Magnetlageranordnung Die Erfindung betrifft eine Magnetlageranordnung zur Lagerung eines Rotors einer Rotationsmaschine, umfassend ein als elektromagnetisches Lager ausgebildetes Lager, insbesondere Radiallager, wobei das Lager wenigstens einen Stator und ein auf dem Stator drehfest aufgebrachtes, aus mehreren ringför- migen Elementen ausgebildetes ferromagnetisches Paket um- fasst .

Rotoren von Rotationsmaschinen wie beispielsweise Gas- oder Dampfturbinen werden bislang überwiegend mittels hydrodynami- scher Geitlager gelagert. Aufgrund der hydrodynamischen Lagerung des Rotors kommt es zu hohen Reibungsverlusten und damit zu einer Reduzierung des Wirkungsgrades der Rotationsmaschine. Aus diesem Grund werden bei kleineren Rotationsmaschinen zunehmend Magnetlagerungen eingesetzt. Bei den Magnetlagerun- gen handelt es sich meist um elektromagnetische Lager. Grund ^¬ sätzlich bieten Magnetlager den großen Vorteil, dass sie im Wesentlichen eine reibungsfreie Lagerung des Rotors ermögli ^¬ chen und damit zu einer wesentlichen Wirkungsgradsteigerung beitragen. Darüber hinaus kann auf die Ölversorgung der Lager verzichtet werden, wodurch ein hoher konstruktiver Aufwand entfällt. Die ölfreie Lagerung bietet darüber hinaus insbe ^¬ sondere für Anwendungsfälle wo eine Brandlast zu vermeiden ist, große Vorteile. Einem Einsatz von Magnetlagern bei größeren Rotationsmaschinen steht allerdings die derzeit noch begrenzte Tragfähigkeit der Magnetlager entgegen. Um die Tragfähigkeit der Magnetlager zu erhöhen, ist mit den derzeit vorhandenen Werkstoffen, eine Vergrößerung der Wirkfläche, d.h. des Durchmessers und/oder der axialen Länge der Magnetlager notwendig. Eine solche Vergrößerung der Wirkfläche ist in vielen Fällen konstruktionsbedingt nicht möglich. Zudem würde eine solche Vergrößerung der Wirkfläche die Kosten für das elektromagne ^¬ tische Lager deutlich erhöhen.

Eine nicht vorveröffentlichte Anmeldung der Anmelderin sieht daher vor, das ferromagnetische Paket mit einem ferromagneti- sehen Material mit amorpher Struktur auszubilden. Diese ferromagnetischen Materialien werden auch als metallische Gläser bezeichnet. Im Gegensatz zu dem üblicherweise verwendeten Ma ^¬ terial aus einer Fe-Si-Legierung weisen metallische Gläser keine kristalline Struktur, sondern eine amorphe Struktur auf. Aufgrund ihrer amorphen Struktur besitzen metallische

Gläser eine sehr hohe Permeabilität, die deutlich über denen der Fe-Si-Bleche liegt. Die Permeabilität von metallischen Gläsern liegt bei etwa μ _Σ > 10.000 bis 500.000 und damit um den Faktor 5 - 10 über denen der Fe-Si-Werkstoffe . Darüber hinaus ist die elektrische Leitfähigkeit der metallischen

Gläser deutlich eingeschränkt gegenüber ferromagnetischen Metallen mit kristallinen Strukturen, sodass Wirbelströme zwischen den einzelnen ringförmigen Elementen (Blechen) nur bedingt fließen können. Aufgrund ihrer mechanischen Eigenschaf- ten, insbesondere der geringen Duktilität und des geringen

Wärmeausdehnungskoeffizienten eignen sich metallische Gläser jedoch nur bedingt für den Einsatz bei elektromagnetischen Lagern . Ausgehend vom zuvor beschriebenen Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu überwinden und eine Anwendung von ferro- magnetischem Material mit amorpher Struktur für eine Magnetlageranordnung zu ermöglichen.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung, die einzeln oder in Kombination miteinander einsetzbar sind, sind Gegenstand der Unteransprüche . Die erfindungsgemäße Magnetlageranordnung zur Lagerung eines Rotors einer Rotationsmaschine, umfassend ein als elektromag netisches Lager ausgebildetes Lager, insbesondere Radialla ^¬ ger, wobei das Lager wenigstens einen Stator und ein auf dem Stator drehfest aufgebrachtes, aus mehreren ringförmigen Ele menten ausgebildetes, ferromagnetisches Paket umfasst, zeich net sich dadurch aus, dass wenigstens ein ringförmiges Ele ^¬ ment aus einem ferromagnetischen Material mit kristalliner Struktur und wenigstens ein ringförmiges Element aus einem ferromagnetischen Material mit amorpher Struktur besteht.

Durch die Verwendung von ringförmigen Elementen aus ferromag netischen Material mit kristalliner Struktur und ringförmige Elementen mit ferromagnetischen Material mit amorpher Struktur (metallische Gläser) , können die Vorteile beider Materia lien genutzt und miteinander kombiniert werden. Somit lässt sich ein aus mehreren ringförmigen Elementen ausgebildetes ferromagnetisches Paket ausbilden, welches eine hohe Permea ^¬ bilität bei guten mechanischen Eigenschaften, insbesondere einer hinreichenden Duktilität, aufweist.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass mindestens eine der auf das ferromagnetische Paket einwirkenden Bean ^¬ spruchungen im Wesentlichen von den ringförmigen Elementen mit kristalliner Struktur aufgenommen werden. Unter Beanspru chungen sind hier allgemein Betriebs- und Sonderlasten zu verstehen, welche üblicherweise am elektromagnetischen Lager auftreten. Dies können beispielsweise Fliehkräfte, Magnet ^¬ kräfte, Montagekräfte, Querkontraktion, thermische Dehnung und Differenzdehnungen, SchrumpfSpannungen, Wirbelströme, Einwirkungen magnetischen Flusses, Erwärmungen oder nur in Sonderfällen z. B. Überdrehzahl, Anstreifen, Unwuchtkräfte, Temperaturüberschreitungen, Temperaturdifferenzen oder Anris se sein. Beanspruchungen sind in dieser Aufstellung also Kräfte (Momente) , Spannungen, Dehnungen, elektrische Effekte oder bestimmte Lastfälle. Diese Beanspruchungen, die norma ^¬ lerweise zu einem spröden Versagen der metallischen Gläser führen würden, und so einem Einsatz von metallischen Gläsern bei einer Magnetlageranordnung entgegenstehen würden, werden erfindungsgemäß von den ringförmigen Elementen aus dem ferro- magnetischen Material mit kristalliner Struktur aufgenommen. Hierdurch wird ein sprödes Versagen wirkungsvoll verhindert und der Einsatz von ferromagnetischem Material mit amorpher Struktur bei elektromagnetischen Lagern ermöglicht. Die ringförmigen Elemente aus den unterschiedlichen ferromagnetischen Materialien sind dabei entsprechend der auftretenden Belas ^¬ tungen auszulegen und entsprechend bei der konstruktiven Ausgestaltung des ferromagnetischen Paketes zu berücksichtigen und konstruktiv anzuordnen.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die mechanische Verbindung zwischen dem Rotor und dem ferromagnetischen Paket ausschließlich über die ringförmigen Elemente mit dem ferromagnetischen Material mit kristalliner Struktur hergestellt ist. Hierdurch ist sichergestellt, dass es beim Auf ^¬ ziehen des ferromagnetischen Paketes auf den Rotor oder bei einer Wärmedehnung des Rotors im Betrieb nicht zu einem sprö ^¬ den Versagen der ringförmigen Elemente mit amorpher Struktur kommt. Die Wärmedehnung und die mechanischen Belastungen werden über die ringförmigen Elemente mit ferromagnetischem Material mit kristalliner Struktur aufgenommen.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das ferro- magnetische Paket so ausgebildet ist, dass von außen auf das ferromagnetische Paket einwirkende mechanische Kräfte von den ringförmigen Elementen mit dem ferromagnetischen Material mit kristalliner Struktur aufgenommen werden. Von außen auf das ferromagnetische Paket einwirkende mechanische Kräfte treten insbesondere bei einem Anstreifen des ferromagnetischen Paketes am Stator auf. Das Anstreifen kann zu einem Versagen des ferromagnetischen Pakets führen, welches durch die genannte Maßnahme wirkungsvoll verhindert wird.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Verbindung zwischen den einzelnen ringförmigen Elementen stoffschlüssig, formschlüssig oder reibschlüssig erfolgt. Die Stoffschlüssige Verbindung kann beispielsweise mittels kleben oder durch eingießen erfolgen. Eine formschlüssige Verbindung kann beispielsweise durch sickenförmige Absätze in den ring ^¬ förmigen Elementen oder durch eingelassene Formelemente er- folgen.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die einzelnen ringförmigen Elemente unmittelbar, ohne eine zusätzliche Isolierschicht, aneinander anliegen. Durch die deutlich ein- geschränkte elektrische Leitfähigkeit des ferromagnetischen Materials mit amorpher Struktur, kann auf eine zusätzliche Isolierung zwischen den einzelnen ringförmigen Elementen verzichtet werden. Hierdurch reduziert sich der Fertigungsauf ^¬ wand erheblich und die Kosten werden deutlich reduziert. Die Wirbelströme zwischen den einzelnen ringförmigen Elementen sind trotz der fehlender Isolierung sehr gering.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt:

- Figur 1: einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Magnetlageranordnung;

- Figur 2: einen Radialschnitt durch die in Figur 1 ge- zeigte Magnetlageranordnung;

- Figur 3: ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen ferromagnetischen Paketes im Axialschnitt;

- Figur 4: ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfin ^¬ dungsgemäßen ferromagnetischen Paketes im Axialschnitt; und

- Figur 5: ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfin ^¬ dungsgemäßen ferromagnetischen Paketes im Axialschnitt.

Gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile sind in den Figuren mit den selben Bezugsziffern versehen. Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich. Figur 1 zeigt einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Magnetlageranordnung 1. Die Magnetlageranordnung 1 dient zur Lagerung eines Rotors 2 einer nicht näher dargestellten Rotationsmaschine. Der Rotor 2 dreht sich um eine Drehachse, wel- che die axiale Richtung der Magnetlageranordnung 1 definiert. Eine Radialrichtung verläuft durch die Drehachse und ist rechtwinklig zur axialen Richtung ausgebildet. Eine Umfangs- richtung der Magnetlageranordnung 1 wird umlaufend um die Drehachse definiert. Die Radialrichtung ist senkrecht zur axialen Richtung und zur Umfangsrichtung .

Die Magnetlageranordnung 1 umfasst ein als elektromagneti ^¬ sches Lager ausgebildetes Radiallager 3. Das Radiallager 3 weist einen drehfest in einem Gehäuse, vorzugsweise einem La- gergehäuse, befestigten Stator 4 und ein auf dem Rotor 2 drehfest befestigtes ferromagnetisches Paket 5 auf. Das fer- romagnetische Paket 5 weist einzelne ringförmige Elemente 6,7 auf. Wenigstens ein ringförmiges Element 6 besteht aus einem ferromagnetischen Material mit kristalliner Struktur, bei- spielsweise einer Fe-Si-Legierung . Wenigstens ein weiteres ringförmiges Element 7 besteht aus einem ferromagnetischen Material mit amorpher Struktur (metallische Gläser) . Aufgrund ihrer amorphen Struktur weisen metallische Gläser eine sehr hohe Permeabilität auf. Hierdurch wird die Tragfähigkeit es elektromagnetischen Lagers 3 gegenüber herkömmlichen Magnetlagern deutlich erhöht. Durch die höhere Tragfähigkeit kann die Magnetlageranordnung 1 erstmals auch zur Lagerung von sehr großen Rotoren, wie sie beispielsweise bei großen Gas- und Dampfturbinen beispielsweise im Kraftwerksbau oder bei großen Generatoren vorhanden sind, aufgenommen werden. Darüber hinaus ist die elektrische Leitfähigkeit der metallischen Gläser deutlich eingeschränkt, sodass Wirbelströme zwischen den einzelnen ringförmigen Elementen 6,7 des ferromagnetischen Pakets 5 nur sehr bedingt fließen können. Hierdurch ist es möglich, die einzelnen ringförmigen Elemente direkt und unmittelbar aneinander zu schichten, ohne eine Isolierung zwischen jedem einzelnen ringförmigen Element 6,7 vorzusehen. Aus diesem Grund kann die bislang notwendige aufwendige Her- Stellung der Pakete 5 mit jeweils einer dünnen Lackschicht zwischen den einzelnen ringförmigen Elementen 6,7 als Isolie rung entfallen. Hierdurch werden der Fertigungsaufwand und damit die Preise für die Magnetlageranordnung deutlich gesenkt .

Metallische Gläser haben eine geringe Duktilität und neigen daher zum spröden Versagen. Aus diesem Grund ist neben dem ringförmigen Element 6 aus einem ferromagnetischen Material mit kristalliner Struktur wenigstens ein weiteres ringförmiges Element 7 aus einem ferromagnetischen Material mit amorpher Struktur vorgesehen. Das bzw. die ringförmigen Elemente 6, welche aus ferromagnetischem Material mit kristalliner Struktur ausgebildet sind, dienen dazu, die einwirkende Bean spruchung auf das ferromagnetische Paket 5 im Wesentlichen aufzunehmen. Unter den einwirkenden Beanspruchungen sind sog Betriebs- als auch Sonderlasten zu verstehen. Betriebslasten sind beispielsweise Fliehkräfte, Magnetkräfte, Montagekräfte Querkontraktionen, thermische Dehnung und Differenzdehnungen SchrumpfSpannungen, Wirbelströme, Einwirkungen magnetischen Flusses oder Erwärmungen. Sonderlasten können beispielsweise durch Überdrehzahl, Anstreifen, Unwuchtkräfte, Temperaturüberschreitungen, Temperaturdifferenzen oder durch Anrisse entstehen. Als Beanspruchungen sind also Kräfte (Momente), Spannungen, Dehnungen, elektromagnetische Effekte oder be ^¬ stimmte Lastfälle zu verstehen. Diese Beanspruchungen werden im Wesentlichen von den ringförmigen Elementen mit kristalli ner Struktur 6 aufgenommen, sodass die Gefahr eines sprödes Versagens der ringförmigen Elemente 7 aus einem ferromagneti sehen Material mit amorpher Struktur weitgehend ausgeschlos ^¬ sen werden kann. Da die metallischen Gläser neben ihrer geringen Duktilität aber sehr bruchfest sind, können gewisse Beanspruchungen auch von den ringförmigen Elementen 7 aus ferromagnetischem Material mit amorpher Struktur aufgenommen werden. Beispielsweise ist es denkbar, dass die ringförmigen Elemente 7 aus ferromagnetischem Material mit amorpher Struk tur aufgrund ihrer hohen Festigkeit die Fliehkräfte, die wäh rend der Rotation des ferromagnetischen Paketes auf dieses einwirken, zu einem Großteil aufnehmen können.

Durch die Kombination von ringförmigen Elementen 6 aus ferro- magnetischem Material mit kristalliner Struktur und ringförmigen Elementen 7 aus ferromagnetischem Material mit amorpher Struktur kann das ferromagnetische Paket speziell an die ge ^¬ forderten Belastungen angepasst werden. Hierdurch lässt sich eine gegenüber herkömmlichen elektromagnetischen Lagern deut- lieh höhere Permeabilität und damit eine deutlich höhere

Tragfähigkeit des elektromagnetischen Lagers 3 erreichen und gleichzeitig die Gefahr eines spröden Versagens des elektro ^¬ magnetischen Lagers 3 wirkungsvoll verhindern. Durch die Kombination von ferromagnetischem Material mit kristalliner und amorpher Struktur ist somit erstmals der Einsatz von ferro- magnetischem Material mit amorpher Struktur bei einem elektromagnetischen Lager möglich.

Figur 2 zeigt einen Radialschnitt durch die Magnetlageranord- nung 1 nach Figur 1. Aus Figur 2 geht die Ausbildung des

Stators 4 deutlicher hervor. Im Stator 4 des als Radiallager 3 ausgebildeten elektromagnetischen Lagers sind Magnetspulen 8 derart angeordnet, dass die Magnetkräfte im Wesentlichen radial zum Rotor 2 wirken und ihn in seiner Position halten. Der Rotor 2 ist innerhalb des Stators 4 angeordnet. Grund ^¬ sätzlich ist auch eine Konstruktion möglich, bei dem der Rotor außen und der Stator innerhalb des Rotors angeordnet ist. Üblicherweise umfasst die Magnetlageranordnung 1 einen Posi ^¬ tionssensor, der die Position des Rotors 2 innerhalb der La- geranordnung 1 ermittelt und an eine Regelung übermittelt, welche den elektrischen Strom zur exakten Positionierung des Rotors 2 im Radiallager 3 regelt.

Figur 3 zeigt eine Detailansicht eines ferromagnetischen Pa- ketes 5 welches auf einem auf einem Rotor 2 angeordnet ist.

Das ferromagnetische Paket 5 umfasst mehrere ringförmige Ele ^¬ mente 7 aus einem ferromagnetischen Material mit amorpher Struktur, welche umgeben sind von einem ringförmigen Element 6 aus einem ferromagnetischen Material mit kristalliner Struktur. Ein solches ferromagnetisches Paket 5 kann bei ^¬ spielsweise durch eingießen der ringförmigen Elemente 7 aus ferromagnetischem Material mit amorpher Struktur in das fer- romagnetische Material mit kristalliner Struktur hergestellt werden. Dadurch, dass die ringförmigen Elemente 7 aus ferromagnetischem Material mit amorpher Struktur vollständig von einem ringförmigen Element 6 aus einem ferromagnetischen Material mit kristalliner Struktur umschlossen sind, ergibt sich ein besonders guter Schutz gegen äußere mechanische Ein Wirkungen, wie beispielsweise das Anstreifen des ferromagne- tischen Pakets 5 am Stator 4 der Magnetlageranordnung 1. Die ringförmigen Elemente 7 aus ferromagnetischem Material mit amorpher Struktur sorgen dabei für eine besonders hohe Permeabilität des ferromagnetischen Paketes 5. Hierdurch wird die Traglast des elektromagnetischen Lagers 3 gegenüber herkömmlichen elektromagnetischen Lagern deutlich gesteigert, ohne die normalerweise üblichen Nachteile von ferromagneti ^¬ schem Material mit amorpher Struktur in Kauf nehmen zu müssen. Die Figur 3 ist lediglich eine schematische und bei ^¬ spielhafte Darstellung. Die genaue Anzahl an ringförmigen Elementen 7 aus ferromagnetischem Material mit amorpher Struktur kann je nach Anwendungsfall variieren. Grundsätzlic ist es auch möglich, mehrere ringförmige Elemente 6 aus fer- romagnetischem Material mit kristalliner Struktur auszubilden, in denen dann jeweils ein oder mehrere ringförmige Ele ^¬ mente 7 aus einem ferromagnetischem Material mit amorpher Struktur eingelassen sind. Grundsätzlich ist es vorteilhaft, den Anteil aus ferromagnetischem Material mit kristalliner Struktur so gering wie möglich zu halten. Der Anteil sollte nur so hoch sein, dass alle äußeren mechanischen Belastungen sowie weitere auf das ferromagnetische Paket 5 einwirkende Beanspruchungen im Wesentlichen von den ringförmigen Elementen 6 mit kristalliner Struktur aufgenommen werden können. Hierdurch wird ein sprödes Versagen des ferromagnetischen Pa ketes 5 wirkungsvoll verhindert. Figur 4 zeigt eine Detailansicht eines weiteren Ausführungs ^¬ beispiels eines ferromagnetischen Paketes 5 welches auf einem Rotor 2 angeordnet ist. Das ferromagnetische Paket 5 besteht aus einer Vielzahl von dünnen ringförmigen Elementen 6,7 aus ferromagnetischem Material mit kristalliner und mit amorpher Struktur. Dabei wechseln sich jeweils ein ringförmiges Ele ^¬ ment 6 aus einem ferromagnetischen Material mit kristalliner Struktur und einem ringförmigen Element 7 aus ferromagneti ^¬ schem Material mit amorpher Struktur ab. Das ferromagnetische Paket 5 kann beispielsweise mittels kleben hergestellt wer ^¬ den. Auch eine formschlüssige Verbindung durch sickenförmige Absätze in den ringförmigen Elementen 6,7 oder durch eingelassene Formelemente ist denkbar. Die ringförmigen Elemente 6 aus dem ferromagnetischen Material mit kristalliner Struktur haben dabei einen kleineren innen und einen größeren Außendurchmesser, sodass sie radial nach innen und radial nach au ^¬ ßen etwas hervorstehen. Hierdurch werden die ringförmigen Elemente 7 aus dem ferromagnetischen Material mit amorpher Struktur gegen äußere mechanische Einwirkungen wirkungsvoll geschützt. Auch das Aufbringen des ferromagnetischen Pakets 5 auf den Rotor 2 ist wesentlich einfacher möglich, da die mechanische Verbindung zwischen dem Rotor 2 und dem ferromagne- tischem Paket 5 ausschließlich über die ringförmigen Elemente 7 mit dem ferromagnetischen Material mit kristalliner Struktur hergestellt werden. Beim Aufziehen des Paketes 5 wird da ^¬ durch ein sprödes Versagen wirkungsvoll verhindert. Auch Ver ^¬ sagen aufgrund von thermischen Ausdehnungen, insbesondere des Rotors 2 können durch die dargestellte Konstruktion wirkungs ^¬ voll verhindert werden. Aufgrund der sehr eingeschränkten elektrischen Leitfähigkeit der metallischen Gläser treten nur geringe Wirbelströme zwischen den einzelnen ringförmigen Elementen 6,7 auf, sodass diese unmittelbar aneinander geschichtet werden können, ohne dass eine spezielle Isolierung zwischen jedem einzelnen ringförmigen Element 6,7 vorzusehen ist. Aus diesem Grund kann auf eine aufwendige Lackierung verzichtet werden, wodurch sich der Fertigungsaufwand und da ^¬ mit der Preis für die Magnetlageranordnung reduziert. Neben der in axialer Richtung abwechselnden Anordnung von ringför- migen Elementen 6,7 mit einem ferromagnetischen Material mit kristalliner und amorpher Struktur ist es auch denkbar, mehrere ringförmige Elemente 7 aus Material mit amorpher Struk ^¬ tur und nur wenige ringförmige Elemente 6 aus ferromagneti- schem Material mit kristalliner Struktur anzuordnen. Je höher der Anteil an ringförmigen Elementen 7 mit ferromagnetischem Material mit amorpher Struktur ist, desto höher ist die Per ^¬ meabilität der Magnetlageranordnung und damit deren Tragfähigkeit. Die ringförmigen Elemente 6 aus ferromagnetischem Material mit kristalliner Struktur dienen im Wesentlichen dazu, die äußeren mechanischen Einwirkungen sowie die auf das ferromagnetische Paket 5 einwirkenden Beanspruchungen aufzu ^¬ nehmen .

Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines ferro- magnetischen Paketes 5. Das ferromagnetische Paket 5 besteht aus einem ringförmigen Element 7 aus einem ferromagnetischen Material mit amorpher Struktur. Am äußeren sowie am inneren Umfang des ringförmigen Elementes 7 sind ringförmige Elemente 6 aus ferromagnetischem Material mit kristalliner Struktur angeordnet. Diese dienen insbesondere dem Schutz gegen äußere mechanische Einwirkungen auf das ferromagnetische Paket 5. Darüber hinaus sind innerhalb des ringförmigen Elementes 7 aus ferromagnetischem Material mit amorpher Struktur weitere ringförmige Elemente 6 aus ferromagnetischem Material mit kristalliner Struktur angeordnet. Diese dienen zur weiteren Aufnahme von auf das ferromagnetische Paket 5 einwirkenden Beanspruchungen .

Die gezeigten Ausführungsbeispiele haben nur einige mögliche Anordnungen von ringförmigen Elementen aus ferromagnetischem Material mit kristalliner Struktur und amorpher Struktur zu einem ferromagnetischen Paket 5 gezeigt. Grundsätzlich ist eine Vielzahl von weiteren Anordnungen möglich, ohne den Erfindungsbereich zu verlassen. Allen Ausführungsbeispielen gemeinsam ist es, die Eigenschaften der ferromagnetischen Materialien mit kristalliner und amorpher Struktur in vorteilhafter Weise zu kombinieren. Insbesondere ist die erfindungsge- mäße Magnetlageranordnung derart ausgebildet, dass die ein ^¬ wirkenden Beanspruchungen im Wesentlichen von den ringförmigen Elementen mit kristalliner Struktur aufgenommen. Die weiter oben aufgeführten Beanspruchungen welche sowohl Betriebs- als auch Sonderlasten beinhalten sind dabei nicht abschlie ^¬ ßend zu verstehen, sondern beschreibt nur einige von mögli ^¬ chen auftretenden einwirkenden Beanspruchungen auf das ferro- magnetische Paket. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass durch eine Kombination von ringförmigen Elementen aus ferromagnetischem Material mit kristalliner Struktur und amorpher Struktur sich die Vorteile insbesondere die hohe Permeabilität von ferromagnetischem Ma ^¬ terial mit amorpher Struktur erstmals für den Einsatz bei Magnetlageranordnungen mit elektromagnetischen Lagern nutzen lässt, ohne die Gefahr eines spröden Versagens des ferromag- netischen Materials mit amorpher Struktur. Hierdurch können die elektromagnetischen Lager bei gleicher Traglast deutlich kleiner ausfallen oder es können bei gleicher Baugröße deut- lieh höhere Traglasten erzielt werden. Dadurch ist der Einsatz von Magnetlageranordnungen mit elektromagnetischen Lagern erstmals auch für große und schwere Rotoren wie sie bei ^¬ spielsweise bei Gas- und Dampfturbinen vorhanden sind, ermög ^¬ lichen .

Die einwirkenden Beanspruchungen beinhalten sowohl Betriebsais auch Sonderlasten. Betriebslasten können beispielsweise Fliehkräfte, Magnetkräfte, Montagekräfte, Querkontraktionen, thermische Dehnung und Differenzdehnungen, Stromspannungen, Wirbelströme, Einwirkungen magnetischen Flusses oder Erwärmungen im allgemeinen sein. Zu den Sonderlasten zählen beispielsweise Überdrehzahlen, Anstreifen des Rotors am Stator, Unwuchtkräfte, Temperaturüberschreitungen, Temperaturdiffe ^¬ renzen sowie Anrisse. Die Betriebssonderlasten sind somit Kräfte (Momente) , Spannungen, elektrische Effekte oder be ^¬ stimmte Lastfälle. Diese Aufstellung ist nicht abschließend zu verstehen, sondern beschreibt nur einige von möglichen auftretenden einwirkenden Beanspruchungen auf das ferromagne- tische Paket 5.