する方向へ延在している。これによって、シールヘッドのシール部分を、容易に、周にわたって、シール面に対して直交する方向に、シール面に押し付けることができる。両方の場合に、シール要素の別の機能部品または取付け部品のためのスペースが提供される。
【００２５】
ゆえに、シールヘッドは、本発明によれば、少なくとも１つの保持構造を有していてよく、保持構造内にまたは保持構造上に、（ゴム）弾性変形可能な付勢要素、特にウォーム状ばねまたはエラストマリングが保持されるように配置されており、付勢要素によって、シールヘッドがシール面に付勢される。そのような付勢要素は、本発明によれば、シール面に対するシールヘッドの、結合部分によって引き起こされる付勢に対して付加的にまたは代替的に設けられてよい。保持構造は、本発明によれば、好ましくは、シールヘッドの、基部の方へ向いた裏側面に配置されている。製作技術的な観点では、かつシール要素の簡単で確実な組付けに関しても、保持構造は、好ましくは環状溝として構成されている。シールヘッドがそのような保持構造を１つだけ有している場合、保持構造は、好ましくはシールヘッドの高圧側に位置決めされている。これによって、シール要素のさらに信頼性の高いシール能力を保証することができる。
【００２６】
本発明の好ましい発展形態によれば、シールヘッドは、結合部分の両側で、つまり低圧側および高圧側で、好ましくは基部の方へ向いた裏側面に、保持構造を有している。
【００２７】
本発明による第１の変化形態によれば、両方の保持構造内に／保持構造上に、それぞれシールヘッドに対する（ゴム）弾性変形可能な付勢要素、特にウォーム状ばねまたはエラストマリングが保持されるように配置されていてよい。相互に間隔を置いて配置された付勢要素によって、シールヘッドを、シール部分でもって、特に確実にかつ傾倒に対する安定性を有して、シール面に押し付けることができる。
【００２８】
本発明による第２の変化形態によれば、低圧側に配置された保持構造内に／保持構造上に、支持リングが保持されるように配置されてよく、高圧側の保持構造内に／保持構造上に、弾性変形可能な付勢要素、特にウォーム状ばねまたはエラストマリングが保持されるように配置されてよい。支持リングは、シール要素またはシールヘッドの材料と比べて高い曲げ剛性を有しており、つまり径方向にかつ軸方向に形状安定性を有している。シールヘッドの弾性変形可能な材料に基づいて、支持リングは、シールヘッドを、そのシール位置でシール面に固定することができる。シールヘッドの弾性変形可能な材料を鑑みると、支持リングは、さらに、相応の寸法設定で、シールヘッドに対する付勢要素として機能することもできる。支持リングは、さらに、低圧側で、シール要素のシールヘッドおよび／または結合部分の軸方向のまたは径方向の支持をもたらすことができ、ゆえに流体の動作圧が高い場合であっても、シール要素の機能性を保証することができる。高圧側に配置された付勢要素によって、シール組立体の動作使用時に、シール面に対するシールヘッドの十分な接触面圧を実現することができる。
【００２９】
１つまたは複数の前述の付勢要素または支持リングを特に簡単で持続的に取り付けるために、環状溝は、本発明によれば、好ましくは、環状溝の内径と比べてより小さい開口横断面を有する開口を具備する。前述の取付け部品は、これによってシール組立体の組付け時に、容易に環状溝にクリップ止めし、紛失不能にシール要素に取り付けることができる。
【００３０】
支持リングには、本発明の１つの発展形態によれば、必要に応じて、ワイパリップまたはシールリップが設けられてよく、これによって、シール間隙の低圧側から高圧側への不純物の進入が妨げられる。これによって、シール組立体は、ひどく汚染された周囲環境での使用にも、さらに良好に適している。ワイパリップまたはシールリップは、シール面を有する機械部品に、好ましくは周にわたって当接している。ワイパリップは、特に互いに対して並進運動可能な機械部品の場合に有利である。
【００３１】
シールヘッドは、本発明によれば、様々な横断面形状で実現されてよい。ゆえに、シールヘッドは、長円形、楕円形や多角形の横断面形状を有していてよい。好ましくは、シールヘッドは、シール面の方へ向いた、横断面で凸状に成形された端面を有している。シールヘッドは、これによって、シール面側で球状に成形されている。
【００３２】
本発明に係るシール要素は、改善された自己潤滑および自己冷却を可能にするとともに、動作時に、シール要素のシール部分におけるオイルカーボンの形成および堆積または進入を妨げる。これによって、総じて、シール要素は、特に高速での使用においてより長い耐用期間を達成することができる。
【００３３】
以下、本発明を、図面に示された実施の形態に基づいて詳説する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】運動軸線を中心に互いに対して運動可能な２つの機械部品と１つのシール要素とを有するシール組立体を示す。シール要素は、両方の機械部品のうちの１つの機械部品のシール面に、径方向に動的にシールするように当接しており、シール要素は、基部とシールヘッドとを有しており、基部とシールヘッドとは、部分的にアーチ形のまたは横断面でＵ字形の弾性変形可能な結合部分を介して相互に結合されており、結合部分には、周方向に複数の材料脆弱部が設けられている。
【図２】図１によるシール組立体を別の断面図で示す。シール要素の結合部分は、非材料脆弱領域で断面して描画されている。
【図３】溝状の流れ要素を描画するとともに、図１によるシール組立体のシール要素を露出した状態にて斜視図で示す。流れ要素によって、シール要素の動作使用時にシールヘッドのシール部分の方へ向けられた流れがもたらされる。
【図４】図３によるシール要素の一部を詳しく示す。
【図５】シール要素が両方の機械部品の運動軸線に対して軸方向に動的にシールするように構成された、図１によるシール組立体と同様のシール組立体を示す。
【図６】流れ要素が部分的にシールヘッドの貫通孔として構成された、シール組立体を示す。
【図７】シール要素のシールヘッドのシール部分に摺動溝が設けられた、シール組立体を示す。
【図８】シールヘッドが部分的にまたは単独で、ウォーム状ばねとして構成された２つの付勢要素によってシール面に対して付勢されて保持された、図１によるシール組立体と同様のシール組立体を示す。
【図９】シール要素のシールヘッドが、高圧側で、ウォーム状ばねとして構成された付勢要素によって、低圧側で支持リングによってシール面に保持された、図８と同様のシール組立体を示す。
【図１０】シール要素の、低圧側に配置された支持リングが、付加的に、シール面に環状に当接しているワイパリップまたはシールリップを有する、図９によるシール組立体と同様のシール組立体を示す。
【図１１】溝状の流れ要素および成形突出部として構成された流れ要素を有するシール要素の代替的な実施の形態を、露出した状態にて斜視図で示す。
【図１２】図１１によるシール要素の一部を詳しく示す。
【図１３】成形突出部としての流れ要素が四面体状に構成された、図１１および図１２によるシール要素と同様のシール要素を示す。
【図１４】図１３によるシール要素の一部を詳しく示す。
【図１５】台形の流れ要素を有するシール要素の一部を詳しく示す。
【図１６】図１５に示されたシール要素と同様のシール要素の一部を詳しく示す。
【図１７】円筒形の第２の流れ要素を有するシール要素の一部を詳しく示す。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１および図２には、第１の機械部品１２と第２の機械部品１４とを有するシール組立体１０が示されており、これらの機械部品１２，１４は、符号１６が付された運動軸線を中心に互いに対して運動可能に、ここでは回動可能に配置されている。両方の機械部品１２，１４の間には、シール間隙１８が形成されている。シール間隙は、シールされるべき高圧側Ｈを有しており、高圧側Ｈには、圧力Ｐを加えることが可能な流体、特に潤滑剤、たとえば油などが配置されている。高圧側Ｈは、シール要素２０によって、シール間隙の低圧側Ｎに対してシールされている。シール要素２０は、ここではいわゆるラジアルシャフトシールリングとして構成されている。
【００３６】
シール要素２０は、全体的に弾性変形可能な材料、好ましくはエラストマから成ってよく、かつ好ましくは一体に構成されている。シール要素２０の中心軸線には、符号２２が付されている。シール要素の中心軸線は、ここでは両方の機械部品１２，１４の運動軸線１６と一致する。シール要素２０の基部２４は、第１の機械部品１２のシール保持構造、ここでは保持溝２６に保持されるように配置されている。溝は、軸方向の片側で開いて構成されていてもよい。基部２２は、第１の機械部品１２に、径方向にかつ／または軸方向に静的にシールするように当接していてよい。ここでは、基部２４は、シール保持構造内にクランプ保持されるように配置されている。基部２４は、当業者には広く知られた別の手段で、シール保持構造を有する機械部品１２，１４に取り付けられていてもよく、たとえば機械部品１２，１４にピン止め、接着または圧着されていてもよい。当然ながら、シール要素２０の材料には、支持部材または補強部材２７が部分的にまたは完全に埋め込まれていてよい。そのような補強部材によって、シール要素２０は、たとえば軸方向に片側で開いた保持溝２６として構成されたシール保持構造内にプレス嵌めで保持されるように配置されていてよい。そのような支持部材は、図２の描画によれば、Ｌ字形に構成されていてよく、これによって、たとえばシール要素２０を、保持溝２６なしに、第１の機械部分１２のシール保持構造に固定することができる。そのような支持部材は、好ましくは、シール要素２０に対する低圧側のストッパとして用いられてもよい。
【００３７】
シール要素２０は、シールヘッド２８をさらに有しており、シールヘッド２８のシール部分３０が、第２の機械部品１４のシール面３２に、環状に動的にシールするように当接している。図１による、ラジアルシャフトシールリングとして構成されたシール要素２０は、内側でシールするようにまたは外側でシールするように構成されていてよいことに留意されるべきである。この場合、シールヘッドは、運動軸線に対して径方向に、第２の機械部品１４のシール面３２にシールするように当接している。当然ながら、図５に関連して後でより詳細に説明するように、シール要素２０は、両方の機械部品１２，１４の運動軸線１６に対して軸方向にシールするように構成されていてもよい。
【００３８】
シールヘッド２８と基部２４とは、ここでは例として、ゴム弾性変形可能な結合部分３４を介して相互に結合されている。結合部分３４は、蛇行状またはアーチ形に形成されており、したがって、部分的にＵ字形の横断面形状を有している。結合部分の第１の脚部３６と第２の脚部３８とは、ここではそれぞれシール面３２に対して平行にまたは略平行に延在していて、結合部分３４の後側部分４０を介して相互に結合されている。両方の脚部３６，３８は、それぞれ角度付けられた端部片４２を有しており、この端部片４２は、ここでは、運動軸線に対して径方向に、つまりシール面３２に対して直交する方向に延在していて、基部２４またはシールヘッド２８に一体に成形されている。後側部分４０は、凸状に形成された、低圧側へ向いた外側面４４を有していてよい。したがって、ここで図示された、径方向にシールするシール要素２０では、結合部分３４は、運動軸線１６に対して径方向に非線形の横断面経過を有している。これに対応して、軸方向にシールするシール要素では、結合部分は、軸方向に非線形の横断面経過を有している。結合部分３４によって、少なくとも部分的に、またはここで当てはまるように、それ単独でも、シール面３２にシールヘッド２８が付勢されてシールするような当接がもたらされてよい。したがって、シールヘッド２８は、図示の実施の形態では、専ら結合部分３４の材料に内在する弾性的な復元能力によって、シール面３２に対して付勢されている。結合部分３４がメンブレン状に構成されていることによって、シールヘッド２８は、運動軸線に対して径方向に浮動するように支持されている。これによって、シール要素２０は、第２の機械部品１４の偏心を補整することができ、その際、シール部分３０の局所的な過負荷が生じることがない。アーチ形または蛇行状の結合部分に基づいて、結合部分３４の脚部の間に環状の自由空間４６が形成されていることに留意されるべきである。自由空間とは、シール組立体の構成部材が配置されていない空間容積と解される。この自由空間４６は、シールヘッドを周面側で囲繞している。自由空間４６は、シール面３２に対して直交する方向に、専ら結合部分３４の２つの脚部３６，３８によって直接に画成されていて、シール組立体１０の高圧側Ｈに流体接続されている。高圧側Ｈに、ひいては自由空間４６にも、圧力Ｐが加えられると、シールヘッドを、これによって、高圧側Ｈでそれぞれ作用する圧力Ｐに対して圧力比例的にシール面３２に押し付けることができる。これによって、シール要素２０は、全体として圧力作動式である。
【００３９】
結合部分３４は、複数の材料脆弱領域４８を有しており、材料脆弱領域４８は、シール要素２０の周方向に、好ましくは規則的に相互に間隔を置いて前後に位置するように配置されている。図１では、シール要素２０は、そのような材料脆弱領域４８の位置で切断して示されている。図２は、結合部分３４の材料脆弱領域４８で切断されていない別の断面でシール要素２０を示している。材料脆弱領域４８は、図１によれば（ここでは径方向で）、後側部分４０の位置に配置されていてもよいし、またはシール保持構造もしくはシール面３２へ向けてずらして配置されていてもよい。
【００４０】
結合部分３４は、材料脆弱領域において、非脆弱領域における結合部分３４の最大厚さｄmaxの９０％未満、好ましくは５０％未満の厚さｄをそれぞれ有している。結合部分３４には、貫通孔またはこれに類するものが設けられていないことに留意されるべきである。したがって、結合部分３４は、全体的に流体不透過性である。
【００４１】
結合部分３４は、図１および図２によれば、シールヘッド２８の中央に一体に成形されている。これによって、シールヘッド２８は、高圧側に配置されたヘッド半部２８ａと低圧側に配置されたヘッド半部２８ｂとを有している。シールヘッド２８は、結合部分３４の両側で、つまり低圧側および高圧側で、シールヘッド２８の、基部２４の方へ向いた裏側面５０に保持構造をさらに有している。保持構造は、それぞれ周方向に延在する環状溝５２として構成されてよく、環状溝５２は、後で詳しく説明する、考えられる別の取付け部品を収容するためのものである。
【００４２】
シールヘッド２８は、ここでは凸状に成形された端面５４を具備する、全体として球状の横断面形状を有している。ここでは、シール部分３０は、環状の摺動ストリップ５６を有している。摺動ストリップ５６は、シールヘッド２８の端面５４から離反してシール面３２の方へ延在している。摺動ストリップは、図１および図２に示されているように、２つのシール縁５８を具備する矩形の横断面形状を有していてよい。摺動ストリップは、シール面３２に当接する、連続する環状の摺動面６０を有することに留意されるべきである。この場合、摺動面６０は、好ましくは巨視的に構造化されずに構成されている。
【００４３】
シール組立体１０の、符号６２が付されたシール域の能動的な冷却、潤滑およびフラッシングのために、シール要素の端面５４に、高圧側で、成形システム６４が設けられている。成形システムは、ここでは、多数の第１の流れ要素６６と第２の流れ要素６８とを有している。これらの第１の流れ要素６６と第２の流れ要素６８とによって、運動軸線１６を中心に両方の機械部品が相対運動するとき、双方向に、シール間隙１８の高圧側Ｈで流体の流れが惹起され、この流体の流れによって、流体が、シール域６２の領域において高圧側でシールヘッド２８に流れてくる。
【００４４】
図３は、図１および図２によるシール組立体のシール要素を露出した状態で示している。図４には、シール要素２０の一部の詳細が示されている。第１の流れ要素６６および第２の流れ要素６８は、ここでは例として、シールヘッド２８の成形筋溝または溝としてそれぞれ構成されている。第１の流れ要素６６は、ここでは例として、シール要素２０の周方向に相互に間隔を置いて前後に位置するようにシールヘッド２８に配置されている。この場合、第１の流れ要素６６は、各々の流れ要素の（局所的な）径方向Ｒに対して、それぞれ第１の側へ向けて傾いて延在するように配置されている。第１の流れ要素は、（局所的な）径方向と、それぞれここでは約２０°の角度αを形成している。同様に、第２の流れ要素６８は、シール要素２０の周方向に相互に間隔を置いて前後に位置するようにシールヘッド２８に配置されている。この場合、第２の流れ要素６８は、各々の第２の流れ要素６８の（局所的な）径方向Ｒに対してそれぞれ第２の側へ向けて傾いて延在するように配置されている。第２の流れ要素６８は、（局所的な）径方向と、それぞれここでは約２０°の角度βを形成している。前述の角度α，βは、１５°〜４５°、特に２０°〜４０°であってよい。当然ながら、第１の流れ要素６６は、少なくとも部分的に、様々な角度αを成して、局所的な径方向Ｒに対して傾いて延在するように配置されてもよい。第２の流れ要素６８にも同じことが当てはまる。
【００４５】
溝状の第１の流れ要素６６と第２の流れ要素６８とは、高圧側の第１の開口７０と、低圧側へ向いた第２の開口７２とをそれぞれ有している。ここでは、溝状の第１の流れ要素６６と第２の流れ要素６８とは、運動軸線１６（図１および図２）に対して軸方向に、低圧側Ｎの方向へ、またはシール要素２０のシール部分３０の方へ、したがってシール域６２の方へそれぞれ延在している。この場合、溝は、シールヘッド２８の端面側の周溝７４の形態の環状の流路に開口してよい。ここでは、端面側の周溝７４は、低圧側Ｎの方では、摺動ストリップ５６によって直接に画定されている。シールヘッドの端面５４は、第１の流れ要素６６と第２の流れ要素６８とを有する領域で、シール面３２から間隔を置いて配置されていることに留意されるべきである。
【００４６】
溝状に構成された第１の流れ要素６６と第２の流れ要素６８とは、流体が通流可能な横断面で、それぞれシールヘッド２８のシール部分３０の方向へ先細りになっていてよい。この横断面のテーパは、シールヘッド２８のシール部分３０の方向へ、その延在経過に沿って溝のそれぞれの幅および／またはそれぞれの深さを減らすことによって達成することができる。
【００４７】
シール組立体１０の動作使用時には、シール要素２０が、シール保持構造を有する機械部品１２とともに、シール面３２に対して回動するか、またはシール面３２を有する機械部品１４が、シール要素２０に対して回動する。前者の場合、流体は、回動方向に応じて、軸方向に、溝状の第１の流れ要素６６または第２の流れ要素６８を介してシール域６２へ、ひいてはシール部分３０へ送られる。後者の場合、流体は、シール面３２における摩擦と内在する粘性とによって、運動軸線１６を中心に方向付けられた流れ（テイラークエット流れ）へと変化する。
【００４８】
したがって、第１の流れ要素６６／第２の流れ要素６８には、運動軸線１６を中心に両方の機械部品１２，１４が相対運動するとき、流体が流れてきて、第１の流れ要素６６／第２の流れ要素６８は、図示された径方向にシールするシール要素では、運動軸線に対して軸方向にシールヘッド２８のシール部分３０へ向けられた流れを流体に形成する。流体がシール部分３０に流れてくるまたはシール域６２を通過することによって、シール域６２の改善された潤滑、冷却および洗浄を達成することができる。これによって、シール要素２０のシール部分３０におけるオイルカーボンの形成および堆積、またはシール要素２０のシール部分３０へのオイルカーボンの進入を妨げることができる。すでに形成された、場合によってはシール要素のシール部分３０に堆積されたオイルカーボンは、流体によって流し落とすことができる。
【００４９】
シールヘッドは、低圧側Ｎに送り戻し成形体７６を有していてよく、送り戻し成形体７６によって、一方では、シール組立体１０の引き戻し能力を、他方では、低圧側Ｎから、シールヘッド２８の、シール面３２に当接するシール部分３０の付加的な潤滑を達成することができる。この場合、送り戻し成形体７６は、シール要素２０の高圧側Ｈに配置された第１の流れ要素６６および第２の流れ要素６８に相応する形態で構成されていてよい。
【００５０】
シール組立体１０の代替的な実施の形態によれば、シール組立体１０に、軸方向にシールするシール要素２０、つまりスラストシャフトシールリングが設けられている。この場合、図５によるシール面３２は、環状ディスク状に構成されてもよく、たとえば第２の機械部品１４の環状カラー７８によって形成されてもよい。環状カラー７８は、第２の機械部品１４に一体に成形、溶接または接着されていてよい。
【００５１】
シールヘッド２８のシール部分３０は、シール組立体１０のこのような構造では、運動軸線１６に対して軸方向に、シール面３２に付勢されてシールするように当接している。したがって結合部分は、軸方向に、シール要素２０のシールヘッド２８から基部２４にまで延在していて、軸方向で非線形の横断面経過を有している。第１の流れ要素６６および第２の流れ要素６８は、シールヘッド２８の高圧側に配置されている。
【００５２】
前述のシール組立体１０のシールヘッド２８の第１の流れ要素６６および／または第２の流れ要素６８は、図６に示す実施の形態では破線で示されているように、少なくとも部分的に、シールヘッド２８の貫通孔７９として構成されていてもよい。
【００５３】
代替的な発展形態によれば、シール要素１０は、シール部分３０の領域に、摺動ストリップの代わりに、図７によれば、少なくとも１つの環状の摺動筋溝もしくは成形溝８０または相互に平行に延在する複数の環状の成形溝８０を有していてもよい。これによって、成形溝８０の両側で、シールヘッドに、シャープな縁のシール縁を、または必要に応じて丸みを帯びたシール縁をそれぞれ実現することができる。摺動筋溝または成形溝８０は、シールヘッドの端面５４の凹部を成している。図７に詳細には示されていない、成形溝８０の溝側面は、シール縁５８を介して、端面（またはその表面）と結合されている。
【００５４】
図８は、シールヘッド２８が弾性変形可能な２つの付勢要素８２によって第２の機械部品１４のシール面３２に緊締されている、シール組立体１０を示している。この付勢は、結合部分３４の前述の付勢機能に重ねて用いられてもよいし、または結合部分３４のそのような付勢機能と完全に置き換えられてもよい。両方の付勢要素８２は、それぞれシール要素２０とは別個の構成部材として構成されており、結合部分３４の両側で、つまり低圧側および高圧側で、シールヘッド２８の裏側の複数の環状溝５２のうちの１つの環状溝に保持されるように配置されている。そのために、環状溝５２は、各々の環状溝５２の内径８６と比べてより小さい開口幅８８を有する開口８４をそれぞれ具備してよい。これによって、付勢要素８２は、シール組立体１０の動作中に紛失しないようにシール要素２０に保持される。付勢要素８２は、図８によれば、特にウォーム状ばねの形態で構成されてよい。結合部分３４の材料脆弱領域４８および非材料脆弱領域における、結合部分３４の、シール要素の周方向でそれぞれ異なるモーメント吸収能力に基づいて、シール組立体１０の動作時に、シール要素２０の周方向に、第２の機械部品１４のシール面３２におけるシール部分３０の所定の接触面圧経過が得られる。これによって、シール要素２０の潤滑ひいては耐用期間をも改善することができる。
【００５５】
図９には、図８に示した実施の形態とは、主に、シールヘッド２８の低圧側の環状溝５２内に支持リング９０が配置されている点で相違するシール組立体１０が示されている。シールヘッド２８の、高圧側に配置された環状溝５２内に、ここではウォーム状ばねの形態の弾性変形可能な付勢要素８２が配置されている。
【００５６】
支持リング９０は、シール要素２０のエラストマ材料と比べてより大きな弾性係数を有する材料から成る。支持リング９０は、形状安定性を有しており、シール組立体１０の動作中に生じる力によって変形しないかまたはほとんど変形しない。支持リング９０によって、シール要素２０のシールヘッド２８は、低圧側で、高圧領域Ｈが加圧されても、一定の距離でまたは全周にわたって一定のまたはほぼ一定の接触面圧でシール面３２に保持することができる。換言すると、支持リング９０は、シール要素２０の弾性変形に基づいて、間接的に付勢要素として作用することができる。高圧側Ｈが加圧されると、シールヘッド２８を、また結合部分３４も、運動軸線１６に対して軸方向に支持リングに支持することができる。さらに、結合部分３４の第１の脚部３６または後側部分４０を、シール面の方へ、つまりここでは運動軸線に対して径方向に支持リング９０に支持することができる。このようにすると、結合部分を介してシールヘッドに作用する傾倒モーメント、ひいては運動軸線１６に対するシールヘッド２８の望ましくない傾倒を妨げることができる。ゆえに、高圧側Ｈが加圧されるとき、高圧側Ｈから低圧側Ｎへの流体の望ましくない漏れ、つまり所望されないブローバイを回避することができる。
【００５７】
前述のシール組立体のシール要素２０の成形システム６４は、高圧側で、１つまたは複数の流れ要素を有していてもよく、流れ要素は、それぞれ、成形突出部の形態でシールヘッド２８から離反する方向へ延在している。そのような流れ要素は、代替的にまたは付加的にシールヘッド２８に配置されていてよい。この場合、これらの流れ要素は、図１１〜図１４に関連して詳しく後述するように、好ましくは、シールヘッド２８の、シール面３２へ向いた端面５４にかつ／またはシールヘッドの側面に配置されている。
【００５８】
図１０に示されるシール組立体１０によれば、支持リング９０に、（環状の）シールリップまたはワイパリップ９１が設けられていてよく、シールリップまたはワイパリップ９１は、第２の機械部品のシール面３２に周にわたって当接している。
【００５９】
図１１および図１２に示すシール要素２０は、前述の第１の流れ要素６６および第２の流れ要素６８に対して付加的に、第３の流れ要素９２と第４の流れ要素９４とを有している。これらの流れ要素９２，９４は、それぞれ三角形の基本形状または横断面形状を有している。第３の流れ要素は、その先端９６が、シール要素２０の中心軸線２２の方へ向いている一方、第４の流れ要素の先端９６は、中心軸線２２から離反する方向へ向いている。
【００６０】
第３の流れ要素９２と第４の流れ要素９４とは、シール要素２０の周方向に交互に、１列に前後に位置するように配置されている。当然ながら、流れ要素９２，９４は、それぞれ複数にグループ分けして、１つまたは複数の列を成してシールヘッドに配置されてもよい。
【００６１】
成形突出部として構成された第３の流れ要素９２および第４の流れ要素９４は、溝状の第１の流れ要素６６および第２の流れ要素６８の側面と同様に、流体に対する流入面９６を形成し、流入面９６よって、流体は、回動方向に応じて、シール間隙１８に沿って、シール組立体１０のシール域６２（図１）の方へ、またはシール域６２から離反する方向へ可動である。第３の流れ要素９２および第４の流れ要素９４の形状付与およびサイズ、ならびにシール要素２０における第３の流れ要素９２および第４の流れ要素９４の空間的な分布パターンにおいて、成形突出部は、シールヘッド２８の溝状の第１の流れ要素６６および第２の流れ要素６８の高圧側の開口の位置および空間的な分布パターンに合わせて調整されてよく、これによってシール組立体１０の動作使用中に、シール部分またはシール域６２へ向かう、時間単位当たりの流体の十分に大きな体積流量が形成される。
【００６２】
図１３および図１４に示す実施の形態によれば、成形突出部として構成された流れ要素９２，９４は、菱形の形状を有していてもよいし、または図１５および図１６に示す実施の形態によれば、台形のまたは略台形の形状を有していてもよい。
【００６３】
図１７に示す実施の形態では、成形突出部として構成された流れ要素９２，９４は、円筒形の基本形状を有しており、ゆえに円形の横断面形状を有している。これらの第３の流れ要素９２は、流れ要素９２，９４の円形の横断面形状にもかかわらず、シール間隙１８（図１）に沿って方向付けられた流体の流れが形成され得るように、シール要素２０の周方向に、２列で、互いに対してそれぞれ交互に位置するように配置されている。
【００６４】
動作使用時に、高圧側Ｈに配置された流体を、成形突出部として構成された流れ要素９２，９４によって効果的に混合して、流体中に乱流を形成することが可能であり、乱流によって、流体内に含まれる粒子状の不純物は、さらに細かく砕かれてスラリ化される。このようにすると、シール面またはシール要素２０に対する粒子の悪影響をさらに低減することができる。
【図１】
2020507728.tif 000003
【図２】
2020507728.tif 000004
【図３】
2020507728.tif 000005
【図４】
2020507728.tif 000006
【図５】
2020507728.tif 000007
【図６】
2020507728.tif 000008
【図７】
2020507728.tif 000009
【図８】
2020507728.tif 000010
【図９】
2020507728.tif 000011
【図１０】
2020507728.tif 000012
【図１１】
2020507728.tif 000013
【図１２】
2020507728.tif 000014
【図１３】
2020507728.tif 000015
【図１４】
2020507728.tif 000016
【図１５】
2020507728.tif 000017
【図１６】
2020507728.tif 000018
【図１７】
2020507728.tif 000019
【国際調査報告】
2020507728.tif 000020
2020507728.tif 000021
2020507728.tif 000022
2020507728.tif 000023
2020507728.tif 000024
2020507728.tif 000025