WO1990000234A1 - Magnetic sealing device - Google Patents

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WO1990000234A1
WO1990000234A1 PCT/EP1989/000349 EP8900349W WO9000234A1 WO 1990000234 A1 WO1990000234 A1 WO 1990000234A1 EP 8900349 W EP8900349 W EP 8900349W WO 9000234 A1 WO9000234 A1 WO 9000234A1
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WO
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protective layer
sealing device
sealing ring
nickel
sealing
Prior art date
Application number
PCT/EP1989/000349
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Inventor
Manfred Diesing
Walter Schuhmacher
Original Assignee
Elring Dichtungswerke Gmbh
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Publication date
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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
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a magnetic sealing device with a sealing ring made of a permanently magnetized plastic body, which surrounds a rotatably mounted shaft and is provided on its side facing the shaft with at least one annular recess, the regions of the sealing ring located to the side of this recess being like pole rings ⁇ ken and form a gap with the surface of the shaft, which is filled with ferrofluid.
  • Such magnetic sealing devices are known for example from DE-PS 36 44 697 and DE-PS 37 13 567. They are often used for gas-tight sealing of systems in which foreign matter particles with a diameter of e.g. only 50 nanometers can cause serious malfunctions, e.g. in magnetic disk drives in data processing equipment, in semiconductor production, in vacuum technology, etc.
  • the known sealing devices have the following disadvantages: Due to mechanical abrasion, plastic particles and magnetic particles can emerge from the surface of the sealing device and contaminate the system to be sealed as foreign matter particles. In addition, the plastic from which the sealing device is made or the magnetic particles contained in the plastic body can lead to a chemical impairment of the ferrofluid, for example by catalytic action. It is an object of the invention to remedy the shortcomings described and to form a generic sealing device in such a way that no disruptive foreign substances can escape from it.
  • the object is achieved in that at least one of the end faces of the sealing ring is provided with a protective layer which prevents foreign substances from escaping from the surface of the sealing device provided with the protective layer.
  • the protective layer preferably covers the sealing ring on all sides.
  • Figure 1 shows schematically a sealing device with ferrofluid sealing.
  • Fig. 2 shows a modified embodiment of a sealing device
  • Fig. 3 shows a further modified embodiment of a sealing device.
  • the sealing device comprises a sealing ring 1 made of a magnetizable plastic body, ie a body made of plastic, in which small magnetic particles are embedded.
  • the sealing ring 1 has an annular recess 2 of rectangular cross section, on both sides of which pole rings 3 (north and south poles) are formed.
  • the sealing ring 1 encloses a rotating shaft 4 and is inserted with a press fit in an outer housing 5 sealed.
  • the radially inner, cylindrical surfaces of the pole shoes 3 form, together with the surface of the shaft 4, an (air) gap, in which a ferrofluid 6, ie a liquid containing fine magnetizable particles, is introduced in a known manner is.
  • the ferrofluid 6 is held in the gap by the magnetic lines of force running between the pole rings 3 and the (magnetizable) shaft 4 and seals gas-tight between the pole rings 3 and the shaft 4.
  • the sealing device ie the sealing ring 1
  • a protective layer 11 which prevents foreign substances, for example plastic or magnetic particles, from escaping from the surface of the sealing device. Such foreign matter particles cannot therefore contaminate a system sealed by the sealing device.
  • the protective layer 11 can be made of plastic or metal, for example. Parylene is particularly suitable as a plastic. Of metals for the protective layer 11, nickel is preferred.
  • the protective layer 11 is pore-free so that it can fully fulfill its purpose, namely to prevent the escape of foreign substances.
  • a pore-free layer of parylene can have a thickness of only 0.1 micrometer.
  • the thickness of a protective layer 11 made of metal, in particular nickel, can be between 5 and 20, preferably around 10 micrometers. Depending on the material from which the protective layer 11 is made, thicknesses between 0.1 and 100 micrometers can be considered.
  • the protective layer can also consist of a lacquer, for example a polyurethane lacquer. Suitable materials are also: glass, enamel, ceramic, titanium nitride.
  • the protective layer 11 coats the sealing ring 1 in conformity with the contour, in particular if it consists of a ferromagnetic material, for example nickel, because then the course of the magnetic lines of force, especially on the sharpest possible edges of the pole rings 3 cannot be affected.
  • the application can take place, for example, with the aid of a printing process, by spinning or brushing, in the immersion process or by galvanic methods. Electroless processes can also be used.
  • the protective layer 11 can also be applied by vapor deposition, by electron beam process ("sputtering"), by plasma process, by fluidized bed sintering, by electrostatic painting or by electrophoresis.
  • the electroless chemical application of nickel is particularly preferred for producing the protective layer 11.
  • the sealing ring 1 is first subjected to cleaning. Then metallic palladium nuclei are formed on it by introducing it into a solution.
  • the sealing ring 1 thus prepared is then electrolessly coated in a conventional reductive nickel bath with a thin nickel deposit firmly adhering to the palladium, for example approximately 0.5 microns thick.
  • This nickel deposit firmly adhering to the palladium forms the basis for the actual nickel layer, which is applied in a second nickel bath, likewise in a conventional manner, with a thickness between 5 and 20, preferably around 10 micrometers.
  • the sealing ring 1 coated with a nickel protective layer 11 is then dried.
  • the embodiment of a sealing device according to FIG. 2 differs from that according to FIG. 1 only in that the protective layer 21 - in contrast to the protective layer 11 - is not applied to the sealing ring 1 on all sides, but rather only on its two end faces covers. Under certain circumstances, it is also sufficient if the protective layer 21 is provided only on one end face of the sealing ring 1, namely on the end face facing the system to be sealed.
  • the protective layers 21 on the left or right in FIG. 2 could have different colors in order to identify the sealing ring 1 by the polarity (north or south pole).
  • the cutout 22, which corresponds to the cutout 2 in FIG. 1, is not of rectangular, but of arcuate cross section.
  • the magnetizable plastic body forming the sealing ring 1 has two side bevels 8 and a sealing profile 10.
  • the bevels 8 serve to better press the sealing ring 1 into the housing 5.
  • the sealing profile 10 favors the outer seal in the housing 5.
  • the sealing ring like in FIG. 1, is again provided on all sides with a protective layer 31 and also has bevels 8 and a sealing profile 10.
  • an annular recess 32 has an approximately triangular cross section.
  • the embodiments according to FIGS. 2 and 3 are produced in the same way as described in connection with FIG. 1.
  • the advantages achievable by the invention are summarized again below:
  • the protective layer 11, 21, 31 can easily be produced from a material compatible with the ferrofluid, so that the ferrofluid on the sealing ring 1 only comes into contact with substances, which have no harmful chemical influence, for example due to catalytic action.
  • the protective layer 11, 21, 31 prevents particles from escaping from the plastic forming the sealing ring 1 or from magnetic material with which the plastic body of the sealing ring 1 is filled. This ensures a perfect seal of sensitive systems.
  • the protective layer 11, 21, 31 consists of a metallic material, the heat dissipation on the sealing device is considerably improved.
  • a protective layer 11, 21, 31 made of ferromagnetic or paramagnetic materials increases the magnetic flux density on account of their permeability and thereby increases the forces holding the ferrofluid 6 in the gap.

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Abstract

A magnetic shaft seal has a sealing ring (1) made of permanently magnetized plastics that surrounds a rotatable shaft (4) and is provided on the side facing the shaft (4) with an annular recess (2). The areas located on both sides of this recess (2) act as ring poles (3) and form each with the shaft surface (4) a gap filled with ferrofluid (6). At least one of the front faces of the sealing ring (1) is covered with a protective layer (11) which prevents foreign matter to come out from the surface of the sealing device covered with the protective layer (11).

Description

Magnetische Dichtungsvorrichtung Magnetic sealing device
Die Erfindung betrifft eine magnetische Dichtungsvorrichtung mit einem Dichtring aus einem permanent magnetisierten Kunst- stoffkörper, der eine drehbar gelagerte Welle umschließt und auf seiner der Welle zugewandten Seite mit wenigstens einer ringförmigen Aussparung versehen ist, wobei die seitlich dieser Aussparung gelegenen Bereiche des Dichtrings als Polringe wir¬ ken und mit der Oberfläche der Welle je einen Spalt bilden, der mit Ferrofluid gefüllt ist.The invention relates to a magnetic sealing device with a sealing ring made of a permanently magnetized plastic body, which surrounds a rotatably mounted shaft and is provided on its side facing the shaft with at least one annular recess, the regions of the sealing ring located to the side of this recess being like pole rings ¬ ken and form a gap with the surface of the shaft, which is filled with ferrofluid.
Derartige magnetische Dichtungsvorrichtungen sind beispiels¬ weise aus der DE-PS 36 44 697 und der DE-PS 37 13 567 bekannt. Sie werden häufig zur gasdichten Abdichtung von Systemen einge¬ setzt, bei denen Fremdstoffpartikel mit einem Durchmesser von z.B. nur 50 Nano eter bereits ernsthafte Betriebsstörungen ver¬ ursachen können, wie z.B. bei Magnetplattenantrieben in Daten¬ verarbeitungsgeräten, bei der Halbleiterherstellung, in der Vakuumtechnik u.s.w.Such magnetic sealing devices are known for example from DE-PS 36 44 697 and DE-PS 37 13 567. They are often used for gas-tight sealing of systems in which foreign matter particles with a diameter of e.g. only 50 nanometers can cause serious malfunctions, e.g. in magnetic disk drives in data processing equipment, in semiconductor production, in vacuum technology, etc.
Die bekannten Dichtungsvorrichtungen haben folgende Nachteile: Durch mechanischen Abrieb können Kunststoffpartikel sowie mag¬ netische Partikel aus der Oberfläche der Dichtungsvorrichtung austreten und als Fremdstoffpartikel das abzudichtende System verschmutzen. Außerdem können der Kunststoff, aus dem die Dich¬ tungsvorrichtung besteht, oder die im Kunststoffkörper enthal¬ tenen magnetischen Partikel zu einer chemischen Beeinträchti¬ gung des Ferrofluids führen, beispielsweise durch Katalysewir¬ kung. Es ist Aufgabe der Erfindung, den geschilderten Mängeln abzu¬ helfen und eine gattungsgemäße Dichtungsvorrichtung so auszu¬ bilden, daß aus ihr keine störenden Fremdstoffe austreten können.The known sealing devices have the following disadvantages: Due to mechanical abrasion, plastic particles and magnetic particles can emerge from the surface of the sealing device and contaminate the system to be sealed as foreign matter particles. In addition, the plastic from which the sealing device is made or the magnetic particles contained in the plastic body can lead to a chemical impairment of the ferrofluid, for example by catalytic action. It is an object of the invention to remedy the shortcomings described and to form a generic sealing device in such a way that no disruptive foreign substances can escape from it.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens eine der Stirnseiten des Dichtrings mit einer Schutzschicht versehen ist, die ein Austreten von Fremdstoffen aus der mit der Schutzschicht versehenen Oberfläche der Dichtungsvor¬ richtung verhindert.The object is achieved in that at least one of the end faces of the sealing ring is provided with a protective layer which prevents foreign substances from escaping from the surface of the sealing device provided with the protective layer.
Vorzugsweise überdeckt die Schutzschicht den Dichtring all¬ seitig.The protective layer preferably covers the sealing ring on all sides.
Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:The following description of preferred embodiments serves in conjunction with the accompanying drawing for further explanation. Show it:
Fig. 1 schematisch eine Dichtungsvorrichtung mit Ferrofluid-Abdichtung;Figure 1 shows schematically a sealing device with ferrofluid sealing.
Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform einer Dichtungsvorrichtung undFig. 2 shows a modified embodiment of a sealing device and
Fig. 3 eine weiterhin abgewandelte Ausführungsform einer Dichtungsvorrichtung.Fig. 3 shows a further modified embodiment of a sealing device.
Die Fig. 1 zeigt das Prinzip einer magnetischen Dichtungsvor¬ richtung mit Ferrofluid-Abdichtung gemäß der Erfindung. Die Dichtungsvorrichtung umfaßt einen Dichtring 1 aus einem magne- tisierbaren Kunststoffkörper, also einem Körper aus Kunststoff, in den kleine magnetische Partikel eingelagert sind. Der Dicht¬ ring 1 weist eine ringförmige Aussparung 2 rechteckigen Quer¬ schnitts auf, beidseits welcher Polringe 3 (Nord- und Südpol) ausgebildet sind. Der Dichtring 1 umschließt eine drehend gelagerte Welle 4 und ist mit Preßsitz in ein äus- seres Gehäuse 5 abgedichtet eingefügt. Die radial innen gelege¬ nen, zylindrischen Flächen der Polschuhe 3 bilden zusammen mit der Oberfläche der Welle 4 einen (Luft-)Spalt, in den in be¬ kannter Weise ein Ferrofluid 6, also eine Flüssigkeit mit einem Gehalt an feinen magnetisierbaren Teilchen, eingebracht ist. Das Ferrofluid 6 wird im Spalt von den zwischen den Polringen 3 und der (magnetisierbaren) Welle 4 verlaufenden magnetischen Kraftlinien gehalten und dichtet zwischen den Polringen 3 und der Welle 4 gasdicht ab.1 shows the principle of a magnetic sealing device with a ferrofluid seal according to the invention. The sealing device comprises a sealing ring 1 made of a magnetizable plastic body, ie a body made of plastic, in which small magnetic particles are embedded. The sealing ring 1 has an annular recess 2 of rectangular cross section, on both sides of which pole rings 3 (north and south poles) are formed. The sealing ring 1 encloses a rotating shaft 4 and is inserted with a press fit in an outer housing 5 sealed. The radially inner, cylindrical surfaces of the pole shoes 3 form, together with the surface of the shaft 4, an (air) gap, in which a ferrofluid 6, ie a liquid containing fine magnetizable particles, is introduced in a known manner is. The ferrofluid 6 is held in the gap by the magnetic lines of force running between the pole rings 3 and the (magnetizable) shaft 4 and seals gas-tight between the pole rings 3 and the shaft 4.
Wie dargestellt, ist die Dichtungsvorrichtung, also der Dicht¬ ring 1 allseitig mit einer Schutzschicht 11 überzogen, die ein Austreten von Fremdstoffen, beispielsweise Kunststoff- oder Magnetpartikeln aus der Oberfläche der Dichtungsvorrichtung verhindert. Solche Fremdstoffpartikel können daher ein von der Dichtungsvorrichtung abgedichtetes System nicht verschmutzen.As shown, the sealing device, ie the sealing ring 1, is coated on all sides with a protective layer 11 which prevents foreign substances, for example plastic or magnetic particles, from escaping from the surface of the sealing device. Such foreign matter particles cannot therefore contaminate a system sealed by the sealing device.
Die Schutzschicht 11 kann beispielsweise aus Kunststoff oder Metall bestehen. Als Kunststoff kommt insbesondere Parylene in Frage. An Metallen für die Schutzschicht 11 kommt vorzugsweise Nickel in Frage.The protective layer 11 can be made of plastic or metal, for example. Parylene is particularly suitable as a plastic. Of metals for the protective layer 11, nickel is preferred.
Es ist wichtig, daß die Schutzschicht 11 porenfrei ist, so daß sie ihren Zweck, nämlich das Austreten von Fremdstoffen zu ver¬ hindern, voll erfüllen kann.It is important that the protective layer 11 is pore-free so that it can fully fulfill its purpose, namely to prevent the escape of foreign substances.
Eine porenfreie Schicht aus Parylene kann beispielsweise eine Dicke von lediglich 0,1 Mikrometer haben. Die Dicke einer Schutzschicht 11 aus Metall, insbesondere Nickel, kann zwischen 5 und 20, vorzugsweise bei etwa 10 Mikrometer liegen. Je nach dem Material, aus dem die Schutzschicht 11 besteht, können Dicken zwischen 0,1 und 100 Mikrometer in Frage kommen. Die Schutzschicht kann auch aus einem Lack, beispielsweise einem Polyurethanlack bestehen. Geeignete Materialien sind ferner: Glas, Email, Keramik, Titannitrid.For example, a pore-free layer of parylene can have a thickness of only 0.1 micrometer. The thickness of a protective layer 11 made of metal, in particular nickel, can be between 5 and 20, preferably around 10 micrometers. Depending on the material from which the protective layer 11 is made, thicknesses between 0.1 and 100 micrometers can be considered. The protective layer can also consist of a lacquer, for example a polyurethane lacquer. Suitable materials are also: glass, enamel, ceramic, titanium nitride.
Es ist wichtig, daß die Schutzschicht 11 den Dichtring 1 kon¬ turenkonform überzieht, und zwar insbesondere dann, wenn sie aus einem ferromagnetisehen Material, beispielsweise Nickel, besteht, weil dann der Verlauf der magnetischen Kraftlinien, vor allem an den möglichst scharfen Kanten der Polringe 3 nicht beeinträchtigt werden kann.It is important that the protective layer 11 coats the sealing ring 1 in conformity with the contour, in particular if it consists of a ferromagnetic material, for example nickel, because then the course of the magnetic lines of force, especially on the sharpest possible edges of the pole rings 3 cannot be affected.
Für das Aufbringen der Schutzschicht 11 stehen zahlreiche an sich bekannte Verfahren zur Verfügung. Die Aufbringung kann beispielsweise mit Hilfe eines Druckverfahrens, durch Aufpin¬ seln oder Aufbürsten, im Tauchverfahren oder durch galvanische Methoden erfolgen. Auch chemisch-stromlose Verfahren lassen sich anwenden. Die Schutzschicht 11 kann weiterhin durch Auf¬ dampfen, durch Elektronenstrahlverfahren ("Sputtern"), durch Plasmaverfahren, durch Wirbelsintern, durch elektrostatisches Lackieren oder durch Elektrophorese aufgebracht werden.Numerous methods known per se are available for applying the protective layer 11. The application can take place, for example, with the aid of a printing process, by spinning or brushing, in the immersion process or by galvanic methods. Electroless processes can also be used. The protective layer 11 can also be applied by vapor deposition, by electron beam process ("sputtering"), by plasma process, by fluidized bed sintering, by electrostatic painting or by electrophoresis.
Besonders bevorzugt wird zur Herstellung der Schutzschicht 11 das stromlose, chemische Aufbringen von Nickel, vorzugsweise mit einer Schichtdicke von etwa 10 Mikrometer. Hierzu wird der Dichtring 1 zunächst einer Reinigung unterworfen. Anschließend bildet man auf ihm durch Einbringen in eine Lösung metallische Palladium-Keime aus. Der so präparierte Dichtring 1 wird an¬ schließend in einem konventionellen reduktiven Nickelbad strom¬ los mit einem dünnen, auf dem Palladium fest haftenden Nickel- Niederschlag überzogen von beispielsweise etwa 0,5 Mikrometer Dicke. Dieser auf dem Palladium fest haftende Nickel-Nieder¬ schlag bildet die Basis für die eigentliche Nickelschicht, die in einem zweiten Nickelbad, ebenfalls in konventioneller Weise mit einer Dicke zwischen 5 und 20, vorzugsweise bei etwa 10 Mikrometer aufgebracht wird. Anschließend wird der mit einer Nickelschutzschicht 11 überzogene Dichtring 1 getrocknet. Die Ausführungsform einer Dichtungsvorrichtung nach Fig. 2 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 1 lediglich da¬ durch, daß die Schutzschicht 21 - im Gegegensatz zur Schutz¬ schicht 11 - nicht allseitig auf den Dichtring 1 aufgebracht ist, sondern ihn lediglich an seinen beiden Stirnseiten be¬ deckt. Unter Umständen reicht es auch aus, wenn die Schutz¬ schicht 21 nur an einer Stirnseite des Dichtrings 1 vorgesehen ist, nämlich an der dem abzudichtenden System zugewandten Stirnseite.The electroless chemical application of nickel, preferably with a layer thickness of approximately 10 micrometers, is particularly preferred for producing the protective layer 11. For this purpose, the sealing ring 1 is first subjected to cleaning. Then metallic palladium nuclei are formed on it by introducing it into a solution. The sealing ring 1 thus prepared is then electrolessly coated in a conventional reductive nickel bath with a thin nickel deposit firmly adhering to the palladium, for example approximately 0.5 microns thick. This nickel deposit firmly adhering to the palladium forms the basis for the actual nickel layer, which is applied in a second nickel bath, likewise in a conventional manner, with a thickness between 5 and 20, preferably around 10 micrometers. The sealing ring 1 coated with a nickel protective layer 11 is then dried. The embodiment of a sealing device according to FIG. 2 differs from that according to FIG. 1 only in that the protective layer 21 - in contrast to the protective layer 11 - is not applied to the sealing ring 1 on all sides, but rather only on its two end faces covers. Under certain circumstances, it is also sufficient if the protective layer 21 is provided only on one end face of the sealing ring 1, namely on the end face facing the system to be sealed.
Die in Fig. 2 links bzw. rechts gelegenen Schutzschichten 21 könnten unterschiedlich farblich ausgebildet werden, um hier¬ durch die Polarität (Nord- bzw. Südpol) des Dichtungsringes 1 zu kennzeichnen.The protective layers 21 on the left or right in FIG. 2 could have different colors in order to identify the sealing ring 1 by the polarity (north or south pole).
Außerdem ist bei der Ausführungsform der Fig. 2 die Aussparung 22, die der Aussparung 2 in Fig. 1 entspricht, nicht von recht¬ eckigem, sondern von bogenförmigem Querschnitt. Schließlich weist der den Dichtring 1 bildende, magnetisierbare Kunststoff- körper zwei seitliche Anschrägungen 8 sowie eine Dichtprofilie- rung 10 auf. Die Anschrägungen 8 dienen der besseren Einpres- sung des Dichtrings 1 in das Gehäuse 5. Die Dichtprofilierung 10 begünstigt die äußere Abdichtung im Gehäuse 5.In addition, in the embodiment of FIG. 2, the cutout 22, which corresponds to the cutout 2 in FIG. 1, is not of rectangular, but of arcuate cross section. Finally, the magnetizable plastic body forming the sealing ring 1 has two side bevels 8 and a sealing profile 10. The bevels 8 serve to better press the sealing ring 1 into the housing 5. The sealing profile 10 favors the outer seal in the housing 5.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist der Dichtring, ähnlich wie in Fig. 1, wiederum allseitig mit einer Schutzschicht 31 versehen und weist ebenfalls Anschrägungen 8 und eine Dicht¬ profilierung 10 auf. Eine ringförmige Aussparung 32 hat bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 einen etwa dreieckförmigen Quer¬ schnitt.In the embodiment according to FIG. 3, the sealing ring, like in FIG. 1, is again provided on all sides with a protective layer 31 and also has bevels 8 and a sealing profile 10. In the embodiment according to FIG. 2, an annular recess 32 has an approximately triangular cross section.
Die Ausführungsformen nach Fig. 2 und 3 werden in der gleichen Weise hergestellt, wie im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben. Im folgenden werden die durch die Erfindung erzielbaren Vor¬ teile noch einmal zusammengestellt: Die Schutzschicht 11, 21, 31 kann leicht aus einem mit dem Ferrofluid verträglichen Mate¬ rial hergestellt werden, so daß das Ferrofluid am Dichtring 1 nur mit Substanzen in Berührung gelangt, die keinen schädlichen chemischen Einfluß, z.B. durch Katalysewirkung, haben. Die Schutzschicht 11, 21, 31 verhindert das Austreten von Partikeln aus dem den Dichtring 1 bildenden Kunststoff oder aus magneti¬ schem Material, mit dem der Kunststoffkörper des Dichtrings 1 gefüllt ist. Damit ist eine vollkommene Abdichtung empfind¬ licher Systeme gewährleistet.The embodiments according to FIGS. 2 and 3 are produced in the same way as described in connection with FIG. 1. The advantages achievable by the invention are summarized again below: The protective layer 11, 21, 31 can easily be produced from a material compatible with the ferrofluid, so that the ferrofluid on the sealing ring 1 only comes into contact with substances, which have no harmful chemical influence, for example due to catalytic action. The protective layer 11, 21, 31 prevents particles from escaping from the plastic forming the sealing ring 1 or from magnetic material with which the plastic body of the sealing ring 1 is filled. This ensures a perfect seal of sensitive systems.
Wenn die Schutzschicht 11, 21, 31 aus einem metallischen Werk¬ stoff besteht, ist die Wärmeabführung an der Dichtungsvor¬ richtung erheblich verbessert. Eine Schutzschicht 11, 21, 31 aus ferromagnetischen oder paramagnetischen Materialien erhöht aufgrund von deren Permeabilität die magnetische Flußdichte und verstärkt hierdurch die das Ferrofluid 6 im Spalt haltenden Kräfte. If the protective layer 11, 21, 31 consists of a metallic material, the heat dissipation on the sealing device is considerably improved. A protective layer 11, 21, 31 made of ferromagnetic or paramagnetic materials increases the magnetic flux density on account of their permeability and thereby increases the forces holding the ferrofluid 6 in the gap.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Magnetische Dichtungsvorrichtung mit einem Dichtring aus einem permanent magnetisierten Kunststoffkörper, der eine drehbar gelagerte Welle umschließt und auf seiner der Welle zugewandten Seite mit einer ringförmigen Aussparung versehen ist, wobei die seitlich dieser Aussparung gele¬ genen Bereiche des Dichtrings als Polringe wirken und mit der Oberfläche der Welle je einen Spalt bilden, der mit Ferrofluid gefüllt ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß wenigstens einer der Stirnseiten des Dichtrings (1) mit einer Schutzschicht (11, 21, 31) versehen ist, die ein Austreten von Fremdstoffen aus der mit der Schutzschicht versehenen Oberfläche der Dichtungsvorrichtung verhindert.1. Magnetic sealing device with a sealing ring made of a permanently magnetized plastic body, which encloses a rotatably mounted shaft and is provided with an annular recess on its side facing the shaft, the areas of the sealing ring located laterally of this recess acting as pole rings and with the Surface of the shaft each form a gap which is filled with ferrofluid, characterized in that at least one of the end faces of the sealing ring (1) is provided with a protective layer (11, 21, 31) which prevents foreign substances from escaping from the protective layer Prevents surface of the sealing device.
2. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Schutzschicht (11, 21, 31) den Dichtring (1) allseitig überdeckt.2. Sealing device according to claim 1, characterized gekenn¬ characterized in that the protective layer (11, 21, 31) covers the sealing ring (1) on all sides.
3. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Schutzschicht (11, 21, 31) aus wenig¬ stens einem Material der nachstehend genannten Material- gruppe besteht: Kunststoff, Metall, Lack, Glas, Email, Keramik, Titannitrid.3. Sealing device according to claim 1, characterized gekenn¬ characterized in that the protective layer (11, 21, 31) consists of at least one material from the material group mentioned below: plastic, metal, paint, glass, enamel, ceramic, titanium nitride.
4. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Schutzschicht (11, 21, 31) aus Nickel besteht. 4. Sealing device according to claim 3, characterized gekenn¬ characterized in that the protective layer (11, 21, 31) consists of nickel.
5. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Schutzschicht (11, 21, 31) aus Parylene besteht.5. Sealing device according to claim 2, characterized gekenn¬ characterized in that the protective layer (11, 21, 31) consists of parylene.
6. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Dicke der Schutzschicht (11, 21, 31) zwischen 0,1 und 100 Mikrometer beträgt.6. Sealing device according to claim 1, characterized gekenn¬ characterized in that the thickness of the protective layer (11, 21, 31) is between 0.1 and 100 microns.
7. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die aus Nickel bestehende Schutzschicht (11, 21, 31) eine Dicke von etwa 10 Mikrometer hat.7. Sealing device according to claim 4, characterized gekenn¬ characterized in that the nickel protective layer (11, 21, 31) has a thickness of about 10 microns.
8. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die aus Parylene bestehende Schutzschicht (11, 21, 31) eine Dicke von etwa 0,1 Mikrometer hat.8. Sealing device according to claim 5, characterized gekenn¬ characterized in that the protective layer consisting of parylene (11, 21, 31) has a thickness of about 0.1 microns.
9. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Schutzschicht (11, 21, 31) durch ein Verfahren der nachstehend genannten Verfahrensgruppe auf¬ gebracht ist: Drucken, Aufstreichen, Tauchen, Galvani¬ sieren, chemische Abscheidung, Aufdampfen, Elektronen¬ strahlverfahren, Plasmaverfahren, Wirbelsintern, elektro¬ statisches Lackieren, Elektrophorese.9. Sealing device according to claim 1, characterized gekenn¬ characterized in that the protective layer (11, 21, 31) is brought up by a method of the process group mentioned below: printing, painting, dipping, electroplating, chemical deposition, vapor deposition, electrons ¬ blasting process, plasma process, fluidized bed sintering, electrostatic painting, electrophoresis.
10. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die aus Nickel bestehende Schutzschicht auf eine den Dichtring (1) überziehende Palladiumkeimschicht aufgebracht ist und aus zwei Nickelschichten unterschied¬ licher Dicke besteht, nämlich einer mit den Palladium¬ keimen fest verhafteten, dünnen Nickelschicht von etwa 0,5 Mikrometer und einer darauf angeordneten, dickeren Nickel- schicht mit einer Dicke von etwa 10 Mikrometer. 10. Sealing device according to claim 4, characterized gekenn¬ characterized in that the nickel protective layer is applied to a sealing ring (1) coating the palladium seed layer and consists of two nickel layers of different thickness, namely one with the Palladium¬ germs firmly attached, thin Nickel layer of approximately 0.5 micrometers and a thicker nickel layer with a thickness of approximately 10 micrometers arranged thereon.
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