Magnetisches Lagerelement Die Erfindung betrifft ein magnetisches Lagerelement mit wenigstens einem ringförmigen Permanentmagneten, der von einer ringförmigen Bandage umgeben ist.

Derartige magnetische Lagerelemente für Magnetlagerungen sind bekannt. Das Dokument DE 38 08 331 C2 offenbart ein Magnetlager, welches zwei in sich geschlossene Lagerkom- ponenten, ein Stabilisierungslager und ein Schwerpunktla- ger, aufweist. Diese berührungslose Lagerung wird durch ringförmige Permanentmagnete und zumindest einen weiteren Satz von Magnetringen, die einen gegenüber dem ersten Satz entgegengesetzte axiale Magnetisierung aufweisen, erreicht. Derartige Lagerungen werden vorwiegend in Ma- schinen, die bei sehr hohen Drehzahlen betrieben werden, wie beispielsweise Turbomolekularpumpen oder Schwungrä- dern, eingesetzt.

Um zu verhindern, daß sich die ringförmigen Permanentma- gnete des Stabilisierungslagers infolge der bei hohen Drehzahlen auftretenden großen Zentrifugalkräfte in einem Maße ausweiten, daß die zwischen den Magneten liegende Fügepassungen verloren gehen, und die Magnete platzen oder sich in axialer Richtung verschieben und von der Na- be lösen, werden bei der Montage der Lagerelemente kon- zentrische Bandagen aus hochfestem, unmagnetischem Mate- rial mit hoher Zugfestigkeit, vorzugsweise aus einem Koh- lefaserwerkstoff mit hoher tangentialer Vorspannung, von außen auf die ringförmigen Permanentmagnete aufgezogen.

Diese Bandagen üben hohe, nach innen gerichtete, den wäh- rend des Betriebes auftretenden Zentrifugalkräften entge- genwirkende Radialkräfte auf die ringförmigen Permanent- magnete aus.

Ein erheblicher Nachteil besteht darin, daß ein Großteil der Bandagenvorspannung schon zur Schließung der radialen Fügespalte zwischen den konzentrischen Magneten, sowie zwischen dem innen liegenden Magneten und der Rotornabe benötigt wird. Wegen der bei sehr hoher Drehzahl auftre- tenden, extrem großen Zentrifugalkräfte können die zuläs- sigen Zugspannungen in der Bandage sowie die zulässige Druckspannung des Magnetmaterials überschritten werden.

Folge ist, daß entweder die Bandagen oder die ringförmi- gen Permanentmagnete zerstört werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein magnetisches La- gerelement bereitzustellen, welches zur Schließung der Fügespalte zwischen den Permanentmagneten eine geringere Vorspannung der Bandagen benötigt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der jeweilige Permanentmagnet an wenigstens einer Stelle aufgetrennt und dort beabstandet ist. Durch diese Auf- trennung wird die bei einem nicht aufgetrennten Perma- nentmagneten auftretende tangentiale Stützkraft elimi- niert. Der aufgetrennte Permanentmagnet kann dadurch von der Bandage mit einem wesentlich geringeren Druck zur Überwindung der Fügespalte beaufschlagt werden. Folge ist, daß entweder wesentlich größere Zentrifugalkräfte auf den Permanentmagneten wirken können, ohne daß letzte- rer sich aufweitet und sich von der Nabe löst bzw. sich in axialer Richtung verschiebt, oder die Vorspannung kleiner gewählt werden kann, wodurch die Gefahr des Zer- störens der Bandage bzw. des Magneten verringert wird.

Die notwendige Bandagenvorspannung kann noch kleiner ge- wählt werden, wenn der Permanentmagnet an mehreren Stel- len aufgetrennt und beabstandet ist. Die Auftrennung kann als ein sich radial erstreckender Schlitz ausgebildet sein.

Wenn die aufgetrennten Stellen über dem Umfang des Perma- mentmagneten gleichmäßig verteilt sind, wird eine homoge- ne Verteilung der durch die Vorspannung der Bandage auf den Permanentmagneten wirkenden Kraft erreicht. Auch wer- den unzulässige Biegenspannungen in den Magnetringen ver- mieden.

In an sich bekannter Weise kann das Lagerelement mehrere, konzentrisch zueinander angeordnete Permanentmagnete auf- weisen, die sämtlich an wenigstens einer Stelle aufge- trennt und dort beabstandet sind. Auch hier wird die bei ungeschlitzt ausgeführten Permanentmagneten auftretende tangentiale Stützkraft eliminiert. Die zur Herstellung eines festen Druckkontaktes zwischen den Mantelflächen der einzelnen Permanentmagnete notwendige Vorspannung der Bandage kann dadurch geringer gewählt werden.

Bei Anordnung mehrerer konzentrisch zueinander angeordne- te Permanentmagnete können die Stellen, an denen die Per- manentmagnete aufgetrennt sind, vorteilhaft in Umfangs- richtung zueinander versetzt sein. So wird die Lagersta- bilität weiter erhöht, die durch die Vorspannung auf die Magnete wirkende Kraft homogen verteilt und die Montage erleichtert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Untersprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung of- fenbart.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausfüh- rungsbeispiels näher veranschaulicht. Sie zeigt einen Querschnitt durch das erfindungsgemäße magnetische La- gerelement. Eine Nabe 1 ist mit einem Ringmagnet 2 umge- ben, der um 90° zueinander versetzte, sich radial er- streckende Schlitze 4 aufweist. An diesem in vier Segmen- te geteilten Ringmagnet 2 schließt sich ein weiterer Ringmagnet 3 an. Letzterer ist ebenfalls durch vier um 90° zueinander versetzte, sich radial erstreckende Schlitze 4 in vier Segmente geteilt. Dabei sind die Schlitze 4 des Ringmagneten 3 gegenüber den Schlitzen 4 des Ringmagneten 2 um 45'versetzt angeordnet. Auf die Ringmagnete 2,3 und die Nabe 1 ist eine Bandage 5 mit einer Vorspannung aufgezogen, die dafür sorgt, daß die Ringmagnete 2,3 sowie der Ringmagnet 2 und die Nabe 1 mit radial nach innen gerichteter Kraft aneinanderliegen.