DE3000357A1

DE3000357A1 - Mechanisches hilfslager fuer magnetische lagerung

Info

Publication number: DE3000357A1
Application number: DE19803000357
Authority: DE
Inventors: Dr.h.c.Ing.(grad.) Willi 6333 Braunfels Becker
Original assignee: PFEIFFER VAKUUMTECHNIK; Arthur Pfeiffer Vakuumtechnik Wetzlar GmbH
Current assignee: PFEIFFER VAKUUMTECHNIK; Pfeiffer Vacuum Technology AG
Priority date: 1980-01-07
Filing date: 1980-01-07
Publication date: 1981-07-09
Also published as: DE3000357C2

Description

Mechanisches Hilfslager für magnetische Lagerung
zusatz zur Patentanmeldung P 28 25 551) Die Erfindung betrifft die Lagerung schnell-laufender Rotoren, die keine Schmiermittel enthält, insbesondere die mechanische, axiale Unterstützung eines Rotors, dessen 4 radiale Freiheitsgrade durch passive, magnetische Radiallager festgehalten werden.
Aus der deutschen Patentanmeldung Nr. 2825 551 ist eine fragneto-mechanische Hybridlagerung bekannt, bei der die 4 radialen Freiheitsgrade durch passive Magnetlager festgehalten werden. Der axiale Freiheitsgrad wird dabei mechanisch fixiert.
Dabei kann die axiale Lage des Rotors mit Hilfe einer Regelung so eingestellt werden, daß die axialen Kräfte des Rotors auf die mechanische Unterstützung, die durch die axiale Labilitt des radialen, passiven Magnetlagers bedingt sind, einen vorgegebenen Wert nicht übersteigen. Die Axiallagerkonstruktion besteht aus einer nicht-rotierenden ebenen Lauffläche und einer rotierenden konvex-gskrümmten Lauffläche. Steht die Rotationsachse senkrecht auf der ebenen Lauffläche, so wird dank der geringen Umfangsgeschwindigkeit der Lauffläche die Lagerreibung sehr klein gehalten. Bei geneigter Rotationsachse (z.ß. bei Präzession)entstehen Kräfte, die den Rotor in die senkrechte Lage zur ebenen Lauffläche zurückbringen sollen, ähnlich wie bei einem Spielkreisel.
LInreqelmäßigkeiten (z.E. Mikrofresstellen) im Material des m>chanischen Radiallagers, besonders an den Auflageflächen, oder Fertigungsmängel können eine Rückstellung des Rotors in die zentrale Lage erschweren. Durch diese Unregelmäßigkeiten an den Aflageflächen des Axiallagers können Kräfte auftreten, die den Rotor in Schwinqungen versetzen, die sich störend auf 1le axiale Regelung des Rotors auswirken.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Verbesserung des oben angeführten mechanischen Hilfslagers für Magnetlager dar. Mit einer geeigneten Vorrichtung sollen durch unvermeidliche mechanische Unregelmäßigkeiten im Material der axialen Auflageflächen oder durch Fertigungsfehler eventuell auftretende störende Schwingungen vermieden werden.
Die Aufgabe wird gelöst, indem gemäß Anspruch 1 zwischen der nicht-rotierenden Lauffläche und der rotierenden konvex-gekrümmten Lauffläche des Rotors ein frei-bewegliches Plättchen angebracht ist, das auf verschiedene Art und Weise gemäß den Ansprüchen 2 bis 5 zentriert, d.h. in die zentrale Lage zurückgeführt wird. Dieses Plättchen führt die durch die mechanischen Unregelmäßigkeiten im Material der axialen Auflageflächen oder durch Fertigungsfehler bedingten ruckartigen Bvwegungen aus, die sonst der Rotor ausführen und durch den er zum Schwingen angeregt würde.
Die Ausführungsbeispiele sind in den Abbildungen 1 bis 5 beschrieben. Danach erfolgt die Rückführung des Rotors durch folgende Vorrichtungen: Fig. 1 Rahmen durch horizontale Federn zentriert Fig. 2 Hülse, die Plättchen und Rotorzapfen umgibt Fig. 3 Plättchen mit Kalotte, in der der Rotor läuft Fig. 4 Radial-magnetisierte Magnetringe Fig. 5 Dauermagnetplättchen Fig. 1a zeigt im Schnitt und Fig. ib in Draufsicht den Rotor 1 mit dem Rotorzapfen 2 und dessen konvex-gekrümmter Lauffläche die auf einem frei-beueglichen Plättchen 4, das sich auf der nicht-rotierenden Fläche 5 befindet, läuft. Die Rückführung in die zentrale Lage erfolgt durch einen Rahmen 6, der seinerseits durch horizontal-angebrachte Federn 7 zentriert wird.
Fig. 2 zeigt eine Ausführung, bei der der Rotorzapfen 2 und das Plättchen 3 von einer Hülse 8 umgeben sind, die die Rückführung in die zentrale Lage bewirkt.
Nach Fig. 3 wird die Rückführung des Rotors 1 in die zentrale Lage durch eine Kalotte 9, in der die konvex-gekrümmte Fläche 3 des Rotorzapfens 2 läuft, bewirkt.
In Fig. 4 ist das Plättchen 4 von einem radial-magnetisierten, ringförmigen Dauermagneten 10 umgeben. Diesen umgibt ein entgogengesetzt radial-magnetisierter, ringförmigsr Dauermagnet 11. Die Rückführung in die zentrale Lage erfolgt durch die abstoßende Wirkung der beiden ringförmigen Magnete.
In Fig. 5 ist der Rotorzapfen 2 aus ferromagnetischem Material hergestellt und die Rückführung in die zentrale Lage erfolgt durch einen axial-magnetisierten Dauermagnet 12.

Claims

Pateansprücha 1. Lagerung eines Rotors, insbesondere nach Patentanmeldung Nr. 2825 551, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Rotorzapfen und fester Unterlage ein frei-bewegliches Plättchen angebracht ist, das mit einer Rückführung in die zentrale Lage versehen ist.
2. Lagerung eines Rotors nach Anspruch 1, dadurch gskennzeichnet, daß zur Rückführung in die zentrale Lage das Plättchen in einem Rahmsn geführt wird, der seinerseits durch senkrecht zur Achs angebrachte Federn zentriert wird.
3. Lagerung eines Rotors nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierung in der zentralen Lage durch eins Hülse, die das Plättchen und den Zapfen des Rotors radikal umgibt, gewährleistet wird.
4. Lagerung eines Rotors nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Rückführung'in die zentrale Lage eine Kalotte in der Mitte des Plättchens vorhanden ist, in der der Rotorzapfen läuft.
5. Lagerung eines Rotors nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführung in die zentrale Lage durch einen oder mehrere Dauermagnete erfolgt.