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Magnetlager Die Erfindung betrifft ein Magnetlager mit einml um eine
Rotationsachse drehbar gelagerten Rotor, einem ersten Ringmagneten, dessen Hauptebene
senlrecht zur Rotationsachse liegt, und einem ortsfesten Element, das einen zweiten
Ringmagneten trägt, der mit einem vorbestilrnten Abstand dem ersten Ring£nagneten
axial gegenüber koaxial und planparallel zu diesem ausgerichtet ist, so dass der
Rotor senkrecht zur Achse des ortsfesten Elementes durch die zwischen beiden Ringmagneten
wirkenden Kräfte gelagert ist.
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Die Erfindung betrifft also insbesondere ein berührungsfreies Magnetlager,
das insbesondere als oberes Lager stehender Lager für Vorrichtungen mit hohen Drehzahlen
geeignet ist.
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Hochtourige rotierende Vorrichtungen werden üblicherweise so ausgebildet,
dass sich der Rotor um eine senkrechte Rotationsachse dreht. Der Motor solcher hochtourig
drehender Vorrichtungen ist in der Regel so ausgebildet, dass dessen Rotor mit dem
Rotor der Vorrichtung fest verbunden ist, während der Stator des Motors mit dem
ortsfesten Element der Vorrichtung verbunden ist. Der Fuss des Rotors der Vorrichtung
ist in einem Drucklager in der Weise gelagert, dass am unteren Ende des Rotors ein
Achszapfen in einem ortsfesten Gleitlagerelement
gelagert ist.
Dieses Axiallager nirnm sowohl den axialen Lagerdruck, der durch das Gewicht des
Rotors entsteht, als auch die radial wirkenden Kräfte auf. Der Rotor wird von einem
Gehäuse umgeben und wird auf dein axial dem Drucklager gegenüberliegenden oberen
Ende durch das Magnet lager gelagert. Das Magnetlager ist bei den gebräuchlichen
Vorrichtungen aus zwei einander gegenüberliegenden Dauermagneten aufgebaut. Am ortsfesten
Gehäuse ist ein erster Ringmagnet befestigt. Ein zweiter Ringmagnet in Form eines
Dauermagneten ist am Kopf des Rotors befestigt. Beide Ringmagnete sind in axialer
Gegenüberstellung zueinander ausgerichtet und wirken radial als Feder. Der Nachteil
der bekannten Nagnetlager liegt für ultrahochtourige Vorrichtungen darin, dass sich
unter Wärmeeinwirkung und durch die Zentrifugaikräfte der Rotor ausdehnt, so dass
sich der Abstand zwischen den beiden Ringmagneten im Magnetlager verkleinert. Dadurch
werden Anziehungskräfte erzeugt, die den Rotor anheben und seine Rotation unterbinden.
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Wenn sich der Rotor andererseits zusannenæieht, wird durch die Abstandsveränderung
zwischen den beiden Lagermagneten die tagercharakteristik des Magnetlagers ebenfalls
ungünstig beeinflusst, so dass eine saubere Rotation kaum erhältlich ist.
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Insbesondere bei einer Gewichtsverminderung des Rotors tritt dann
das Problem des seitlichen Schlagens auf.
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Zur Aufhebung insbesondere der unerwünscht auftretenden Anziehungskräfte
zwischen beiden Lagermagneten ist für das zuvor beschriebene magnetische Kopflager
eine Ausbildung vorgeschlagen worden, bei der einer der Lagermagneten in einem Joch
angeordnet ist. Dieses magnetische Jochlager ist durch einen zylindrischen Abschnitt
gekennzeichnet, der über den Kopf des Rotors hinausragt und einen radial vorspringenden
Zahnkranz aus magnetischem Material trägt. Unter Ausbildung eines vorbestimmten
Abstandes ist oberhalb und
unterhalb des horizontalen Zahnkranzes
ein Doppeljoch ausgebildet. Zwischen diesem Joch ist ein Dauermagnet angeordnet.
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Der magnetische Fluss im Lager verläuft vom Joch über den Zahnkranz
zum Gegen joch, so dass dadurch ebenfalls die Wirkung einer radialen Feder für den
Zahnkranz bzw. den Rotor erzielt wird. Durch die Ausbildung des oberhalb und unterhalb
des Zahnkranzes liegenden Doppeljochs werden die axial wirkenden Anziehungskräfte
kompensiert.
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Dieses Jochlager erfordert jedoch eine grössere axiale Baullöhe als
das zuvor heschriebene einfache Magnetlager.
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Die aufwendigere Bauweise führt dazu, dass der erzielbare Grenzdrehzahlbereich
dennoch deutlich niedriger als für die einfachen 12 çletlager liegt. Je dünner man
den Zahnkranz am Yopf des Rotors ausbildet, desto schwieriger werden die auftretenden
Stabilisierungsprobleme. Ausserdem wird auch beim Jochlager das durch die mangelnde
Massllaltigkeit: des Rotors verursachte Problem auch nicht vollständig gelöst, da
durch jede Abmessungsanderung des Rotors das Kompensationsgleichgewicht gestört
wird.
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Zur Erhöhung des kritischen Drehzahlbereiches wäre folgende Ausbildung
des Lagers denkbar: Am Kopf des Rotors sind axial voneinander getrennt konzentrisch
und planparallel zueinander zwei Zahnkränze aus magnetischem Material befestigt.
Ein entsprechendes Innenzahnkranzpaar ist in Gegenüberstellung zurn Stirnzahnkranzpaar
des Rotors ortsfest arn Gehäuse befestigt. Das ortsfeste Zahnkranzpaar ist durch
einen Dauermagneten miteinander verbunden. Bei dieser Ausbildung wirken die Zähne
selbst als radiale Federn undlringen eine Anziehungskraft auf. Der Nachteil eines
solchen prinzipiell denkbaren System liegt jedoch darin, dass im Vergleich zum einfachen
Maynetlager unter Zugrundelegung gleicher radialer Federkonstanten wesentlich höhere
Schubkräfte zum Antrieb erforderlich sind. Im Grenzfall wird eine Rotation durch
die
zwischen den ortsfesten und den am Rotor befestigten Zähnen
wirkenden Anziehungskräfte sogar vollständig urterdrückt.
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Schliesslich ist ein Magnetiager bekannt, bei din ein ringförmiger
Dauermagnet auf einem zylindrischen Abschnitt auf dein koLorkopf befestigt ist.
Durch einen ausseren Schutzring wird der Ringmagnet mechanisch und geouletrisch
no sta- -bilisiert, dass er auch bei relativ hohen Drehzahlen eingesetzt werden
kann. Ortsfest an; Gehäuse der Vorrichtung it ein weiter ringförmiger Dauermagnet
in radialer Gegcnüb(-rstellung zulil Rotormagnetring angeordnet. Die zwischen den
Stirnseiten beider Ringmagnete wirkenden Abstossungskräfte wirken als radiale Lagerfeder.
Zur Erzielung optimaler Kenndaten für an Magnetlager ist jedoch erforderlich, dass
der Abstand zwischen beiden Lagermagneten möglichst klein gehalten wird.
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I)em steht bei der zuvor beschriebenen Ausbildung eines Nagnetlagers
jedoch der Schutzring entgegen. Ausserdem wird für den Aussenmagneten ein relativ
grosser Magnet benötigt, so dass die Kosten für ein solches Lager recht hoch sind
Angesichts dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein Magnetlager für ultrahohe Drehzahlen zu schaffen, das bei Einstellung einer
ausreichend hohen radialen Federkonstanten nur geringste Wider la qer- Schubkräfte
hervorruft, dessen Bremswirkung möglichst unabhängig von einer Abstandsänderung
zwischen den Lagermagneten ist und das trotz dieser verbesserten Kenndaten einfach
aufgebaut und billig herstellbar ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Magnetlager der eingangs beschriebenen
Art vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Durchmesser des ortsfest
gehalterten Ringmagneten deutlich verschieden vom Durchmesser des am Rotor gehalterten
Ringmagneten ist und dass beide Ringmagneten einander entgegengesetzte Polaritäten
aufweisen.
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Zusammengefasst schafft die Erfindung also ein Magnetlager mit zwei
axial einander gegenüberstehenden kreisringfrmigen Dauermagneten, wobei d&s
Lager einen Rotor in einem ortsfesten Element senkrecht zur Rotationsachse durch
die zwischen den beiden Ringmagneten wirkenden nugnetischen Kräfte stabilisiert.
Die beiden Ring1iagnete sind planparallel zueinander in axialem Abstand voneinander
senkrecht zur Rotationsachse ausgerichtet. Einer der beiden Ringmagneten ist am
Kopf des Rotors, der andere ortsfest an ortsfesten Gehäuse befestigt.
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Die Ringmagnete besitzen einen deutlich voneinander verschiedenen
Durek-nesser und weisen einander entgegengesetzte Polaritäten auf. Gegenüber bekannten
Magnetlagern weist dieses Magnetlager relativ zur radialen Federkonstanten eine
wesentlich venninderte Schubkraft am Widerlager auf.
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Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in
Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durdieine hochtourig drehende
Vorrichtung mit einem Lager nach einen Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 2
eine vergrösserte Teildarstellung eines Ausschnitts aus Fig. 1; Fig. 3 im Querschnitt
ein Lager der Erfindung; Fig. 4 im Querschnitt ein Lager nach dem Stand der Technik;
Fig. 5 Kennlinien für die in den Figuren 3 und 4 gezeigten Lager;
Fig.
6 im Querschnitt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Lagers dat Erfindung; Fig.
7 eine Darstellung zur Erläuterung der Wirkungsweise der Erf inÜ13ng; Fig. 8 ein
Diagramm zur Erlh.utcrung der Wirkungsweise der Erfindung; Fig. 9 Kennlinien für
verschicdene Ausführungsbeispiele der Erfindung und Fig. 10 weitere Kennlinien für
Auführungsbeispiele der Erfindung.
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In der Fig. 1 ist eine Vorrichtung g;zeigt, deren Rotor 1 horizontale
Stirnplatten 2 aufweist und der fest mit einen Rotor 3 eines Antriebsrnotors arn
Boden der unteren Stirnplatte 3 angeordnet ist. Die Bodenplatte 2 des Rotors 1 trägt
weiterhin zentral einen Achszapfen 5. Der Rotor 1 ist von einem ortsfesten Gehäuse
9 wageben. Fest am Fuss des Gehäuses 9 ist ein Stator 4 des Antriebsmotors und ein
Gleitlager 6 befestigt, das den Achszapfen 5 axial und radial lagert. Der Stator
4 wirkt mit dem Motorrotor 3 zusa1T'Jflen. Ein Dedrel 10 schliesst das Gehäuse 9
oben ab. Am Kopf des Rotors 1 und im oberen Bereich des Gehäuses 9 ist das Magnetlager
ausgebildet. In der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise ist das Magnet lager aus einem
ringförmigen Dauermagneten 7 auf dem Rotor 1 und einem am Gehäuse 9 befestigten
ringförmigen Dauermagneten 8 aufgebaut. Der Ringmagnet 7 liegt auf der oberen Stirnplatte
2 des Rotors 1 fest aussen um einen aufwärts ragenden zylindrischen Teil 26 herum
und wird seinerseits fest von einem Schutzring 20 eingeschlossen.
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Der zylindrische Teil 26 ist als Zarge fest an der Stirnplatte 2 des
Rotors 1 angeformt. Der ortsfeste Ringmagnet 8
ist an einem Halterungsring
27 befestigt. Der Ringmagnet 7 und der Ringmagnet 8 sind mit einem axialen Abstand
g voneinander angeordnet. Det Aesendurchmesser des Ringmagnsten 7 ist vorzugsweise
gleich oder praktisch gleich dem Innendutchmesser des Ringmngneten 8. Die Magneten
7 und 8 weisen einander catgegengesetzte Polaritäten auf. Sie sindalse so ausgebildet,
dass die gleichnamigen Eagnetpole beidet Ring@agneten einande ditele gegenüberliegen.
Der otor 1 kann durch den Motor 3,4 ultrahochtourig angetrieben werden.
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Dabei wird er radial dorch die Dauermagneten 7 und 8 gelagert.
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Die wesentlichen Elemente des Magnetlagers der Erfindung sind in der
Fig. 3 noch einwal schermtisch dargestellt und einem beloannten Hagnetlager in der
Fig. 4 gegenübergestellt.
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Es sei angenommen, dass der kleinere der beiden Ringmagneten der Fig.
3, also der Ringmagnet 7, den gleichen Durchmesser wie die Beidan Ringmagneten des
in Fig. 4 gezelgten Lagers haben. In der Fig. 5 sind die Kennlinien beider Lager
dargestellt. Dibei bedeutet kr die radiale Federkonstante in N/ma. Die Grösse kr
ist also jene Kraft, die entweder den unteren oder deii oberen ringmagneten bei
einer radialen Auslenkung um 1 mln in seine ursprüngliche Lage rückstellt.
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Je grösser der Wert für kr ist, um so berser ist das Ergebnis.
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Mit dem Symbol Ft ist die in N ausgedrückte Schubkraft, die zwischen
beiden Magneten wirkt, bezeichi1et. Diese Kraft ist in beiden i den Figuren 3 und
4 gezeigten Magnetlagern eine Anzichungskraft. Das Symbol ß ist durch die Gleichung
ß = Ft/kr definiert. Ft und entsprechend das Verhältnis ß sollen für ein Magnetlager
möglichst klein sein. In der Fig. 5 ist für die beiden Magnetlager der Figuren 3
und 4 der Verlauf der Kennlinien für kr, Ft und B als Funktion des Abstandes g zwischen
den beiden Magneten dargestellt. Die ausgezogen dargestellten Kurven sind die Kennlinien
für das Magnetlager nach den Stand der Technik, während die unterbrochen dargestellten
Kurven
die Kennlinien für das Magnetlager der Erfindung sind. Gegenüber dem bekannten Lager
sind beim Lager der Erfinduny also die Werte sowohl für kr als auch für Ft gegenüber
dem Lager nach dem Stand der Technik etwas niedriger, jedoch liegt der Leistungskoeffizient
ß wesentlich günstiger für das Lager der Erfindung. Die Absolutwerte für kr und
Ft können durch eine Erhöhung der Koerzitivkraft der Magnete erhöht werden. Beide
Grössen sind deni Quadrat der Koerzitivkraft proportional.
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Vorstehend ist der Fall beschrieben, dass die Ringmagnete in axialer
Richtung magnetisiert sind. Das gleiche Ergebnis wird jedoch auch für radiale Magnetisierung
der Ringinagneten (Fig. 6) erhalten.
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Die verschiedenen Faktoren für ein Magnetlager mit den in Fig. 7 gezeigten
Abmessungen sind unter Zugrundelegung eines Abstandes g von 4 min berechnet und
in der Tabelle 1 zusammengestellt.
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Tabelle 1 äquivalente kr Ft ß = Ft/Kr Spulenkombi- (N/mm) (N) (mm)
nationen (6000 Aw/cm) (2)-(3) 6 113 19 (2)-(4) 0,12 -50 -44,0 (1)-(3) -0,26 -36
14,0 (1)-(4) -0,23 13 -57 Gesamt 5,63 40 7,1 (1')-(3) -0,26 -36 14,0 (1'>-(4)
-0,23 13 - 5,7 Gesamt incl.21 5,14 17 3,3
In Fig. 7 kann der axial
magnetisierte Magnet durch einen äquivalenten Strom (1)-(4) ersetzt werden. Nach
der Formel von Biot-Savart kann die radial wirkende Kraft und die Schubkraft des
Magnetlagers als die zwischen den Kreisströmen (1)-(2) und (3)-(4) wirkende elektromagnetische
Kraft berechnet werden.
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Die radiale Kraftkomponente, die bei einer seitlichen Verschiebung
der beiden pulsen url 1 mm auftritt, ist der radialen Federkonstante kr äquivalent,
Die aufwärts und abwärts wirkende Schubkraft ist Ft. Die Tabelle 1 zeigt, ds der
Wert für kr im wesentlichen durch (2)-(3) bestimmt ist und der Wert für Ft in diesem
Fall ausgesprochen gross ist. Andererseits beeinflusst die Koribination (2)-(4)
oder (1)-(3) den Wert von kr nicht wesentlich , verschiebt jedoch Ft spürbar in
Richtung einer Abstossung. Die wirkenden Schubkräfte werden dadurch verringert.
Bei einer Korlbination (1)-(4)wird kein signifikant er Wert von Ft erhalten. Die
im Lager der Erfindung wirkende Schubkraft wird also durch (2)-(3) bestimmt, so
dass der Wert von kr dann ein Maximum annimmt1 wenn die Durchmesser von (2) und
(3) einander gleich sind. Wenn die Durchmesser von (2) und (3) dagegen verschieden
voneinander sind, wird der Wert für Ft zwischen (2) und (3) nicht wie der Wert kr
verkleinert, so dass insgesamt schlechtere daten erhalten werden.
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Es sei weiter angenommen, dass in der in Fig. 7 gezeigten Weise ein
magnetischer Zylinder 21, der dem in den Figuren 1 and 2 gezeigten Zylinder 26 entspricht,
eingefügt ist. Das Einfügen eines solchen magnetischen Zylinders 21 entspricht im
wesentlichen dem Fliessen eines Spiegelstromes (1') gegenüber dem Strom (1). Gleicherweise
können zu den Strömen (2), (3) und (4) Spiegelströme berücksichtigt werden wenn
man davon ausgeht, dass diese so weit entfernt liegen, dass sie vernachlässigt werden
können. In diesem Fall treten zusätzliche Kräfte zwischen (1')-(3) und (1')-(4)
auf, die dazu führen, dass die Schubkraft Ft insgesamt verringert wird.
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Ein Vergleich der in Tabelle 1 dargestellten Gesamtergebnisse einmal
mit und einmal ohne den Zylinder 21 zeigt, dass der Wert für kr um nur etwa 10 %
verringert wird, während die Kraft Ft auf einen Wert von mehr als die Hälfte verringert
wird. Die in der Tabelle 1 für einen Wert von g = 4 mm gezeigten Daten sind in der
Tabelle 8 als Funktion von g dargestellt. Der Figur kann die spürbare Verringerung
dos Faktors ß in Gegenwart des Zylinders 21 entnommen werden.
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Schliesslich sei der Fall betrachtet, dass ein magnetischer Zylinder
aussen um den Ringmagneten herum liegt. Der Zylinder liege also mit einem grösseren
Durchmesser ausserhalb der Spule (4). Dieser magnetische Zylinder sei statt des
Zylinders 21 (Fig. 7) vorgesehen. Der um die Spule (4) herum angeordnete magnetische
Zylinder entspricht also dem Ring 27 bzw. der Innenfläche dieses Ringes (Figuren
1 und 2). Dabei werden die in der Tabelle 2 dargestellten Ergebnisse erhalten.
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Tabelle 2 äquivalente kr Ft ß = Ft/Kr Spulenkombi- (N/mm) (N) (mm)
nationen (6000 Aw/cm) Gesamt 5,63 40 7,1 (1'>-(2) 0,12 -50 -440 (4'>-(1) 0,23
13 -57 Gesamt incl.
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Zylinder 5,52 3 0,55 Die Daten der Tabelle 2 zeigen, dass die Schubkraft
Ft weiter vermindert wird.
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Wenn weiterhin magnetische Zylinder sowohl mit einem kleineren
Durchmesser
auf der Innenseite des Ringmagneten als auch mit einan grösseren Durchmesser auf
der Aussenseite des Ringmagneten v<,.gcsehen sind, wenn also bei der in den Figuren
1. und 2 gezeigten Ausbildung der Erfindung magnetische Zylinder sowohl an der der
Ringhalterung 27 als auch an der dem Innenzylinder 26 entsprecherlden Stelle vorgesehen
sind, werden die in der Tabelle 3 gezeigten Daten erhalten. Die Schubkraft Ftt ist
negativ und abstossend, wobei gleichzeitig eine positive radiale Federkonstante
erhalten wird.
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Tabelle 3 aquivalente kr Ft n = Ft/Kr Spulenkombi- (N/mm) (N) (mm)
nationen (6000 Aw/cm) Gesamt 5,63 40 7,1 (1')-(3) -0»26 -36 140 (1')-(4) -0,23 13
-57 (4')-(2) 0,12 -50 -4t0 (4')-(1) -0,23 13 -57 Gesamt mit beiden Zylindern 5,03
-20 4,0 Das zuvor beschriebene Magnetlager, das in Druckrichtung abstossend ist
und in radialer Richtung eine positive Kraft komponente aufweist, ist seiner Art
nach vollkommen neu und eröffnet dem Gebiet der Magnetlager neue Anwendungen.
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In der vorstehenden Beschreibung ist der Hauptwert auf eine Verkleinerung
des Koeffizienten B gelegt. Im folgenden sei die Verringerung der Veränderung der
Schubkraft Ft durch Dehnung oder Kontraktion des Rotors betrachtet. Wenn der Koeffzient
a = dFt/dg oder das entsprechende differentiale
Verhältnis gross
ist, führt eine Ausdehnung oder ein Zusammenziehen des Rotors zu einer Änderung
der Schubkraft, so dass das Eusslager 5,6 des Rotors einer zusätzlichen, auf solche
änderungen zurückzuführenden Belastung ausgesetzt ist. Wenn diese Veränderung klein
ist, werden das Gewicht des Rotors und die magnetische Anziehungskraft des Motors
als Last vom Gleitlager aufgenommen. Wenn die Last die Veränderung nicht unterworfen
ist, wird der Rotor um so viel durch die Anziehung des Gleitlagers oder durch andere
Mittel aufwärts gezogen.
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Dadurch wird die Belastung des Druckgleitlagers vermindert und braucht
demzufolge dieses nur einfacher und leichter ausgelegt zu werden. Durch die Veränderung
in der Schubkraft neigt aber auch der Rotor aufgrund seiner geometrischen Ausdehnung
zum Springen. Um dies zu vermeiden, muss auch der Wert des Faktors a verkleinert
werden.
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Im Diagramm der Fig. 9 sind die Kennlinien für die radiale Federkonstante
kr und die Schubkraft Ft für die verschiedenen Ausbildungen der einander gegenüberliegesrcAen
Magnete des Magnetlagers mit gleichen Abmessungen dargestellt. In der Fig. 10 sind
die verschiedenen Werte für a und ß dargestellt, die aus dem Diagramm der Fig. 9
entsprechend den Kennlinien (a) bis (e) erhalten werden. Dabei haben die einzelnen
Kennlinien die folgende Bedeutung: (a) die Ausbildung nach dem Stand der Technik
gemäss Fig. 4; (b) die Ausbildung gemäss der Erfindung in dem in Fig. 3 gezeigten
Ausführungsbeispiel; (c) die Ausbildung eines Magnetlagers mit einem Zylinder 21
nach Fig. 7 an der inneren Peripherie; (d) die Ausbildung des Magnetlagers gemäss
der Erfindung mit einem magnetischen Zylinder 21 nach Fig. 7 aussen um den Dauermagneten
8 herum, also aussen um die Spule 4 herurn;
(e) die Ausbildung
des Magnetlagers in der in Fig. 7 gezeigten Form mit einem magnetischen Zylinder
21 sowohl aussen um den Dauermagneten 8 herum als auch innerhalb des Dauermagneten
7.
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Aus der Fig. 9 ist ersichtlich, dass bei der Ausbildung des Magnetlagers
gemäss der Erfindung der Wert Ft in der Reihenfolge der Ausbildungen (b), (c), (d)
und (e) vermindert werden kann, ohne dabei den Wert für kr wesentlich zu vermindern.
Insbesondere für die Ausbildungen entsprechend (c), (d) oder (e) ist die Abstossungskraft
in Richtung der axialen Schubkraft bei gleichzeitiger positiver Federkonstante in
radialer Richtung ausgebildet.
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Ausserdem geht aus der Fig. 10 hervor, dass durch die Ausbildung des
Magnetlagers der Erfindung eine deutliche Verringerung sowohl des Wertes für a als
auch des Wertes für ß gegenüber dem Magnetlager nach dem Stand der Technik möglich
ist.
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Bei Verwendung des Magnetlagers der Erfindung in hochtourigen Vorrichtungen
mit sich drehenden Teilen sind folgende Vorteile zu erzielen: (1) Selbst bei Verminderung
des Gewichts des Rotors wird beim Magnetlager der Erfindung, das durch einander
gegenüberliegende Magnete gekennzeichnet ist, ein Springen des Rotors trotz grosser
radialer Federkonstante verhindert.
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(2) Da die Bauhöhe 1 des Magnetlagers zwischen der oberen Oberfläche
des Stirnbleches des Rotors und der oberen Oberfläche des Magnetes verkürzt wird,
kann die kritische Tourenzahl des Rotors weiter erhöht werden.
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(3) Selbst bei Überschreitung des tolerierbaren Fehlers durch Ausdehnung
und Zusammenziehen des Rotors wird der
Widerlagerdruck des Lagers
nur geringfügig verändert.
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Bei der Auslegung des Rotors brauchen daher keine ergänzenden Bedingungen
beachtet zu werden. Die Belasturlg des Gleitlagers am Fuss des Rotors kann geringer
gehalten werden, wodurch auch die Abmessungen und das Gewicht der Vorrichtung vermindert
werden können.
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(4) Die Erfindung schafft ein Magnetlager mit positiver radialer Federkonstante
und einer abotossend wirkenden Schubkraft.
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(5) Durch die vorgenannten Vorteile können die Rotoren für hochtourig
drehende Vorrichtungen einfach ausgelegt werden.
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Insbesondere können die Vorrichtungen klein und leicht gebaut werden.
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Bei dem in den Figuren 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiel der Ereindung
ist der Durchmesser des Statormagnets grösser als der Durchmesser des Rotormagnets.
Die Vorteile der Erfindung werden jedoch in gleicher Weise erhalten, wenn umgekehrt
der Statormagnet einen kleineren Durchmesser als der Rotorlnagnet hat. Gleicherweise
kann der Statormagnet unter dem Rotormag neten angeordnet sein. Auch kann der Statormagnet
paarig ausgebildet sein, so dass einer der Statormagneten unter, der andere über
dem Rotormagnet angeordnet ist. Die Statormagneten können also den Rotormagneten
auch sandwichartig einschliessen.