EP0294452A1 - Sealing device with ferrous fluid - Google Patents

Sealing device with ferrous fluid

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Publication number
EP0294452A1
EP0294452A1 EP19880900570 EP88900570A EP0294452A1 EP 0294452 A1 EP0294452 A1 EP 0294452A1 EP 19880900570 EP19880900570 EP 19880900570 EP 88900570 A EP88900570 A EP 88900570A EP 0294452 A1 EP0294452 A1 EP 0294452A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
sealing device
sealing
sealing element
hollow
plastic
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19880900570
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Manfred Diesing
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Original Assignee
Individual
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Publication of EP0294452A1 publication Critical patent/EP0294452A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/40—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid
    • F16J15/43—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid kept in sealing position by magnetic force

Definitions

  • a sealing device with ferrofluid which consists of a ring magnet to which pole rings are glued to both end faces.
  • Two ring-shaped pole rings (2) made of magnetizable stainless steel are glued to the two end faces of an annular permanent magnet (1).
  • a rotating shaft made of magnetizable stainless steel is guided through this sealing device.
  • the air gap between the shaft and the pole rings is filled with a magnetic liquid, the ferrofluid (4).
  • the sealing device is glued into a housing (5) for static sealing.
  • the magnet and pole rings are axially centered by the adhesive to achieve the best possible concentricity. This centering is often incorrect and there is a blow that can be so large that ferrofluid is sprayed off. Devices that cause costs are required for the centering adhesive. 3. Remnants of the adhesive used can adhere to the inner diameter of the pole rings and cause ferrofluid to be sprayed off.
  • the adhesive connection between the magnet and the pole ring can come loose during transport or when inserting the sealing device into the housing. The seal is no longer statically sealed.
  • the sealing device For static sealing, the sealing device must be glued into the housing (5). This static seal may be faulty, so the seal will not work.
  • sealing devices with ferrofluid are mainly used for sealing against microscopic particles in systems requiring extreme cleanliness, e.g. Magnetic disk drives for computers.
  • the adhesive processes described above as additional work steps in the manufacture of the sealing devices can lead to contamination of the seals by fingerprints or accumulation of particles located in the manufacturing room. A complex cleaning procedure is required.
  • the object of the invention is to overcome the disadvantages described above and to achieve the advantages stated below.
  • the hollow sealing element (1) instead of the three parts magnet and two pole rings, a single plastic part, the hollow sealing element (1) according to FIG. 2, is used. It consists of a plastic block. It is made of permanently magnetizable plastic, for example by injection molding or compression molding. Such permanent magnetic plastics are numerous on the market. They usually consist of magnetic particles such as magnetite, barium ferrite or strontium ferrite etc., which are bound by plastics.
  • ferrofluid any ferrofluid can be used, but the carrier fluid of the ferrofluid used, which has a low vapor pressure and is mostly a synthetic hydrocarbon, diester or a triester, must be compatible with the plastic binder used.
  • Magnetic volume ie more magnetic energy can be accommodated in the sealing device.
  • Figure 2 shows the basic embodiment of the invention, characterized by the hollow sealing element consisting of a permanent magnet plastic, a single block of plastic.
  • FIG. 3 shows an embodiment in which an axially magnetized permanent magnet (2. is inserted in a plastic block forming the hollow sealing element made of permanent magnetic plastic.
  • This inserted permanent magnet does not have to be a plastic magnet, transmitters can be, for example, a ceramic magnet to reinforce the magnetization.
  • the north pole can be left or right.
  • Figure 4 shows an embodiment in which two ring-shaped permanent magnets (3) are inserted. In contrast to FIG. 3, these are magnetized radially. Only an annular permanent magnet can also be inserted. In this case too, the inserted permanent magnet does not have to consist of a plastic magnet, but can be Alnico, a ceramic magnet or another magnetic material. The direction of magnetization can be reversed.
  • Figure 5 shows the plastic block forming the hollow sealing element made of magnetizable material with e.g. by means of adhesion or diffusion glue attached pole ring (4. made of magnetizable material, such as magnetizable stainless steel, plastic-encapsulated magnetizable metal or magnetic plastic.
  • FIG. 6 shows the plastic block forming the hollow sealing element with pole rings attached on both sides as described in FIG. 5. Designs according to FIGS. 5 and 6 have advantages with small dimensional tolerances and when high magnetic flux rotations are achieved in the pole rings.
  • FIG. 7 shows an embodiment in which two pole rings made of magnetisable material (5) are inserted into the plastic block forming the hollow sealing element. This version stiffens the pole pieces and increases the magnetic flux density in the air gap.
  • FIG. 8 shows an embodiment in which the plastic block of permanent magnetic plastic forming the hollow sealing element is surrounded by a bushing (6) made of non-magnetic material. This version is particularly suitable for installation in magnetically conductive housings because it prevents a magnetic short circuit.
  • Figure 9 shows an embodiment in which, in addition to Figure 8, the bushing (6a) made of non-magnetic material is extended over one side of the plastic block forming the hollow sealing element by a distance of e.g. To achieve ball bearings. This distance extension can also be on both sides.
  • Figure 10 shows the plastic block (1) forming the hollow sealing element with an inserted spiral spring (7) for elastic contact and thus static sealing of the hollow sealing element to the non-magnetic socket or directly to the housing.
  • FIG. 11 shows the plastic block forming the hollow sealing element with inserted reinforcing rings (8). These can have different profiles. One or more reinforcement rings can be inserted.
  • Figure 10 and Figure 11 show the possibility of filling only one air gap between a pole piece and the shaft. The magnetic circuit closes due to the unfilled air gap between the other pole piece and the shaft.
  • FIG. 12 shows the plastic block forming the hollow sealing element with two different pole pieces.
  • One pole piece has a small inner diameter and thus forms a smaller air gap than the other pole piece, which has a larger inner diameter and thus forms a larger air gap to the shaft.
  • the advantage lies in the lower viscous friction of the ferrofluid. This results in a longer life of the ferrofluid due to less heating and the possibility of allowing higher peripheral speeds of the shaft.
  • Figure 13 shows a wider pole piece on the right.
  • the advantage lies in the greater pressure holding capacity, because the differential pressure that can be achieved increases with the width of the pole piece.
  • FIG. 14 shows the plastic block of permanent magnetic plastic forming the hollow sealing element with a fastening device with screw countersinks.
  • FIG. 15 shows an exemplary embodiment with a fastening device protruding beyond the flange of the pole piece. This will keep the right pole piece at a distance. The ferrofluid cannot be wiped off and the magnetic stray field of the right pole shoe does not affect any ball bearings. The risk of a magnetic short circuit is also reduced.
  • FIG. 16 shows sealing profiles (9) attached to the fastening device of the plastic block forming the hollow sealing element for static sealing.
  • FIG. 17 shows a device (10) attached to the fastening device of the plastic block forming the hollow sealing element for receiving an O-ring (11), which is used for static sealing.
  • FIG. 18 shows a fastening device (12) which, with the plastic block forming the hollow sealing element (1), does not form a material unit, but is a separately manufactured component.
  • This separately manufactured fastening device (12) can be made of plastic or metal and with the hollow sealing element (1) made of permanent magnetic plastic by e.g. Adhesion or diffusion bonding. It can also be simply pressed on using the plastic deformability of plastic.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)

Abstract

Un élément d'étanchéité creux, intégré dans un logement et composé d'un bloc de plastique rempli de particules magnétiques, possède un arbre rotatif en matériau magnétisable, l'entrefer entre les pièces polaires et l'arbre étant rempli d'un fluide ferreux, formant ainsi un joint étanche aux gaz entre les côtés gauche et droit de l'élément d'étanchéité creux. Comparé à l'état actuel de la technique, le dispositif se fabrique de manière rentable, et permet d'éliminer les problèmes d'étanchéité dûs aux joints collés et les problèmes de concentricité dûs au déport du collage.A hollow sealing element, integrated in a housing and composed of a plastic block filled with magnetic particles, has a rotating shaft made of magnetizable material, the gap between the pole pieces and the shaft being filled with a ferrous fluid. , thereby forming a gas-tight seal between the left and right sides of the hollow sealing member. Compared to the current state of the art, the device is manufactured in a cost-effective manner, and makes it possible to eliminate the sealing problems due to the glued joints and the concentricity problems due to the offset of the bonding.

Description

B e s e h r e i b u n g B e s e r e i b u n g
Dichtungsvorrichtung mit FerrofluidSealing device with ferrofluid
Aus DE-PS 31 45 460 ist eine Dichtungsvorrichtung mit Ferrofluid bekannt, die aus einem Ringmagneten besteht, dem an beiden Stirnflächen Polringe angeklebt sind.From DE-PS 31 45 460 a sealing device with ferrofluid is known, which consists of a ring magnet to which pole rings are glued to both end faces.
Hieran anlehnend wird in Figur 1 des Abbildungsteils die Wirkungsweise der sich auf dem Markt befindlichen Dichtungsvorrichtungen mit Ferrofluid erläutert:Based on this, the mode of operation of the sealing devices on the market with ferrofluid is explained in FIG. 1 of the illustration part:
An die beiden Stirnflächen eines ringförmigen Dauermagneten (1) sind zwei ringförmige Polringe (2) aus magnetisierbarem Edelstahl angeklebt. Durch diese Dichtungsvorrichtung ist eine drehbare Welle aus magnetisierbarem Edelstahl geführt. Der Luftspalt zwischen der Welle und den Polringen ist mit einer magnetischen Flüssigkeit, dem Ferrofluid (4) gefüllt. Die Dichtungsvorrichtung ist zur statischen Abdichtung in ein Gehäuse (5) eingeklebt.Two ring-shaped pole rings (2) made of magnetizable stainless steel are glued to the two end faces of an annular permanent magnet (1). A rotating shaft made of magnetizable stainless steel is guided through this sealing device. The air gap between the shaft and the pole rings is filled with a magnetic liquid, the ferrofluid (4). The sealing device is glued into a housing (5) for static sealing.
Diese Dichtungsvorrichtung hat folgende Nachteile:This sealing device has the following disadvantages:
1. Zur Erzielung einer statischen Dichtung müssen der Magnet und die Polringe verklebt sein. Diese Klebung ist oft unvollständig durchgeführt und damit nicht dicht. Außerdem ist sie ein kostenverursachender Arbeitsgang.1. To achieve a static seal, the magnet and the pole rings must be glued. This gluing is often incomplete and therefore not tight. It is also a cost-intensive process.
2. Magnet und Polringe werden durch die Klebung axial zentriert zur Erzielung eines bestmöglichen Rundlaufs. Diese Zentrierung ist oft fehlerhaft und es entsteht ein Schlag, der so groß sein kann, daß Ferrofluid abgespritzt wird. Für die zentrierende Uerklebung werden kos tenverursachende Vorrichtungen benötigt. 3. Reste des benutzten Klebstoffes können sich am inneren Durchmesser der Polringe festsetzen und zum Abspritzen von Ferrofluid führen.2. The magnet and pole rings are axially centered by the adhesive to achieve the best possible concentricity. This centering is often incorrect and there is a blow that can be so large that ferrofluid is sprayed off. Devices that cause costs are required for the centering adhesive. 3. Remnants of the adhesive used can adhere to the inner diameter of the pole rings and cause ferrofluid to be sprayed off.
4. Die Klebeverbindung zwischen Magnet und Polring kann sich lösen, beim Transport oder beim Einsetzen der Dichtungsvorrichtung ins Gehäuse. Damit ist die Dichtung statisch nicht mehr dicht.4. The adhesive connection between the magnet and the pole ring can come loose during transport or when inserting the sealing device into the housing. The seal is no longer statically sealed.
5. Zur statischen Abdichtung muß die Dichtungsvorrichtung ins Gehäuse (5) eingeklebt sein. Diese statische Abdichtung fcann fehlerhaft ausgeführt sein, damit verfehlt die Dichtung ihre Wirkung.5. For static sealing, the sealing device must be glued into the housing (5). This static seal may be faulty, so the seal will not work.
6 . Diese Dichtungsvorrichtungen mit Ferrofluid werden hauptsächlich zur Abdichtung gegen mikroskopisch kleinste Partikel in extreme Sauberkeit bedürfender Systeme, z.B. Magnetplattenlaufwerke für Computer, eingesetzt. Die oben beschriebenen Klebevorgänge als zusätzliche Arbeitsgänge bei der Herstellung der Dichtungsvorrichtungen können zur Verunreinigung der D ichtungen durch Fingerabdrucke oder Anlagerung von im Fabrrkationsraum befindlichen Partikeln führen. Dabei ist eine aufwendige Reinigungsprozedur erforderlich.6. These sealing devices with ferrofluid are mainly used for sealing against microscopic particles in systems requiring extreme cleanliness, e.g. Magnetic disk drives for computers. The adhesive processes described above as additional work steps in the manufacture of the sealing devices can lead to contamination of the seals by fingerprints or accumulation of particles located in the manufacturing room. A complex cleaning procedure is required.
7. In die mikroskopisch kleinen Hohlräume zwischen Dauermagnet und Polringe, die niemals ganz mit Klebstoff ausgefüllt sind, kann durch Kapillarwirkung Ferrofluid eingezogen werden, das dann im Luftspalt fehlt und zum vorzeitigen Ausfall der Dichtung führen kann. S u m m a7. Ferrofluid can be drawn into the microscopic cavities between permanent magnet and pole rings, which are never completely filled with adhesive, which is then missing in the air gap and can lead to premature failure of the seal. S umma
Die Herstellung der Dichtungsvorrichtung mit Ferrofluid aus Einzelteilen nach dem jetzigen Stand der Technik ist technisch aufwendig, teuer und kann zur Verunreinigung führen.The production of the sealing device with ferrofluid from individual parts according to the current state of the art is technically complex, expensive and can lead to contamination.
Aufgabe der Erfindung ist es, die oben beschriebenen Nachteile zu überwinden und die nachstehend angebebenen Vorteile zu erreichen.The object of the invention is to overcome the disadvantages described above and to achieve the advantages stated below.
Die Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.The object is achieved by the features specified in claim 1.
V o r t e i l e d e r E r f i n d u n gV e r t e i l e d e r E r f i n d u n g
Statt der drei Teile Magnet und zwei Polringe wird ein einziges Kunststoffteil, das hohle Dichtungselement (1) gemäß Figur 2 eingesetzt. Es besteht aus einem Kunststoffblock. Es wird aus dauermagnetisierbarem Kunststoff, zum Beispiel durch Spritzgießen oder Formpressen, hergestellt. Solche dauermagnetischen Kunststoffe sind zahlreich auf dem Markt. Sie bestehen meist aus Magnetteilchen wie Magnetit, Bariumferrit oder Strontiumferrit etc., die durch Kunststoffe gebunden werden.Instead of the three parts magnet and two pole rings, a single plastic part, the hollow sealing element (1) according to FIG. 2, is used. It consists of a plastic block. It is made of permanently magnetizable plastic, for example by injection molding or compression molding. Such permanent magnetic plastics are numerous on the market. They usually consist of magnetic particles such as magnetite, barium ferrite or strontium ferrite etc., which are bound by plastics.
Es kann jedes Ferrofluid verwendet werden, jedoch muß die Trägerflüssigkeit des verwendeten Ferrofluids, die einen niedrigen Dampfdruck aufweist und meistens ein synthetischer Kohlenwasserstoff, Diester oder ein Triester ist, mit dem verwendeten Kunststoffbinder verträolich sein.Any ferrofluid can be used, but the carrier fluid of the ferrofluid used, which has a low vapor pressure and is mostly a synthetic hydrocarbon, diester or a triester, must be compatible with the plastic binder used.
Dieses einzige Kunststoffteil hat folgende Vorteile:This single plastic part has the following advantages:
1) Es ist kostengünstig herzustellen.1) It is inexpensive to manufacture.
2) Es bringt keine Zentrierprobleme durch Klebeversatz von Einzelteilen.2) There are no centering problems due to adhesive misalignment of individual parts.
3) Das Problem der statischen Dichtigkeit von Einzelteilen entfällt. 4) Verunreinigungen durch Montage von Einzelteilen entfallen.3) The problem of the static tightness of individual parts is eliminated. 4) Contamination due to the assembly of individual parts is eliminated.
5) Es kann kein Ferrofluid durch Kapillarwirkung zwischen einzelne Polringe und den Magneten gezogen werden.5) No ferrofluid can be drawn through capillary action between individual pole rings and the magnets.
6) Durch die plastische Verformbarkeit des Kunststoffes kann die Klebeverbindung zwischen der Dichtungsvorrichtung und dem Gehäuse entfallen, die zur statischen Abdichtung bisher erforderlich war.6) Due to the plastic deformability of the plastic, the adhesive connection between the sealing device and the housing can be omitted, which was previously required for static sealing.
7) Durch das einzige Kunststoffteil ergibt sich ein größeres7) The only plastic part results in a larger one
Magnetvolumen, d.h. es läßt sich mehr magnetische Energie in der Dichtungsvorrichtung unterbringen. Magnetic volume, ie more magnetic energy can be accommodated in the sealing device.
B e s c h r e i b u n g d e r A b b i l d u n g e nB e s b h e i b u n g d e r A b b i l d u n g e n
Figur 2 zeigt die Grundausführung der Erfindung, gekennzeichnet durch das aus einem dauermagnetisehen Kunststoff bestehende hohle Dichtungselement, ein einziger Kunststoffblock.Figure 2 shows the basic embodiment of the invention, characterized by the hollow sealing element consisting of a permanent magnet plastic, a single block of plastic.
Figur 3 zeigt eine Ausführung, bei der in einem das hohle Dichtungselement bildenden Kunststoffbl ock aus dauermagnetischem Kunststoff ein axial magnetisierter Dauermagnet (2. eingelegt ist. Dieser eingelegte Dauermagnet muß kein Kunststoffmagnet sein, sendern kann zur Verstärkung der Magnetisierung z.B. ein keramischer Magnet sein. In diesem wie in allen anderen axial magnetisierten Ausführungen kann der Nordpol links oder rechts sein.3 shows an embodiment in which an axially magnetized permanent magnet (2. is inserted in a plastic block forming the hollow sealing element made of permanent magnetic plastic. This inserted permanent magnet does not have to be a plastic magnet, transmitters can be, for example, a ceramic magnet to reinforce the magnetization. In In this, as in all other axially magnetized versions, the north pole can be left or right.
Figur 4 zeigt eine Ausführung, bei der zwei ringförmige Dauermagnete (3) eingelegt sind. Diese sind im Gegensatz zur Figur 3 radial magnetisiert. Es kann auch nur ein ringförmiger Dauermagnet eingelegt sein. Auch in diesem Fall muß der eingelegte Dauermagnet nicht aus einem Kunststoffmagneten bestehen, sondern kann Alnico, ein keramischer Magnet oder ein anderes Magnetmaterial sein. Die Magnetisierungsrichtung kann umgekehrt sein.Figure 4 shows an embodiment in which two ring-shaped permanent magnets (3) are inserted. In contrast to FIG. 3, these are magnetized radially. Only an annular permanent magnet can also be inserted. In this case too, the inserted permanent magnet does not have to consist of a plastic magnet, but can be Alnico, a ceramic magnet or another magnetic material. The direction of magnetization can be reversed.
Figur 5 zeigt den das hohle Dichtunqselement bildenden Kunststoffblock aus magnetisierbarem Material mit einem z.B. durch Adhäsions oder Diffusionsklebung angebrachten Polring (4. aus magnetisierbarem Material, wie z.B. magnetisierbarem Edelstahl , kunststoffumspritzten magnetisierbarem Metall oder magnetischem Kunststoff.Figure 5 shows the plastic block forming the hollow sealing element made of magnetizable material with e.g. by means of adhesion or diffusion glue attached pole ring (4. made of magnetizable material, such as magnetizable stainless steel, plastic-encapsulated magnetizable metal or magnetic plastic.
Figur 6 zeigt den das hohle Dichtungselement bildenden Kunststoffblock mit beidseitig angebrachten Polringen wie bei Figur 5 beschrieben. Ausführungen nach Figur 5 und 6 haben Vorteile bei kleinen Abmessungstoleranzen und bei Erzielung hoher magnetischer Flußdrehten in den Polringen.FIG. 6 shows the plastic block forming the hollow sealing element with pole rings attached on both sides as described in FIG. 5. Designs according to FIGS. 5 and 6 have advantages with small dimensional tolerances and when high magnetic flux rotations are achieved in the pole rings.
Figur 7 zeigt eine Ausführung, bei der zwei Polringe aus magnetisϊerbarem Material (5) in den das hohle Dichtungselement bildenden Kunststoffbl ock eingelegt sind. Diese Ausführung versteift die Polschuhe und erhöht die magnetische Flußdichte im Luftspalt.FIG. 7 shows an embodiment in which two pole rings made of magnetisable material (5) are inserted into the plastic block forming the hollow sealing element. This version stiffens the pole pieces and increases the magnetic flux density in the air gap.
Figur 8 zeigt eine Ausführung, bei der der das hohle Dichtungselement bildende Kunststoffblock aus dauermagnetischem Kunststoff mit einer Buchse (6) aus unmagnetischem Material umgeben ist. Diese Ausführung ist besonders zum Einbau in magne tisch leitende Gehäuse geeignet, weil sie einen magnetischen Kurzschluß verhindert.FIG. 8 shows an embodiment in which the plastic block of permanent magnetic plastic forming the hollow sealing element is surrounded by a bushing (6) made of non-magnetic material. This version is particularly suitable for installation in magnetically conductive housings because it prevents a magnetic short circuit.
Figur 9 zeigt eine Ausführung, bei der in Ergänzung zur Figur 8 die Buchse (6a) aus unmagnetischem Material über eine Seite des das hohle Dichtungselement bildenden Kunststoffblocks verlängert ist, um einen Abstand von z.B. Kugellagern zu erzielen. Diese Abstandsverlängerung kann auch beidseitig sein.Figure 9 shows an embodiment in which, in addition to Figure 8, the bushing (6a) made of non-magnetic material is extended over one side of the plastic block forming the hollow sealing element by a distance of e.g. To achieve ball bearings. This distance extension can also be on both sides.
Figur 10 zeigt den das hohle Dichtungselement bildenden Kunststoffblock (1) mit einer eingelegten Spiralfeder (7) zur elastisehen Anpressung und damit statisehen Dichtung des hohlen Dichtungselementes zur unmagnetischen Buchse oderdirekt zum Gehäuse.Figure 10 shows the plastic block (1) forming the hollow sealing element with an inserted spiral spring (7) for elastic contact and thus static sealing of the hollow sealing element to the non-magnetic socket or directly to the housing.
Figur 11 zeigt den das hohle Dichtungselement bildenden Kunststoffblock mit eingelegten Verstärkungsringen (8). Diese können verschiedene Profile aufweisen. Es können ein oder mehrere Verstärkungsringe eingelegt sein. Gleichzeitig zeigen Figur 10 und Figur 11 die Mögl ichkeit der Füllung nur eines Luftspaltes zwischen einem Polschuh und der Welle. Der magnetische Kreis schließt sich durch den ungefüllten Luftspalt zwischen dem anderen Pol schuh und der Welle.FIG. 11 shows the plastic block forming the hollow sealing element with inserted reinforcing rings (8). These can have different profiles. One or more reinforcement rings can be inserted. At the same time, Figure 10 and Figure 11 show the possibility of filling only one air gap between a pole piece and the shaft. The magnetic circuit closes due to the unfilled air gap between the other pole piece and the shaft.
Figur 12 zeiot den das hohle Dichtunqselement bildenden Kunststoffbl ock mit zwei verschiedenen Polschuhen. Der eine Polschuh hat einen kleinen inneren Durchmesser und bildet damit einen kleineren Luftspalt als der andere Polschuh, der einen größeren inneren Durchmesser hat und damit einen größeren Luftspalt zur Welle bildet. Der Vorteil liegt in der geringeren viskosen Reibleistung des Ferrofluids. Dadurch ergibt sich eine größere Lebensdauer des Ferrofluids durch geringere Erwärmung und die Möglichkeit größere Umfangsgeschwindigkeiten der Welle zuzulassen.FIG. 12 shows the plastic block forming the hollow sealing element with two different pole pieces. One pole piece has a small inner diameter and thus forms a smaller air gap than the other pole piece, which has a larger inner diameter and thus forms a larger air gap to the shaft. The advantage lies in the lower viscous friction of the ferrofluid. This results in a longer life of the ferrofluid due to less heating and the possibility of allowing higher peripheral speeds of the shaft.
Figur 13 zeigt rechts einen breiteren Polschuh. Der Vorteil liegt im größer en Druckhai tevermögen, weil der erzielbare Differenzdruck mit der Breite des Polschuhs wachst.Figure 13 shows a wider pole piece on the right. The advantage lies in the greater pressure holding capacity, because the differential pressure that can be achieved increases with the width of the pole piece.
Figur 14 zeigt den das hohle Dichtunqse1ement bildenden Kunststoffblock aus dauermagnetischem Kunststoff mit einer Befestigungsvorrichtung mit Schraubensenkungen.FIG. 14 shows the plastic block of permanent magnetic plastic forming the hollow sealing element with a fastening device with screw countersinks.
Figur 15 zeigt ein Ausführunqsbeispiel mit einer über den Flansch des Polschuhs hinausragenden Befestigungsvorrichtung. Dadurch wird der rechte Polschuh auf Abstand gehalten. Das Ferrofluid kann nicht abgestreift werden und das magnetische Streufeld des rechten Polschuhs beeinflußt nicht ein eventuell vorhandenes Kugellager. Außerdem wird die Gefahr eines magnetischen Kurzschlusses verringert.FIG. 15 shows an exemplary embodiment with a fastening device protruding beyond the flange of the pole piece. This will keep the right pole piece at a distance. The ferrofluid cannot be wiped off and the magnetic stray field of the right pole shoe does not affect any ball bearings. The risk of a magnetic short circuit is also reduced.
Figur 16 zeigt an der Befestigungsvorrichtung des das hohle Dichtungselement bildenden Kunststoffblocks angebrachte Abdichtprofile ( 9 ) zur statischen Abdichtung. Figur 17 zeigt eine an der Befestigungsvorrichtung des das hohle Dichtungselement bildenden Kunststoffblocks angebrachte Vorrichtung (10) zur Aufnahme eines O-Ringes (11), der der statischen Abdichtung dient.FIG. 16 shows sealing profiles (9) attached to the fastening device of the plastic block forming the hollow sealing element for static sealing. FIG. 17 shows a device (10) attached to the fastening device of the plastic block forming the hollow sealing element for receiving an O-ring (11), which is used for static sealing.
Figur 18 zeigt eine Befestigungsvorrichtung (12), welche mit dem das hohle Dichtungselement (1) bildenden Kunststoffblock keine Materialeinheit bildet, sondern ein separat hergestelltes Bauteil ist. Diese separat hergestellte Befestigungsvorrichtung (12) kann aus Kunststoff oder Metall hergestellt sein und mit dem hohlen Dichtungselement (1) aus dauermagnetischem Kunststoff durch z.B. Adhäsions- oder Diffusionsklebung verbunden sein. Es kann auch unter Ausnutzung der plastischen Verformbarkeit von Kunststoff einfach aufgepreßt sein. FIG. 18 shows a fastening device (12) which, with the plastic block forming the hollow sealing element (1), does not form a material unit, but is a separately manufactured component. This separately manufactured fastening device (12) can be made of plastic or metal and with the hollow sealing element (1) made of permanent magnetic plastic by e.g. Adhesion or diffusion bonding. It can also be simply pressed on using the plastic deformability of plastic.

Claims

A n s p r ü c h e : Expectations :
1. Dichtungsvorrichtung in Form eines hohlen magnetisierten Dichtungselementes, das eine drehbare Welle aus magnetisierbarem Material ringförmig umschließt, wobei die an den Stirnflächen des Dichtungselementes gelegenen Bereiche als Polschuh wirken und Spalte mit der Wellenoberfläche bilden über die sich ein Magnetkreis schließt und von denen mindestens einer mit Ferrofluid gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement aus einem geschlossenen Block aus magnetisierbarem Kunststoff, das heißt aus Magnetteilchen wie Magnetit, Bariumferrit oder Strontiumferrit, die durch Kunststoffe gebunden werden, besteht.1. Sealing device in the form of a hollow magnetized sealing element, which surrounds a rotatable shaft made of magnetizable material in an annular manner, the areas located on the end faces of the sealing element acting as a pole piece and forming gaps with the shaft surface via which a magnetic circuit closes and at least one of which with Ferrofluid is filled, characterized in that the sealing element consists of a closed block of magnetizable plastic, that is, of magnetic particles such as magnetite, barium ferrite or strontium ferrite, which are bound by plastics.
2. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in das hohle Dichtungselement aus magnetisierbarem Kunststoff ein axial magnetisierter Dauermagnetring eingelegt ist.2. Sealing device according to claim 1, characterized in that an axially magnetized permanent magnet ring is inserted into the hollow sealing element made of magnetizable plastic.
3. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in das hohle Dichtungselement aus magnetisierbarem Kunststoff ein oder zwei radial magnetisierte Dauermagnetringe eingelegt sind.3. Sealing device according to claim 1, characterized in that one or two radially magnetized permanent magnet rings are inserted into the hollow sealing element made of magnetizable plastic.
4. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pol schuh durch einen separaten Ring aus magnetisierbarem Material gebildet wird.4. Sealing device according to claim 1, characterized in that a pole shoe is formed by a separate ring made of magnetizable material.
5. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Polschuhe durch separate Ringe aus mannetisierbarem Material gebildet werden.5. Sealing device according to claim 1, characterized in that the two pole pieces are formed by separate rings made of material which can be made manisable.
6 . Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder zwei Ringe aus magnetisierbarem Material eingelegt werden. 6. Sealing device according to claim 1, characterized in that one or two rings made of magnetizable material are inserted.
7. Dichtungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß um das hohle Dichtungselement aus magnetisrerbarem7. Sealing device according to claims 1 to 6, characterized in that around the hollow sealing element made of magnetisrerbarem
Kunststoff ein Ring aus unmagnetischem Material angebracht wird.Plastic a ring made of non-magnetic material is attached.
8. Dichtungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6 , dadurch gekennzeichnet, daß um das hohle Dichtungselement aus dauermagnetischem Kunststoff ein Ring aus unmagnetischem Material angebracht wird, der an einer oder beiden Seiten als Abstandshalter über das hohle Dichtungselement hinausragt.8. Sealing device according to claims 1 to 6, characterized in that a ring made of non-magnetic material is attached to the hollow sealing element made of permanent magnetic plastic, which protrudes on one or both sides as a spacer over the hollow sealing element.
9. Dichtungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in das hohle Dichtungselement eine ringförmige Spiralfeder eingelegt ist.9. Sealing device according to claims 1 to 8, characterized in that an annular spiral spring is inserted into the hollow sealing element.
10. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in das hohle Dichtungselement ein oder mehrere Verstärkungsringe verschiedener Profilformen eingelegt sind, wobei die Verskungsringe gegebenenfalls zusätzlich in die hohlen Dichtungselemente nach den Ansprüchen 2, 3, 4, 5, 6 , 7, 8 oder 9 eingelegt sind.10. Sealing device according to claim 1, characterized in that one or more reinforcing rings of different profile shapes are inserted into the hollow sealing element, the recessing rings optionally additionally in the hollow sealing elements according to claims 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 or 9 are inserted.
11. Dichtungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß nur einer der beiden Luftspalte mit Ferrofluid gefüllt ist.11. Sealing device according to claims 1 to 10, characterized in that only one of the two air gaps is filled with ferrofluid.
12. Dichtungsvorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polschuh einen größeren Durchmesser hat und dadurch unter einem Pol schuh ein größerer Luftspalt gebildet wird.12. Sealing device according to claims 1 to 11, characterized in that a pole piece has a larger diameter and thereby a larger air gap is formed under a pole piece.
13. Dichtungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polschuh breiter ist als der andere. 13. Sealing device according to claims 1 to 12, characterized in that one pole piece is wider than the other.
14. Dichtungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das hohle Dichtungselement mit einer Befestigungsvorrichtung mit Schraubensenkungen versehen ist.14. Sealing device according to claims 1 to 13, characterized in that the hollow sealing element is provided with a fastening device with countersunk screws.
15. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsvorrichtung als Abstandshal ter über den Flansch eines Polschuhes hinausragt.15. Sealing device according to claim 14, characterized in that the fastening device protrudes as a spacer ter over the flange of a pole piece.
16. Dichtungvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsvorrichtung mit Profilen zur statischen Abdichtung versehen ist.16. Sealing device according to claims 1 to 15, characterized in that the fastening device is provided with profiles for static sealing.
17. Dichtungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsvorrichtung mit einer Vorrichtung zur Aufnahme eines O-Ringes zur statischen Abdichtung versehen ist.17. Sealing device according to claims 1 to 15, characterized in that the fastening device is provided with a device for receiving an O-ring for static sealing.
18. Dichtungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsvorrichtung nicht ein Teil des hohlen Dichtungselementes, sondern ein zweites Teil ist. 18. Sealing device according to claims 1 to 17, characterized in that the fastening device is not a part of the hollow sealing element, but a second part.
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