DE7712524U1 - Magnetfluessigkeitsdichtung - Google Patents

Description

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Aktiengesellschaft ■■· ·■

München, den 15. April 1977

Magnetflüssigkeitsdichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Magnetflüssigkeits- ' dichtung für relativ zueinander sich bewegenden Bauteilen, I mit einem im Dichtungsbereich herrschenden magnetischen f

Feld, in dem eine als Dichtungsmedium dienende Magnet- |

flüssigkeit festgehalten ist. ' |

1 Es wird in der letzten Zeit versucht, die Dichtungspro- , \ bleme, die bei relativ zueinander sich insbesondere schnell ?, bewegenden Bauelementen aufgeworfen werden, durch Anwendung von
Magnetflüssigkeiten 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 Anxiendung
von Magnetflüssigkeit als Dichtungsmittel zu beseitigen. Hierzu
wird im abzudichtenden Gebiet ein entsprechendes Magnetfeld

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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 V 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

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durch Reibung aufgewärmte Flüssigkeit in das Reservoir verdrängt wird. Diese Methode ist jedoch fertigungstechnisch 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 schaffen, 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 i

gemäß den Unteransprüchen gekennzeichnet.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung schematisch dargestellt.

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Eine Welle 10 ist drehbar in einem Gehäuse 11 angeordnet, 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 erforderlich 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

I ringförmige Vorsprünge 17 im Luftspalt zu diskreten Ringfeldern

I gebündelt. Durch den spitz auslaufenden Umfang dieser Ringe

I können die Feldlinien zur Erzeugung von Feldern höherer

J 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

Ü geführt ist. Sie kann dazu mit dem Käfig des Wälzlagers ver-

P- bunden sein. Es ist auch möglich, die Hülse freischwimmend

;■ im Spalt einzusetzen. Die Hülse 20 unterteilt den Spalt in zwei

k Bereiche, denen je eine gewisse Menge Magnetflüssigkeit zuge-

I führt wird. Die Magnetflüssigkeit 22 verteilt sich auf die

|: einzelnen Ringfelder, wo sie Dichtungsringe bildend

f. festgehalten und im Betrieb des Drehkörpers in Rotation ge-

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bracht wird. Die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der 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 im 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.

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Claims (1)

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   ' MASCHINENFABRIK AUGSBURG-NÜRNBERG

   Aktiengesellschaft

   gü/sd

   München, den 14. April 1977

   nsprüche

   1. Magnetflüssigkeitsdichtung für Vorrichtungen mit relativ zueinander sich bewegenden Bauteilen, mit einem im Dich-

   » tungsbereieh herrschenden Magnetfeld, in dem eine als

   Dichtungsmedium dienende Magnetflüssigkeit festgehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsbereich durch mindestens eine weitgehend, quer zur Feldrichtung angeordnete Trennwand (20) aus wärmeleitendem Material unterteilt ist.

   2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (20) mehrere die Feldlinien verdichtende, annähernd spitz auslaufende Vorsprünge (17 bzw. 24) aufweist.

   3. Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (20) freischwimmend angeordnet ist.

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   4, Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, daß die Trennwand (20) geführt und in Bewegungsrichtung des mobilen Bauteiles (10) beweglich angeordnet ist.

   5. Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (20) aus einem nicht magnetisierbaren Material besteht.

   I 6. Als Wellendichtung ausgebildete Dichtung nach einem der

   ■* · vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

   j die Trennwand eine Hülse (20) ist.

   I 7. Dichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß I die Hülse (20) mit dem Käfig eines Wälzlagers (18)

   verbunden ist.

   8. Dichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere konzentrisch zueinander angeordnete Hülsen

   j S vorgesehen sind.

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