| EP0190440A2 | 1986-08-13 | |||
| DE3000357A1 | 1981-07-09 | |||
| DE2640111A1 | 1978-03-16 |
| 1. | Schaftloser OESpinnrotor, der als Läufer eines Axialfeldmotors ausgebildet ist, mit planparalleler Lagerfläche für ein kombiniertes MagnetGaslager, welches in die Statorstirnfläche eines Axialfeldmotors integriert ist, und mit Magneten für die Führung und den Antrieb, dadurch gekennzeichnet, daß im Zentrum der Antriebsseite (2) des Spinnrotors (1) für seine die Führung dünne, konzentrische, scheibenund ringförmige Permanentmagnete (3, 4) mit jeweils wechselnder Polarität und im äußeren Bereich für seinen Antrieb dünne Permanentmagnete (9) paarweise, punktsymmetrisch und mit wechselnder Polarität angeordnet sind, und daß alle Magnete (3, 4, 9) von einem hochfesten Material auf dem Spinnrotor (1) gehalten werden. |
| 2. | OESpinnrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Magnete (3, 4, 9) außen zumindest einseitig mit Material aus vorzugsweise kohlefaserverstärkten, mehrfach geschichteten Laminaten (7a, 7b) verklebt und gehalten werden und ein inneres Distanzformteil (14) hoher Festigkeit radial zwischen den Magneten (3, 4) und den Magneten (9) mit gleicher Dicke wie die Magnete (3, 4, 9) und mit den Magnetformen entsprechenden Aussparungen (16, 17) eingebracht ist und wobei in den äußeren, kreisscheibenförmigen Laminaten (7a, 7b) die Schichten mit derart wechselnder Faserrichtung (8) gelegt sind, daß sich die Hauptzugfestigkeitsrichtung über die Zone der Permanentmagnete (9) erstreckt. |
| 3. | OESpinnrotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Zentrum der Antriebsseite (2) zur Führung die Permanentmagnete (3, 4) , zwischen denen ein konzentrischer, magnetisch nicht leitender Distanzring (5) angeordnet ist, ein Haltemagnet und ein Zentriermagnet befestigt sind. |
| 4. | OESpinnrotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das aus ferromagnetischem Werkstoff bestehende Spinnteil (1) und das Antriebsteil (2) miteinander verklebt sind und der Boden (11) des Spinnteils (1) als Joch zum Schließen des MotorHauptmagnetfeldes dient. |
| 5. | OESpinnrotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die als Antriebsmagnete dienenden Permanentmagnete (5) als Segmente ausgebildet sind, deren Enden (10) radial verlaufen oder bogenförmig geneigt sind. |
| 6. | OESpinnrotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung des OESpinnrotors auf einem kollektorlosen Axialfeldmotor der OESpinnrotor Markierungen (18)" zur Erfassung der RotorStellung mittels Sensoren trägt. |
Schaftloser OE-Spinnrotor für axiales kombiniertes Maenet-Gaslager
Die Erfindung betrifft einen OE-Spinnrotor gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 für hohe Drehzahlen und kurze Hochlauf- und Abbremszeiten. Derartige schaftlose Spinnrotoren sind durch die EP-PS 190440 bekannt, bei denen ein Axialgaslager mit paarig angeordneten Permanentmagneten für die Führung und den Antrieb vereint sind. Der Spinnrotor ist gleichzeitig Läufer eines Antriebsmotors. Entscheidende Vorteile sind die verschleißfreie Lagerung und die einfache Austauschbarkeit. Bei steigenden Rotordrehzahlen ist der Rotordurchmesser zu reduzieren. Dies führt u.a. auch zu kleineren Ringspalten, z.B. zwischen Rotor und Gehäuse, bei denen es auch in kritischen Laufzuständen während der Hochlauf- und Abbremsphase nicht zum Berühren des Rotors kommen darf. Die Führungssteifigkeit der bisher bekannten schaftlosen OE-Spinnrotoren war unzureichend, so daß es kritische Drehzahlbereiche mit unzulässigen Taumel- und Schwingbewegungen gab. Bei sehr hohen Drehzahlen gab es auch Rotorbrüche, weil die Haltekräfte für die in Aussparungen des Spinnrotors eingesetzten Antriebsmagnete von den Rotorwänden nicht. mehr zusätzlich zu ihren inneren FliehkraftSpannungen aufgenommen werden konnten.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen und einen schaftlosen OE-Spinnrotor für ein Axialgaslager mit hoher Führungssteifigkeit und einer bis in die höchsten Bereiche drehzahlfesten Halterung der Antriebsmagnete bei möglichst kleiner Masse und niedrigem Trägheitsmoment zu schaffen.
Der OE-Spinnrotor gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 erfüllt diese Auf abe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1. Die erforderliche Führungssteifigkeit wird durch die Kombination aus Haltemagneten und Zentriermagneten und die fliehkraftfeste Verankerung der Magnete durch ihre Fixierung mit einem hochfesten Material erzielt, wobei die Verwendung dielektrischer kohlefaserverstärkter Laminate besonders vorteilhaft ist.
Deren hohe Oberflächengüte garantiert gleichzeitig eine geringe Lagerverlustleistung und ihre geringe Masse bei gleichzeitiger hoher Festigkeit ein niedriges Trägheitsmoment.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 Schnitt durch OE-Spinnrotor mit miteinander verklebtem Spinnteil und Antriebsteil;
Fig. 2 schematische Draufsicht auf das Antriebsteil;
Fig. 3 Distanzteil, das zwischen die Antriebsmagnete eingebaut wird;
Fig. 4 Detailausschnitt aus dem Zentrum des Antriebsteils.
Der schaftlose OE-Spinnrotor, wie im Schnitt in der Figur 1 dargestellt, trägt die passiven Elemente für den Antrieb und die Elemente für die Lagerung auf einem kombinierten Magnet-Gaslage . Dazu gehören in seiner Antriebsseite 2 die Kombination eines scheibenförmigen Permanentmagneten 3 als Haltemagnet und eines konzentrisch zu diesem angeordneten ringförmigen Permanentmagneten
4 als Zentriermagnet, die durch einen Distanzring δ magnetisch getrennt sind. Um eine besonders wirksame Zentrierung zu erreichen, können auch zwei konzentrische Permanentmagnete 4, die ebenfalls durch einen Distanzring 5 getrennt sind, vorgesehen sein.
Die Halte- und Zentriermagnete, d.h., die Permanentmagnete 3 und 4, werden angezogen von deckungsgleichen Permanentmagneten entgegengesetzter Polarität in einer nicht dargestellten Vorrichtung zum Antrieb und Lagern des schaftlosen OE-Spinnrotors. Diese Permanentmagnete sind also paarweise zueinander angeordnet. Der Abstand zwischen diesen Paaren wird von einem Lagerspalt des kombinierten Magnet-Gaslagers gebildet. Die Außenfläche des OE- Spinnrotors auf der Antriebsseite 2 bildet eine sehr glatte Lagerfläche 6 aus mehrfach geschichteten Laminaten 7a, die durch Kohlefasern wechselnder Faserrichtung 8 verstärkt sind.
Um die im Zentrum des Antriebsteiles 2 angeordneten Permanentmagnete 3, 4 sind im äußeren Bereich des Antriebsteiles 2 dünne Permanentmagnete 9 paarweise, punkts mmetrisch und mit wechselnder Polarität als Antriebsmagnete angeordnet. Diese Antriebsmagnete sind vorzugswiese als Segmente ausgebildet, deren Enden 10 radial verlaufen oder bogenförmig geneigt sind.
Direkt axial diesen Permanentmagneten 9 gegenüber befindet sich der Stator des Axialfeldmotors (nicht dargestellt) , der den OE- Spinnrotor antreibt. Sein Antriebsfeld greift in die Permanentmagnete 9 und schließt sich in einem Joch, als das der Boden 11 des Spinnrotors 1 wirkt (Fig. 1).
Im Ausführungsbeispiel ist ein inneres Distanzformteil 14 (Fig. 3) hoher Festigkeit radial zwischen den Magneten 3, 4 und den Magneten 9 mit gleicher Dicke wie die Magnete 3, 4, 9 und mit den Formen dieser Magnete entsprechenden Aussparungen 16, 17 eingebracht. Das
Distanzformteil 14 kann auch aus kohlefaserverstärkten Laminaten mit wechselnder Faserrichtung lδ bestehen. Damit braucht das Laminat 7a nicht zusätzlich zu den Fliehkräften der Antriebsmagnete 9 noch solche des Distanzformteiles 14 aufzunehmen.
Über alle Magnete 3, 4, 9 und das Distanzformteil 14 erstrecken sich kreisscheibenförmige feste Laminate 7a, 7b, die auch bei höchsten Drehzahlen die Magnete und das Distanzformteil sicher halten. Es ist zweckmäßig, daß der OE-Spinnrotor auf seinem Außenumfang Markierungen (18) trägt zur Erfassung der Rotorstellung mittels Sensoren, wenn der OE-Spinnrotor durch einen kollektorlosen Axialfeldmotor angetrieben wird.