DE3047606C2

DE3047606C2 - Lageranordnung für einen länglichen, um seine Längsachse drehbaren Drehkörper

Info

Publication number: DE3047606C2
Application number: DE3047606A
Authority: DE
Inventors: Michihiro Kiryu Ichikawa
Original assignee: Ichikawa Iron Works Co Ltd
Current assignee: Ichikawa Iron Works Co Ltd
Priority date: 1979-12-26
Filing date: 1980-12-17
Publication date: 1985-07-11
Also published as: US4371218A; IT8053891V0; IT8068987A0; IT1129488B; DE3047606A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Lagerung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Eine derartige, in der älteren DE-PS 29 36 085 vorgeschlagene Lageranordnung ist geeignet zur" Verwendung in Rotationsmaschinen, in denen die die Drehbewegungen ausführenden Wellen oder Achsen mit sehr hohen Drehzahlen angetrieben werden, die in der Größenordnung von 30 000 bis 50 000 Upm liegen können, wie dies beispielsweise bei einigen Textilmaschinen wie FadenumwickelmasMinen der Fall ist. Solche sehr hohen Drehzahlen einer Welle oder Achse machen Vorkehrungen an der Lagerung zur Abstützung der Welle oder Achse erforderlich.
Ein solches Erfordernis besteht beispielsweise darin, daß man Vorkehrungen hinsichtlich des Verschleißes und Abriebs der Elemente und Bauelemente schaffen muß, die die Lagerung bilden und die Gleit- und Rollreibungskräften in Verbindung mit der sehr hohen Drehzahl der Welle ausgesetzt sind.

Diese Erfordernisse sind bei dem älteren Vorschlag einer Lageranordnung, die Drehbewegungen bei Drehzahlen von über 30 000 Upm standhalten kann, erfüllt, so daß der Drehkörper in stabiler Weise langzeitig im Gebrauchszustand der Lagerung gehalten wird, weil die von dem sich mit hoher Drehzahl drehenden Drehkörper ausgehenden Kräfte gleichförmig auf die Lager der am Drehkörper abrollenden Drehteile übertragen werden.

Bei einer derartigen Lageranordnung ist jedoch zur Aufnahme der axialen auf den Drehkörper wirkenden Kräfte eine Axiallagerung erforderlich, die von herkömmlichen Wälzlagern mit Kugeln oder anderen Wälzkörpern nicht zuverlässig erzielt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Lageranordn-ing der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine zuverlässige Axiallagcrung für den mit hohen Drehzahlen umlaufenden Drehkörper enthält.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.

Aus der DE-OS 25 19 651 ist eine magnetische Anordnung für einen schnell drehenden Rotor zur Aufnahme axialer Lagerkräfte bekannt, bei dem der Rotor von einem zylindrischen Körper als Stator umgeben wird und der Rotor oder der Stator als Magnet oder aus ferromagnetischem Material vorgesehen sein kann. Auch bei der aus der DE-OS 26 49 182 bekannten magnetischen Lagereinrichtung wird ein Rotor gebildet aus pcrmeablen Polstücken mit einem dazwischen liegenden axial polarisierten Permanentmagneten, und diese Anordnung wird umgeben von einem zylindrischen Körper, der als Magnet ausgebildet sein kann. Bei

Is I··

dieser Anordnung kann der zylindrische Körper oder der von diesem erfaßte scheibenförmige Magnet als Rotor oder Stator ausgebildet sein. Ferner ist ein dauermagnetisches Lager, insbesondere für die Axiallagerung des Läufers eines Elektrizitätszählers aus dem DE-GM 18 78 250 bekannt, bei dem der Läufer von einem hohlzylindrischen Datiermagnetkörper umgeben wird.

Die Verwendung derartiger magnetischer Anordnungen bzw. magnetischer Lageranordnungen zur axialen Abstützung einer in der älteren deutschen Patentschrift 29 36 085 vorgeschlagenen Lageranordnung für einen länglichen, um seine Längeachse drehbaren Drehkörper zur Aufnahme der bei der Drehung dieses Drehkörpers entstehenden axialen Kräfte ist diesen Vorveröffentlichungen nicht zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Beispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert Darin zeigt

Fig. r eine Vertikaischnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer Lageranordnung;

F i g. 2 eine Draufsicht der in F i g. 1 gezeigten Lageranordnung;

F i g. 3 eine Vertikalschnittansicht des Axiallagers in vergrößertem Maßstab und eines Lagerhalters, die einen Teil der in den F i g. 1 und 2 gezeigten Lageranordnung bilden und

Fig.4 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts des berührungslosen, magnetischen Axiallagers in vergrößertem Maßstab, das einen Teil der Lageranordnung bildet JO

In Fig. 1 ist eine Lageranordnung für einen als Spindel 5 ausgebildeten Drehkörper gezeigt Die Spindel S kann beispielsweise einen Teil einer Textilmaschine, z. B.einerTextilfadenumwickelmaschine, bilden.

Die Spindel S ist bei der dargestellten Ausführungsform vertikal angeordnet und hat obere und untere axiale Endabschnitte 5a und Sb. Die Spindel 5 hat ferner einen obertii Lagerabschnitt, der dem oberen Endabschnitt Sa benachbart liegt, und einen unteren Lagerabschnitt, der dem unteren axialen Endabschnitt Sb benachbart ist

Die dargestellte Ausführungsform umfaßt eine obere Lageranordnung, die mit dem zuvor erwähnten oberen Lagerabscitnitt der Spindel S zusammenwirkt, und eine untere Lageranordnung, die mit dem zuvor erwähnten unteren Lagerabschnitt der Spindel Szusammenwirkt.

Die Lageranordnungen sind ähnlich ausgelegt, so daß alle entsprechenden Baugruppen, Bauelemente und Abschnitte der beiden Lageranordnungen mit denselben Bezugsziffern und Bezugszeichen versehen sind. so

Gemäß F i g. 2 und 3 sowie F i g. 1 weist jede Lageranordnung 10a und lObdrei oder mehr Lagereinheiten auf, wobei bei der dargestellten Ausführungsform drei Lagereinheiten 12a, 126 und 12c vorgesehen sind. Die Lagereinheiten 12a, i2b, 12c sind ähnlich ausgebildet und dimensioniert, so daß alle entsprechenden Bauteile und Bauelemente der drei Lagereinrichtungen mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Jede Lagereinheit 12a, 126 und 12c weist bei der dargestellten Ausführungsform ein zylindrisches oder eo scheibenförmiges Drehteil 14 auf, das einen kreisförmigen Querschnitt hat und um seine Mittelachse mit Hilfe zweier Wellen 16 und 16' drehbar ist, die in Gegenrichtungen von den beiden Seiten des Drehteils 14 axial vorstehen. Die Wellen iä und 16' haben jeweils Mittelachsen, die mit der Mittelachse des Drehteils 14 fluchten, und sie können entweder einzeln mit dem Drehteil 14 verbunden sein odu als Abschnitt einer einzigen Welle ausgelegt sein, die unter Bildung einer festen Ver bindung das Drehteil 14 in dessen axialer Richtung durchsetzt Die Wellen 16 und 16' haben jeweils daran angebrachte Kugellager 18 und 18'. Wie in F i g. 3 gezeigt, umfaßt das Kugeliager 18 auf der Welle 16 einen Innenring 20, der fest mit der Welle 16 verbunden ist, und einen Außenring 22 sowie eine Vielzahl von kugelförmigen Wälzkörpern 24, die zwischen dem Innen- und Außenring 20 und 22 gleitbewegiich und drehbeweglich angeordnet sind. Ähnlich umfaßt das Kugellager 18' auf der Welle 16' einen Innenring 20', der fest und drehbeweglich mit der Welle 16' verbunden ist, einen Außenring 22' und eine Vielzahl von kugelförmigen Wälzkörpern 24', die zwischen dem Innen- und Außenring 20' und 22' drehbeweglich und gleitbeweglich angeordnet sind. Das Drehteil 14 und jeder der zugeordneten Außenringe 22 und 22' der Kugellager 18 und 18' sind daher relativ zueinander um die ausgerichteten Mittelachsen des Drehteils 14 und der Achsen jeder der Wellen 16 und 16' drehbar. Die Außenringe 22 und 22' haben gleiche Außendurchmesser, die kleiner als der Außendurchmesser des Drehteils 14 sind. Jedes Kugeüager 18 und 18' kann durch ein Wälzlager ersetzt werden, das zylindrische oder konische Wälzkörper anstelle der kugelförmigen Wälzkörper 24 oder 24' hat.

Die Lagereinheiten 12a, 126 und 12c sind in einem Lagerhalter 26 angeordnet, der von einem einstückigen Block gebildet wird, der aus einem elastischen Material besteht und eine ihn durchsetzende Mittelachse sowie ebene gegenüberliegende Endflächen hat, die senkrecht zur Mittelachse des Blocks liegen. Der Lagerhalter 26 hat eine zylindrische Außenumfangsfläche. Ferner weist der Lagerhalter 26 einen zentralen Hohlraum 28 auf, der an den gegenüberliegenden axialen Enden des Lagerhalters 26 offen ist. Der Hohlraum 28 hat einen im allgemeinen in der dreiradialen Richtung um die Mittelachse des Lagerhalters 26 symmetrischen Querschnitt und umfaßt daher einen Mittelabschnitt um die Mittelachse des Lagerhalters 26 und drei halbzylindrische Aushöhlungen, die sich von dem Mittelabschnitt des Hohlraums 28 radial nach außen erstrecken. Die halbzylindrischen Aushöhlungen sind symmetrisch um die Mittelachse des Lagerhalters 26 angeordnet und haben \m wesentlichen gleiche Durchmesser. Die Durchmesser der halbzylindrischen Aushöhlungen sind ferner derart gewählt, daß die Außenringe 22 und 22' jeder Lagereinheit 12a, 126 eng passend in die jeweilige Aushöhlung infolge der Elastizität des Lagerhalters 26 aufgenommen werden können. Die halbkreisförmige Umfangsfläche jeder Aushöhlung ist zweckmäßigerweise geringfügig größer als eine Hälfte der gesamten Umfangsfläche eines Zylinoers, der einen Durchmesser hat, der gleich dem Durchmesser der Aushöhlung ist Das heißt, jede der Aushöhlungen umfaßt um seine Mittelachse einen Winkel, der geringfügig größer als 180° ist.

Der so ausgebildete Lagerhalter 26 ist aus einem elastischen Material hergestellt, das gegen öl beständig ist und eine relativ hohe Kerbschlagfestigkeit hat.

Die Lagereinheiten 12a, \2b und 12c werden in den Lagerhalter 26 derart eingebaut, daß die Lagsreinheiten 12a, 12Z) und 12c in die halbzylindrischen Aushöhlungen des Hohlraums 28 jeweils passen. Die Lagereinheiten 12a, 12i> und 12c, die auf diese Weise im Lagerhalter 26 angeordnet sind, liegen symmetrisch um die Mittelachse des Lagerhalters 26 und erstrecken sich in halbzylindrischer Form in den Mittelabschnitt des zentrischen Hohlraums 28 des Lagerhalters 26. Das Drehteil 14 ist somit frei drehbeweglich und zwhr teilweise durch den Mittel-

abschnitt des Hohlraums 28 drehend. Der Lagerhalter 26 hat an seiner Innenwand eine Umfangsnut. damit die jeweiligen Drehteile 14 der einzelnen Lagercinheiten 12a, 12fe und 12c sich frei um die fluchtenden Mittelachsen der Wellen 16 und 16' ohne Behinderung durch den Lagerhalter 26 drehen können.

Die Lagereinheiten 12a, \2b und 12c in Verbindung mit dem Lagerhalter 26 bilden somit jeweils die oberen und unteren Lageranordnungen, wobei diese an einem Gehäuse 32 angebracht sind, das einen Hohlzylinderkörper 34 und zwei angegossene ösen 36 und 36' aufweist. Der Hohlzylinderkörper 34 des Gehäuses 32 hat einen so bemessenen Innendurchmesser, daß der Lagerhalter 26 eng umfassend aufgenommen ist oder elastisch gegen die Innenumfangsfläche des Hohlzylinderkörpers 34 gedruckt wird, wenn die Lagcreinhciten 12a, 12fe und 12c in den Hohlzylinderkörper 34 eingesetzt sind. Der Hohlzylinderkörpcr 34 hat einen axialen Spalt 38, der sich im wesentlichen parallel zu der Mittelachse des Hohlzylinderkörpers 34 erstreckt. Der Hohlzylinderkörper 34 des Gehäuses 32, das beispielsweise aus einem Gußmetall besteht, ist geringfügig um seine Mittelachse zusammenziehbar, wozu der Spalt 38 vorgesehen ist. Die ösen 36 und 36' des Gehäuses 32 liegen so, daß dazwischen ein Spalt gebildet wird, der an den axialen Spalt 38 angrenzt. Ferner haben die ösen 36 und 36' jeweils darin ausgebildete Bohrungen 40 und 40' die zueinander ausgeritütet sind, wie dies in gebrochenen Linien in F i g. 2 gezeigt ist. Eine Befestigungsschraube 42 durchsetzt die Bohrungen 40 und 40' und ist mit Hilfe einer Mutter 44 gegen die ösen 36 und 36' angezogen. Die Befestigungsschraube 42 und die Mutter 44 bilden in Zusammenwirkung miteinander eine verstellbare Befestigungseinrichtung, die mit den ösen 36 und 36' zusammenarbeitet.

Zweckmäßigerweise ist jede Lagereinheit 12a, \2b und 12c derart bemessen, daß der Durchmesser des Drehteils 14 größer als der Durchmesser der Spindel 5 oder jedes Endabschnittes 5a, Sbder Spindel Sist.

Die oberen und unteren Lageranordnungen arbeiten mit den beiden Lagerabschnitten der Spindel 5 jeweils zusammen und werden jeweils an ortsfesten Stützen 46 und 46' getragen, die fest mit dem jeweiligen Gehäuse 32 der Lageranordnungen verbunden sind oder mit den Gehäusen 32 ein Stück bilden. In jeder Lageranordnung sind die Außenringe 22 und 22' der jeweiligen Kugellager 18 und 18' der drei Lagereinheiten 12a, 12Ö und 12c in ihren vertikalen Stellungen entsprechend in dem Hohizylinderkörper 34 des Gehäuses 32 durch obere und untere Ringe 48 und 48' festgelegt, die fest mit dem Hohlzylinderkörper 34 des Gehäuses 32 an dessen oberen und unteren Enden verbunden sind. Die Spindel S ragt durch die Mittelöffnung des oberen Ringes 48 der oberen Lageranordnung, und es ist eine Spulentragscheibe 50, die eine Anzahl von nach oben ragenden Stiften 52 hat, daran befestigt. Die Spulentragscheibe 50 hat an ihrer unteren Seite einen Ringflansch, der in einer Ringnut gleitend beweglich aufgenommen ist, die im oberen Ring 48 ausgebildet ist, um eine staubsichere Abdichtung zwischen dem Ring 48 und der Spindel Szu bilden. Die Spindel 5 hat ferner eine an ihr befestigte und mit einem Flansch versehene Nabe 54, die in der Nähe des oberen Ringes 48 der unteren Lageranordnung angeordnet ist und in die Mittelöffnung im Ring 48 ragt. Die Nabe 54 hat einen daran ausgebildeten Ringflansch, der gleitend beweglich in einer Ringnut aufgenommen ist, die in dem oberen Ring 48 der Lageranordnung ausgebildet ist, um eine staubdichte Abdichtung zwischen dem Ring 48 und der Spindel S/.u erzielen.

Die oberen und unteren Ringe 48 und 48' und der Hohlzylinderkörper 34 des Gehäuses 32 sowie die obere und untere Lageranordnung sind dazu bestimmt, daß sie in Verbindung miteinander eine Gehäusekonstruktion bilden, in der sich die Lagereinheiten 12a, 12Z> und 12c befinden. Erforderlichenfalls können ein oder beide Ringe 48 und 48' mit dem Hohlzylinderkörper 34 des Gehäuses 32 jeweils ein Stück bilden.

ίο Die Lageranordnung weist ferner eine berührungslose, magnetische Axiaiiagereinrichtung 56 auf, die bei der dargestellten Ausführungsform in Verbindung mit der unteren Lageranordnung beispielsweise gezeigt und dazu bestimmt ist, die Axialbeanspruchung der Spindel S in der Nähe des unteren Endes der Spindel Saufzunehmen. Hierzu hat der untere Ring 48' eine Axialbohrung 58, die nach oben in den Innenraum der zuvor erwähnten Gehäusekonstruktion der Lageranordnung offen ist und einen zylindrischen Sockel 60, der von dem unteren Ende der Bohrung 58 nach unten offen ist und im Durchmesser größer als die Bohrung 58 bemessen ist. Die Axialbohrung 58 und der Sockel 60 haben jeweils Mittelachsen, die mit der Mittelachse des unteren axialen Endabschnittes Si) der Spindel S zusammenfallen,

Die Axiaiiagereinrichtung 56 ist in Verbindung mit dem unteren axialen Endabschnitt Sb der Spindel S angeordnet und weist einen zylindrischen oder ringförmigen Permanentmagneten 62 auf, der eine zylindrische Axialbohrung 64 hai. Der Magnet 62 hat einen Außendurchmesser, der kleiner als der Durchmesser des Sokkels 60 ist und ist derart magnetisiert, daß er an den gegenüberliegenden axialen Enden magnetische Gegenpole hat.

Di= Äxiatiagefcirifiümüüg 5S wfiiSt ferner Z'A'Ci "Hgförmige Poisiücke 66 und 66' auf, die in koaxialer Anordnung zu den gegenüberliegenden oberen und unteren Endflächen des Magneten 62 jeweils durch die Anzugskräfte des Magneten 62 oder mit Hilfe eines Metall-Metallklebers fest angebracht sind. Jedes Polstück 66 und 66' hat Innen- und Außendurchmesser, die zweckmäßigerweise kleiner als die Innen- und Außendurchmesser des Magneten 62 jeweils sind. Wenn die Polstükke 66 und 66' koaxial an den gegenüberliegenden Endflächen des Magneten 62 angebracht sind, wird der Außenumriß jedes Polstückes von dem radial innenliegenden Teil des Außenumfangsrandes jeder Endfläche des Magneten 62 umschlossen oder liegt radial von diesem Außenumfangsrand jeder Endfläche des Magneten 62 nach innen. Andererseits ist der Innenumriß jedes PoI-Stückes 66 und 66' radial innenliegend von dem Innenumfangsrand jeder Endfläche des Magneten 62 angeordnet und befindet sich daher in umgreifender Anordnung durch den Innenumfangsrand jeder Endfläche des Magneten 62.

Die Baugruppe, bestehend aus dem Magneten 62 mit den Polstücken 66 und 66', ist in einem Aufnahmegehäuse 68 untergebracht, das zweckmäßigerweise aus einem nichtmagnetischen Material, wie Kunstharz, besteht Das Aufnahmegehäuse 68 hat einen hohlzylindrischen Teil 70 und innere und äußere Flanschabschnitte 72 und 74, die von einem axialen Ende des hohlzylindrischen Teils 70 radial nach innen und außen vorstehen.

Der Magnet 62 mit den daran angebrachten Polsiükken 66 und 66' ist in das Aufnahmegehäuse 68 derart

b5 eingesetzt, daß der Magnet 62 mit seiner Außenumfangsfläche eng passend auf der !nnenumfangsfläche des hohlzyiindrischen Teils 70 des Aufnahmegehäuses 68 aufgenommen ist Ferner ist die Baugruppe, beste-

hend aus dem Magneten 62 und den Polstücken 66 und ist. 66', in dem hohlz>lindrischen Teil 70 durch ein ringförmiges oder kreisförmiges Halleclement 76 axial festgehalten, das passend in die Axialbohrung im hohlzylindrischen Teil 70 in der Nähe des vorstehenden axialen Endei ies hohlzylindrischen Teils 70 eingesetzt ist und das zweckmäßigerweise haftend mit der Innenumfangsfläche des hohlzylindrischen Teils 70 verbunden ist. Die obere Endfläche des oberen Polstückcs 66 wird auf der unteren Fläche des Halteelements 76 eng passend aufgenommen, und die untere Endfläche des unteren Polstückes 66' ist eng passend in der oberen Endfläche des inneren Ringflanschabschnittes 72 aufgenommen, woraus sich ergibt, daß die Baugruppe, bestehend aus dem Magneten 62 und den Polstücken 66 und 66' in axialer Lage zwischen dem Halteelement 76 und dem inneren Wenn die Spindel S um ihre Mittelachse gegenüber den ortsfesten Stützen 46 und 46' in Drehung versetzt wird, wird die auf die Spindel 5 wirkende Radialbeanspruchung von den Lageranordnungen aufgenommen, die durch die Stützen 46 und 46' jeweils abgestützt sind. Die auf die Spindel S wirkende Axialbeanspruchung wird von der magnetischen Axiallagereinrichtung 56 aufgenommen, die von der Gehäusekonstruktion der unteren Lageranordnung gehalten wird. Da bei diesem Ausführungsbeispiel die magnetische Axiallagereinrichtung 56 an sich mechanisch von der Spindel S isoliert ist, sind sowohl die Spindel S als auch die Axiallagereinrichtung 56 keinem Verschleiß und Abrieb ausgesetzt, so daß nicht nur die Axiallagereinrichtung 56 eine entsprechend zufriedenstellend verlängerte Standzeit hat, son-

Ritigi!<iri5chäu5CMfiiU 72 festgehalten isi. Das Aufnah άζτη die Spinde! .'? auch Drehzahlen standhalten kann,

megehäuse 68 ist fest mit dem Ring 48' der unteren Lageranordnung verbunden, wobei der hohlzylindrische Teil 70 eng passend in dem Sockel in dem Ring 48' sitzt und wobei der äußere Flanschabschnilt 74 fest mit der unteren Endfläche des Ringes 48' verbunden ist. Das Aufnahmegehäuse 68 kann haftend oder auf eine andere Art und Weise mit Hilfe von geeigneten Befestigungsmitteln (nicht gezeigt) mit dem Ring 48' verbunden sein oder kann verstellbar passend in dem Ring 48' mit Hilfe einer Gewindeverbindung zwischen dem Ring 48' und dem hohlzylindrischen Teil 70 des Aufnahmegehäuses 68 angeordnet sein.

Der untere axiale Endabschnitt Sb der Spindel S erstreckt sich durch die Axialbohrung 58 im Ring 48' der unteren Lageranordnung und durch die Axialbohrung im Magneten 62 und hat einen unteren Endteil, der gej.,»A«fj· τ««* «η jjis off""!·** im !".isrsn Riii^fispschs^¹-schnitt 72 ragt

Der untere Endteil des unteren axialen Endabschnittes Sb der Spindel S wird somit koaxial teilweise von dem oberen Polstück 66 und teilweise von dem unteren Polstück 66' umschlossen. Zweckmäßigerweise hat die Spindel S an dem unteren Endteil ihres unteren axialen Endabschnittes Sb zwei Umfangsvorsprünge 78 und 78', die koaxial von den Innenumfangsflächen der oberen und unteren Polstücke 66 und 66' jeweils umgeben werden und in einem regelmäßigen Abstand von diesen Innenumfangsflächen radial nach innen angeordnet sind. Wenn hierbei beispielsweise die Spindel S einschließlich des unteren axialen Endabschnittes Sb insgesamt aus einem ferromagnetischen Material hergestellt ist sind diese Umfangsvorsprünge 78 und 78' als Teil des unteren axialen Endabschnittes Sb der Spindel S aus so einem entsprechenden ferromagnetischen Material hergestellt Wenn andererseits die Spindel S als Ganzes oder wenigstens der untere axiale Endabschnitt Sb der Spindel S aus einem nichtmagnetischen Material besteht müssen wenigstens die Umfangsabschnitte 78 und 78' des Endabschnittes 56 der Spindel S aus einem entsprechenden ferromagnetischen Material bestehen und fest mit dem Endabschnitt S6 verbunden sein.

Die so ausgebildete und angeordnete Axiallagereinrichtung 56 ermöglicht daß der Endabschnitt 56 der Spindel bzw. die Spindel 5 als Ganzes in ihrer axialen Lage in bezug zu der jeweiligen Gehäusekonstruktion der oberen und unteren Lageranordnung auf den ortsfesten Stützen 46 und 46' mit Hilfe der magnetischen Wechselwirkung zwischen dem oberen Polstück 66 und es dem zugeordneten Umfangsvorsprung 78 der Spindel 5 und zwischen dem unteren Polstück 66' und dem zugeordneten Umfangsvorsprung 78' der Spindel S gehalten für die die Lager anordnungen zugelassen sind. Demnach ist die magretische Axiallagereinrichtung 56 zur Verbesserung und Gewährleistung des eigenen Leistungsvermögens der Lageranordnungen zweckmäßig. Bei der arbeitendem Axiallagereinrichtung 56 wirken die Polstücke 66 und 66' derart, daß sie die magnetische Flußverteilung um die Umfangsvorsprünge 78 und 78' jeweils am untere ι axialen Endabschnitt So der Spindel S lokalisieren und konzentrieren und können daher erforderlichenfalls weggelassen werden.

Da die Polstüc-te 66 und 66' von den gegenüberliegenden Endflächen des Magneten 62 radial nach innen verschoben werden, werden die auf die Umfangsvorsprünge 78 und 7ii' der Spindel Seinwirkenden Magnetkräfte lokalisiert und wirksamer konzentriert, und es können daher dl·? Axialbeanspruchungen der Spindel wirksamer und iuverlässiger

werden.

Die Polstücke 66 und 66' können erforderlichenfalls an den Querschnitt des Magneten 62 angepaßt werden, so daß die Polstücke im wesentlichen in Ausrichtung zu den ringförmigen Endflächen des Magneten 62 sich erstrecken.

Während bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform ein Permanentmagnet als Magnet 62 verwendet wird, kann anstelle des Permanentmagneten 62 ein Elektromagnet verwendet werden, der aus einem Eisenkern und einer stromführenden Spule besteht. Während zuvor beschrieben worden ist, daß die Umfangsvorsprünge 78 und 78' aus einem ferromagnetischen Material bestehen, kann aber auch jeder Vorsprung 78 und 78' aus einem Permanentmagneten bestehen, der unabhängig vom unteren axialen Endabschnitt Sb der Spindel S ausgebildet und fest mit diesem verbunden ist. Hierbei kann der Permanentmagnet 62 durch einen ringförmigen oder zylindrischen Block aus einem entsprechenden ferromagnetischen Material ersetzt werden.

Die berührungslose, magnetische Axiallagereinrichtung kann auch in Verbindung mit einer solchen Lageranordnung verwendet werden, die im wesentlichen ähnlich wie die hier gezeigten Lageranordnungen ausgelegt ist aber vier oder mehr Lagereinheiten aufweist die jeweils ähnlich wie die Lagereinheiten 12a, 126 und 12c der jeweiligen Lageranordnungen ausgelegt und angeordnet sind.

Ferner ist bei der dargestellten Ausführungsform angenommen, daß die berührungslose, magnetische Axiallagcrcinrichtung 56 mit dem unteren axialen Endabschnitt Sfcdcr Spindel Szusammenarbcitct jedoch kann erforderlichenfalls eine solche Axiallagereinrichtung auch so angeordnet werden, daß sie mit dem oberen

axialen Hndabschnitt .Sa der Spindel S zusammenarbeitet. Auch können zwei Axiallagcrcinrichlungcn mit den
beiden axialen Endabschnitten .S';;, Sb der Spindel .S' zusammenwirken.

hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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2^r>

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Claims

Patentansprüche:

1. Lageranordnung für einen länglichen, um seine Längsachse drehbaren Drehkörper, der wenigslens einen Lagerabschniu und wenigstens einen axialen Endabschnitt aufweist, mit

— einem um den Lagcrabschnitt angeordneten, in einem stationären Lagergehäuse vorgesehenen Lagerhalter, der einen zentralen Hohlraum aufweist, dessen Mittelachse mit der Drehkörperlängsachse zusammenfällt und der von wenigstens drei von einem mittleren Bereich radial nach außen sich erstreckenden etwa halbzylindrischen Aushöhlungen gebildet ist,

— in den Aushöhlungen angeordneten Lage· ein heiten, jsweils umfassend einen am Drehkörper abrollenden Drehte:! mit kreisförmigem Querschnitt, der teilweise in den mittleren Bereich des zentralen Hohlraums ragt und im übrigen sich in der jeweiligen halbzylindrischen Aushöhlung beHndet und seinerseit in der jeweiligen Aushöhlung mittels eines Lagers gelagert ist, das mit einem Außenring in der Aushöhlung am Lagerhalter befestigt ist und einen mit dem Drehteil ausgerichteten und mit diesem umlaufenden, radial innerhalb des Außenrings angeordneter Innenring aufweist,

dadurch gekenn2eichnet,

— daß eine berührungslose magnetische Axiallagereinrichtung (56), die gegenüber dem Gehäuse (46,46') stationär ist, am axialen Endabschnitt (Sa, Sb) des länglichen Drehkörpers (S) angeordnet ist und ein zylindrisches Element (62) aufweist, das eine darin befindliche Axialbohrung hat und koaxial den axialen Endabschnitt des länglichen Drehkörpers (S) umgibt, wobei entweder das zylindrische Element (62) als Magnet ausgelegt ist und der axiale Endabschnitt (Sa, Sb) aus ferromagnetische!!! Material besteht oder der axiale Endabschnitt (Sa, Sb) des länglichen Drehkörpers (S) als Magnet ausgelegt ist und das zylindrische Element (62) aus ferromagnetischem Material besteht.

2. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von einem Permanentmagneten gebildete zylindrische Element (62) an seinen gegenüberliegenden axialen Enden magnetische Gegenpole hat.

3. Lageranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Axiallagereinrichtung (56) ferner zwei ringförmige Polstücke (66,66') aufweist, die jeweils an den gegenüberliegenden axialen Endflächen des zylindrischen Magneten (62) angebracht und im wesentlichen koaxial den axialen Endabschnitt (Sa. Sb)des Drehkörpers (S)umgebend angeordnet sind.

4. Lageranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Polstück (66,66') Innen- und Außendurchmesser hat, die jeweils kleiner als die entsprechenden Durchmesser des zylindrischen Magneten (62) sind.

5. Lageranordnung nach Anspruch 3 oder 4. dadurch gekennzeichnet, daß der axiale lindabschnitt (Sa. Sb) des Drehkörpers (S) zwei Umfangsvorsprünge (78, 78') hat, die axial in einem Abstand voneinander und von den Innenumfangsfiächen der jeweiligen Polsliickc (66, 66') radial nach innen in einem Abstand angeordnet sind.

6. lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet von einem Hckiromagncten gebildet wird, der einen von dem zylindrischen Element (62) gebildeten Eisenkern und eine stromführende Spule aufweist, die um den Kern gewickelt ist.