DE19727550A1 - Magnetische Lagerung eines Rotors in einem Stator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine magnetische Lagerung eines Rotors in einem Stator, mit zumindest einem Magnetlager, das einen Stator­ teil und einen hierzu in Betriebsstellung koaxial berührungslos angeordneten Rotorteil aufweist, dessen Lagerwirkfläche sich zusammensetzt aus zumindest zwei axial magnetisierten Permanent­ magnetscheiben mit alternierender, parallel zur Lagerwirkfläche aus gerichteter Magnetisierung und aus die Permanentmagnetschei­ ben axial abdeckenden bzw. zwischen den Permanentmagnetscheiben angeordneten scheibenförmigen Polschuhen, während der Statorteil einen Hochtemperatursupraleiter aufweist.

Eine derartige Ausführungsform läßt sich der DE 44 44 587 A1 entnehmen. Offenbart ist eine Turbine mit einer magnetisch gela­ gerten Welle, deren jedes Lager einen mit der Welle verbundenen ersten Lagerteil und einen ortsfesten zweiten Lagerteil umfaßt. Das erste Lagerteil ist ein mit der Turbinenwelle verbundenes permanentmagnetisches Element, während ein supraleitendes Hoch­ temperatursupraleitermaterial am ortsfesten zweiten Lagerteil angeordnet ist. Das permanentmagnetische Element umfaßt lamel­ lenförmige, permanentmagnetische und ferromagnetische Bauteile, die abwechselnd aufeinanderfolgen. Die permanentmagnetischen Bauteile weisen eine parallel zur Achse der Turbinenwelle aus ge­ richtete, alternierend angeordnete Magnetisierung auf, wodurch das Lager sowohl in radialer als auch in axialer Richtung stabil ist. Befindet sich das Hochtemperatursupraleitermaterial im su­ praleitenden Zustand, werden bei einer Lageveränderung des per­ manentmagnetischen Elementes relativ zum supraleitenden Element im Supraleitermaterial Abschirmströme angeworfen. Dadurch werden magnetische Kräfte hervorgerufen, die der Lageveränderung des permanentmagnetischen Elementes relativ zum Supraleitermaterial entgegenwirken. Durch diese Kräfte stellt sich die vorherige Lage des permanentmagnetischen Elementes bezogen auf das Supra­ leitermaterial selbsttätig wieder ein. Dadurch wird eine intrin­ sisch stabile Lagerung ermöglicht.

Zum Einbringen dieser vorbekannten Turbinenwelle in ihre Soll­ lage, ist eine Hebevorrichtung vorgesehen, wobei beim Stillstand der Turbine Hebeelemente die Turbinenwelle in einer vorgegebenen Lage oberhalb einer Sollposition tragen. Zur Inbetriebnahme der magnetischen Lager wird die Kühlung des Supraleitermaterials aktiviert, so daß sich der supraleitende Zustand einstellt. Mit­ tels der Hebevorrichtung wird die Turbinenwelle dann leicht ab­ gesenkt. Somit werden rückstellende Kräfte zwischen den Lager­ teilen induziert. Mittels dieser Kräfte wird die Turbinenwelle in einer Sollage gehalten. Die Hebeelemente der Hebevorrichtung werden sodann von der Turbinenwelle entfernt, so daß die Lage­ rung der Turbinenwelle reibungsfrei ist. Dabei können zur Erhö­ hung der Betriebssicherheit der Turbine in beiden Lagern mecha­ nische Fang- bzw. Notlager vorgesehen sein, durch die eine Rota­ tionsbewegung der Turbinenwelle auch ohne Kühlung der Lager mög­ lich ist.

Die DE 42 32 869 A1 offenbart eine supraleitende Lagereinheit, die einen auf einer Drehwelle befestigten Permanentmagneten so­ wie einen supraleitenden Körper umfaßt, der am Innenumfang eines Gehäuses befestigt ist, das die Drehwelle umgibt. Der supralei­ tende Körper ist so eingerichtet, daß er bei aufwärts bewegter Drehwelle solange gekühlt werden kann, bis er einen supraleiten­ den Zustand erreicht, so daß die Drehwelle während des Betriebes in einem Gleichgewichtszustand zwischen ihrem Gewicht und den anhängenden Teilen und einer Pinningkraft gehalten wird, die durch den Permanentmagneten und den supraleitenden Körper her­ vorgerufen wird. Dabei können die Permanentmagnete an der Dreh­ welle jeweils oben und unten und die supraleitenden Körper an zwei Stellen an oberen und unteren Innenumfangsflächen des Ge­ häuses befestigt sein. Die äußere Umfangsfläche der Permanentma­ gneten sind konische Außenflächen oder konvexe Flächen, während die Innenumfangsflächen der jeweiligen supraleitenden Körper konische Innenflächen oder konkave Flächen sind. Bei dieser Aus­ führungsform kann die Drehwelle mit einer ausreichend großen radialen Kraft aber auch in Axialrichtung (Druckrichtung) gela­ gert werden. Die auftretenden anziehenden und abstoßenden Kräfte können der Pinningkraft zugeschrieben werden.

Magnetische Lager in der Form geregelter Lager sind seit einiger Zeit bekannt. Nachteilig bei geregelten Magnetlagern ist die Tatsache, daß diese Lager nicht eigenstabil sind, sondern durch eine Regelung stabilisiert werden müssen, die Sensoren, Leistungsstellglieder und eine aufwendige elektronische Schal­ tung oder einen Mikrorechner mit komplexer Software enthält. Solche Systeme sind störanfällig, kostenintensiv und haben häu­ fig Probleme mit der elektromagnetischen Verträglichkeit.

Zwar lassen sich sich aktive geregelte Komponenten mit Dauerma­ gneten zu hybriden Lageranordnungen kombinieren, um beispiels­ weise den Energieverbrauch für die Lagerung weiter einzuschrän­ ken. Es ist jedoch seit langem bekannt, daß eine stabile, unge­ regelte Lagerung eines Körpers nur mit Dauermagneten nicht mög­ lich ist. (Earnshaw, S.: On the Nature of Molecular Forces which regulate the Constitution of the Luminiferous Ether, Trans. of the Cambridge Philosophical Society, Bd. 7 (1842), S. 97 . . . 112). Somit muß stets mindestens eine Achse geregelt werden. Aus regelungstechnischen Gründen entkoppelt man vorteilhaft die ein­ zelnen Achsen, in dem man senkrecht aufeinander stehende Axial- und Radiallagerelemente aufbaut, was das Bauvolumen der Lagerung deutlich vergrößert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschrie­ bene magnetische Lagerung zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die La­ gerwirkfläche kegelstumpfförmig ausgebildet ist, und daß zum Einfrieren des Hochtemperatursupraleiters Statorteil sowie Ro­ torteil relativ zueinander bis zur gegenseitigen Anlage axial verschiebbar ausgebildet sind.

Stabile Lagerungen erhält man durch die Nutzung von Feldkräften, die entstehen, wenn man ein magnetisches Feld (Erregerfeld) an einen im supraleitenden Zustand befindlichen Supraleiter annä­ hert (feldfreie Abkühlung) oder den Supraleiter im magnetischen Feld abkühlt (Abkühlung unter Betriebsfeld). Berechnungen zei­ gen, daß man unter praxisnahen Verhältnissen besonders günstige Kraftdichten der Tragkraft und Steifigkeiten dann erhält, wenn man den Supraleiter im engen Kontakt mit der Erregeranordnung abkühlt (Abkühlung unter maximalem Feld) und dann die Erreger­ anordnung in die Betriebsposition abrückt.

Als Supraleiterwerkstoffe lassen sich besonders vorteilhaft die Hochtemperatursupraleiter (HTSL) nutzen, die bereits bei Kühlung mit flüssigem Stickstoff ausreichend große kritische Stromdich­ ten entwickeln. Eine Konfektionierung solcher Supraleiter in Form von Drähten oder Spulen ist nicht erforderlich sondern es genügt die Verwendung einfach herstellbarer Massivmaterialien, wie sie beispielsweise aus YBaCuO-Legierungen im Schmelztextu­ rierverfahren gewonnen werden. Je nach Wahl der Einfrierprozedur erzeugt der Supraleiter nur abstoßende Kräfte, abstoßende und anziehende Kräfte oder nur anziehende Kräfte.

Die erfindungsgemäße magnetische Lagerung ist kompakt und platz­ sparend und läßt sich mit anderen gleichen oder andersartigen Lagerelementen zu einer axial und radial stabilen und steifen Lagerung eines rotierenden Körpers kombinieren. Durch eine La­ gerwirkfläche in Form eines Kegelstumpfes erhält man sowohl eine radiale als auch eine axiale Tragkraftkomponente. Durch die Wahl des Öffnungswinkels des Kegels läßt sich das Verhältnis der bei­ den Komponenten zueinander an die Erfordernisse des Einsatzfal­ les anpassen. Die Kegelstruktur gestattet die Anwendung der Ein­ frierprozedur "maximum field frozen" mit ihrer günstigen Trag­ kraftkennlinie durch eine einfache axiale Verschiebung des La­ gerelementstators oder des Rotors und die gegenseitige Verspan­ nung von zwei Lagerelementen, was zu einer deutlich höheren La­ gersteifigkeit führt. Eine Kombination mit weiteren Elementen zur Verstärkung der Axialkraft- oder gegebenenfalls der Radial­ kraftkomponente ist problemlos möglich.

Die spezifische Tragkraft des Lagers und damit sein erforderli­ ches Bauvolumen hängt im wesentlichen von zwei Größen ab. Zum einen von der kritischen Stromdichte des Supraleiters, zum ande­ ren von der Größe des Erregerfeldes. Beide sollten so groß wie möglich sein. Während die kritische Stromdichte durch die Werk­ stofftechnologie gegeben ist, kann die Erregerfeldamplitude durch die Ausgestaltung mit Dauermagneten und Polschuhen deut­ lich gesteigert werden. Gleichzeitig werden durch die ferroma­ gnetischen Polschuhe die Toleranzen in der Remanenzinduktion der einzelnen Magnete ausgeglichen und eine gleichmäßige Induktions­ amplitude an der Wirkfläche des Lagers erzeugt. Dies ist eine Grundvoraussetzung für möglichst geringe Zusatzverluste. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Polschuhe besteht in ei­ ner Blechung in axialer Richtung, die Wirbelströme und damit Zusatzverluste unterdrückt, die wiederum durch Inhomogenitäten des HTSL Materials erzeugt werden.

Während des Kaltfahrens des Cryostaten ist der Rotor in einer definierten Position zu fixieren, bis der supraleitende Zustand erreicht ist. Hierzu kann vorteilhaft die zentrierende Wirkung der Kegelmantelfläche genutzt werden, indem die Lagerstatoren axial bis zum Anschlag verschoben werden. Diese Art der Ein­ frierprozedur unter Magnetfeld (Abkühlung unter maximalem Feld) führt beim Abrücken der Lagerstatoren zu Zugkräften, so daß bei­ de Lagerelemente gegeneinander verspannt werden können.

Durch eine entsprechend ausgebildete Anschlagkante kann hierbei eine exzentrische Verschiebung des Rotors in vertikaler Richtung erreicht werden, so daß die exzentrische Auslenkung gerade der statischen Einfederung des Rotors unter Eigengewicht entspricht. Im Betrieb würde der Rotororbit dann die geometrische Mitte des Lagers als Mittelpunkt haben.

Da der roterende Teil des Lagers sinnvollerweise die Dauermagne­ te zum Aufbau des Erregerfeldes trägt, sind diese gegen die Fliehkraftbeanspruchung zu stabilisieren. Dies ist mit Hilfe einer formschlüssigen axialen Verspannung der Erregeranordnung oder durch eine Bandagierung der Magnete mit hochsteifen Faser­ verbundwerkstoffen möglich.

Auch die Kombination des supraleitenden Lagers mit einem weite­ ren Lager auf der Basis von Permanentmagneten (abstoßend oder anziehend) ist möglich und führt zu weiteren Platz- und Kosten­ einsparungen.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprü­ che und werden mit weiteren Vorteilen der Erfindung anhand eini­ ger Ausführungsbeispiele näher erläutert.

In der Zeichnung sind einige als Beispiele dienende Ausführungs­ formen der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine magnetische Lagerung im Längsschnitt;

Fig. 2 im Längsschnitt den Rotorteil eines Magnetlagers;

Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform in einer Dar­ stellung gemäß Fig. 2;

Fig. 4 eine abgewandelte Ausführungsform in einer Dar­ stellung gemäß Fig. 3;

Fig. 5 im Längsschnitt eine den Rotor bildende Welle, die in zwei Magnetlagern gelagert ist, deren Sta­ torteile gegenüber dem Rotor axial gegensinnig verschiebbar sind;

Fig. 6 Darstellung gemäß Fig. 5, wobei jedoch der Rotor gegenüber den ortsfest angeordneten Statorteilen der beiden Magnetlager axial verschiebbar ist;

Fig. 7 den Statorteil eines Magnetlagers im Längs­ schnitt;

Fig. 8 einen Querschnitt gemäß der Linie A-B in Fig. 7;

Fig. 9 eine Ausführungsform gemäß Fig. 6 mit einem zu­ sätzlichen Axiallager und einem mit dem Rotor verbundenen Turbinenlaufrad;

Fig. 10 eine abgewandelte Ausführungsform in einer Dar­ stellung gemäß Fig. 6 und

Fig. 11 eine abgewandelte Ausführungsform in perspekti­ vischer Darstellung.

Fig. 1 zeigt eine an dem einen Ende eines Rotors 12 vorgesehene magnetische Lagerung dieses Rotors in einem nicht näher darge­ stellten Stator. Schematisch dargestellt ist ein Magnetlager 11, das einen Statorteil 11a und einen hierzu in Betriebsstellung koaxial berührungslos angeordnetes Rotorteil 11b aufweist.

Der Statorteil 11a weist einen massiven Hochtemperatursupralei­ ter 1 auf, der als flußfixierendes Bauteil innerhalb eines Cryostaten 2 angeordnet ist. Im Rotorteil 11b sind Dauermagnete 3 zur Erzeugung eines multipolaren Erregerfeldes angeordnet. Die Wirkfläche des Lagers ist in Form eines Kegelstumpfmantels aus­ geführt, so daß das Magnetlager 11 gleichzeitig Radial- und Axi­ alkräfte erzeugen kann, deren Verhältnis zueinander durch den Öffnungswinkel des Kegels einstellbar ist.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 setzt sich die Lagerwirk­ fläche des Rotorteils 11b zusammen aus mehreren axialmagneti­ schen Permanentmagnetscheiben 4 mit alternierender, parallel zur Lagerwirkfläche ausgerichteter Magnetisierung N, S und aus die Permanentmagnetscheiben 4 axial abdeckenden bzw. den Permanent­ magnetscheiben angeordneten scheibenförmigen Polschuhen 5.

Die Permanentmagnetscheiben 4 sind mit ihren gleichnamigen Polen zueinander angeordnet, so daß bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ein in Umfangsrichtung gleichförmiges, in axialer Richtung multipolares magnetisches Feld entsteht, während fertigungsbe­ dingte Inhomogenitäten der Dauermagnete 3 durch die Polschuhe 5 ausgeglichen werden.

Die Polschuhe 5 können aus hochfestem ferromagnetischen Materi­ al, insbesondere aus in axialer Richtung geblechtem ferromagne­ tischen Material, vorzugsweise Elektroblech, bestehen, so daß Wirbelströme in den Polschuhen 5 aufgrund fertigungsbedingter Inhomogenitäten der Hochtemperatursupraleiter weitgehend unter­ drückt werden.

Die Fig. 3 und 4 lassen erkennen, daß die die Lagerwirkfläche des Rotorteils 11b bildenden Bauteile 4, 5 axial verspannt sind. Vorgesehen sind hierfür ein Spannbolzen 13, auf den eine Spann­ mutter 14 geschraubt ist, die den Spanndruck über einen Preßring 15 auf den äußersten Polschuh 5 aufbringt.

Fig. 3 läßt erkennen, daß benachbarte Permanentmagnetscheiben 4 und Polschuhe 5 spiegelbildlich zu ihrer zentrischen Achse Z eine konisch komplementäre Querschnittsform aufweisen, wobei sich die Polschuhe 5 radial nach außen verbreitern. Die Bauele­ mente 4, 5 sind durch die axiale Verspannung gegen Fliehkräfte gesichert.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 sind die Permanentmagnet­ scheiben 4 auf ihrer Mantelfläche 7 mit einer Bandage 6 aus hochmoduligem Faserverbundwerkstoff, vorzugsweise Kohlefasern, gegen Fliehkräfte abgestützt. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Mantelfläche der Permanentmagnetscheiben 4 eine Konizität im Bereich der Selbsthemmung aufweist, und daß auf der Mantelfläche 7 der Permanentmagnetscheiben 4 die genannte Bandage 6 mit kom­ plementärer Innenkontur aufgepreßt ist.

Gemäß Fig. 5 ist der Rotor 12 in zwei sich axial gegenüberlie­ genden, hinsichtlich ihrer Kegelstumpfform spiegelbildlich zu­ einander ausgebildeten Magnetlagern 11 gelagert. Durch axiale Verschiebung der Statorteile 11a um einen Betrag S (siehe in Fig. 5 die gestrichelte Darstellung) wird eine Verspannung der Magnetlager zur Erhöhung der Steifigkeit möglich.

Fig. 6 zeigt ebenfalls einen Rotor 12, der in seinen beiden Endbereichen in einem Magnetlager zum Beispiel gemäß Fig. 1 gelagert ist. Der Rotor 12 ist gegenüber den ortsfest angeord­ neten Magnetlagern axial verschiebbar. Dies gibt die Möglich­ keit, die beiden Magnetlager 11 nacheinander abzukühlen und wäh­ rend des Kaltfahrens den Rotor 12 erst in dem einen, z. B. lin­ ken und dann in dem anderen, z. B. rechten Lagerelement im axia­ len und zentrierten Anschlag zu positionieren, so daß sich die günstigen Steifigkeitskennlinien für "Abkühlung unter maximalem Feld" (MFF) sowie eine axiale Verspannung nach der Abkühlung beider Lagerelemente einstellen läßt.

Um während der Einfrierprozedur dem Rotor 12 eine definierte exzentrische Position vorzugeben, ist es vorteilhaft, wenn eine den Rotor 12 umgreifende Wandung des Cryostaten 2 zumindest eine sich angenähert in Axialrichtung erstreckende Anschlagleiste 8 aufweist, die dem Rotor 12 bei seiner Axialverschiebung in den Statorteil 11a eine exzentrische Position verleiht, die der ne­ gativen statischen Einfederung des Rotors 12 unter Eigengewicht entspricht. Günstiger ist die Anordnung von zwei Anschlagleisten 8. In jedem Fall wird eine definierte exzentrische Position des Rotors vorgegeben, die der negativen statischen Einfederung des Rotors 12 unter Eigengewicht entspricht.

Zur Bildung eines zusätzlichen Axiallagers kann der Stator in einer axial außen liegenden Stirnwandung einen ringförmigen Ab­ schnitt 10 des Hochtemperatursupraleiters 1 aufweisen, dem ein aus Permanentmagneten zusammengesetzter Magnetring 9 zugeordnet ist, der in ein mit dem Rotor 12 in Rotationsverbindung stehen­ des Turbinenlaufrad 16 oder dergleichen integriert ist.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 10 ist nur die linke magne­ tische Lagerung als stabilisierendes Lager gemäß Fig. 1 aus ge­ bildet, während die rechte Lagerung mit abstoßenden oder aber anziehenden Permanentmagneten 17, 18 aufgebaut werden kann.

Fig. 11 zeigt einen Rotor 12 mit vertikaler Achse Z. Der Rotor 12 ist in der linken Darstellung a) in seiner Einfrierposition und in der rechten Darstellung b) in seiner Betriebsposition dargestellt.

Zum Einfrieren wird der Rotor 12 axial nach oben geschoben, bis der Rotorteil 11b am Statorteil 11a anliegt. Diese Axialver­ schiebung ist mit ΔZ angegeben. Die untere magnetische Lagerung weist in dieser Position den größten Spaltabstand a zwischen Statorteil 11a und Rotorteil 11b auf. In dieser Position des Rotors 12 werden beide Magnetlager 11 gleichzeitig kalt gefah­ ren. Dies ergibt in dem oberen Magnetlager ein "Einfrieren in der Maximal-Feld-Position" (Maximum Field Frozen = MFF), während sich im unteren Magnetlager ein Einfrieren in der Minimal-Feld- Position (Operational Field Frozen with Offset = OFFo) ergibt. Die Einfrierprozedur "Operational Field Freezing" kann mit oder ohne Verschiebung zur Betriebsposition (Offset) erfolgen.

Untersuchungen haben ergeben, daß Tragfähigkeiten und Steifig­ keiten der Magnetlager vom Einfrierverfahren und von der Lastrichtung abhängig sind. So können OFF-Lager sehr gut Druck­ kräfte aufnehmen, während MFF-Lager gute Eigenschaften bei der Zugbeanspruchung aufweisen. Durch das bei der Ausführungsform gemäß Fig. 11 durchgeführte Einfrierverfahren erreicht man eine Kompensation der statischen Gewichtskraft und damit eine vor­ teilhafte Optimierung der Tragfähigkeit der magnetischen Lage­ rung. Gibt man nämlich den sich in der Position der Fig. 11a befindlichen Rotor 12 nach dem Kaltfahren frei, wird infolge der Gewichtskräfte das obere Magnetlager auf Zug und das untere Ma­ gnetlager auf Druck belastet, was zu einer optimalen Tragfähig­ keit und Steifigkeit führt.

Claims (13)

1. Magnetische Lagerung eines Rotors (12) in einem Stator, mit zumindest einem Magnetlager (11), das einen Statorteil (11a) und einen hierzu in Betriebsstellung koaxial berüh­ rungslos angeordneten Rotorteil (11b) aufweist, dessen La­ gerwirkfläche sich zusammensetzt aus zumindest zwei axial magnetisierten Permanentmagnetscheiben (4) mit alternieren­ der, parallel zur Lagerwirkfläche ausgerichteter Magneti­ sierung (N, S) und aus die Permanentmagnetscheiben (4) axi­ al abdeckenden bzw. zwischen den Permanentmagnetscheiben (4) angeordneten scheibenförmigen Polschuhen (5), während der Statorteil (11a) einen Hochtemperatursupraleiter (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerwirkfläche kegelstumpfförmig ausgebildet ist, und daß zum Einfrieren des Hochtemperatursupraleiters (1) Statorteil (11a) sowie Rotorteil (11b) relativ zueinander bis zur gegenseitigen Anlage axial verschiebbar ausgebildet sind.

2. Magnetische Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß massive Hochtemperatursupraleiter (1) als fluß­ fixierendes Bauteil innerhalb eines Cryostaten (2) angeord­ net sind.

3. Magnetische Lagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die die Lagerwirkflächen des Rotorteils (11b) bildenden Bauteile (4, 5) axial verspannt sind. (Fig. 3).

4. Magnetische Lagerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß benachbarte Permanentmagnetscheiben (4) und Pol­ schuhe (5) spiegelbildlich zu ihrer zentrischen Achse (Z) eine konisch komplementäre Querschnittsform aufweisen, wo­ bei sich die Polschuhe (5) radial nach außen verbreitern. (Fig. 3).

5. Magnetische Lagerung nach Anspruch 1, 2 oder J, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnetscheiben (4) auf ihrer Mantelfläche (7) mit einer Bandage (6) aus hochmodu­ ligem Faserverbundwerkstoff gegen Fliehkräfte abgestützt sind. (Fig. 4).

6. Magnetische Lagerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Mantelfläche (7) der Permanentmagnetscheiben (4) eine Konizität im Bereich der Selbsthemmung aufweist, und daß auf dieser Mantelfläche (7) die genannte Bandage (6) mit komplementärer Innenkontur aufgepreßt ist.

7. Magnetische Lagerung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Polschuhe (5) aus hochfestem ferromagnetischem Material bestehen.

8. Magnetische Lagerung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Polschuhe (5) aus in axialer Richtung geblechtem ferromagnetischem Material be­ stehen.

9. Magnetische Lagerung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Rotor (12) um­ greifende Wandung des Cryostaten (2) zumindest eine sich angenähert in Axialrichtung erstreckende Anschlagleiste (8) aufweist, die dem Rotor (12) bei seiner Axialverschiebung in den Statorteil (11a) eine exzentrische Position ver­ leiht, die der negativen statischen Einfederung des Rotors (12) unter Eigengewicht entspricht. (Fig. 7 und 8).

10. Magnetische Lagerung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung eines zusätz­ lichen Axiallagers der Statorteil (11a) in einer axial au­ ßen liegenden Stirnwandung einen ringförmigen Abschnitt (10) des Hochtemperatursupraleiters (1) aufweist, dem ein aus Permanentmagneten zusammengesetzter Magnetring (9) zu­ geordnet ist, der in ein mit dem Rotor (12) in Rotations­ verbindung stehendes Turbinenlaufrad (16) oder dergleichen integriert ist. (Fig. 9).

11. Magnetische Lagerung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (12) in zwei sich axial gegenüberliegenden, hinsichtlich ihrer Kegel­ stumpfform spiegelbildlich zueinander ausgebildeten Magnet­ lagern (11) gelagert ist. (Fig. 5, 6 und 9).

12. Verfahren zum Einbringen des Rotors in seine Betriebsstel­ lung bei Verwendung einer magnetischen Doppellagerung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst das eine der beiden Magnetlager und anschließend das andere Magnetlager abgekühlt werden,
daß während des Kaltfahrens der Rotor zuerst mit seinem einen Lagerabschnitt bis zum Anschlag in das eine Magnet­ lager verschoben und anschließend bis zum Anschlag in das andere Magnetlager verschoben wird, und
daß nach der Abkühlung beider Magnetlager eine axiale Ver­ spannung der beiden wirksamen Lagerabschnitte des Rotors erfolgt.

13. Verfahren zum Einbringen des Rotors in seine Betriebsstel­ lung bei Verwendung einer magnetischen Doppellagerung gemäß Anspruch 9, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Ro­ tors mit vertikaler Achse, der nach oben in das obere Ma­ gnetlager bis zur Anlage des Rotorteils an dessen Stator­ teil geschoben wird, worauf beide Magnetlager gleichzeitig kalt gefahren und anschließend der Rotor freigegeben wer­ den. (Fig. 11).