Magnetlagerzellen dieser Art sind aus den deutschen Of- fenlegungsschriften 34 09 047 und 41 06 063 bekannt.

Das der aktiven Axialregelung dienende Spulensystem um- fasst zwei Ringspulen, von denen je eine den rotieren- den und ortsfesten Lagerteilen stirnseitig zugeordnet ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Magnetlagerzelle der eingangs erwähnten Art kom- pakter und einfacher zu bauen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass als Spulensystem eine Zylinderspule vorgesehen ist, die das aus rotierenden und feststehenden Scheiben beste- hende Ringpaket umgibt und deren Länge der Höhe dieses Ringpaketes im wesentlichen entspricht. Dadurch, dass zwei stirnseitig angeordnete Ringspulen entfallen, re- duziert sich wesentlich die axiale Baulänge der erfin- dungsgemäßen Magnetlagerzelle. Das Wickeln und Montie- ren nur einer Zylinderspule ist einfacher als das Wickeln und Montieren von zwei Ringspulen.

Zweckmäßig ist ein Rohrabschnitt aus einem Werkstoff mit kleiner Permeabilität Bestandteil der Zylinder- spule. Dieser Rohrabschnitt bildet den Stützkörper für die Wicklung der Spule. Weiterhin kann der Rohrab- schnitt zur vakuumdichten Abdichtung des Lagerraumes gegenüber der umgebenden Atmosphäre herangezogen wer- den. Beim Stand der Technik sind dazu aufwendige Schweißarbeiten erforderlich, um das notwendigerweise zweiteilig ausgebildete äußere Polbauteil im Bereich der Trennebene vakuumdicht gestalten zu können.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausfüh- rungen erläutert werden. Es zeigen -Figur 1 eine Lösung nach dem Stand der Technik, bekannt aus der DE-A-41 06 063 und -Figur 2 ein Ausführungsbeispiel für die erfin- dungsgemäße Lösung.

Die in beiden Figuren jeweils dargestellte Magnetlager- zelle 1 umfasst jeweils den Rotor 2 und den Stator 3.

Bestandteile der Rotoren 2 sind die Welle 4 und die auf der Welle 4 befestigten Permanentmagnetringe 5,6 und 7. Zur Befestigung der Permanentmagnetringe 5 bis 7 auf der Welle 4 sind innere Nabenringe 8,9 und 10 sowie äußere Armierungsringe 12,13 und 14 vorgesehen, die beispielsweise miteinander verklebt sind.

Der Stator 3 der Magnetlagerzellen 1 umfasst jeweils rotationssymmetrisch zur zentralen Achse 15 gestaltete Polbauteile (Jochbauteile) 16,17, deren gemeinsamer Querschnitt im wesentlichen C-förmig ist und die den Innenraum 20 bilden. Die inneren Abschnitte 21,22 bil- den den Permanentmagnetringen 5,7 des Rotors 2 zuge- wandte Polflächen 23,24.

In den Spalt 26 zwischen den Permanentmagnetringen 5 und 6 greift eine feststehende Ringscheibe 27 ein, die aus nicht magnetisierbarem Material hoher elektrischer Leitfähigkeit, beispielsweise Kupfer, besteht. Bei im wesentlichen axial gerichteten Relativbewegungen werden in der Ringscheibe 27 Wirbelströme erzeugt, die die ge- wünschte dämpfende Wirkung haben.

In den Spalt 31 zwischen den Permanentmagnetringen 6 und 7 ragt eine ortsfeste Ringscheibe 32 hinein, die einen Permanentmagnetring 33 trägt. Die radialen Abmes- sungen dieses Stator-Permanentmagnetringes 33 entspre- chen den Abmessungen der Rotor-Permanentmagnetringe 6 und 7. Im übrigen besteht die Scheibe 32 aus nicht magnetisierbarem Material. Hat das Material zusätzlich eine hohe elektrische Leitfähigkeit, dann trägt es zur Verbesserung der Dämpfungseigenschaften bei.

Bei der Magnetlagerzelle nach dem Stand der Technik (Figur 1) sind zwei Ringspulen 18,19 vorgesehen, von denen jeweils eine dem aus rotierenden und festen Ringscheiben bestehenden Paket stirnseitig zugeordnet ist. Dadurch ergibt sich eine relativ große axiale Bau- länge.

Bei der Lösung nach der Erfindung (Figur 2) ist an- stelle der beiden Ringspulen 18,19 nur eine Zylinder- spule 34 vorhanden. Sie umgibt das aus rotierenden und feststehenden Ringscheiben bestehende Lagerpaket und hat eine Länge, die in etwa der Höhe dieses Paketes entspricht. Sie ist von außen auf den Rohrabschnitt 35 gewickelt, der aus einem Werkstoff mit kleiner Permea- bilität (CFK, Torlon) besteht. Die Jochhälften 16,17 sind mit geeigneten Aussparungen 36,37 ausgerüstet, die insgesamt einen zylindrischen Ringraum 38 bilden und der Aufnahme der Wicklung der Spule 34 dienen. Die Länge des Rohrabschnittes 35 ist größer als die Länge des Ringraumes 38. Dadurch liegen die Enden des Rohrab- schnittes 35 den Innenwandungen der Jochbauteile 16,17 unmittelbar auf. In diesen Bereichen sind Ringnuten 41, 42 mit geeigneten Dichtungsringen 43,44 vorgesehen.

Sie ermöglichen eine vakuumdichte Trennung des Innen- raums der Magnetlagerzelle 1 gegenüber seiner umgeben- den Atmosphäre, da der Rohrabschnitt 35 den O-Ringen 43,44 dicht anliegt. Im übrigen zentriert der Rohrabschnitt 35 die Ringscheiben 27 und 32. Diese können mit dem Rohrabschnitt 35 verklebt sein oder von axialen Distanzringen (nicht dargestellt) in ihrer Lage gehalten werden.

Die Magnete 5,6,33,7 sind derart in axialer Richtung magnetisiert, dass sie einander anziehende Kräfte aus- üben. Zusammen mit den Polbauteilen 16 (21) und 17 (22) bilden sie einen Magnetkreis (Pfeile 45), der die Ring- spulen 18,19 bzw. die Zylinderspule 34 einschließt und die zentrale Achse 15 torrodial umgibt. Mit Hilfe der Spulen, eines Axialsensors 46 und eines nicht darge- stellten Reglers erfolgt in bekannter Weise die aktive Axialregelung. Die Abstände zwischen den Permanentma- gneten 6 und 33 bzw. 33 und 7 können klein gehalten werden, so dass sich eine hohe Radialsteifigkeit er- gibt.