DE8805661U1

DE8805661U1 - Magnetische Flüssigkeitsdichtung

Info

Publication number: DE8805661U1
Application number: DE8805661U
Authority: DE
Original assignee: Papst Motoren GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Priority date: 1988-04-29
Filing date: 1988-04-29
Publication date: 1988-06-23

Description

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011-LE/de

27.06.1908

Die Erfindung betrifft eine magnetische Flüssigkeitsdichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Dichtung ist beispielsweise in der DE-GM 87 02 472 beschrieben. Sie bestehen in der Regel "mjs einer oder zwei ebenen Scheiben und einem dazwischenliegenden axial magnetisierten Permanentmagneten, die Schpibe bzw. Scheiben bestehen aus magnetisch leitendem Material und bilden je einen Polschuh für je einen Luftspalt. Mindestens einer dieser Luftspalte ist mit einer magnetisch leitenden Flüssigkeit (Ferrofluid) befülli und dichtet damit zwei Räume gegeneinander ab. Die relativ kleinen Luftspaltflächen weisen ein schwaches magnetisches Arbeitsfeld auf. Zudem führen nieht mehr funktionsfähige Dichtungen (ausgelaufen oder durch Alt.erung undicht) dazu, daß Partikel vom Motorlagerraum nach außen, d. h. von einem Raum in einen anderen gelangen können, was z. B. den Ausfall bei Hartplattenspeicher1 aufwerken bedeuten würde.

Aufgabe der Erfindung ist es. die Sicherheit der in Rede stehei den Dichtung zu verbessern und die Funktion der Dichtung auch bei ausgelaufener Dichtf1üssigkeit aufrechtzuerhalten.

Die Lösung der Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Anspruch= 1 angegeben.

Eine erfindungsgemäße Stützscheibe fixiert und stützt einerseits das Kugellager auf der Welle des Antriebsmotors in axiali Richtung und sorgt andererseits mit seinem scheibenförmigen Abschnitt für einen besseren magnetischen Fluß, wodurch eine Verkleinerung des Permanentmagneten in der Dichtung ermöglicht w i r d .

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Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Er- '.; findung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel, sowie aus den Unteransprüchen.

Es zeigen:

Fig. 1: einen Halbschnitt durch eine erfindungsgemäße Dichtung und

Fig. 2 : einen vergrößerten Teilschnitt der Dichtung gemäß ;

Fig. 1.

Fig.l und Fig. 2 zeigen nur wesentliche Teile eines Laufwerks, das beispielsweise in Speicherplattenantrieben eingesetzt wird. Eine Welle 11 eines nicht dargestellten Antriebsmotors läuft in Kugellagern 12, 13. An einem Ende der Welle 11 ist eine Nabe lh drehfest angebracht, die zur zentrischen Befestigung von Speicherplatten dient. Die Kugellager 12, 13 sind in einer Bohrung eines Motorflansches 15 eingebaut. Zur Sicherung gegen axiale Verschiebung des auf der Welle 11 befestigten Innenringes

16 des Kugellagers 12 ist eine magnetisch leitende Stützscheibe

17 auf die Welle 11 gepreßt, die in axialer Richtung mit vorgegebener Kraft gegen den Innenring 16 anliegt. Die Stützscheibe 17 weist zwei Bereiche (in radialer Richtung gesehen) auf, einen inneren Bereich, der die Form einer Buchse 18 hat. und einen äußeren Bereich, der als scheibenförmiger Abschnitt 19 ausgebildet ist, wie es insbesondere in Fig. 2 zu erkennen ist. ~ Vorzugsweise ist die Stützscheibe einteilig ausgebildet. Der * scheibenförmige Abschnitt 19 weist zwei im wesentlichen plan- J parallele Flächen 31. 32 auf, die senkrecht zur Welle 11 ver- %

laufen (Fig. 2). Die obere Fläche 31 liegt einer Stirnseite \

eines Permanentmagneten 21 gegenüber, während die untere Fläche % 32 der oberen Stirnseite des Kugellagers 12 gegenüber angeord- 1

&idigr; &eegr; e t i s t. S

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Das Kugellager 12 dient hier nicht zum Schließen des magnetischen Kreises. Dadurch zieht es auch keine Partikel an, die die Laufbahn der Kugeln zerstören können. Kugellager stahl hat •uch keine guten magnetischen Eigenschaften.

In kleinem Abstand ist in axialer Richtung oberhalb der Stütz- arhp i hp 17 dp r Qrhp ihpnfnrminp Pprmanpnfmannpt 71 annpnrdnpt — -.. _. — .._ — _... — ... _ ^ _ __.._.._.._ --,.-- _, . -.,

der an seiner Außendurchmesserfläche in der Bohrung des Motorflansches 15 befestigt ist, während der buchsenartige Bereich

18 der Stützscheibe 17 mit vorgegebenem Spiel in die Innenbohrung 22 hineinragt. Die Buchse 18 ragt in axialer Richtung über den scheibenförmigen Abschnitt 19 hinaus.

Durch den beschriebenen Aufbau wird um die Außenkontur der Stützscheibe 17 herum ein labyrinthartiger Spalt 25 gebildet, der im wesentlichen U-förmig ist.

Oberhalb des Permanentmagneten 21 ist eine Polscheibe 26 befestigt, deren Außenfläche in gleicher Weise wie der Permanentlagnet 21 konzentrisch zur Welle 11 in der Bohrung des Mo'orflansches 15 befestigt ist. Die Polscheibe weist eine Innenbohrung auf, deren Durchmesser größer ist als der der Welle 11, und bildet somit einen Spalt 27, der mit einer magnetischen Oichtflüssigkeit (Ferrofluid) befüllt ist. Als weitere Schutzmaßnahme gegen das Austreten von Ferrofluid ist oberhalb der Polscheibe 26 eine Abdeckkappe 28 angebracht.

Der Durchmesser der Innenbohrung 22 des Permanentmagneten 21 kann vergrößert werden, um noch einen ausreichenden Magnetfluß im Spalt zwischen der oberen Fläche 31 des scheibenförmigen Abschnittes

19 der Stützscheibe 17 und dem Permanentmagenten 21 zu gewährleisten. Dadurch wird relativ/ teures Magnetmaterial gespart. Andererseits kann aber auch der Außendurchmesser des Permaentmagneten 21 verringert werden . wodurch der Durchmesser der Dichtung und der Lagerung des Motors kleiner wird, d. h. der

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Motor kann im AuOendurchmesser kleiner werden.

Die als scheibenförmige Buchse ausgestaltete Stütz scheibe 17 schließlich schützt das Lager 12 zusätzlich vor schädlichen Partikeln oder vor etwa abspritzendem Ferrofluid. Durch die labyrinthförtnige Anordnung des rotierenden Teiles 17 zwischen der Ferrofulid-Dichtung (21, 26, 27) und dem Kugellager 12 ist selbst bei nicht mehr funktionierender Ferrofluid-Dlchtung ein Schutz des Reinraumes (beispielsweise in Plattenspeicherlaufwerken) gegen aus dem Motorlager 12 kommende Partikel gegeben.

Claims

PAPST-MOTOREN GmbH & Co KG DE-588 G St. Georgen 011-LE/de 27.04.1988 Ansprüche

1. Magnetische Flüssigkeitsdichtung mit einem magnetischen Kreis, in dem ein Permanentmagnet zur Erregung dient, mit mindestens einem aktiven, mit magnetisch leitender Flüssigkeit befüllten Polspalt, den der magnetische Kreis senkrecht durchfließt, der durch eine kugelgelagerte Welle und den Innendurchmesser einer Polscheibe begrenzt ist,

"^dadurch gekennzeichnet, daß an einer Stirnseite eines Laufrings (16) eines Kugellagers (12) eine Stützscheibe (17) aus magnetisch leitendem Material fsst anliegt, die drehfest mit der Welle (11) verbunden ist.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützscheibe (17) zwischen der aus der Polscheibe (26) und dem Permanentmagneten (21) bestehenden und mit Ferrofluid befüllten Dichtung und dem Kugellager (12) angeordnet ist.

3. Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützscheibe (17) in radialer Richtung aus einer Buchse (18) und aus einem scheibenförmigen Abschnitt (19) besteht.

4. Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützscheibe (17) einteilig ausgeführt ist.

5. Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützscheibe (17) in geringem axialen Abstand zum Permanentmagneten (21) auf der Welle (11) mittels Preßsitz aufgebracht ist.

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6. Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der scheibenförmige Abschnitt (19) der Stützscheibe (17)und der in geringem axialen Abstand angeordnete Permanentmagnet (21) einerseits und die obere Stirnseite des Kugellagers (12) andererseits einen labyrinthförmigen Spalt (25) bilden.

1. Dichtung nach einem der vorhergehenden Anspruch-, dadurch gekennzeichnet, dao die obere Planfläche (31) des scheibenförmigen Abschnitts (19) der Stützscheibe (17) in geringem axialem Abstand der unteren Stirnfläche des Permanentmagneten (21) im wesentlichen planparallel gegenüber liegt.

8. Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Innenbohrung (22) des Permanentmagneten (21) so groß ausgeführt wird, daß die Fläche, die dem scheibenförmigen Abschnitt (19) der Stützscheibe (17) gegenüberliegt, noch ausreicht, um einen ausreichenden Magnetfluß zur Gewährleistung der Magnetwirkung in einem Spalt (33) aufrecht zu erhalten.