DE2717660A1 - Magnetfluessigkeitsdichtung - Google Patents

Description

• Magnetflüssigkeitsdichtung
• Die Erfindung bezieht sich auf eine Magnetflüssigkeitsdichtung für relativ zueinander sich bewegenden Bauteilen, mit einem im Dichtungsbereich herrschenden magnetischen Feld, in dem eine als Dichtungsmedium dienende Magnetflüssigkeit festgehalten ist.
• Es wird in der letzten Zeit versucht, die Dichtungsprobleme, die bei relativ zueinander sich insbesondere schnell bewegenden Bauelementen aufgeworfen werden, durch Anwendung von Nagnetflüssigkeiten zu lösen. Die bisher üblichen Dichtungen, wie z.B. Stopfbuchsen, Membranen, unterliegen Insbesondere bei mangelhafter Schmierung einem verhältnismäßig starken Verschleiß, der einen mit der Geschwindigkeit der sich bewegenden Bauteile steigenden Unsicherheitsfaktor mit sich bringt. Man versucht diesen doch beachtlichen Nachteil durch die Anwendung von Ma<;netfiüssigkeit als Dichtungsmittel zu beseitigen. Hierzu wird im abzudichtenden Gebiet ein entsprechendes Magnetfeld erzeugt, in dem die Magnetflüssigkeit die angrenzenden Bereiche abdichtend festgehalten wird.
• Es ist bekannt, Dichtungen dieser Art für Wellendichtungen zu verwenden, wobei die Welle im Dichtungsbereich mit mehreren magnetisch leitenden Ringen versehen ist und von einem Permanentmagneten umgeben ist. Die radialen Feldlinien konzentrieren sich um die den Luftspalt verkleinernden Ringe zu mehreren axial verteilten Ringfeldern ausreichender Feldstärke, in den die Magnetflüssigkeit entsprechend festgehalten wird.
• Es ist'jedoch bekannt, daß die magnetische Suszeptibilität bzw.
• die Magnetisierungstärke der Flüssigkeit mit zunehmender Temperatur abnimmt. Es ist deshalb erforderlich, insbesondere bei sehr schnell sich bewegenden Bauteilen für eine ausreichende Kühlung der Flüssigkeit zu sorgen bzw. die Reibungswärme abzuführen. Bei der bekannten Ausführung reicht die Abführung der Reibungswärme durch die angrenzenden Bauteile auch bei gut wärmeleitfähiger Materialien nicht aus, wenn die Relativgeschwindigkeit sehr hoch wird.
• Für eine verstärkte Abkühlung der Flüssigkeit wurde bereits vorgeschlagen, der Dichtung ein Reservoir mit Magnetflüssigkeit zuzuordnen und einen Kreislauf zwischen dem Reservoir und der Dichtungsstelle durch Magnetkräfte herzustellen. Die kühlere Magnetflüssigkeit wird aufgrund ihrer höheren Magnetisierungsstärke stärker in das Feld hineingezogen, während die durch Reibung autgeçärmte Flüssigkeit in das reservoir verclrängt wird. Diese Methode ist jedoch Eertigungstechnisch aufwendig und steht in vielen Fällen nicht im Verhältnis zur Anlage selbst.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtung der eingangs genannten Art zu schafen, die unter der Bedingung für Vorrichtungen mit hoher Relativgeschwindigkeit zuverlässig zu sein, fertigungstechnisch einfach im Aufbau ist.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Dichtungsbereich durch mindestens eine quer zur Feldrichtung angeordnete Wand aus wärmeleitendem Material unterteilt ist.
• Durch die Wand wird die dichtende Magnetflüssigkeit unterteilt und die Kontaktfläche zwischen der Flüssigkeit und wärmeleitenden Bauteilen vergrößert, wodurch die Wärmeabfuhr verbessert wird.
• Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind durch Merkmale gemäß den Unteransprüchen gekennzeichnet.
• In der Zeichnung ist ein AusEührungsbeispiel gemäß der Erfindung schematisch dargestellt.
• Eine Welle 10 ist drehbar in einem Gehäuse 1i angeorda.3t, in dem ein oberer Bereich 12 von dem unteren Bereich 13 durch eine Magnetflüssigkeit 14 hermetisch abgedichtet ist, wie es z.B.
• bei einem Verdichter erfordZrlich ist, um den Verdichterraum vom Antriebsraum oder eines anderweitig angrenzenden Raumes zu trennen.
• Für die Dichtung ist ein Permanentmagnet 15 vorgesehen, der über Polschuhe 16 ein im Luftspalt zwischen dem Rotor 10 und den Polschuhen 16 radial gerichtetes Magnetfeld erzeugt.
• Die mit den Pfeilen angedeuteten Feldlinien werden durch ringförmige Vorsprünge 17 im Luftspalt zu diskreten Ringfeldern gebündelt. Durch den spitz auslaufenden Umfang dieser Ringe können die Feldlinien zur Erzeugung von Feldern höherer Feldstärke noch stärker verdichtet werden.
• Im Luftspalt zwischen der Welle 10 und den Polschuhen 16, der Übersichtlichkeit halber stark vergrößert gezeichnet ist, ist eine Hülse 20 angeordnet, die durch ein Wälzlager 18 geführt ist. Sie kann dazu mit dem Käfig des Wälzlagers verbunden sein. Es ist auch möglich, die Hülse freischwimmend im Spalt einzusetzen. Die Hülse 20 unterteilt den Spalt in zwei Bereiche, denen je eine gewisse Menge Magnetflüssigkeit zugeführt wird. Die Alagnetflüssigkeit 22 verteilt sich auf die einzelnen Ringfelder, wo sie Dichtungsringe bildend festgehalten uni im Betrieb des Drehkörpers in Rotation geb. acht wird. Die GescA-wi.adiskeitsdifferenz zwischen dr Welle und dem Gehäuse wird durch die Hülse 20 unterteilt.
• Dabei ändert sich zwar die entstehende Reibungswärme nicht gegenüber einer Ausführung ohne der Trennwand 20, aber die Kontaktfläche der Flüssigkeit mit wärmeableitenden Bauteilen vergrößert sich in einem beachtlichem Maße, so daß die Wärmeabfuhr verbessert wird und der Anwendungsbereich von Magnetflüssigkeitsdichtungen auf Vorrichtungen mit höheren Geschwindigkeiten ausgedehnt werden kann.
• Bei sehr breiten Spalten zwischen den sich bewegenden Körper und dem Gehäuse können auch mehrere Hülsen bzw.
• Trennwände angeordnet werden. Auch bei axial sich bewegenden Bauteilen wie z.B. Kolben können erfindungsgemäße Trennwände in Dichtungsbereich zwischengelegt werden. Bei genau axial sich bewegenden Kolben beispielsweise, ist es zweckmäßig die Hülsen axialbeweglich geführt anzuordnen. Die Wärmeabfuhr wird durch die Wahl des Materials für die Trennwände sowie durch Ableitungsmöglichkeiten an das Gehäuse je nach Anwendungsgebiet optimiert.
• L e e r s e i t e

Claims (8)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Magnetflüssigkeitsdichtung für Vorrichtungen mit relativ zueinander sich bewegenden Bauteilen, mit einem im Dichtungsbereich herrschenden Magnetfeld, in dem eine als Dichtungsmedium dienende Magnetflüssigkeit festgehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsbereich durch mindestens eine weitgehend, quer zur Feldrihtng angeordnete Trennwand (20) aus wärmeleitendem Material unterteilt ist.
2. 2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennichnt, daß die Trennwand (20) mehrere die Feldlinien verdichtende, annähernd spitz auslaufende Vorsprünge (17 bzw. 24) aufweist.
3. 3. Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trcnnwind (20) freischwimmend angeordnet ist.
4. 4. Dichtung nach Anspruch 1 )'rr 2, daß die Trennwan.- (20) geführt und in Bewelungsrichtung des mobilen Baiiteils (10) beweglich angeordnet ist.
5. 5. Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (20) aus einem nich-t magnetisierbaren Material besteht.
6. 6. Als Wellendichtung ausgebildete Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand eine Hülse (20) ist.
7. 7. Dichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (20) mit dem Käfig eines Wälzlagers (18) verbunden ist.
8. 8. Dichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere konzentrisch zueinander angeordnete Hülsen vorgesehen sind.