月: 2023年3月

Was ist eine Sputteranlage?

Sputteranlagen werden verwendet, um sehr dünne Schichten gleichmäßig auf die Oberfläche eines Objekts aufzusputtern.

Sputtern ist eine Methode der physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD), ähnlich wie Vakuumverdampfung und Ionenplattierung. Es wird hauptsächlich in verschiedenen Bereichen eingesetzt, u. a. bei der Abscheidung von Halbleitern und Flüssigkristallen. Es wird auch zur Reinigung der Oberfläche von Gegenständen verwendet.

Anwendungen von Sputteranlagen

Sputteranlagen werden zur Herstellung dünner Schichten für Halbleiter, Flüssigkristalle und Plasmabildschirme verwendet. Im Vergleich zu anderen PVD-Verdampfungssystemen zeichnen sich Sputteranlagen durch ein breites Anwendungsspektrum aus, da sie in der Lage sind, Metalle und Legierungen mit hohen Schmelzpunkten abzuscheiden.

In jüngster Zeit werden Metalle auf der Oberfläche von Kunststoffen, Glas und Folien abgeschieden, um sie leitfähig zu machen und als transparente Elektroden und Drähte für Touch-Panels zu verwenden, wodurch sich das Anwendungsspektrum der Sputteranlagen weiter erweitert.

Weitere Produkte auf dem Markt sind medizinische Geräte und andere Waren, die mit photokatalytischem Titandioxid beschichtet wurden, um ihnen antibakterielle Eigenschaften zu verleihen. Es wird auch in analytischen Anwendungen wie der Probenvorbereitung für die Rasterelektronenmikroskopie (SEM) eingesetzt.

Struktur der Sputteranlagen

Die Sputteranlage besteht hauptsächlich aus:

• Vakuumkammer
• Probentisch
• Sputtertarget
• Absaugsystem (z. B. Rotationspumpe)
• Gasversorgungssystem
• Stromversorgung (z. B. Hochfrequenz- und Hochspannungsnetzteil)

Die Vakuumkammer enthält einen Probentisch zur Aufnahme des Substrats und ein Sputtertarget für die Zufuhr des Sputtermaterials, und die Vakuumpumpe und das Gasversorgungssystem sind an die Kammer angeschlossen.

Funktionsweise der Sputteranlage

Die Funktionsweise der Sputteranlage besteht darin, dass eine Hochspannung unter Vakuum angelegt wird, um die Atome des Filmmaterials abzustoßen und einen Film auf der Oberfläche des Objekts zu bilden. Zunächst wird die Kammer durch eine Pumpe ausreichend drucklos gemacht, und dann werden Inertgase wie Argon mit konstantem Druck in die Anlage gefüllt.

Wenn eine hohe negative Spannung an das Target, das Material für den dünnen Film, angelegt und eine Glimmentladung erzeugt wird, wird das zuvor eingefüllte Argon zu Plasma und stößt mit dem Target auf der Kathode zusammen, wodurch die Atome und Moleküle auf dem Target herausgeschleudert werden. Die Target-Atome werden dann auf der Oberfläche des Objekts, an das die positive Spannung angelegt wird, abgeschieden, wodurch ein dünner Film entsteht.

Arten von Sputteranlagen

Es gibt verschiedene Arten von Sputteranlagen.

1. Gleichstromverfahren

Bei dieser Methode wird eine Gleichspannung zwischen den Elektroden angelegt. Sie hat verschiedene Vorteile, wie z. B. einen einfachen Aufbau, aber auch Nachteile, wie z. B. die Möglichkeit, dass die Probe durch das Hochtemperaturplasma beschädigt wird, und wenn das Sputtertarget ein Isolator ist, kann die Filmbildung nicht ordnungsgemäß durchgeführt werden.

2. RF-Verfahren

Bei dieser Methode wird eine Hochfrequenz-Wechselspannung zwischen Elektroden angelegt und es können Schichten auf Materialien wie Keramik, Siliziumdioxid und anderen Oxiden, Metalloxiden und Nitriden gebildet werden, die mit der Gleichstrommethode nicht gebildet werden können.

3. Magnetron-Verfahren

Bei diesem Verfahren wird mit Hilfe eines Magneten ein Magnetfeld auf der Targetseite erzeugt, um das Plasma in der Nähe des Targets zu halten. Dies verringert nicht nur die durch das Plasma verursachte Beschädigung der Probe, sondern erhöht auch die Geschwindigkeit der Plasmaerzeugung, was zu einer schnelleren Filmbildung führt. Es stehen verschiedene Stromversorgungsmethoden zur Verfügung, darunter Gleichstrom, Wechselstrom und Hochfrequenzwechselstrom. Andererseits wird das Target ungleichmäßig reduziert und der Nutzungsgrad ist tendenziell gering.

4. Ionenstrahlverfahren

Bei dieser Methode werden Ionen an einem vom Target oder der Probe getrennten Ort erzeugt und auf das Target beschleunigt. Da bei dieser Methode die Ionen nicht in der Kammer entladen werden, werden nicht nur die Auswirkungen auf die Probe minimiert, sondern es müssen auch keine Rücksicht auf die Anhaftung von Verunreinigungen und die Leitfähigkeit des Targets genommen werden.

Darüber hinaus stehen verschiedene andere Arten von Sputtering-Ausrüstungen zur Verfügung, wie z. B. Elektronenzyklotrone (ECR), die je nach Anwendung und Budget entsprechend ausgewählt werden sollten.

Weitere Informationen zu Sputteranlagen

Merkmale von Sputteranlagen

Durch Sputteranlagen kann eine gleichmäßige Schichtdicke erreicht werden, und da die elektrischen Eigenschaften genutzt werden, kann die Festigkeit der Schicht erhöht werden. Es können Schichten aus hochschmelzenden Metallen und Legierungen hergestellt werden, die mit anderen PVD-Verfahren nur schwer zu erzeugen sind. Eine andere Methode besteht darin, die Schicht mit Sauerstoff anstelle von Inertgasen wie Argon zu füllen, um Oxidschichten abzuscheiden.

Demgegenüber stehen Nachteile wie die im Vergleich zu anderen PVD-Methoden längere Abscheidungszeit und das Risiko einer Beschädigung des Sputtertargets durch das erzeugte Plasma.

Was ist ein Druckschalter?

Ein Druckschalter ist ein Sensortyp, der den Druck eines Fluids wie Luft oder Flüssigkeit erfasst. Der Schalter wird durch den absoluten Wert des Drucks oder durch die Größe der Druckänderung im Verhältnis zu einem bestimmten Druckwert aktiviert.

Es gibt zwei Arten von Druckschaltersensoren: piezoresistive Halbleiter-Diffusionsdrucksensoren, die Druckänderungen auf der Grundlage von Änderungen der Stromstärke und der Spannung, die durch ein eingebautes piezoelektrisches Element fließen, erkennen. Sowie kapazitive Drucksensoren, die Druckänderungen auf der Grundlage von Änderungen der Kapazität eines Kondensators mit einem eingebauten beweglichen Pol, die durch externen Druck verursacht werden, erkennen. Der Druckschalter kann für eine breite Palette von Anwendungen eingesetzt werden.

Anwendungen von Druckschaltern

Druckschalter werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Sie werden zur Steuerung von Pressen und Umformmaschinen sowie von Motoröl in Autos und Bremsdruck in Zügen verwendet.

Druckschalter können auch in rauen Umgebungen eingesetzt werden, wo sie mit ätzenden oder giftigen Chemikalien in Berührung kommen. Explosionsgeschützte Druckschalter sind auch für den Einsatz in Bereichen erhältlich, in denen mit brennbaren Stoffen gearbeitet wird. Diese Druckschalter werden in der Chemie-, Öl- und Gasindustrie eingesetzt, wo täglich mit Chemikalien umgegangen wird.

Druckschalter werden auch für die Kontrolle des Luftstroms in Kompressoren von Klimaanlagen, Kühlgasen und Staubsaugerabsaugung sowie für die Druckkontrolle von Pumpen und Kompressoren in Produktionsanlagen verwendet.

Funktionsweise von Druckschaltern

Druckschalter wandeln Druckänderungen in elektrische Signale um. Es gibt drei Möglichkeiten, Druckänderungen auszudrücken: erstens als Über- oder Unterdruck in Bezug auf den Atmosphärendruck, zweitens als absoluten Druckwert und drittens als Differenzdruck, d. h. als Druckänderung relativ zu einem beliebigen Druck.

Es gibt zwei Methoden zur Umwandlung des Drucks in ein elektrisches Signal: die erste ist der piezoresistive Halbleiter-Diffusionsdrucksensor. Die zweite Methode der Umwandlung ist der kapazitive Drucksensor, der einen Kondensator mit einem beweglichen Pol im Inneren des Sensors enthält. Die zweite Methode der Umwandlung ist der kapazitive Drucksensor. Wenn Druck auf den Sensor ausgeübt wird, ändert sich die Kapazität des Kondensators aufgrund der Verformung des beweglichen Pols. Anhand dieser Veränderung lässt sich der Betrag der Druckänderung bestimmen.

Arten von Druckschaltern

Die Art des Druckschalters hängt von der Umgebung ab, in der er installiert wird, von der Art der Flüssigkeit, mit der er in Berührung kommt, und von der Höhe des zu erfassenden Drucks. Handelt es sich bei der Flüssigkeit um Luft, wird ein Druckschalter für Luft verwendet; handelt es sich um eine Flüssigkeit, wird ein Druckschalter für allgemeine Flüssigkeiten verwendet. Explosionsgeschützte Druckschalter werden auch in Umgebungen eingesetzt, in denen entflammbare Stoffe wie organische Lösungsmittel und Erdgas in Kontakt kommen.

In anderen Umgebungen, in denen stark ätzende oder giftige Stoffe vorhanden sind, sollten chemikalienbeständige Druckschalter verwendet werden. Beim Einsatz in Gegenwart hochgiftiger Substanzen wird empfohlen, nicht nur den Sensor, sondern auch die einzelnen Komponenten des Schalters auf chemische Beständigkeit zu prüfen.

Was ist ein Verdrahtungskanal?

Verdrahtungskanäle werden verwendet, um die Verdrahtung von Schalttafeln, Verteilertafeln, Beleuchtungskörpern usw. in ihrem Inneren zusammenzufassen, um die Verdrahtungsführung zu sichern und zu schützen.

Verdrahtungskanäle haben im Allgemeinen die Form eines quadratischen, zylindrischen Gehäuses. Verdrahtungskanäle für die Verdrahtung von Innenbeleuchtungskörpern, wie sie in Geschäften verwendet werden, haben oft eine Schienenform, durch die nur ein oder wenige kleine Drähte geführt werden können.

Neben Verdrahtungskanälen sind auch Schreibschienen und Kanalschienen gebräuchliche Bezeichnungen für solche Formen. Neben der Bündelung und dem Schutz der Leitungen und der Sicherstellung der Leitungsführung dienen solche Beleuchtungsschienen auch der Wahrung der Ästhetik.

Beim Aufhängen von Hängelampen, wie z. B. Deckenleuchten, kann anstelle eines Verdrahtungskanals auch eine Klettdecke mit Stromzuführung verwendet werden.

Anwendungen von Verdrahtungskanälen

Verdrahtungskanäle werden, wie bereits erwähnt, zur Organisation von elektrischen Leitungen verwendet.

Im Außenbereich werden sie häufig für die Verkabelung von Solaranlagen verwendet. Eine weitere häufige Verwendung sind Schalttafeln, die bei der Stromversorgung großer Gebäude, z. B. Gebäude und Geschäftsräume, neben Transformatorenschränken installiert werden und den Strom einspeisen. Da Schalttafeln häufig zusammen mit Schaltschränken im Freien installiert werden, werden auch Verdrahtungskanäle im Freien verwendet.

Da Verdrahtungskanäle im Freien Regen und Wind ausgesetzt sind, eignen sich Materialien, die wasserdicht und haltbar sind. Außerdem wurden Produkte für Verdrahtungskanäle im Freien entwickelt, die aus zwei Schichten bestehen, wobei die äußere Schicht witterungsbeständig und die innere Schicht selbstverlöschend ist.

Verdrahtungskanäle werden auch zum Schutz der Leitungen von den Verteilern in den Häusern zu den einzelnen Räumen und für die Beleuchtung in Häusern und Geschäften verwendet. Für solche Verdrahtungskanäle eignen sich umweltfreundliche, halogenfreie Materialien, die beim Verbrennen keine giftigen Gase freisetzen. Insbesondere werden Produkte benötigt, die keine Halogene enthalten, wie es die RoHS-Gesetzgebung der EU vorschreibt.

Funktionsweise der Verdrahtungskanäle

Verdrahtungskanäle gewährleisten die Handhabung und den Schutz elektrischer Leitungen, indem sie diese so bündeln, dass sie nicht freiliegen.

Aus diesem Grund werden, wie bereits erwähnt, für Außenanwendungen häufig Materialien verwendet, die regen- und windbeständig, wasserdicht und nicht leicht durch das Klima zu beeinflussen sind.

Für Innenanwendungen werden dagegen Materialien bevorzugt, die besonders zuverlässig gegen Feuer sind, und Materialien, die beim Verbrennen keine giftigen Gase freisetzen.

Materialien für Verdrahtungskanäle

Je nach Standort und Anwendung des Verdrahtungskanals sind Flammbeständigkeit und Witterungsbeständigkeit erforderlich, sodass das richtige Material für die jeweilige Anwendung ausgewählt werden muss.

Aluminium

Verdrahtungskanäle aus Aluminium werden zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit mit eloxiertem Aluminium oberflächenbehandelt. Sie sind bei gleicher Größe und Konstruktion 30 % leichter als ihre Gegenstücke aus Stahl.

Polyphenylenoxid (PPO)

Polyphenylenoxid ist ein halogenfreies Material. Es sollte jedoch mit Vorsicht verwendet werden, da es bei Kontakt mit Äther, Benzin oder organischen Lösungsmitteln reißen kann.

Polypropylen

Polypropylen ist ein weiterer halogenfreier Werkstoff, der umweltfreundlich ist. Es hat eine hohe Ölbeständigkeit und Flammfestigkeit und ist leichter als Edelstahl und andere Materialien, weshalb es in Flugzeugen und Schienenfahrzeugen verwendet wird und zur Gewichtsreduzierung beiträgt.

Polyvinylchlorid (PVC), Hart-PVC

Sowohl Polyvinylchlorid (PVC) als auch Hartvinylchlorid sind weit verbreitete Werkstoffe. Es handelt sich dabei um halogenhaltige Werkstoffe, die jedoch widerstandsfähig sind und nicht korrodieren. Es wurden jedoch auch Materialien mit verbesserter Isolierung und selbstverlöschenden Eigenschaften entwickelt.

Formen und Einbau von Verdrahtungskanälen

Verdrahtungskanäle haben im Allgemeinen die Form eines quadratischen, zylindrischen Gehäuses, aber auch Produkte mit Löchern an den Seiten und im Boden des Gehäuses werden häufig verwendet. Da jedoch Staub und andere Partikel durch diese Löcher eindringen können, eignen sich Produkte ohne Löcher oder andere Bearbeitungen für Orte, an denen sich Staub ansammelt.

Außerdem sind Verdrahtungskanäle in der Regel so geformt, dass die Leitungen leicht in den Verdrahtungskanal eingeführt werden können, mit einem Ausschnitt in der vertikalen Richtung des Rohrs oder mit einem mit einer Zange gebohrten Loch.

Es gibt verschiedene Arten der Installation von Verdrahtungskanälen.

Direkt an der Decke montierter Typ

Dieser Typ wird direkt an der Decke befestigt und ist der häufigste Typ von Verdrahtungskanälen. Sie sind einfach zu installieren.

Es gibt auch viele Arten von Kappen, wie z. B. L- und T-Formen, die die Verdrahtungskanäle miteinander verbinden. Die Endpunkte der Verdrahtungskanäle blockieren, sodass die Verdrahtungskanäle in jeder beliebigen Form angeordnet werden können und die interne Verdrahtung frei angeordnet werden kann.

Deckenmontierter Typ

Da dieser Typ direkt in die Decke eingelassen ist, unterscheidet er sich vom direkt montierten Typ dadurch, dass er den Raum insgesamt sauberer wirken lässt.

Deckenabhängiger Typ

Dieser Typ wird in Räumen mit hohen Decken verwendet und ermöglicht die Installation der Leuchte in einer niedrigen Position.

Einfacher Installationstyp

Es handelt sich um ein praktisches Produkt, das überall dort installiert werden kann, wo elektrische Leitungen angeschlossen sind, z. B. in Decken und Rosetten in durchschnittlichen Wohnungen.

Verdrahtungskanäle können je nach Anwendung und Vorliebe auf verschiedene Weise installiert werden.

Sie sind außerdem in einer Vielzahl von Materialien und Farben erhältlich, sodass Sie unter Berücksichtigung der Installationsmethode, des Materials und der Farbe diejenige auswählen können, die Ihren Wünschen entspricht und die zum Ort und zur Beleuchtungseinrichtung passt.

Unterschiede zu Stromschienen

Laufschienen sind ein gängiges Bauteil für die Installation von Leuchten, die sich von Verdrahtungskanälen unterscheiden.

Das wichtigste Merkmal eines Kabelkanals ist seine Funktion als Stromzuführung.

Als solche werden sie für die Installation von Leuchtstoffröhren verwendet und kommen häufig in Fabriken und Lagern zum Einsatz. Im Allgemeinen werden Kabelkanäle mit einer Breite von 5 cm oder weniger als Kabelkanäle bezeichnet, während Kabelkanäle mit einer Breite von mehr als 5 cm als Verdrahtungskanäle bezeichnet werden.

Verdrahtungskanäle werden häufig in Wohnungen sowie in Cafés und Boutiquen installiert, wo Strahler und Downlights zur Verbesserung der Raumstimmung benötigt werden. Sie lassen sich leicht ein- und ausbauen, sodass die Beleuchtungskörper je nach Verwendungszweck verschoben und die Typen gewechselt werden können.

Stromschienen hingegen werden hauptsächlich in Fabriken und Lagern verwendet und müssen nicht so sehr wie Verdrahtungskanäle das Bewegen und Auswechseln von Leuchten und Typen ermöglichen und verfügen nicht über so viele Funktionen, um einen Austausch usw. zu ermöglichen.

Was ist ein Zähler?

Ein Zähler ist ein zählendes Gerät, Werkzeug oder Teil.

Beim Zählen größerer Zahlen kann es schwer sein diese akkurat festzuhalten und zu speichern. Aus diesem Grund sind Zähler Geräte, Zahlen korrekt zählen, speichern und anzeigen.

Anwendungen von Zählern

Zähler, die von Menschen benutzt werden, um sich Zahlen zu merken, nennt man Zähler. Sie werden z. B. bei Verkehrserhebungen verwendet, um die Anzahl der vorbeifahrenden Fahrzeuge zu zählen. Derzeit ist es möglich, Zähler durch Smartphone-Anwendungen zu ersetzen.

Es gibt auch Zähler, die als elektrische Komponenten in Industrieanlagen eingebaut sind. Sie werden als digitale Zähler bezeichnet und hauptsächlich in Schalttafeln an Produktionsstandorten eingesetzt. Wenn derselbe Vorgang mehrmals in einer Charge ausgeführt wird, können digitale Zähler zur Messung der Automatisierung verwendet werden.

Arten von Zählern

Zu den digitalen Zählern gehören Vorwahlzähler und Summenzähler.

1. Vorwahlzähler

Ein Steuersignal wird ausgegeben, wenn der Zählerstand einen voreingestellten Wert erreicht.

Als Eingangssignale werden in der Regel Impulssignale und Signale zum Öffnen/Schließen von Kontakten verwendet. Digitale Signale wie Kontakt- oder Transistorausgänge werden als Ausgangssignale verwendet.

Wenn die Ausgabe des Zählers gestoppt werden soll, wird ein Reset-Vorgang durchgeführt. Der Rücksetzvorgang kann über einen Taster oder durch Kurzschließen der Rücksetzklemme erfolgen.

Viele Vorwahlzähler benötigen ein Hilfsnetzteil, um den Zähler selbst mit Strom zu versorgen. Hilfsstromversorgungen können als Wechsel- oder Gleichstromversorgungen erworben werden.

2. Summenzähler

Diese Zähler haben nur die Funktion, den Zählwert anzuzeigen. Er zählt die Kontakt- und Impulseingänge und zeigt sie auf dem Ausgangsbildschirm an.

Der Gesamtzähler kann auch auf Null zurückgesetzt werden. Die Rückstellung erfolgt wie bei den Vorwahlzählern über die Drucktaste oder die Rückstellklemme.

Viele Zähler sind auch mit einer eingebauten Batterie erhältlich, sodass eine zusätzliche Stromversorgung nicht erforderlich ist. Darüber hinaus gibt es auch Zeitzähler, die die Dauer des Kontaktausgangs messen.

Es gibt auch Additionszähler, bei denen der Zählwert mit jedem Signaleingang zunimmt, und Subtraktionszähler, bei denen der Zählwert in umgekehrter Richtung abnimmt. Es gibt viele verschiedene Arten von Zählern und Spezifikationen, sodass es notwendig ist, genau den richtigen Zähler für die jeweilige Anwendung auszuwählen.

Funktionsweise von Zählern

Bei Zählern wird die Ausgabe durch manuelles Drehen eines Buchstabenrades mittels einer Taste erzeugt. Die interne Schaltung verwendet nur Zahnräder, um das Zeichenrad anzutreiben, und die Rücksetztaste stellt das Zeichenrad ebenfalls manuell auf Null.

Digitale Zähler sind in drei Hauptteile gegliedert: den Anzeigeteil zur Anzeige des Zählwerts, den internen Schaltkreis, der das Eingangssignal empfängt und verarbeitet, und den Betätigungsteil zur Rückstellung oder Voreinstellung des Werts.

Die Eingangssignale werden auf verschiedene Weise an die Zähler gesendet, z. B. durch Drucktasten oder durch digitale Eingabe über Sensoren. Bei digitalen Zählern erfolgt die Eingabe in der Regel über Kontakte. Drucktasten mit Kontakten können verwendet werden, um den Eingang in einen Eingang mittels Drucktaste umzuwandeln.

Die interne Schaltung hält immer den aktuellen Wert. Der Anfangswert ist in der Regel 0, kann aber beliebig eingestellt werden. Bei Empfang eines Eingangssignals zeigt die interne Schaltung des Zählers den aktuellen Wert plus eins auf dem Display an.

Bei Verwendung eines Vorwahlzählers ist es möglich, ein Ausgangssignal durch Voreinstellung zu übertragen. Der eingestellte Wert wird mit dem aktuellen Wert verglichen. Wenn er gleich dem eingestellten Wert ist, wird ein Ausgangssignal ausgegeben.

Nach Abschluss des Vorgangs geht der Zähler in einen Zustand über, in dem er auf ein Eingangssignal wartet, und bereitet sich auf den nächsten Vorgang vor. Durch Wiederholung dieser Reihe von Operationen zählt der Zähler die Anzahl der Ziffern und zeigt die Zahl auf dem Display an.

Die Anzeige kann mit einem Zeichenrad oder digital erfolgen. Die meisten Zeichenradanzeigen werden als elektromagnetische Zähler bezeichnet und verwenden Elektromagnete, um das Zeichenrad zu drehen. Elektromagnetische Zähler haben den Vorteil, dass die Anzeige auch ohne Stromzufuhr erhalten bleibt.

In den letzten Jahren werden auch viele Zähler mit digitalen Anzeigen verwendet. Digitale Anzeigen benötigen eine Stromversorgung, aber diejenigen, die Licht ausstrahlen, haben den Vorteil, dass sie im Dunkeln gut ablesbar sind.

Was ist ein O-Ring?

O-Ringe sind Dichtungen, die dazu dienen, das Austreten von Flüssigkeiten aus Rohren und anderen Gegenständen zu verhindern. Sie werden so genannt, weil sie einen kreisförmigen Querschnitt haben und wie der Buchstabe O geformt sind.

Sie werden durch Quetschen mit einem Teil des abzudichtenden Teils verwendet, sodass die gängigsten Materialien Gummi, Silikon oder andere elastische Materialien sind. Obwohl sie auf die gleiche Weise wie Dichtungen und Packungen verwendet werden, sind O-Ringe aufgrund ihrer einfachen Handhabung, der leichten Wartung, z. B. beim Ausbau, und der geringen Kosten in vielen Bereichen weit verbreitet.

Anwendungen von O-Ringen

O-Ringe werden als Dichtungsmaterial verwendet, um das Austreten von Flüssigkeiten aus Rohren und anderen Gegenständen zu verhindern. Sie werden auch verwendet, um zu verhindern, dass Gase in Geräte eindringen, die ein hohes Vakuum benötigen, wie z. B. Elektronenmikroskope.

O-Ringe benötigen eine Nut für den Ring, um verwendet werden zu können. Das liegt daran, dass der O-Ring zum Abdichten gequetscht werden muss, damit er sich in die richtige Form verformen und den richtigen Druck ausüben kann.
Außerdem können O-Ringe im Gegensatz zu Dichtungen und Packungen sowohl für Befestigungs- als auch für Betriebszwecke verwendet werden. In solchen Fällen ist es wichtig, einen O-Ring mit der für den Einsatzbereich geeigneten Härte zu wählen.

Funktionsweise der O-Ringe

O-Ringe werden durch Quetschen verformt, um den Spalt im Dichtungsbereich zu schließen und durch die Abstoßungskraft des Quetschens abzudichten. O-Ringe werden daher in eine Montagenut eingesetzt. Wenn der O-Ring gequetscht wird und Druck ausgeübt wird, verformt er sich in Richtung des Überlaufs aus der Nut. Ist die Nut also zu groß, ragt der O-Ring aus dem Bauteil heraus, was zu einer Verschlechterung in diesem Bereich und schließlich zum Verlust der Dichtungsfunktion führt.

Wenn der Flüssigkeitsdruck steigt, drückt der Druck den O-Ring nach außen und die Dichtungsfunktion wird durch den Überstand beeinträchtigt. Die Verwendung von Stützringen kann verhindern, dass die O-Ringe herausragen, und es ist ratsam, Stützringe zu verwenden, wenn der Flüssigkeitsdruck 6,9 MPa oder mehr beträgt.

Außerdem sollte beim Quetschen des O-Rings mit dem verwendeten Bauteil die Nuttiefe unter Berücksichtigung der Quetschzugabe festgelegt werden, um eine Abdichtung durch Verformung zu gewährleisten.

Werkstoffe für O-Ringe

Nachfolgend sind einige Beispiele für O-Ringe aufgeführt.

NBR (Nitrilkautschuk)

Der am häufigsten verwendete Werkstoff für O-Ringe. Es hat eine ausgezeichnete Öl- und Abriebfestigkeit und eine stabile Hitzebeständigkeit. Er wird in allgemeinen Industriemaschinen verwendet. Innerhalb von NBR wird die Leistung jedoch nach den Materialnummern in den ISO-Normen weiter unterteilt, sodass es notwendig ist, die Normen zu prüfen, bevor man das geeignete Material auswählt.

FKM (Fluor-Kautschuk)

Dieser Werkstoff hat eine ausgezeichnete Hitze- und Ölbeständigkeit. Je nach Werkstoffnummer weisen einige Werkstoffe eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Säuren und Laugen auf und werden häufig in Geräten eingesetzt, die mit chemischen Lösungen arbeiten. Er kann auch in Hochdruckgeräten oder in Geräten mit niedrigen Temperaturen verwendet werden. Die Preise sind höher als bei NBR. Wie bei NBR ist auch bei diesem Werkstoff die Leistung je nach Werkstoffnummer in Details unterteilt, sodass es notwendig ist, die Norm und die Anwendung zu prüfen, bevor man sich für einen Werkstoff entscheidet.

FFKM (Perfluorelastomer)

Dieses Material hat eine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit und die beste chemische Beständigkeit aller synthetischen Kautschuke. Allgemein bekannt als Perfluor. Bei diesem Material ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass der O-Ring durch Chemikalien aufquillt. Sie werden dort eingesetzt, wo der Austritt gefährlicher Stoffe verhindert werden muss.

Verschiedene O-Ringe werden von großen Herstellern produziert und verkauft. Achten Sie bei der Auswahl darauf, dass er in Bezug auf die bisherigen Leistungen und die Lagerhaltung konsistent ist.

O-Ringe-Normen (P, G, V)

Es gibt verschiedene Normen für O-Ringe, von denen einige hier vorgestellt werden.

Die am häufigsten verwendeten O-Ringe sind im Allgemeinen mit P-00, G-00, V-00 usw. gekennzeichnet. Die Abkürzungen haben folgende Bedeutungen und werden je nach Verwendungszweck verwendet:

P (Akronym für Packung)

Wird als O-Ring für Bewegung und Fixierung verwendet.

G (Akronym für Gasket)

Wird als Befestigungs-O-Ring verwendet.

V (Akronym für Vacuum)

Werden als O-Ringe für Vakuum verwendet.
Alle diese Ringe können anhand ihres Drahtdurchmessers identifiziert werden. Für jede Norm gibt es eine entsprechende Tabelle, die bei der Auswahl geprüft werden muss.

Was ist eine Infrarotlampe?

Infrarotlampe ist ein Oberbegriff für Lampen, die Infrarotstrahlung aussenden.

Elektromagnetische Wellen werden nach ihren Wellenlängenbereichen eingeteilt, und zwar in der Reihenfolge ihrer abnehmenden Wellenlänge: γ-Strahlen, Röntgenstrahlen, ultraviolette Strahlen, sichtbares Licht, Infrarotstrahlen, Mikrowellen und Radiowellen. Der Bereich zwischen 400 nm und 800 nm wird als sichtbares Licht bezeichnet und kann vom menschlichen Auge wahrgenommen werden. Infrarotlicht bezieht sich im Allgemeinen auf den Bereich von 800 nm bis 1 mm, wobei 800 nm bis 2500 nm als Nahinfrarotlicht, 2500 nm bis 4000 nm als Mittelinfrarotlicht und 4000 nm bis 1 mm als Ferninfrarotlicht bezeichnet werden.

Ultraviolette und infrarote Strahlung, die dem sichtbaren Licht benachbart sind, haben die Eigenschaft, unter bestimmten Bedingungen indirekt sichtbar zu sein. Aus diesem Grund werden sie werden als Lampen bezeichnet, obwohl sie elektromagnetische Wellen ausstrahlen.

Anwendungen von Infrarotlampen

Infrarotlampen lassen sich grob in zwei Typen einteilen: solche, die zur Beleuchtung, und solche, die zum Heizen verwendet werden. Beleuchtungslampen werden manchmal als IR-Lampen (Infrarotlampen) bezeichnet und verwenden in der Regel Nah-Infrarot-Strahlung.

Heizlampen gibt es sowohl im nahen als auch im fernen Infrarot.

1. Beleuchtungsanwendungen

Das menschliche Auge kann nur sichtbares Licht sehen, aber viele CCD-Elemente (Charge Coupled Device), die in Kameras und anderen Geräten verwendet werden, haben lichtempfindliche Eigenschaften. Einige Produkte können Nahinfrarotlicht empfangen und werden als Infrarotkameras verkauft.

Infrarotkameras verwenden eine Infrarotlampe als Beleuchtungseinrichtung, um Objekte sichtbar zu machen, die Infrarotstrahlung aussenden oder von ihr beleuchtet werden. Der Vorteil in diesem Fall ist, dass das Infrarotlicht für das menschliche Auge nicht sichtbar ist und daher keine Lichtverschmutzung verursacht oder verdeckt ist. Sie werden in Kombination mit Überwachungskameras eingesetzt.

Infrarotlampen werden auch als Beleuchtungseinrichtungen für andere Inspektions- und Verarbeitungsgeräte verwendet. Wasser hat ein Absorptionsspektrum um 2600-2700 nm, wo sich die Referenzschwingung der O-H-Streckschwingung befindet, und hat die Eigenschaft, Infrarotstrahlung bei dieser Wellenlänge zu absorbieren. Wasser ist eine eng verwandte Substanz in der Industrie, der Medizin und in Lebensmitteln und kommt in vielen Situationen zum Einsatz.

2. Verwendung als Heizung

Wie bereits erwähnt, hat Wasser die Eigenschaft, Infrarotstrahlung zu absorbieren. Die Energie der absorbierten Infrarotstrahlung wird in Wärme umgewandelt. Infrarotlampen können daher Wasser effizient erwärmen und werden für Anwendungen wie Heizung, Wärmeverarbeitung und Trocknung eingesetzt.

Infrarotlampen für Heizzwecke können als Infrarotstrahler, Mantelstrahler oder Keramikstrahler bezeichnet werden, die alle Infrarotstrahlung aussenden.

Funktionsweise der Infrarotlampen

1. Infrarotlampen für Beleuchtungszwecke

Infrarotlampen für Beleuchtungszwecke bestehen fast immer aus Infrarot-LEDs, d. h. Leuchtdioden (LEDs), die Licht speziell im Infrarotbereich aussenden.

Die Bandbreite der Emissionswellenlänge liegt im Allgemeinen zwischen 800 nm und 1500 nm, aber alle LEDs zeichnen sich durch ein schmales Band von Emissionswellenlängen aus, sodass jede beliebige Wellenlänge leicht erreicht werden kann. Infrarotlampen, die mit diesen LEDs hergestellt wurden, werden häufig für Beleuchtungszwecke verwendet.

2. Infrarotlampen für Heizzwecke

Infrarotlampen für Heizzwecke werden mit Halogen-Strahlern, Kohle-Strahlern, Nichrom-Strahlern und Infrarot-Reflex-Lampen als Wärmequellen gebaut. Andere Typen sind Keramikstrahler, bei denen die Wärmequelle, z. B. ein Nickelchromdraht, mit Keramik überzogen ist, und Mantelstrahler, bei denen die Wärmequelle, z. B. ein Nickelchromdraht, mit Magnesiumoxid isoliert und in ein Metallrohr oder Ähnliches eingebettet ist.

Auswahl einer geeigneten Infrarotlampe

Wie bereits erwähnt, gibt es zwei Arten von Infrarotlampen, eine für die Beleuchtung und eine für die Erwärmung, sodass es wichtig ist, bei der Auswahl einer Lampe die Anwendung zu klären. Vor allem für Heizungsanwendungen gibt es eine große Auswahl an Produkten.

Die Auswahl sollte auf der Grundlage der Anwendung, der Größe und des Leistungsbedarfs erfolgen.

Was ist ein kernloser Motor?

Ein kernloser Motor ist ein kleiner Motor ohne Eisenkern.

Er wird auch als eisenloser Motor bezeichnet. Der Vorteil eines kernlosen Motors besteht darin, dass es aufgrund des fehlenden Eisenkerns keine Eisenverluste gibt. Es gibt keine Vibrationen aufgrund von Rastmomenten und der Motor läuft leise.

Allerdings ist das Drehmoment geringer, da die erzeugte Magnetkraft schwächer ist als bei einem normalen Motor.

Anwendungen für kernlose Motoren

Kernlose Motoren werden in Vibrationsmotoren für vibrierende Mobiltelefone und in Servomotoren für funkgesteuerte Fahrzeuge und Roboter eingesetzt, wobei ihre geringe Größe und die niedrigen Vibrationen, Geräusche und elektromagnetischen Störungen von Vorteil sind.

Aufgrund ihrer hervorragenden Reaktionsfähigkeit und Regelbarkeit werden sie auch in Vermessungsinstrumenten, Kameraobjektivmotoren, Ultraschallendoskopen, chirurgischen Bohrern usw. eingesetzt, was sie zu unentbehrlichen Motoren macht, insbesondere in medizinischen Anwendungen. Die Hersteller entwickeln ihre eigenen einzigartigen Wickelmethoden, Materialien usw.

Funktionsweise der kernlosen Motoren

Ein gewöhnlicher Motor besteht aus einer Spule, die um einen Eisenkern gewickelt ist, wobei sich ein Magnet außerhalb der Spule befindet. Ein elektrischer Strom fließt durch die Spule. Ein durch elektromagnetische Induktion erzeugte Magnetfeld wird genutzt, um den Magneten in Drehung zu versetzen.

Bei kernlosen Motoren wird der Eisenkern eliminiert, indem Dauermagnete auf der Innenseite angebracht werden und die Spule in Form eines Bechers gewickelt wird, wobei Harz oder ein anderes Material auf der Außenseite der Magnete verwendet wird, in umgekehrter Weise. Wenn ein elektrischer Strom an die Spule angelegt wird, dreht sich die Spule gemäß der Flemingschen Regel für die linke Hand. Da sich die Spule dreht, wird sie als Rotor bezeichnet.

1. Reaktion auf Strom

Kernlose Motoren haben eine geringe Wicklungsinduktivität und einen hohen Wirkungsgrad. Die elektrische Zeitkonstante des Motors ist ein Parameter, der die Eigenschaften des Stromanstiegs im Verhältnis zur Eingangsspannung beschreibt.

Sie gibt die Zeit an, die der Strom benötigt, um 63,2 % seines Spitzenwertes zu erreichen. Aufgrund der relativ geringen elektrischen Zeitkonstante von kernlosen Motoren reagiert der Strom sehr schnell.

2. Beschleunigung/Verzögerung

Bei kernlosen Motoren handelt es sich um Motoren mit geringem Trägheitsmoment aufgrund ihres geringen Gewichts. Trägheit bezieht sich auf das Trägheitsmoment, das proportional zur Masse zunimmt.

Das Trägheitsmoment ist proportional zum Beschleunigungs-/Verzögerungsmoment, d. h. dem Drehmoment, das erforderlich ist, um auf eine bestimmte Drehzahl zu beschleunigen oder abzubremsen. Das bedeutet, dass das Beschleunigungs-/Verzögerungsdrehmoment bei kernlosen Motoren ebenfalls geringer ist, sodass sie sich für schnelle Beschleunigung und Verzögerung eignen.

Die Verwendung von leistungsstarken Seltenerdmagneten, wie z. B. Neodym-Magneten für die internen Magneten, hat zu einer weiteren Miniaturisierung und einem höheren Drehmoment geführt. Sie tragen dazu bei, Größe, Dicke und Gewicht zu verringern.

Weitere Informationen zu kernlosen Motoren

1. Wirkungsgrad von kernlosen Motoren

Kernlose Motoren leiden nicht unter Eisenverlusten. Eisenverluste bestehen hauptsächlich aus Hystereseverlusten und Wirbelstromverlusten. Der Energieverlust, der durch eine Änderung der Magnetfeldrichtung des Eisenkerns verursacht wird, wird Hystereseverlust genannt.

Die Änderung der Richtung des Magnetfelds erzeugt auch einen elektrischen Strom im Eisenkern. Die erzeugte elektrische Energie wird in Wärme umgewandelt und entweicht nach außen; dieser Verlust wird als Wirbelstromverlust bezeichnet.

Bei kernlosen Motoren treten die oben genannten Eisenverluste nicht auf, sodass der Motor auch bei hohen Drehzahlen mit hohem Wirkungsgrad arbeiten kann. Die Art der Wicklung der Spulen ist Ausdruck der Technologie des jeweiligen Unternehmens und dient dazu, den Abfall zu verringern und den Wirkungsgrad zu erhöhen.

2. Unterschied zwischen kernlosen Motoren und bürstenlosen Motoren

Ein kernloser Motor ist ein Motor, der keinen Eisenkern (Kern) verwendet, sondern aus Spulen und Magneten besteht. Ein Motor mit Spulen, die um einen gemeinsamen Eisenkern gewickelt sind, wird als kernloser Motor bezeichnet.

Bürstenlose Motoren sind Motoren, die keine Bürsten verwenden und von einer elektronischen Schaltung gedreht werden, die die Stromrichtung steuert. Gleichstrommotoren (DC-Motoren) werden danach eingeteilt, ob sie durch eine elektronische Schaltung oder einen Kommutator und Bürsten gesteuert werden, da die Stromrichtung regelmäßig umgekehrt werden muss, damit sich der Motor weiter dreht.

Es gibt zwei Arten von kernlosen Motoren: bürstenbehaftete und bürstenlose Motoren. Ein Motor, der kernlos und bürstenlos ist, wird als kernloser bürstenloser Motor bezeichnet. Bei bürstenbehafteten Motoren ist der Rotor die Spule und der Stator ist der Permanentmagnet. Bei bürstenlosen Motoren ist der Rotor ein Dauermagnet und der Stator eine Spule.

3. Vor- und Nachteile von kernlosen Motoren

Vorteile

• Kompakt und leicht
• Hohe Drehzahlen sind möglich
• Hoher Wirkungsgrad und geringe Stromaufnahme
• Kein Ruckeln

Der Eisenkern macht den größten Teil des Gewichts des Motors aus. Da kernlose Motoren keinen Eisenkern haben, sind sie kompakt und leicht. Außerdem haben sie ein geringes Trägheitsmoment, was zu einer hervorragenden Reaktionsfähigkeit und Regelbarkeit sowie zu einem hohen Motorwirkungsgrad und hohen Drehzahlen führt.

Bei Motoren mit Kern bewegen sich der Eisenkern und der Magnet immer wieder aufeinander zu und wieder voneinander weg, was jedes Mal zu einem „Cogging“, einem Einfangen der Magnetkraft, führt. Der Vorteil von kernlosen Motoren ist jedoch, dass kein Rastmoment auftritt, was zu einer gleichmäßigen und ruhigen Drehung führt.

Nachteile

• Geringes Drehmoment
• Unempfindlich gegen Hitze
• Hoher Preis

Ein Nachteil von kernlosen Motoren ist, dass sie im Allgemeinen ein geringes Drehmoment haben. Die Höhe des Drehmoments ist proportional zum Stromwert. Um ein hohes Drehmoment zu erreichen, muss ein hoher Strom angelegt werden. Da der Kupferdraht jedoch dünn ist und es keinen Eisenkern gibt, ist die Spule mechanisch schwach und ein hoher Strom kann nicht angelegt werden.

Wenn ein großer Strom an einen kernlosen Motor mit einem kleinen zulässigen Stromwert angelegt wird, kann die Hitze die Spule verformen und zum Ausfall des Motors führen.