DE68913127T2

DE68913127T2 - Dichtungsglied zur dichtung von magnetischen fluiden.

Info

Publication number: DE68913127T2
Application number: DE68913127T
Authority: DE
Inventors: Ryuhei Nippon Ferrofl Ishikawa
Original assignee: NIPPON FERROFLUIDICS KK
Current assignee: NIPPON FERROFLUIDICS KK
Priority date: 1988-03-31
Filing date: 1989-03-31
Publication date: 1994-08-11
Anticipated expiration: 2009-04-01
Also published as: DE68913127D1; JPH01255763A; KR900700805A; KR0156874B1; US5050891A; EP0364604A4; WO1989009356A1; EP0364604A1; EP0364604B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Dichtungsglied für eine Ferrofluiddichtung, spezieller ein Dichtungsglied mit einem ringförmigen Magneten und ringförmigen Polstücken, die dadurch eine elektrisch leitende Ferrofluiddichtung bilden können, daß ein elektrisch leitendes Ferrofluid zwischen das Dichtungsglied und ein Einsatz- oder Betätigungsteil eingefügt wird.
Ferrofluide verwendende Dichtungsvorrichtungen sind bekannt, wie z. B. in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 24585/1986 beschrieben. Eine derartige Dichtungsvorrichtung verfügt über ein ringförmiges Dichtungsglied, das so anzuordnen ist, daß es den Umfang einer Welle umgibt. Dieses Dichtungsglied weist einen ringförmigen Magneten und ein Paar Polstücke auf, die mit den beiden Seiten des ringförmigen Magneten verbunden sind, wobei ein Ferrofluid zwischen die Innenumfangsflächen der ringförmigen Polstücke und die Außenumfangsfläche der Welle eingefügt ist, um dadurch als Dichtungsmittel zu wirken.
In den letzten Jahren wird bei derartigen Dichtungsvorrichtungen versucht, einen elektrischen Kreis unter Verwendung eines elektrisch leitenden Ferrofluids als Ferrofluid auszubilden, in dem elektrischer Strom von den ringförmigen Polstücken durch das Ferrofluid zur Welle fließt und der z. B. als Erdungskreis verwendet wird, um zu verhindern, daß Computerfestplatten mit statischer Elektrizität geladen werden.
Während es bevorzugt ist, daß dann, wenn ein Ferrofluid als Teil eines elektrischen Schaltkreises verwendet wird, dieser Teil den kleinstmöglichen Widerstand aufweist, hängt der Widerstand in diesem Teil von der leitenden Flächen und dem Weg im Ferrofluid ab. Der letztgenannte Leitungsweg entspricht dem Abstand zwischen der Innenumfangsfläche der ringförmigen Polstücke und der Außenumfangsfläche der Welle, d. h. dem Dichtungsspalt, und es ist extrem schwierig, den Dichtungsspalt im Hinblick auf seine Beziehung zur Zusammenbaugenauigkeit und dergleichen zu verringern. Dagegen wird die vorstehend genannte Leitungsfläche vorwiegend durch die Fläche der Innenumfangsfläche der ringförmigen Polstücke bestimmt. Demgemäß muß zum Erhöhen der leitenden Fläche die Dicke der ringförmigen Polstücke erhöht werden, wodurch kompaktere Dichtungsvorrichtungen, für die Nachfrage besteht, nicht erhalten werden können.
Diese Erfindung wurde zum Überwinden der vorstehend genannten Schwierigkeiten im Stand der Technik erzielt, und sie ist darauf gerichtet, ein Dichtungsglied für eine Ferrofluiddichtung zu schaffen, das den elektrischen Widerstand im Abschnitt mit dem Ferrofluid verringern kann und eine kompakte Dichtungsvorrichtung bilden kann.
Diese und andere Aufgaben der Erfindung werden durch die Beschreibung des folgenden Ausführungsbeispiels deutlicher.
Das erfindungsgemäße Dichtungsglied für eine Ferrofluiddichtung ist eine solche, wie sie anzubringen ist, um den Umfang eines Betätigungsteils wie einer Welle zu umgeben, bestehend aus einem ringförmigen Magneten und ringförmigen Polstücken, wobei eine elektrisch leitende Ferrofluiddichtung dadurch gebildet ist, daß ein elektrisch leitendes Ferrofluid zwischen das Dichtungsglied und das Betätigungsteil eingefügt ist, wobei das Dichtungsglied auf seiner Innenumfangsfläche eine elektrisch leitende, unmagnetische Beschichtung aufweist.
Vorzugsweise verfügt das Dichtungsglied an seiner gesamten Oberfläche über die unmagnetische Beschichtung.
Das Dichtungsglied für eine Ferrofluiddichtung arbeitet wie folgt: genauer gesagt, wirken sowohl die Innenumfangsfläche des ringförmigen Magneten oder die elektrisch leitende Beschichtung sowie die Innenumfangsflächen der ringförmigen Polstücke als Elektrode gegenüber dem Ferrofluid, wodurch eine ausreichende leitende Fläche gewährleistet werden kann, und der elektrische Widerstand kann verringert werden, ohne daß die Größe des Dichtungsglieds zunimmt, wie dies herkömmlich erfolgte. Bei diesem Aufbau ist, da die leitende Beschichtung aus einem unmagnetischen Material besteht, der Einfluß, der durch das Vorhandensein dieser Beschichtung auf den Magnetismuszurückhaltungsmechanismus des Ferrofluids ausgeübt wird, vernachlässigbar.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHUNGEN

Fig. 1 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Dichtungsglieds für eine Ferrofluiddichtung, und Fig. 2 veranschaulicht eine Variation eines solchen Dichtungsglied.
Nachfolgend werden typische Ausführungsbeispiele für das erfindungsgemäße Dichtungsglied für eine Ferrofluiddichtung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 veranschaulicht die obere Hälfte des Dichtungsglieds in einem Vertikalschnitt, wobei die Bezugszahl 1 ein Dichtungsglied bezeichnet, das durch Verbinden ringförmiger Polstücke 3,3 mit den beiden Seiten eines ringförmigen Magneten 2 hergestellt wurde. Der ringförmige Magnet 2 und die ringförmigen Polstücke 3,3 bestehen aus einem gummiartigen Magneten oder dergleichen (einem solchen, wie er dadurch erhalten wird, daß ein magnetisches Pulver wie ein Ferrit in Gummi eingemischt wird) bzw. einem magnetischen Material wie rostfreiem Stahl, und beide Teile sind miteinander unter Verwendung eines Klebers für synthetischen Gummi verklebt. Das Dichtungsglied 1 verfügt an seiner gesamten Oberfläche über eine elektrisch leitende, unmagnetische Beschichtung. Die Beschichtung 4 kann dadurch hergestellt werden, daß eine Chromplattierung, Goldplattierung oder elektrolytische oder nicht elektrolytische Nickelplattierung auf das Dichtungsglied 1 aufgebracht wird. Übrigens zeigen in Fig. 1 die Bezugszahlen 5 und 6 eine Betätigungsteil-Welle bzw. ein Ferrofluid. Der ringförmige Magnet und die ringförmigen Polstücke 3,3, die vorstehend genannt wurden, verfügen jeweils über den gesamten Umfang über kontinuierliche Form und gleichmäßigen Querschnitt. Die Beschichtung 4 ist durchgehend so ausgebildet, daß sie den ringförmigen Magneten und die ringförmigen Polstücke 3,3 so umschließt, daß gleichmäßiger Querschnitt über den gesamten Umfang vorliegt. Demgemäß verbreitet sich das Ferrofluid 6 kontinuierlich in den Raum zwischen dem Dichtungsglied 1 und der Welle 5 hinein, und zwar gleichmäßig über den gesamten Umfang.
Beim vorstehend angegebenen Dichtungsglied kann, da seine gesamte Innenumfangsfläche als Elektrodenfläche gegenüber dem Ferrofluid 6 wirkt, der elektrische Widerstand verringert werden, wenn dieselbe Dicke des Dichtungsglieds 1 wie bei herkömmlichen Dichtungsgliedern verwendet wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist, da die Beschichtung 4 aus unmagnetischem Material besteht, die Auswirkung, die durch das Vorliegen der Beschichtung 4 auf den Mechanismus zum Zurückhalten des Ferrofluids ausgeübt wird, vernachlässigbar.
Beim Stand der Technik, wie er z. B. in EP-A-0 208 391 offenbart ist, ist eine staubabhaltende Beschichtung auf den ringförmigen Magneten 2 aufgebracht, der z. B. aus einem Gummimagneten besteht, um Staub vom verwendeten Magneten abzuhalten. Wenn jedoch das Dichtungsglied 1 vollständig, wie vorstehend beschrieben, beschichtet ist, kann eine solche Behandlung des Magneten 2 mit der staubabhaltenden Beschichtung in vorteilhafter Weise weggelassen werden. Wenn das Dichtungsglied an seiner gesamten Oberfläche eine Beschichtung aufweist, kann ein Eindringen des Ferrofluids 6 in die Spalte zwischen dem ringförmigen Magneten 2 und den ringförmigen Polstücken 3,3, wie sie wahrscheinlich aufgrund unzureichender Adhäsion gebildet werden, verhindert werden, wodurch auch der Mangel einer Verringerung des beizubehaltenden Fluidniveaus verhindert werden kann.
Während Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel veranschaulicht, bei dem der ringförmige Magnet 2 und die ringförmigen Polstücke 3,3 alle im wesentlichen gleiche Innendurchmesser aufweisen, kann die Erfindung auch beinahe analog bei einem Aufbau verwendet werden, wie er in Fig. 2 dargestellt ist, bei dem ein Ringmagnet 2 einen Innendurchmesser aufweist, der größer ist als derjenige der ringförmigen Polstücke 3,3 oder bei einem nicht dargestellten Aufbau, bei dem der ringförmige Magnet 2 über ein ringförmiges Polstück 3 verfügt, das nur an einer Seite angeklebt ist. Fig. 2 zeigt auch die obere Hälfte des Dichtungsglieds 1 im Querschnitt. Die auf der Dichtung 1 anzubringende Beschichtung 4 kann auch unter Verwendung eines anderen Verfahrens als eines Plattierverfahrens erhalten werden, wie durch Beschichtung und Dampfabscheidung. Ferner muß die anzubringende Beschichtung nicht auf der gesamten Oberfläche des Dichtungsglieds 1 vorhanden sein, sondern sie kann auch in einem vorgegebenen Bereich vorhanden sein, und eine solche lokalisierte Beschichtung kann eine Silberpaste sein, die nur auf die Innenumfangsfläche des Dichtungsglieds 1 aufgetragen ist.
Da sowohl die Innenumfangsfläche des ringförmigen Magneten oder der elektrisch leitenden Beschichtung als auch diejenigen der ringförmigen Polstücke als Elektrode gegen das Ferrofluid wirken, kann eine ausreichende Leitungsfläche gewährleistet werden, und der elektrische Widerstand kann verringert werden, ohne die Größe des Dichtungsglieds zu erhöhen, wie dies im Stand der Technik erfolgte.
Wie es vorstehend beschrieben wurde, kann das erfindungsgemäße Dichtungsglied für eine Ferrofluiddichtung als Teil zum Abdichten eines Betätigungsteils wie einer Welle verwendet werden, mit insbesonderer Eignung für eine Anwendung zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen dem Dichtungsglied und der Welle, wie als Erdungskreis verwendet, um zu verhindern, daß Computerfestplatten mit statischer Elektrizität geladen werden.

Claims

1. Dichtungsglied für eine Ferrofluiddichtung, die so angeordnet ist, daß sie den Außenumfang eines Einsatzteils wie einer Welle (5) umgibt, bestehend aus einem ringförmigen Magneten (2) und ringförmigen Polstücken (3), die eine elektrisch leitende Ferrofluiddichtung durch Einfügen eines elektrisch leitenden Ferrofluids (6) zwischen Dichtungsglied (1) und Einsatzteil (5) bilden, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsglied (1) eine elektrisch leitende unmagnetische Beschichtung (4) auf dessen innerer Umfangsfläche aufweist.

2. Dichtungsglied nach Anspruch 1, wobei das Dichtungsglied (1) die unmagnetische Beschichtung (4) auf der gesamten Oberfläche aufweist.