Was ist eine magnetische Dichtung?
Eine magnetische Dichtung ist eine Dichtungseinheit für Drehbewegungen, die mit einer magnetischen Flüssigkeit abdichtet, die von einem Magneten angezogen wird.
Sie werden manchmal auch als magnetische Dichtungen oder Vakuumdichtungen bezeichnet. Rotationsdichtungen versiegeln und dichten die Hydraulikflüssigkeit ab, die das dauerhafte Funktionieren der Geräte ermöglicht.
Magnetische Dichtungen werden hauptsächlich in der Atmosphäre, bei Staub, Ölnebel, Gasen und im Vakuum eingesetzt.
Anwendungen von magnetischen Dichtungen
Magnetische Dichtungen werden hauptsächlich in den Lagern von Festplatten in PCs und anderen Geräten eingesetzt. Magnetische Dichtungen verbessern die Haltbarkeit und verringern das Rotationsgeräusch.
Andere Anwendungen finden sich in Geräten, bei denen ein Vakuumfeld aufrechterhalten werden muss, wie z. B. in der Halbleiterfertigung und in Analysegeräten. Eine einzige Vakuumdichtung kann jedoch nicht alles abdichten. Daher wird das Vakuum durch eine mehrstufige Konfiguration von mehreren Vakuumdichtungen aufrechterhalten.
Darüber hinaus können magnetische Dichtungen mit Seltenerdmagneten aufgrund des starken Magnetfelds magnetische Flüssigkeiten festhalten. Vakuumdichtungen, die eine Differenz von einem Atmosphärendruck aufrechterhalten können, werden in CVD-Anlagen, RVD-Anlagen, Ionenimplantationsanlagen usw. verwendet.
Funktionsweise von magnetischen Dichtungen
Der Mechanismus der magnetischen Dichtungen nutzt die Eigenschaft der magnetischen Flüssigkeit, von Magneten angezogen zu werden. Ein Dauermagnet und eine magnetische Flüssigkeit werden um die abzudichtende Rotationsachse angeordnet und die magnetische Flüssigkeit wird zur Abdichtung um die Rotationsachse gehalten, wobei die um die Rotationsachse gehaltene magnetische Flüssigkeit wie ein O-Ring wirkt.
Je stärker die Magnetkraft ist, desto größer ist der Druckwiderstand der magnetischen Flüssigkeit, und es ist üblich, eine einzelne magnetische Dichtung mit einer mehrstufigen Struktur von 10 bis 20 Stufen zu konstruieren. Durch die Bildung mehrerer Stufen wird eine magnetische Dichtung mit einer hohen Druckbeständigkeit erreicht.
Es gibt drei Arten von Magnetflüssigkeit: auf Wasserbasis, auf Kohlenwasserstoffölbasis und auf Fluorkohlenstoffölbasis. Der Typ auf Kohlenwasserstoffbasis wird am häufigsten verwendet. Magnetflüssigkeiten auf Wasserbasis können verdampfen, und magnetische Flüssigkeiten auf Kohlenwasserstoffbasis sind aufgrund ihrer Vielfalt und ihres Preises besser geeignet. Magnetflüssigkeiten auf Fluorkohlenwasserstoffölbasis werden dort eingesetzt, wo hohe Anforderungen an chemische Stabilität, niedrigen Dampfdruck und Hitzebeständigkeit gestellt werden.
Weitere Informationen zu magnetischen Dichtungen
1. Vorteile von magnetischen Dichtungen
Hohe Dichtungseigenschaften und Staubfreiheit
Magnetische Dichtungen werden mit einer Flüssigkeit abgedichtet, so dass sich kaum Spalten bilden können. Da es keinen Kontakt zwischen den einzelnen Teilen gibt, entsteht auch kein Verschleißstaub durch Reibung.
Geringes Reibungsmoment
Der Verlustwiderstand kann extrem niedrig gehalten werden, da es keinen Einzelkontakt mit Anpressdruck gibt, wie es bei Öldichtungen der Fall ist.
Geringe Wärmeentwicklung und Geräuschentwicklung
Die Reibung, die durch den Kontakt zwischen Individuum und Flüssigkeit entsteht, erzeugt nur sehr wenig Wärme und Geräusche.
Dichtet sowohl bei Rotation als auch im Stillstand
Die Dichtwirkung eines Einzelöldichtrings beruht auf der Pumpwirkung der rotierenden Welle. Die Dichtung bleibt erhalten, wenn sich die Welle dreht. Magnetische Dichtungen dichten unabhängig davon, ob die Welle rotiert oder stillsteht, solange der Magnetismus erhalten bleibt.
Relativ einfach zu konstruieren
Individuelle Öldichtungen erfordern eine detaillierte Auslegung der Lippengeometrie im Kontakt mit der rotierenden Welle. Magnetische Dichtungen sind dagegen relativ einfach zu konstruieren.
2. Nachteile von magnetischen Dichtungen
Begrenzte Hitzebeständigkeit
Magnetische Flüssigkeiten werden bei höheren Temperaturen weniger magnetisch und verlieren ihren Magnetismus vollständig, wenn sie den Curie-Punkt erreichen. Mit steigender Temperatur sinkt der Druck, bei dem sie abgedichtet werden können.
Nicht für die Abdichtung von Flüssigkeiten geeignet
Da die Dichtungen aus einer Flüssigkeit bestehen, die als magnetische Flüssigkeit bezeichnet wird, besteht die Gefahr, dass sich die magnetische Flüssigkeit auflöst, je nach der abzudichtenden Flüssigkeit.
Nicht geeignet für hin- und hergehende Dichtungen
Einzelne O-Ringe können bei Hin- und Herbewegungen abdichten, aber Magnetdichtungen eignen sich nicht zur Abdichtung bei Hin- und Herbewegungen, da die magnetische Flüssigkeit herausgelöst werden kann.
Nicht für Hochdruckdichtungen geeignet
Magnetflüssigkeiten erhöhen den Dichtungsdruck, indem sie den Spalt zwischen der rotierenden Welle und dem Magnetpolstreifen, der die Magnetkraft auf die Magnetflüssigkeit ausübt, verringern. Sie können jedoch nicht so hohe Drücke abdichten wie einzelne Öldichtungen.
Temperatur und Drehzahl verringern ebenfalls den abdichtbaren Druck, so dass es wichtig ist, die Konstruktion auf die Betriebsumgebung abzustimmen.