特表 2023-547640 係合解除に対して固定された摺動リングシールアセンブリ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-11-13

(54)【発明の名称】係合解除に対して固定された摺動リングシールアセンブリ

(51)【国際特許分類】

   F16J 15/34 20060101AFI20231106BHJP

【ＦＩ】

F16J15/34 L

F16J15/34 K

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023525493

(86)(22)【出願日】2021-10-19

(85)【翻訳文提出日】2023-06-22

(86)【国際出願番号】 EP2021078937

(87)【国際公開番号】W WO2022089993

(87)【国際公開日】2022-05-05

(31)【優先権主張番号】102020128414.4

(32)【優先日】2020-10-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】510151348

【氏名又は名称】イーグルブルクマン ジャーマニー ゲセルシャフト ミト ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディトゲゼルシャフト

(74)【代理人】

【識別番号】100128358

【弁理士】

【氏名又は名称】木戸 良彦

(74)【代理人】

【識別番号】100086210

【弁理士】

【氏名又は名称】木戸 一彦

(72)【発明者】

【氏名】ヴェルデッカー，フェルディナンド

(72)【発明者】

【氏名】バウアー，フローリアン

【テーマコード（参考）】

3J041

【Ｆターム（参考）】

3J041AA02

3J041BA03

3J041BA11

3J041DA12

3J041DA16

(57)【要約】

【解決手段】本発明は、回転摺動リング（３）と静止摺動リング（４）とが、そのシール面（３０，４０）間にシールギャップ（５）を画定するメカニカルシール（２）と、前記静止摺動リング（４）を支えるための摺動リングキャリア（６）と、前記摺動リングキャリア（６）と前記静止摺動リングとの間の前記静止摺動リング（４）の背面側（４３）に配置される軸方向に移動可能なスラストリング（７）と、前記スラストリング（７）と前記摺動リングキャリア（６）との間に配置され、前記メカニカルシール配置の軸方向Ｘ－Ｘに前記静止摺動リング（４）をプレテンションするためのプレテンション装置（８）と、前記静止摺動リング（４）を回転可能且つ軸方向に移動可能に保持するための回転防止装置（１０）であって、前記摺動リングキャリア（６）及び前記スラストリング（７）間で力を伝達するための第１伝達装置（１１）と、前記スラストリング（７）及び前記静止摺動リング（４）間で力を伝達するための第２伝達装置（１２）とを有する回転防止装置（１０）と、を含み、前記第１伝達装置（１１）には、前記スラストリング（７）が軸方向に係合解除しないように固定するための係止要素（１３）が配置される、メカニカルシール配置に関する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転摺動リング（３）と静止摺動リング（４）とが、それらのシール面（３０，４０）間にシールギャップ（５）を画定するメカニカルシール（２）と、
前記静止摺動リング（４）を支えるための摺動リングキャリア（６）と、
前記摺動リングキャリア（６）と前記静止摺動リングとの間の前記静止摺動リング（４）の背面側（４３）に配置される軸方向に移動可能なスラストリング（７）と、
前記スラストリング（７）と前記摺動リングキャリア（６）との間に配置され、メカニカルシール配置の軸方向（Ｘ－Ｘ）に前記静止摺動リング（４）をプレテンションするためのプレテンション装置（８）と、
前記静止摺動リング（４）を回転可能且つ軸方向に移動可能な状態に保持するための回転防止装置（１０）であって、前記摺動リングキャリア（６）及び前記スラストリング（７）間で力を伝達するための第１伝達装置（１１）と、前記スラストリング（７）及び前記静止摺動リング（４）間で力を伝達するための第２伝達装置（１２）とを有する回転防止装置（１０）と、
を含み、
前記第１伝達装置（１１）には、前記スラストリング（７）が軸方向に係合解除しないように固定するための係止要素（１３）が配置される、
メカニカルシール配置。

【請求項2】

前記第１伝達装置（１１）が、少なくとも１つのピン、特に円筒ピンを含む、請求項１に記載のメカニカルシール配置。

【請求項3】

前記係止要素（１３）が、係止ワッシャーである、請求項２に記載のメカニカルシール配置。

【請求項4】

前記第２伝達装置（１２）が、少なくとも１つのピン、特に円筒ピンを含む、請求項１～３のいずれか一項に記載のメカニカルシール配置。

【請求項5】

前記摺動リングキャリア（６）が、ベース領域（６０）と第１軸方向延在領域（６１）とを含み、前記第１軸方向延在領域（６１）が、前記静止摺動リング（４）の外側に半径方向に延びる、請求項１～４のいずれか一項に記載のメカニカルシール配置。

【請求項6】

前記摺動リングキャリア（６）が、前記ベース領域（６０）、前記軸方向外側延在領域（６１）及び軸方向内側延在領域（６２）を備えた略Ｃ字形の断面を有する、請求項５に記載のメカニカルシール配置。

【請求項7】

前記静止摺動リング（４）が、前記第１伝達装置（１１）を受容するための第１凹部（４１）を含む、請求項１～６のいずれか一項に記載のメカニカルシール配置。

【請求項8】

前記スラストリング（７）が、貫通孔（７０）を含み、前記第１伝達装置（１１）が、前記貫通孔（７０）を通る、請求項１～７のいずれか一項に記載のメカニカルシール配置。

【請求項9】

前記静止摺動リング（４）の背面側に面する側で、前記スラストリング（７）に第１二次シール（１７）及び第２二次シール（１８）が配置される、請求項１～８のいずれか一項に記載のメカニカルシール配置。

【請求項10】

前記回転摺動リング（３）が、回転可能な部品に固定できるように構成されたスリーブ（９）に接続される、請求項１～９のいずれか一項に記載のメカニカルシール配置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、係合解除防止装置を備えたメカニカルシール配置に関し、特に組立技術者による安全且つ確実な組立・分解を確保するためのものである。

【背景技術】

【0002】

メカニカルシール配置は、様々な構成で先行技術から知られている。使用目的に応じて、メカニカルシール配置は、１ｍ以上の直径を有し得る。メカニカルシール配置の部品の組立及び分解は、組立技術者が非常に重い重量の部品を扱わなければならないことを意味する。また、メカニカルシールの組み立ては、例えば沖合や極寒・極暑の気候等、厳しい条件下で行われることが多い。また、例えば、摺動リングの摩耗によりメカニカルシール配置の摺動リングを交換する必要がある際、メカニカルシール配置の部品が固着し、ハンマー打撃等による強い力を用いることでしか緩められないことも起こり得る。メカニカルシール配置は、通常、例えばバネ等のプレテンション装置を有するため、メカニカルシールにおける突然の部品の緩みが生じることがあり、突然の部品の緩みは、プレテンション装置において生じる張力解放によって悪化することがある。

【発明の概要】

【0003】

本発明の目的は、メカニカルシール配置において、簡単で安価な構造を維持しつつ、突発的な部品の緩みの発生を防止することができるメカニカルシール配置を提供することにある。

【0004】

この目的は、請求項１の特徴を有するメカニカルシール配置を提供することによって達成されるであろう。好ましくは、従属請求項は、本発明の更なる実施形態を示す。

【0005】

従って、請求項１の特徴を有する本発明に係るメカニカルシール配置は、これまで知られていた解決策と比較して、メカニカルシール配置の部品の組立及び分解が、著しく簡略化され、より安全な方法で行われ得るという利点を有する。特に、建設現場での取り扱いをより容易にすることができる。その際、重くて別個の組立補助具を追加する必要はない。また、必要であれば、あまり熟練していない組立技術者が、例えば緊急時にメカニカルシール配置の組立と分解を行うことも可能である。更に、本発明は、摺動リングを交換する際に、二次シールが損傷する危険性を防止する。本発明によれば、これは、メカニカルシール配置に、そのシール面間にシールギャップを画定する回転摺動リングと静止摺動リングとを有するメカニカルシールを設けることによって達成されるであろう。更に、静止摺動リングを静止部品に保持するための摺動リングキャリアが設けられる。摺動リングキャリアと回転摺動リングとの間の静止摺動リングの背面側には、軸方向に移動可能なスラストリングが配置される。更に、スラストリングとシールリングキャリアとの間に配置される、例えば複数のバネのようなプレテンション装置が設けられる。プレテンション装置は、メカニカルシール配置の軸方向に静止摺動リングをプレテンションする。更に、静止摺動リングを回転不能且つ軸方向に移動可能に保持するための回転防止装置が設けられる。回転防止装置は、摺動リングキャリア及びスラストリング間で力を伝達するための第１伝達装置と、スラストリング及び静止摺動リング間で力を伝達するための第２伝達装置とを含む。第１伝達装置には、スラストリングが軸方向に係合解除しないように固定するための係止要素が配置される。これにより、スラストリングとプレテンション装置を取り外すことなく、２つの摺動リングを分解することができる。

【0006】

好ましくは、第１伝達装置は、ピン、特に円筒ピンである。最も好ましくは、円周に沿って複数のピンが設けられ、これが第１伝達装置を形成することである。

【0007】

好ましくは、回転防止装置の係止要素は、係止ワッシャーである。最も好ましくは、係止ワッシャーは、ピンの溝内に配置される。

【0008】

更に好ましくは、第２伝達装置は、ピン、特に円筒ピンである。最も好ましくは、第２伝達装置は、複数のピンを含む。

【0009】

第１伝達装置及び／又は第２伝達装置としてピンを使用することで、軸方向への組立・分解が容易になり、またピンと部品との接続作業も圧入等で容易に行うことができる。

【0010】

最も好ましくは、摺動リングキャリアは、ベース領域と、静止摺動リングの外側に半径方向に延びる第１軸方向延在領域とを含む。このようにして、摺動リングキャリアは、静止摺動リングに重なり、依然として静止摺動リングの軸方向の取り外し及び取り付けを可能にする。

【0011】

最も好ましくは、摺動リングキャリアは、略Ｃ字形の断面を有するように形成され、ベース領域及び第１軸方向延在領域に加えて、第２軸方向延在領域を有する。２つの軸方向延在領域は、ベース領域によって互いに接続され、それらの間に静止摺動リングを収容する。

【0012】

最も好ましくは、静止摺動リングは、第１伝達装置のための第１凹部を有する。第１凹部は、好ましくは、ブラインドホールである。

【0013】

更に好ましくは、スラストリングは、第１伝達装置が通る第２凹部を有する。好ましくは、第２凹部は、シリンダボアである。

【0014】

最も好ましくは、静止摺動リングの背面側に面するスラストリング側で、スラストリングに第１二次シール及び第２二次シールが配置される。これにより、２つの二次シールを取り外すことなく、静止摺動リングを軸方向に取り外すことができる。別の利点は、２つの二次シールを難なく交換することができ、その後、２つの二次シールに損傷を与える危険性なしに静止摺動リングを組み立てることができる点である。

【0015】

更に好ましくは、回転摺動リングは、回転部品、例えばシャフトに固定することができるスリーブに接続される。これにより、メカニカルシール配置全体をアセンブリとして提供することができ、従って、アセンブリとして完全に組立・分解を行うことができる。組み立てた状態では、メカニカルシール配置の残りの部品、特に摺動リングキャリア及びスラストリング、並びにプレテンション装置を取り外すことなく、摺動リングと二次シールを個別に交換することができる。

【0016】

以下では、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、本発明の好ましい例示的な実施形態によるメカニカルシール配置の概略的な部分斜視断面図である。

【図2】図２は、図１のメカニカルシール配置の第１断面平面における概略的な部分断面図である。

【図3】図３は、図１のメカニカルシール配置の第２断面平面における概略的な部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図１～図３を参照しながら、本発明の好ましい例示的な実施形態に係るメカニカルシール配置１を詳細に説明する。

【0019】

メカニカルシール配置１は、シャフト１４及びハウジング１９上で、製品領域１５を大気領域１６からシールする。

【0020】

図１～図３から分かるように、メカニカルシール配置１は、回転摺動リング３及び静止摺動リング４を有するメカニカルシール２を含む。回転摺動リング３の摺動面３０と静止摺動リング４の摺動面４０との間には、シールギャップ５が画定される。回転摺動リング３は、スリーブ９に取り付けられる。

【0021】

メカニカルシール配置１は、断面が略Ｃ形の摺動リングキャリア６を更に含む。摺動リングキャリア６は、ハウジング１９に取り付けられる。この点で、摺動リングキャリア６は、半径方向に延びるベース領域６０と、軸方向に延びる第１外側延在領域６１と、軸方向に延びる第２内側延在領域６２とを含む。外側及び内側延在領域６１，６２は、互いに平行であり、軸方向において等しい長さを有する。静止摺動リング４は、図１～図３から分かるように、２つの延在領域６１，６２の間に部分的に収容される。２つの延在領域６１，６２は、ベース領域６０に対して９０°の角度で延びる。

【0022】

図から更に分かるように、メカニカルシール配置１は、軸方向に移動可能なスラストリング７を含む。スラストリング７は、摺動リングキャリア６と静止摺動リング４との間の静止摺動リング４の背面側４３に配置される。それにより、スラストリング７は、摺動リングキャリア６の２つの延在領域６１，６２の間に配置される。

【0023】

更に、スラストリング７と摺動リングキャリア６との間に配置され、静止摺動リング４を軸方向Ｘ－Ｘにプレテンションするように構成されたプレテンション装置８が設けられる。プレテンション装置８は、円周に沿って配置された複数の別個のバネ要素、例えばシリンダバネを含む。

【0024】

更に、メカニカルシール配置１は、スラストリング７と静止摺動リング４とを回転可能且つ軸方向に移動可能な状態に保持するための回転防止装置１０を含む。回転防止装置１０は、摺動リングキャリア６とスラストリング７との間で力を伝達するための第１伝達装置１１と、スラストリング７と静止摺動リング４との間で力を伝達するための第２伝達装置１２とを含む。本例示的な実施形態では、第１伝達装置１１及び第２伝達装置１２は、それぞれ複数の円筒ピンによって形成される。

【0025】

図２は、回転防止装置１０と第１伝達装置１１の断面図である。ここでは、第１伝達装置１１の円筒ピンが示されており、第１圧入接続部５１によって摺動リングキャリア６のベース領域６０に固定される。円筒ピンは、スラストリング７を通って貫通開口７０へ案内され、静止摺動リング４の背面側４３の第１凹部４１に突出する。更に、円筒ピン上には、係止ワッシャーの形態の係止要素１３が配置される。図２から更に分かるように、スラストリング７には第２凹部７１も形成されており、貫通開口７０は第２凹部７１に開口する。

【0026】

第２伝達装置１２は、図３において詳細に見ることができる。第２伝達装置１２はまた、第２圧入接続部５２によってスラストリング７に固定される複数の円筒ピンを含む。ここで、静止摺動リング４の背面側４３には、第２伝達装置１２の円筒ピンをクリアランス４４で受け入れるための第３凹部４２が設けられる。

【0027】

特に図１及び図２から分かるように、第１伝達装置１１は、係止要素１３によって、摺動リングを分解する際に、プレテンション装置８のバネ力によってスラストリング７が軸方向（図２において右方向）に完全に排出されないことを保証する。

【0028】

スラストリング７は、第２凹部７１の底部７１ａが係止要素１３に当たるまで、軸方向Ｘ－Ｘに最大長Ｌだけずらすことができる。

【0029】

このようにして、分解が図２において右側から行われるメカニカルシール配置１の分解中に、スラストリング７及び静止摺動リング４が組立技術者の方へ外側に飛び出すことを防止する係合解除防止装置が実現され得る。従って、スラストリング７に加えて静止摺動リング４の完全な軸方向の係合解除を、分解中に回避することができる。

【0030】

更に、図１～図３から分かるように、スラストリング７の径方向内周には第１二次シール１７が配置され、径方向外周には第２二次シール１８が配置される。また、二次シール１７，１８は、静止摺動リング４の背面側４３に露出して置かれる。組み立てた状態では、２つの二次シール１７，１８は、静止摺動リング４の背面側４３と第１及び第２延在領域６１，６２とに対してシールする。

【0031】

また、係合解除防止装置１０は、２つの二次シール１７，１８が摺動リングキャリア６から押し出されることを防止する。これはまた、メカニカルシール配置を修正する際に、２つの二次シール１７，１８を容易に分解し、更に重要なことに、再組み立てを適切に行うことを可能にする。二次シール１７，１８の交換後、これらは係合解除防止装置によって所定の位置で支えられ、静止摺動リング４を挿入することによって、スラストリング７と共に図２に示す開始位置、即ち図２において左側に戻される。これにより、スラストリング７の係合解除位置から軸方向の作動位置までの組立経路（長さＬ）が非常に短いだけなので、静止摺動リング４の組立中に二次シール１７，１８の望ましくない詰まりや潰れが発生しない。

【0032】

このように、メカニカルシール配置１の係合解除防止装置１０は、設計が容易で、低コストで製造できるメカニカルシール配置の係合解除装置を提供できる。特に、例えば沖合や暑い地域・寒い地域等の厳しい条件下で組立や分解を行う場合、プレテンション装置８の作用によりメカニカルシール配置１の部品が組立技術者に向けて射出されることなく、安全で危険性のない分解や組立を行うことができる。更に、回転防止装置１０は、二次シール１７、１８の点検及び交換の際に、これらが組立中に直ちに損傷しないようにすることができる。メカニカルシール配置の組立及び分解のために、追加の組立補助具は必要ない。メカニカルシール配置１は、アセンブリとして、従って完全に交換可能なインサートとして提供することができる。

【符号の説明】

【0033】

１ メカニカルシール配置
２ メカニカルシール
３ 回転摺動リング
４ 静止摺動リング
５ シールギャップ
６ 摺動リングキャリア
７ スラストリング
８ プレテンション装置
９ スリーブ
１０ 回転防止装置
１１ 第１伝達装置
１２ 第２伝達装置
１３ 係止要素
１４ シャフト
１５ 製品領域
１６ 大気領域
１７ 第１二次シール
１８ 第２二次シール
１９ ハウジング
３０ 摺動面
４０ 摺動面
４１ 第１凹部
４２ 第３凹部
４３ 背面
４４ クリアランス
５１ 第１圧入接続部
５２ 第２圧入接続部
６０ ベース領域
６１ 第１軸方向外側延在領域
６２ 第２軸方向内側延在領域
７０ 貫通開口
７１ 第２凹部
７１ａ 底部
Ｌ スラストリングの変異長さ
Ｘ－Ｘ 軸方向

【図1】

【図2】

【図3】

【手続補正書】

【提出日】2023-06-22

【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】

回転摺動リング（３）と静止摺動リング（４）とが、それらのシール面（３０，４０）間にシールギャップ（５）を画定するメカニカルシール（２）と、
前記静止摺動リング（４）を支えるための摺動リングキャリア（６）と、
前記摺動リングキャリア（６）と前記静止摺動リングとの間の前記静止摺動リング（４）の背面側（４３）に配置される軸方向に移動可能なスラストリング（７）と、
前記スラストリング（７）と前記摺動リングキャリア（６）との間に配置され、メカニカルシール配置の軸方向（Ｘ－Ｘ）に前記静止摺動リング（４）をプレテンションするためのプレテンション装置（８）と、
前記静止摺動リング（４）を回転可能且つ軸方向に移動可能な状態に保持するための回転防止装置（１０）であって、前記摺動リングキャリア（６）及び前記スラストリング（７）間で力を伝達するための第１伝達装置（１１）と、前記スラストリング（７）及び前記静止摺動リング（４）間で力を伝達するための第２伝達装置（１２）とを有する回転防止装置（１０）と、
を含み、
前記第１伝達装置（１１）には、前記スラストリング（７）が軸方向に係合解除しないように固定するための係止要素（１３）が配置される、
メカニカルシール配置。

【請求項2】

前記第１伝達装置（１１）が、少なくとも１つのピン、特に円筒ピンを含む、請求項１に記載のメカニカルシール配置。

【請求項3】

前記係止要素（１３）が、係止ワッシャーである、請求項２に記載のメカニカルシール配置。

【請求項4】

前記第２伝達装置（１２）が、少なくとも１つのピン、特に円筒ピンを含む、請求項１～３のいずれか一項に記載のメカニカルシール配置。

【請求項5】

前記摺動リングキャリア（６）が、ベース領域（６０）と第１軸方向外側延在領域（６１）とを含み、前記第１軸方向外側延在領域（６１）が、前記静止摺動リング（４）の外側に半径方向に延びる、請求項１～４のいずれか一項に記載のメカニカルシール配置。

【請求項6】

前記摺動リングキャリア（６）が、前記ベース領域（６０）、前記第１軸方向外側延在領域（６１）及び第２軸方向内側延在領域（６２）を備えた略Ｃ字形の断面を有する、請求項５に記載のメカニカルシール配置。

【請求項7】

前記静止摺動リング（４）が、前記第１伝達装置（１１）を受容するための第１凹部（４１）を含む、請求項１～６のいずれか一項に記載のメカニカルシール配置。

【請求項8】

前記スラストリング（７）が、貫通孔（７０）を含み、前記第１伝達装置（１１）が、前記貫通孔（７０）を通る、請求項１～７のいずれか一項に記載のメカニカルシール配置。

【請求項9】

前記静止摺動リング（４）の背面側に面する側で、前記スラストリング（７）に第１二次シール（１７）及び第２二次シール（１８）が配置される、請求項１～８のいずれか一項に記載のメカニカルシール配置。

【請求項10】

前記回転摺動リング（３）が、回転可能な部品に固定できるように構成されたスリーブ（９）に接続される、請求項１～９のいずれか一項に記載のメカニカルシール配置。

【国際調査報告】