3.7.1.3 Magnetisch gekoppelte Rotation und Translation
Als hermetisch dichte Dreh- oder Schiebedurchführungen werden Magnetkupplungen benutzt. Sie bestehen aus einer Permanentmagnetanordnung außen, die einen im Vakuum dreh- bzw. verschiebbar gelagerten, ebenfalls mit Magneten bestückten Rotor mitnimmt. Beide Teile sind durch ein dünnwandiges Rohr vakuumtechnisch voneinander getrennt. Der Abstand der Magnete von Innen- und Außenläufer sollte möglichst gering sein, damit die Koppelkraft zwischen ihnen möglichst groß ist. Der Rotor innen ist mit der zu bewegenden Anwendung verbunden, der Magnetläufer außen wird manuell bewegt oder motorisch angetrieben. Die Lager innen sind vakuumtauglich trockengeschmiert.
Häufig werden Hochleitungsmagnete aus Metallen der Seltenen Erden eingesetzt, wie z. B. Kobalt-Samarium-Magnete. Sie gewährleisten eine höchstmöglichste Kopplungskraft bei gleichzeitig hervorragender Beständigkeit gegenüber höheren Temperaturen, wie sie beim Ausheizen auftreten. Derart magnetisch gekoppelte Systeme sind für UHV-Anwendungen geeignet. Auch wenn die Magnetfelder zum größten Teil abgeschirmt sind, lässt sich die Ausbreitung der magnetischen Feldlinien nicht restlos vermeiden. Der Anwender muss daher prüfen, ob seine Anwendung unempfindlich genug gegenüber dem verbleibenden Magnetfeld ist.
Mit magnetgekoppelten Systemen können reine Dreh- und Linearbewegung und simultane Dreh/Linearbewegung realisiert werden. Die übertragbaren Verschiebekräfte und Drehmomente sind durch die Anzahl der Magnete und deren Anordnung begrenzt. Die erreichbare Präzision ist abhängig von der zu bewegenden Masse. Die Magnetfelder wirken wie eine Feder zwischen den beiden Kopplungspartnern. Je höher die externen Kräfte oder Momente sind, desto größer ist die Abweichung der Positionen zwischen Innen- und Außenläufer. Sind die externen Kräfte und Momente im Vergleich zu den maximal zulässigen gering, können Bewegungen sehr präzise übertragen werden.
- magnetischer Innenläufer
- magnetischer Außenläufer
- Vakuumgehäuse
Abbildung 3.26: Magnetisch gekoppelte UHV-Drehdurchführung
