DE4342582A1 - Magnet-Gaslager eines als Läufer eines Axialfeldmotors ausgebildeten schaftlosen Spinnrotors einer Offenend-Spinnmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Magnet-Gaslager mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.

Bei der Weiterentwicklung von Rotorspinnmaschinen kommt es neben einer Qualitätsverbesserung der erzeugten Garne vor allem auch darauf an, die Produktionsleistung zu erhöhen. Eine Schlüsselposition bezüglich der Produktionsleistungserhöhung nimmt dabei die Drehzahl des Spinnrotors ein. Aus diesem Grunde wurden verschiedenste Antriebs- und Lagervarianten für Spinnrotoren entwickelt, um Drehzahlen von deutlich über 100 U/min zu erreichen. Die Verminderung des Rotordurchmessers und seiner Masse sowie der Reibungsverluste gestattet nicht nur eine höhere Drehzahl, sondern auch eine reduzierte Energieaufnahme beim Antrieb.

Als besonders vorteilhaft in dieser Hinsicht können schaftlose Spinnrotoren eingestuft werden, die als Läufer eines Axialfeldmotors ausgebildet sind. Ein hierbei verwendetes kombiniertes Magnet-Gaslager sorgt für relativ geringe Reibungsverluste.

Ein zum Beispiel durch die DE 42 07 673 C1 bekannter Axialfeldmotor besitzt eine im Zentrum des Rotors und des Stators angeordnete Führungsmagnetkombination, die axiale und radiale Kräfte erzeugt und für eine sichere Führung des Spinnrotors sorgt. Durch ein der magnetischen Anziehungskraft entgegenwirkendes Gaspolster werden Rotor und Stator auf Abstand gehalten. Durch verschiedene Einflüsse, zum Beispiel Oberwellen des magnetischen Feldes, magnetische und mechanische Asymmetrien (Unwuchten) oder übertragene Maschinenvibrationen kann die Laufruhe des Rotors beeinträchtigt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Rotorlaufruhe in einem Magnet-Gaslager eines Axialfeldmotors zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß es nicht oder nur mit sehr hohem Aufwand möglich ist, Ursachen für das Entstehen von Schwingungen im Motor vollständig zu beseitigen. Zum Beispiel durch eine von der exakten Sinusform aufweichende Charakteristik des mit dem Rotor umlaufenden magnetischen Feldes entstehen sogenannte Oberwellen. Diese Oberwellen wirken auf den Rotor zurück und können wechselnde, vor allem tangential gerichtete Kräfte (Momente) erzeugen, die die Laufruhe des Rotors beeinträchtigen. Magnetische und mechanische Asymmetrien erzeugen im wesentlichen radial gerichtete Kräfte, die ebenso die Laufruhe des Rotors negativ beeinflussen. Durch die erfindungsgemäße Auflösung der starren und kompakten Struktur des Statorblockes durch mechanisches Abkoppeln der konzentrischen Magnetanordnung zur Erzeugung der Führungsmagnetfelder vom Statorring wird die voneinander unabhängige Schwingfähigkeit dieser Statorbestandteile erreicht. Dies wiederum führt zum einen dazu, daß die Eigenfrequenz dieser mechanisch entkoppelten Statorbestandteile deutlich über die auftretenden Schwingfrequenzen der Maschine heraufgesetzt wird. Vor allem wird aber erreicht, daß die einzelnen schwingfähigen Bauelemente unterschiedliche Eigenfrequenzen besitzen. So wird die Schwingbewegung des einen Bestandteiles nicht oder nur sehr unvollständig auf den anderen Bestandteil übertragen. Auf Grund der erhöhten Beweglichkeit können die zum Beispiel durch die Oberwellen hervorgerufenen Tangentialkräfte oder durch magnetische oder mechanische Asymmetrien erzeugte Radialkräfte zu einem solchen Teil statorseitig abgefangen werden, daß sich die resultierende Rotorschwingung deutlich reduziert. Ebenso übertragen sich Schwingungen der Maschine nicht auf die zentrische Führungsmagnetanordnung.

Da die Verbindungsmittel neben elastischen auch dämpfende Eigenschaften besitzen, wird ein "Aufschwingen" des Systemes unterbunden.

Die Erfindung ist durch die Merkmale der Ansprüche 2 bis 14 vorteilhaft weitergebildet.

Als sowohl elastische als auch dämpfende Eigenschaften besitzendes und kostengünstiges Material kann Gummi verwendet werden.

Insbesondere um zu vermeiden, daß sich Schwingungen der Spinnmaschine, die durch andere rotierende oder vibrierende Teile erzeugt werden, auf den Motor übertragen, ist vorteilhaft der Statorring ebenfalls durch eine mechanische Entkopplung bewirkende Verbindungsmittel mit einem ortsfesten Teil der Spinnmaschine verbunden. Um hierbei eine entsprechende Zentrierung zu anderen Teilen der Spinnbox, vor allem in den Spinnrotor selbst hineinragenden Teilen, wie Abzugsdüse und Faserzufuhrkanal, zu erreichen, sollte die Verbindung zu einem Teil der Spinnbox hergestellt werden, welches mit den oben genannten Teilen starr verbunden ist. Die Zentrierung ist so zu gestalten, daß eine optimale gegenseitige dynamische Ausrichtung der Teile im entspannten Zustand der die mechanische Entkopplung bewirkenden Verbindungsmittel gegeben ist.

Ausgehend davon, daß die magnetischen Felder der außenliegenden, achssymmetrischen Antriebsmagnete, die eine zeitlich und räumlich wechselnde Komponente aufweisen, die konstanten magnetischen Felder der Führungsmagneten beeinträchtigen, wenn diese Felder sich überlagern und eine asymmetrische Feldstärkeverteilung im Zentrum des Spinnrotors hervorrufen, ist für eine magnetische Entkopplung der Magnetflüsse zu sorgen. Eine Isolierschicht zwischen getrennten, die jeweiligen Magnetflüsse leitenden Jochen übernimmt dabei sowohl die Aufgabe der mechanischen als auch magnetischen Entkopplung.

Eine axiale Beabstandung der rotorseitigen Joche ist für die magnetische Entkopplung dann erforderlich, wenn auch das Joch für die Antriebsmagnete den mittleren Rotorbereich überdeckt. Diese Jochform verkürzt die Magnetflußlinien im Verhältnis zu einem nur ringförmigen Joch.

Der sich zwischen Statorring und Rotor aufgrund des Gleichgewichtes zwischen magnetischer Anziehung und Gaspolster ausbildende Luftspalt ist relativ schmal und liegt normalerweise im Bereich weniger 100stel Millimeter. Eine im Zentrum abgesetzte Lagerfläche gestattet es, die axiale Ausdehnung des Luftspaltes in diesem Bereich zu erhöhen. Dadurch wirken sich nicht nur thermisch bedingte Dimensionsänderungen sowie Verschmutzungen in diesem Bereich weniger aus, beziehungsweise können entsprechende Schäden vermieden werden, sondern es kann auch die durch die mechanische Entkopplung erhöhte Beweglichkeit der statorseitigen Führungsmagnete gegenüber dem Statorring voll genutzt werden, ohne daß dies zu Kontakten mit der gegenüberliegenden Lagerfläche mit der Folge von Beschädigungen kommen kann.

Eine Integration der zur Erzeugung des Gaspolsters des Magnet-Gaslagers vorgesehenen Gaszuführung in die rotationssymmetrische Einheit auf der Statorseite ergibt eine Anordnung der Austrittsöffnungen in einem größeren Abstand zur gegenüberliegenden Lagerfläche, als er bei Anordnung in einer Ebene mit dem Hauptteil der Lagerfläche gegeben wäre. Damit ist eine Gefahr der Beschädigung dieser Austrittsöffnungen nicht mehr vorhanden, da selbst nach einem direkten Kontakt der gegenüberliegenden Lagerflächen im Hauptteil der Lagerung die Austrittsöffnungen noch immer durch einen Luftspalt von ihrer gegenüberliegenden Lagerfläche getrennt wären.

Um zu sichern, daß das aus den Austrittsöffnungen austretende Druckgas in vollem Umfang radial nach außen abströmen kann, um das im Bereich des Hauptteiles der Lagerfläche erforderliche Gaspolster zu erzeugen, muß im Bereich der rotationssymmetrischen Einheit eine Abdichtung vorhanden sein, die ein ungewolltes axiales Abströmen des Druckgases in diesem Bereich verhindert. Vorteilhaft kann diese Funktion unmittelbar von den Verbindungsmitteln zwischen den Baueinheiten übernommen werden.

Um Beschädigungen im Bereich des radialen Ringspaltes der abgesetzten Lagerfläche im Falle des mechanischen Kontaktes bei einer radialen Rotorauslenkung oder auch Schwingungen des Statorringes zu vermeiden, ist es von Vorteil, hier verschleißfeste Anlaufsicherheitsflächen vorzusehen. Für diesen Fall ist es auch nicht mehr notwendig, wie beim Stand der Technik Anlaufsicherheitsflächen am Außenumfang des Rotors vorzusehen.

Ist die die statorseitige konzentrische Magnetanordnung enthaltende rotationssymmetrische Einheit mit einem ortsfesten Teil der Spinnmaschine verbunden, wird dieses entsprechend zentriert. Auf dieses Teil werden durch die mechanische Entkopplung des Statorringes Schwingungen desselben nicht oder nur in einem sehr geringen Umfang übertragen. Dadurch behält diese rotationssymmetrische Einheit eine stabile zentrale Position. Dadurch nehmen auch die Führungsmagnetfelder an diesen Schwingungen nicht teil. Die Folge davon ist wiederum eine stabile Einhaltung der Rotorposition während seiner Rotation.

Die Verbindung zwischen der rotationssymmetrischen Einheit und dem ortsfesten Teil der Spinnmaschine ist jedoch auch in diesem Falle vorteilhaft durch eine mechanische Entkopplung bewirkende Verbindungsmittel gebildet. Auf diese Weise werden in der Spinnmaschine auftretende Schwingungen abgekoppelt.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Axialfeldmotor, wobei rotor- und statorseitig die Führungsmagnetanordnungen in Trägerschichten eingebettet sind, die eine mechanische und magnetische Entkopplung von den umgebenden Teilen bewirken,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines Axialfeldmotors in einer Variante der Erfindung mit abgesetzter Lagerfläche und mechanischer Entkopplung zwischen Statorring und auch die Gasversorgung umfassender zentraler rotationssymmetrischer Einheit,

Fig. 3 eine Schnittdarstellung eines Axialfeldmotors nach einer weiteren Variante der Erfindung, bei der der Statorring über eine mechanische Entkopplung bewirkende Verbindungsmittel ausschließlich mit der zentralen rotationssymmetrischen Einheit verbunden ist und

Fig. 4 einen Schnitt A-A aus Fig. 3.

Wesentliche Bauelemente des Axialfeldmotors sind der Spinnrotor 1 und der Stator 2. Hauptbestandteil des Spinnrotors 1 ist die Spinntasse 3, die eine umlaufende Fasersammelrinne 311 besitzt, in die aufgelöste Fasern eingespeist und unter Bildung eines Fadens durch die Drehung des Rotors wieder abgezogen werden. Faserzuführeinrichtung sowie die Abzugsdüse für den Faden sind aus Obersichtsgründen hier nicht dargestellt. Sie sind auch ohne Einfluß auf den Gegenstand vorliegender Erfindung.

In einer der Öffnung abgewandten Auskehlung des Rotorbodens 31 ist eine Führungsmagnetanordnung als separate rotationssymmetrische Einheit in eine elastische Trag- und Isoliermasse 6 eingebettet. Diese elastische Trag- und Isoliermasse 6 kann beispielsweise Gummi sein, der sowohl elastische als auch dämpfende Eigenschaften besitzt. Dadurch kann die Führungsmagnetanordnung in begrenztem Umfang unabhängig vom übrigen Rotor 1 selbst Schwingungen ausführen.

Die rotorseitige Führungsmagnetanordnung besitzt einen zentrischen Haltemagneten 9, der durch einen magnetisch isolierenden Isolierring 10 von einem konzentrisch angeordneten Magnetring 8 umgekehrter Polarität getrennt ist. Ein die Magnetanordnung überdeckendes Joch 7 dient der Führung des Magnetflusses in diesem Bereich.

Antriebsmagnete, die beispielhaft aus segmentförmigen, achssymmetrischen Magnetplatten 4 und 41 abwechselnder Polarität bestehen, sind über den ebenfalls als Joch wirkenden Rotorboden 3′ miteinander verbunden. Dazu muß zumindest der Rotorboden 3′ aus einem magnetisch leitenden Material bestehen. Eine Magnettrage- und Deckschicht 5 bildet die rotorseitige Lagerfläche.

Der Stator 2 ist durch einen Luftspalt 11 von dieser rotorseitigen Lagerfläche beabstandet. Dieser Luftspalt ergibt sich bei einem Gleichgewicht zwischen magnetischer Anziehung und dem Gaspolster und beträgt wenige 100stel Millimeter.

Der die Bewicklung 13 tragende Statorring 12 bildet für die Bewicklung den magnetischen Kern. Er ist über einen Gummipufferring 14 mit einem ortsfesten Maschinenteil 151 zum Beispiel der Spinnbox, verbunden. Dadurch wird dieser Statorring mechanisch von der Spinnbox beziehungsweise der Spinnmaschine abgekoppelt. Auf diese Weise werden Maschinenschwingungen nicht oder zumindest stark abgeschwächt auf den Statorring 12 und damit den Axialfeldmotor übertragen. Ebenso werden Schwingungen des Statorringes, die im Motor selbst entstehen, nicht oder zumindest stark abgeschwächt auf die Spinnmaschine übertragen.

Innerhalb des Statorringes 12 ist ein rotationssymmetrisches Zentralteil 16 angeordnet und mit dem Statorring 12 fest verbunden.

Das rotationssymmetrische Zentralteil 16 enthält eine Führungsmagnetanordnung, die in ihrer Dimensionierung der rotorseitigen Führungsmagnetordnung, entspricht. Sie besteht ebenso aus einem zentralen Haltemagneten 19 sowie einem durch einen Isolierring 18 beabstandeten und magnetisch isolierten Magnetring 17. Zur Führung des Magnetflusses dient auch hier ein scheibenförmiges Joch 20. Die Polung der einzelnen Magnete ist derart, daß sich immer entgegengesetzte Magnetpole gegenüberstehen, um die für das Magnet-Gaslager erforderliche Anziehungskraft zu erzeugen.

Die Führungsmagnetanordnung auf der Statorseite ist ebenfalls als separate rotationssymmetrische Einheit in eine Gummischicht 21 eingebettet und damit mechanisch von den umgebenden Teilen abgekoppelt. So werden Schwingungen im Bereich der Führungsmagnetanordnungen nicht auf die umgebenden Teile, und Schwingungen der umgebenden Teile nicht auf die Führungsmagnetanordnung übertragen. Durch die gleichzeitig elastische und dämpfende Wirkung der Gummischichten können die dadurch miteinander verbundenen Teile weitestgehend unabhängig voneinander schwingen. Durch die damit verbundene Erhöhung der Eigenfrequenz der schwingenden Teile, insbesondere der Führungsmagnetanordnungen, kann sich die deutlich darunterliegende Schwingfrequenz von Maschinenschwingungen nur extrem abgeschwächt übertragen. Auch ist es möglich, daß zum Beispiel durch die bereits erwähnten Oberwellen hervorgerufene Tangentialkräfte oder durch magnetische oder mechanische Asymmetrien erzeugte Radialkräfte sich nur auf den Statorring, jedoch nicht auf die Führungsmagnetanordnung übertragen. Auf diese Weise wird die ganz wesentlich durch die Führungsmagnetfelder geprägte Laufruhe des Rotors deutlich verbessert.

Das rotationssymmetrische Zentralteil 16 weist auch eine Gasversorgung auf, bei der eine ringförmige Anordnung von Gasdüsen 23 die Führungsmagnetanordnung umgibt. Die Austrittsöffnungen 23′ der Gasdüsen 23 sind im Bereich der Lagerfläche angeordnet, um das erforderliche Gaspolster zu erzeugen.

Die Gasdüsen 23 sind an einen Gasraum 22 angeschlossen, in den ein Gasanschlußstutzen 24 mündet. Der Gasanschlußstutzen 24 seinerseits ist über einen elastischen Gaszufuhrschlauch 25 mit einer hier nicht dargestellten zentralen Gasversorgungseinrichtung verbunden. Üblicherweise ist eine einzige Gasversorgungseinrichtung für die gesamte Maschine vorgesehen, wozu sich entsprechende Gaszufuhrkanäle über die gesamte Maschinenlänge erstrecken.

Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, ist das rotationssymmetrische Zentralteil 16 geringfügig von der übrigen Lagerfläche abgesetzt, wodurch sich ein gegenüber dem Luftspalt 11 größerer Luftspalt in diesem Bereich ergibt. Dies hat insbesondere den Vorteil, daß Schwingungen in diesem Bereich nicht zum Kontakt der gegenüberliegenden Lagerflächen mit der Folge von Beschädigungen führen.

Bei einer Variante der Erfindung, die in Fig. 2 dargestellt ist, ist die rotorseitige Lagerfläche in ihrem Zentralbereich deutlich abgesetzt und taucht in eine statorseitige Vertiefung ein. Auch hier ist als Hauptbestandteil des Spinnrotors 26 die Spinntasse 28 zu erkennen, die eine umlaufende Fasersammelrinne 28′′ besitzt. Die zentrale Führungsmagnetanordnung des Rotors 26 ist von einer Trag- und Isoliermasse 31 gehalten, wobei bei diesem Beispiel diese Trag- und Isoliermasse 31 lediglich magnetisch isolierende Eigenschaften besitzt. Die Führungsmagnetanordnung des Rotors 26 tritt als rotationssymmetrischer Körper aus der Magnettragschicht 30 des Rotors, die den wesentlichen Teil der Lagerfläche bildet, heraus. Auf eine mechanische Entkopplung dieser Führungsmagnetanordnung wurde hier verzichtet, da aufgrund der Lage der Führungsmagnetanordnung außerhalb des Hauptteiles der Lagerfläche möglicherweise durch die Elastizität von eine mechanische Entkopplung bewirkenden Verbindungsmitteln eine zusätzliche Schwingung entstehen könnte. Je nach Auswahl der Einbettungsmasse jedoch, insbesondere die dämpfenden Eigenschaften betreffend, ist jedoch auch bei diesem Beispiel eine rotorseitige mechanische Entkopplung nicht auszuschließen.

Auch der Rotor 26 besitzt Antriebsmagnete 29 und 29′, für die der Rotorboden 28′ ein Joch bildet. Die rotorseitige Führungsmagnetanordnung besteht aus einem zentrischen Haltemagneten 35 sowie einem durch einen Isolierring 34 von diesem isolierten Magnetring 33 und einem dazugehörigen Joch 32. Ein axialer Luftspalt 41 im Bereich der Führungsmagnetanordnungen ist deutlich größer als der Luftspalt 54 im Bereich des Statorringes 39. Der Statorring 39 ist von einer Bewicklung 38 umgeben.

Der Statorring 39 ist mittels eines Gummihalteringes 42 an einem ortsfesten Maschinenteil , vorzugsweise direkt der Spinnbox, befestigt. Dadurch wird eine Zentrierung zu den anderen Teilen der Spinnbox, die zum Beispiel in den Rotor 28 hineinragen, gewährleistet.

Mittels eines auf der Innenseite des Statorringes 39 angeordneten Gummihalteringes 44 ist ein rotationssymmetrisches Zentralteil 45 mit dem Statorring 39 verbunden.

Durch diese beiden Gummihalteringe 42 und 44 ist dieses rotationssymmetrische Zentralteil 45 doppelt von Schwingungen der Spinnbox beziehungsweise der Spinnmaschine abgekoppelt. Die elastischen und gleichzeitig dämpfenden Eigenschaften dieser Gummihalteringe gewährleisten dabei eine solch effektive Abkopplung, daß die genannten Schwingungen nahezu ohne Einfluß auf dieses rotationssymmetrische Zentralteil 45 bleiben.

Das rotationssymmetrische Zentralteil 45 weist eine Führungsmagnetanordnung auf, die aus einem zentrischen Haltemagneten 49, einem diesen umgebenden Isolierring 48 und einem an dessen Außenumfang angeordneten Magnetring 47 sowie einem gemeinsamen Joch 46 besteht. Gasdüsen 50 sind analog dem ersten Beispiel konzentrisch um die Führungsmagnetanordnung angeordnet, wobei deren Austrittsöffnungen 50′ vorteilhaft an der Oberseite des rotationssymmetrischen Zentralteiles 45 in den Luftspalt 41 austreten. Die Gasdüsen 50 sind an einen Gasraum 51 angeschlossen, der seinerseits über einen Gasanschlußstutzen 52 und einen elastischen Gaszufuhrschlauch 53 mit Druckgas versorgt wird.

Ein radialer Luftspalt 40, der aufgrund der abgesetzten Lagerung entsteht, wird von Anlaufsicherheitsflächen 36 und 37 begrenzt. Diese Anlaufsicherheitsflächen bestehen beispielsweise aus ringförmigen Keramikeinlagen, die eine hohe Standfestigkeit besitzen. Dadurch kann eine Rotorauslenkung unter Extrembedingungen begrenzt werden. Aus diesem Grunde ist eine den Umfang des Rotors 26 umgebende Anlaufsicherheitsfläche nicht erforderlich.

Der Luftspalt 41 ist so groß, daß trotz der elastischen Halterung des rotationssymmetrischen Zentralteiles 45 bei einer Lageänderung desselben ein Kontakt mit dem rotierenden Rotor 26 verhindert werden kann.

Auch bei diesem Beispiel ist die Masse der jeweils voneinander mechanisch entkoppelten Teile gegenüber einer kompakten Statorausführung mit der Folge der Erhöhung der Eigenfrequenz reduziert. Dementsprechend treten auch hier die bereits genannten Vorteile der Schwingungsunterdrückung aufgrund des hohen Frequenzabstandes zwischen Eigenfrequenz und Schwingungsfrequenz auf.

Bei einem dritten Beispiel, welches in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, ist ebenfalls eine abgesetzte Lagerung verwendet worden. Allerdings ist hier nicht, wie bei den vorangegangenen Beispielen, der Statorring 66 des Stators 56 an einem Maschinenteil angebracht, sondern das rotationssymmetrische Zentralteil 69 selbst. Dementsprechend ist der Statorring 66 doppelt von der Maschine mechanisch entkoppelt.

Der Spinnrotor 55 besteht im wesentlichen aus einer Spinntasse 57 mit einem Rotorboden 57′ und einer Rotorrille 57′′. Der Rotorboden 57′ bildet auch hier das Joch für Antriebsmagnete 58 und 58′. An dieser Stelle muß jedoch darauf hingewiesen werden daß es prinzipiell auch möglich ist, ein gesondertes Joch zwischen Spinntasse und Antriebsmagneten anzuordnen und die Spinntasse beispielsweise auch aus einem Material herzustellen, welches keine magnetischen Eigenschaften besitzt.

Eine Führungsmagnetanordnung des Spinnrotors 55 besteht hier aus einem zentrischen Haltemagneten 64, einem Isolierring 63, einem Magnetring 62 und einem gemeinsamen Joch 62. Diese Führungsmagnetanordnung ist in eine Trag- und Isoliermasse 60 eingebettet, die im wesentlichen magnetisch isolierende Eigenschaften besitzt. Auch hier ist eine Magnettragschicht 59 vorgesehen, die die rotorseitige Lagerfläche bildet.

Der Luftspalt 65 ist zwischen den Hauptteilen der Lagerflächen angeordnet und ist in seiner Dimension auch hier deutlich geringer als der axiale Luftspalt 78 im Zentrum des Axialfeldmotors. Ein radialer Luftspalt 77 wird analog dem vorangegangenen Beispiel durch zwei Anlaufsicherheitsflächen 75 und 76 begrenzt.

Auf der Seite des Stators 56 ist um den Statorring 66 eine Bewicklung 67 gelegt, deren Aufbau aus Fig. 4 deutlich erkennbar ist. Die Bewicklung 67 ist im wesentlichen in ein Laminat eingegossen. Die Bewicklung 67 besteht hier aus sechs getrennten und gleichmäßig auf den Statorring 66 verteilten Einzelwicklungen. Diese Einzelwicklungen werden nacheinander in Umlaufrichtung des Rotors 55 bestromt, wobei immer zwei gegenüberliegende Wicklungen gleichzeitig, jedoch mit unterschiedlicher Stromflußrichtung bestromt werden. Die dabei entstehenden wandernden Magnetfelder bewirken in den Antriebsmagneten 58 und 58′ ein Drehmoment. Auf diese Weise kann dieser Axialfeldmotor als Synchronmotor in an sich bekannter Weise betrieben werden.

Gummipufferringe 68 und 73 stellen die Verbindung zwischen dem rotationssymmetrischen Zentralteil und dem Statorring 66 her. Diese Gummipufferringe 68 und 73 werden durch Vulkanisieren mit den benachbarten Teilen verbunden. Dabei ist es für die hier vorliegende Erfindung an sich ohne Bedeutung, ob die Bewicklung 67 in Nuten des Statorringes 66 verlegt ist oder, wie dargestellt, auf einem glatten Statorring 66 aufgebracht ist. Dementsprechend kann die die Bewicklung 67 abdeckende Laminatschicht beschaffen sein. Die zeichnerische Darstellung der Begrenzung der beiden Gummipufferringe auf der Statorringseite soll in diese Richtung keinerlei Festlegung beinhalten.

Die insbesondere der Fig. 4 zu entnehmende Ausbildung des Stators 56 ist für vorliegende Erfindung keineswegs bindend. So ist die Erfindung im gleichen Umfange anwendbar, wenn die Wicklungen beispielsweise horizontal, das heißt, in einer zur Schnittdarstellung der Figur parallelen Ebene angeordnet sind.

Ebenso ist die Ausbildung des Statorringes 66 beziehungsweise der Statorringe 12 und 39 bei den ersten beiden Beispielen nicht auf eine kreisrunde Form festgelegt. Ausschlaggebend ist, daß es sich um ein geschlossenes Gebilde zur Erzeugung einer kreisenden EMK geeignet ist. Dafür kann beispielsweise auch die Form eines Vieleckes geeignet sein.

Ein tellerartiger Ansatz 70 des rotationssymmetrischen Zentralteiles 69 dient der Halterung dieses Zentralteiles 69. Durch einen Gummipufferring 71 wird eine Verbindung zu einem ortsfesten Maschinenteil 72 hergestellt, wobei über dieses Teil die Zentrierung des gesamten Motors erfolgt.

Eine Führungsmagnetanordnung besteht auch hier in analoger Weise aus einem zentrischen Haltemagneten 82, einem Isolierring 81 und einem Magnetring 80 sowie einer gemeinsamen Jochscheibe 79. Das rotationssymmetrische Zentralteil 69 weist die Druckgasversorgung für das Magnet-Gaslager auf. Diese besteht aus einer konzentrischen Anordnung von Druckgasdüsen 74. Die Anordnung der Austrittsöffnungen 74′ dieser Druckgasdüsen 74 ist besonders deutlich aus Fig. 4 zu erkennen. Die Druckgasdüsen 74 sind an einen Gasraum 83 angeschlossen, in den ein Gasanschlußstutzen 84 mündet. An den Gasanschlußstutzen 84 ist ein elastischer Gaszufuhrschlauch 85 angeschlossen, der die Verbindungen zu einer weiter oben bereits erwähnten zentralen Druckgasversorgung herstellt. Besonders hervorzuheben ist hier noch, daß bei diesem Beispiel die Lage des rotationssymmetrischen Zentralteiles 69 noch stärker fixiert ist als in den vorangegangenen Beispielen. Der Statorring 66 ist durch die doppelte Entkopplung von dem festen Maschinenteil 72 in seiner Bewegung deutlich weniger eingeschränkt. Auf diese Weise kann eine stabile Lage des rotationssymmetrischen Zentralteiles 69 und damit auch der Führungsmagnetanordnung erreicht werden, wodurch die Position des Rotors 55 in seiner Rotationsachse sehr gut fixiert werden kann. Durch Oberwellen auftretende Tangentialkräfte und durch magnetische oder mechanische Asymmetrien hervorgerufene Radialkräfte können hier durch den Statorring aufgenommen werden, der durch die mechanische Entkopplung vom rotationssymmetrischen Zentralteil 69 unabhängig von diesem schwingen kann und auch nicht durch eine direkte Verbindung zu einem festen Maschinenteil in seiner Bewegungsfreiheit eingeschränkt wird.

Anstelle der Verwendung von Permanentmagneten als Antriebsmagnete des Rotors ist es auch denkbar, ein Hysteresematerial einzusetzen und den Motor statt als Synchronmotor als Hysteresemotor zu betreiben. Damit soll zum Ausdruck gebracht werden, daß die Erfindung nicht auf die Verwendung von Permanentmagneten beschränkt ist. Vielmehr ist auch davon auszugehen, daß dieser Materialeinsatz ohne Auswirkungen auf den Effekt vorliegender Erfindung ist.

Claims (15)

1. Magnet-Gaslager eines als Läufer eines Axialfeldmotors ausgebildeten schaftlosen Spinnrotors einer Offenend-Spinnmaschine, das im wesentlichen aus einer rotorseitigen, der Rotoröffnung abgewandten Lagerfläche sowie einer gegenüberliegenden, durch einen Luftspalt beabstandeten statorseitigen Lagerfläche und Mitteln zum Leiten des Magnetflusses für Antriebs- und Führungsmagnetfelder besteht, wobei zur Erzeugung der Führungsmagnetfelder eine bezüglich der Rotorachse konzentrische Magnetanordnung vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die statorseitige konzentrische Magnetanordnung (17 bis 20; 46 bis 49; 79 bis 82) gegenüber dem diese umgebenden Statorring (12; 39; 66) eine separate rotationssymmetrische Einheit (17 bis 20; 45; 69) bildet, daß zwischen dieser rotationssymmetrischen Einheit und dem Statorring eine mechanische Entkopplung bewirkende Verbindungsmittel (21; 44; 68, 73) angeordnet sind und daß die Verbindungsmittel aus einem sowohl elastische als auch dämpfende Eigenschaften besitzenden Material bestehen.

2. Magnet-Gaslager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Verbindungsmittel (21; 44; 68, 73) Gummi ist.

3. Magnet-Gaslager nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Statorring (12; 39) mit einem ortsfesten Teil (15; 43) der Spinnmaschine durch eine mechanische Entkopplung bewirkende Verbindungsmittel (14; 42) verbunden ist.

4. Magnet-Gaslager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den rotorseitigen Mitteln (3′, 7; 28′, 32; 57′, 61) zum Leiten des Magnetflusses von Antriebs- und Führungsmagnetfeldern für das Entkoppeln der jeweiligen Magnetflüsse eine Sperrschicht (6; 31; 60) mit nichtmagnetischen Eigenschaften angeordnet ist.

5. Magnet-Gaslager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschicht (6) aus einem sowohl elastische als auch dämpfende Eigenschaften aufweisenden Material besteht.

6. Magnet-Gaslager nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zum Leiten des Magnetflusses jeweils Magnetpole eines Magnetflußsystemes verbindende Joche (3′, 7, 20; 28′, 32; 46; 57′, 61, 79) verwendet werden und daß die Magnetpole durch eine konzentrische Anordnung von Permanentmagneten (8, 9, 17, 19; 33, 35, 47, 49; 62, 64, 80, 82) zur Erzeugung der Führungsmagnetfelder und rotorseitig radial beabstandet in einem weiter außen liegenden Bereich des Spinnrotors (1; 26, 55) eine paarweise punktsymmetrische Anordnung von Permanentmagneten (4, 4′, 29, 29′, 58, 58′) zur Erzeugung der Antriebsmagnetfelder gebildet sind.

7. Magnet-Gaslager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die rotorseitigen Joche (3′, 7; 28′, 32; 57′, 61) konzentrisch zueinander liegend axial beabstandet sind.

8. Magnet-Gaslager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die rotorseitige konzentrische Magnetanordnung (32 bis 35; 61 bis 64) eine aus der Lagerfläche des Spinnrotors heraustretende rotationssymmetrische Einheit bildet und so bemessen ist, daß sie in eine durch abgesenkte Anbringung der die statorseitige konzentrische Magnetanordnung enthaltenden rotationssymmetrische Einheit (45; 69) im Statorring (39; 66) gebildete Vertiefung in der gegenüberliegenden statorseitigen Lagerfläche unter Einhaltung eines Luftspaltes (40, 41; 77, 78) in diesem Bereich eintauchen kann.

9. Magnet-Gaslager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die statorseitige, die konzentrische Magnetanordnung enthaltende rotationssymmetrische Einheit (45, 69) auch die zur Erzeugung des Gaspolsters des Magnet-Gaslagers vorgesehene Gaszuführung (50 bis 53; 74, 83 bis 85) mitumfaßt.

10. Magnet-Gaslager nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung in der statorseitigen Lagerfläche eine gegenüber der aus der rotorseitigen Lagerfläche heraustretenden rotationssymmetrischen Einheit größere axiale Ausdehnung besitzt.

11. Magnet-Gaslager nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der rotationssymmetrischen Einheit (45; 69) und dem Statorring (39; 66) eine eine pneumatische Abdichtung bewirkende Schicht (44; 73) vorhanden ist.

12. Magnet-Gaslager nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel (44; 73) selbst der eine eine pneumatische Abdichtung des mittleren Lagerbereiches bewirkende geschlossene Struktur besitzen.

13. Magnet-Gaslager nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet daß die radial durch einen konzentrischen Luftspalt (40; 77) beabstandeten Flächen zur Verwendung als Anlaufsicherheitsflächen (36, 37; 75, 76) verschleißfest ausgebildet sind.

14. Magnet-Gaslager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die die statorseitige konzentrische Magnetanordnung enthaltende rotationssymmetrische Einheit (69) mit einem ortsfesten Teil (72) der Spinnmaschine verbunden ist.

15. Magnet-Gaslager nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen der rotationssymmetrischen Einheit (69) und dem ortsfesten Teil (72) der Spinnmaschine durch eine mechanische Entkopplung bewirkende Verbindungsmittel (71) gebildet ist.