(57)【要約】中空円筒状のゴデット周壁を備えた、少なくとも１本の糸を案内するためのゴデットが記載されている。中空円筒状のゴデット周壁は複数の軸受けによって支持体に自由回転可能に支承されている。これらの軸受けのうちの少なくとも１つが、半径方向に作用する磁気軸受けとして形成されており、該磁気軸受けが、回転する部分と、支持体に取り付けられた固定の部分とから成っており、この場合、回転する部分と固定の部分との間には軸受けギャップが形成されている。固定の部分は励磁巻き線を備えた少なくとも１つの磁極エレメントを有している。さらに、本発明によれば、回転する部分が、磁化可能な材料から成る少なくとも１つの金属薄板積層体から形成されており、この場合、該金属薄板積層体と磁極エレメントとが、磁束を案内するために互いに協働する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空円筒状のゴデット周壁（１）と支持体（４）とを備えた、少なくとも１本の糸を案内するためのゴデットであって、ゴデット周壁（１）の周面に沿って糸が案内されており、支持体（４）にゴデット周壁（１）が複数の軸受け（６，２３）によって回転可能に支承されており、該軸受けのうちの少なくとも１つの軸受けが、半径方向に作用する磁気軸受け（６）であり、該磁気軸受け（６）が、回転する部分（９）と、支持体（４）に取り付けられた固定の部分（８）とから成っており、回転する部分（９）と固定の部分（８）との間に軸受けギャップ（２５）が形成されており、固定の部分（８）が、少なくとも１つの励磁巻き線（１１）を備えた少なくとも１つの磁極エレメント（１０）を有している形式のものにおいて、回転する部分（９）が、磁化可能な材料から成る少なくとも１つの金属薄板積層体（１３）を有しており、該金属薄板積層体（１３）と磁極エレメント（１０）とが、磁束を案内するために互いに協働することを特徴とするゴデット。
【請求項２】
金属薄板積層体（１３）が、ゴデット周壁（１）の内面に起立してかつ／または埋め込まれて固定されており、金属薄板積層体（１３）が、磁極エレメント（１０）の磁極端部（１２）に、軸受けギャップ（２５）を形成する間隔を置いて半径方向で対峙している、請求項１記載のゴデット。
【請求項３】
金属薄板積層体（１３）が、複数のディスク状の薄い薄板リング（３２）により形成されており、該薄板リング（３２）が、ゴデット周壁（１）の周方向に磁束を案内するために軸方向で相並んで位置するようにまとめられている、請求項１または２記載のゴデット。
【請求項４】
金属薄板積層体（１３）が、複数のディスク状の薄い薄板セグメント（３２）により形成されており、該薄板セグメント（３２）が、ゴデット周壁（１）の長手方向に磁束を案内するために半径方向で相並んで位置するようにまとめられている、請求項１または２記載のゴデット。
【請求項５】
金属薄板積層体（１３）とゴデット周壁（１）との間の熱交換および／または漂遊磁束を回避するために、ゴデット周壁（１）と金属薄板積層体（１３）との間に絶縁層（１５）が形成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のゴデット。
【請求項６】
前記絶縁層（１５）が波形のジャケットリング（３１）により形成されており、該ジャケットリング（３１）が、外側の波円弧部を介してゴデット周壁（１）の内側に支持されている、請求項５記載のゴデット。
【請求項７】
金属薄板積層体（１３）において生じる熱を導出するために、金属薄板積層体（１３）に冷却手段が対応している、請求項１から６までのいずれか１項記載のゴデット。
【請求項８】
前記冷却手段が流体流発生器（３０）を有しており、該流体流発生器（３０）が、金属薄板積層体（１３）の内部に設けられた複数の孔（１６）を通じて、かつ／または金属薄板積層体（１３）に設けられた複数の冷却リブ（１８）に沿って、冷却流体流、有利には冷却空気流を発生させている、請求項７記載のゴデット。
【請求項９】
磁気軸受け（６）の固定の部分（８）が、複数の励磁巻き線（１１）を備えた複数の磁極エレメント（１０．１〜１０．４）を有しており、該磁極エレメント（１０．１〜１０．４）が１つの軸受け平面（１４）に配置されており、かつ該磁極エレメント（１０．１〜１０．４）に１つの共通の金属薄板積層体（１３）が対応している、請求項１から８までのいずれか１項記載のゴデット。
【請求項１０】
磁気軸受け（６）の固定の部分（８）が、複数の励磁巻き線（１１）を備えた複数の磁極エレメント（１０．１〜１０．４）を有しており、該磁極エレメント（１０．１〜１０．４）が複数の軸受け平面（１４．１，１４．２）に配置されており、かつ該磁極エレメント（１０．１〜１０．４）に複数の金属薄板積層体（１３．１，１３．２）が対応している、請求項１から９までのいずれか１項記載のゴデット。
【請求項１１】
前記磁極エレメントのうちの少なくとも幾つかの磁極エレメント（１０．１〜１０．２）が、軸受け平面（１４．１，１４．２）毎に角度をずらされて支持体（４）に分配されて配置されており、各軸受け平面（１４．１，１４．２）にそれぞれ１つの金属薄板積層体（１３．１；１３．２）が配置されている、請求項１０記載のゴデット。
【請求項１２】
各磁極エレメント（１０．１〜１０．４）に、それぞれゴデット周壁（１）の位置検出のためのセンサ（１９）が対応しており、該センサ（１９）および磁極エレメント（１０）の励磁巻き線（１１）が軸受け制御ユニット（２７）に接続されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載のゴデット。
【請求項１３】
ゴデット周壁（１）が、半径方向に作用する２つの磁気軸受け（６．１，６．２）と１つのスラスト軸受け（２３）とによって支承されており、磁気軸受け（６．１，６．２）の固定の部分（８）が、励磁巻き線（１１）を備えた複数の磁極エレメント（１０）を有しており、磁気軸受け（６．１，６．２）の回転する部分（９）が、複数の金属薄板積層体（１３）を有している、請求項１から１２までのいずれか１項記載のゴデット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載の形式の、少なくとも１本の糸を案内するためのゴデット（Ｇａｌｅｔｔｅ）に関する。
【０００２】
このような形式のゴデットは、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７３３２３９号明細書に基づき公知である。
【０００３】
公知のゴデットでは、中空円筒状のゴデット周壁が、突出した支持体に磁気支承されている。このためには、半径方向に作用する複数の磁気軸受けが設けられている。磁気軸受けは基本的に、回転する部分と固定の部分とから形成されている。この場合、このような磁気軸受けはパッシブ（受動的）な磁気的な軸受け装置と、アクティブ（能動的）な磁気軸受け装置とに区別される。本発明は、アクティブに半径方向に作用する磁気軸受け装置に限定されている。このような磁気軸受けの固定の部分は少なくとも１つの磁極エレメントにより形成される。この磁極エレメントは１つまたは複数の巻き線を保持している。磁極エレメントは磁極端部を有しており、この磁極端部は軸受けギャップを挟んで磁気軸受けの回転する部分に対峙している。公知のゴデットでは、磁気軸受けの回転する部分が、ゴデット周壁に結合された回転する軸により形成されるか、または直接にゴデット周壁により形成される。この場合、軸もしくはゴデット周壁の材料は、各磁極端部の間に閉じた磁束が発生するように形成されていなければならない。したがって、材料の選択は軸もしくはゴデット周壁のための磁化を考慮して行われなければならず、さらに各構成部分の機能を満たすための要件が考慮されなければならない。公知のゴデットの別の欠点は、軸もしくはゴデット周壁への磁束の移動時に、一周磁化損（磁性体を一周磁化する間に失われるエネルギ）もしくはヒステリシス損、渦電流損ならびに場合によっては生じる漂遊損（Ｓｔｒｅｕｖｅｒｌｕｓｔｅ）が生じることにある。このような損失は、場合によってはゴデット駆動装置の駆動出力により補償されなければならない。
【０００４】
欧州特許出願公開第０７７０７１９号明細書に基づき公知のゴデットも、やはりこのような欠点を有している。この場合、磁極端部は直接にゴデットの回転する構成部分に、軸受けギャップを挟んで対峙している。
【０００５】
本発明の課題は、半径方向に作用する磁気軸受けを備えた、冒頭で述べた形式のゴデットを改良して、磁気軸受けにできるだけ少ない損失しか生じないようなゴデットを提供することである。
【０００６】
本発明の別の目的は、磁気軸受けの一部を有するゴデットの回転する構成部分が相互に与え合う影響を最小限に抑えることである。
【０００７】
本発明に課せられた上記課題は、請求項１の特徴部に記載の特徴を有するゴデットにより解決される。
【０００８】
本発明の有利な改良形は請求項２以下に記載されている。
【０００９】
本発明は、磁気軸受けの回転する部分が金属薄板積層体（Ｂｌｅｃｈｕｎｇ）の形の別個の手段により形成されており、この手段がゴデットの回転可能に支承された構成部分に固く結合されていることを特徴としている。金属薄板積層体を収容するための、ゴデットの回転する構成部分は、支承のために必要となる磁化可能性を有している必要はない。磁気軸受け装置の固定の部分の磁極エレメントならびに磁気軸受け装置の回転する部分の金属薄板積層体は、磁束を案内するために互いに協働する。この場合、金属薄板積層体の設計および材料選択において、一周磁化損、つまりヒステリシス損の低減ならびに渦電流損の低減を求める要求を考慮することができる。これにより、磁気軸受け装置の前記損失は著しく低減されるので、駆動装置の付加出力を回避することができる。高い支持力においても、金属薄板積層体には比較的僅かな加熱しか生じなくなる。
【００１０】
特に有利な実施態様では、金属薄板積層体が直接にゴデット周壁の内側に固定されている。このためには、金属薄板積層体がスペース節約のためにゴデット周壁内に埋め込まれているか、または簡単にゴデット周壁の内側の表面に直接固定されていてよい。この場合、支承力を形成するための、できるだけ不都合のない磁束を保証するために、磁極エレメントの磁極端部に金属薄板積層体が間隔を置いて半径方向で対峙することが確保されていなければならない。
【００１１】
磁極エレメントの励磁巻き線の巻き方向に関連して、磁極端部は、磁束が半径方向または軸方向に向けられるように互いに相対的に形成されていてよい。半径方向に向けられた磁束において損失をできるだけ少なく保持するためには、本発明によるゴデットが、請求項３に記載の改良形に相応して形成されると有利である。この場合、金属薄板積層体は多数のディスク状の薄板リングから形成される。これらの薄板リングは軸方向で相並んで位置して１つの薄板スリーブを形成するようにまとめられている。このスリーブ状の金属薄板積層体は磁極端部をカバーしている。軸方向に向けられた磁束の場合には、金属薄板積層体が多数のディスク状の薄い薄板セグメントから形成されていると有利である。これらの薄板セグメントは周方向で相前後して位置して、１つの閉じた薄板スリーブを形成するようにまとめられている。この場合、少なくとも一方の磁極端部または有利には両方の磁極端部がカバーされている。金属薄板積層体が一方の磁極端部しかカバーしていない場合には、磁束を案内するために第２の磁極端部には別の金属薄板積層体が対応している。金属薄板積層体を複数のディスク状の薄い薄板リングまたは薄板セグメントから形成することは、一周磁化損もしくはヒステリシス損および渦電流損を著しく低減することができるという特別な利点を持っている。ディスク状の薄板リングまたは薄板セグメントは１つの構成部分としてゴデット周壁に固定されている。個々の薄板リングまたは薄板セグメントが絶縁材料によって互いに結合されると有利である。
【００１２】
本発明のさらに別の特に有利な構成では、金属薄板積層体とゴデット周壁との間での熱交換および／または漂流磁界を回避するために、ゴデット周壁と金属薄板積層体との間に絶縁層が形成されている。このような構成は特に、相互作用が劇的に減じられることによりすぐれている。したがって、このような改良形は、ゴデット周壁の周面に案内された糸を熱処理するためにゴデット周壁が加熱されるようなゴデットのために特に適している。したがって、ゴデット周壁と金属薄板積層体との間の絶縁層は、金属薄板積層体の、許容し得ない熱負荷を阻止する。
【００１３】
本発明のさらに別の特に有利な構成では、絶縁層を波形のジャケットリングにより形成することができる。このジャケットリングは外側の波円弧輪郭を介してゴデット周壁の内側に支持されている。したがって、小さな接触面に基づき、金属薄板積層体とゴデット周壁との間の付加的な分離が達成される。
【００１４】
しかし、渦電流損または外部作用に基づいて金属薄板積層体に生じる熱を導出するために、金属薄板積層体に冷却手段を対応させることも可能である。これによって、金属薄板積層体に磁束を案内するための好都合な特性を維持することができるので有利である。
【００１５】
冷却手段としては、流体流発生器が使用されると有利である。この流体流発生器は冷却流体流、有利には冷却空気流を発生させ、この冷却流体流は、たとえば金属薄板積層体の内部に設けられた孔を通るか、または金属薄板積層体の表面に設けられた複数の冷却リブに沿って案内される。
【００１６】
磁気軸受けの固定の部分が、複数の励磁巻き線を備えた複数の磁極エレメントを有していると有利である。これらの磁極エレメントは支持体の周面に均一に分配されて配置されている。この場合、本発明の有利な改良形では、磁極エレメントに１つの軸受け平面内で１つの共通の金属薄板積層体が対応配置される。
【００１７】
請求項１０および請求項１１に記載の本発明の特に有利な改良形には次のような利点がある。すなわち、磁極エレメントを複数の軸受け平面に配置することにより、ゴデット周壁を半径方向で支承するための力が導入される位置が均一に分配されるようになる。各軸受け平面には、複数の金属薄板積層体のうちの１つが対応していると有利である。これによって、高い支持能力と共に小さな損失において軸受け装置の剛性が達成され、このような剛性は特に長尺に突出したゴデットの場合には変形傾向を減少させる。
【００１８】
磁気軸受けの全ての巻き線が協働し合うことを確保するために、本発明の有利な改良形では、各磁極エレメントに、それぞれ軸受けギャップを監視するためのセンサもしくはゴデット周壁の位置を監視するためのセンサが対応している。これらのセンサおよび磁極エレメントの巻き線は軸受け制御装置に接続されているので、信号報知された各軸受けギャップ偏差が直ちに補償制御可能となる。この場合、各磁極エレメントの巻き線が制御装置によって有利には個々に制御される。しかし、１つの軸受け平面の複数の磁極エレメントの複数の巻き線をペアとして制御装置によって制御することも可能である。
【００１９】
長尺のゴデットでは、請求項１３に記載の改良形に相応してゴデット周壁が支承されると有利である。この場合、互いに間隔を置いて配置された、半径方向に作用する２つの磁気軸受けが設けられている。軸方向力を受け止めるためには、ゴデット周壁が付加的にスラスト軸受けにより支承されている。このスラスト軸受けは、やはり無接触のガイドを得るために軸方向に作用する磁気軸受けとして形成されていてよい。これにより、ゴデット周壁の一層高い速度が可能となる。
【００２０】
以下に、本発明によるゴデットの実施例を図面につき詳しく説明する。
【００２１】
図１および図２には、本発明によるゴデットの第１実施例が概略的に示されている。図１は、ゴデットの、本発明にとって重要となる部分が、回転軸線に対して平行でかつ回転軸線を通って延びる断面図につき示しており、図２はゴデットの回転軸線に対して直角に断面した断面図を示している。したがって、以下に行う説明は、特に別記しない限りは両図面に対して適用される。本発明の図示の実施例によるゴデットは、ゴデット周壁１を有しており、このゴデット周壁１は端面壁２を介して、ゴデット周壁１の内部に延びる駆動軸３に相対回動不能に結合されている。このためには、駆動軸３の端部に、ゴデット周壁１を固定するための緊締エレメント７が設けられている。駆動軸３の反対の側の端部は駆動装置（図示しない）と連結されている。駆動装置としては、たとえば電動モータが設けられていてよい。
【００２２】
ゴデット周壁１は、半径方向に作用する２つの磁気軸受け６．１，６．２によって、突出した支持体４に支承されている。この支持体４は中空円筒状に形成されていて、ゴデット周壁１の内部で端面壁２のすぐ手前にまで延びている。中空円筒状の支持体４は駆動軸３により貫通される。端面壁２とは反対の側では、支持体４はつば５を介して機械フレーム（図示しない）に固定されている。
【００２３】
両磁気軸受け６．１，６．２は同一に構成されているので、以下に行う説明は両磁気軸受け６．１，６．２に対して該当する。磁気軸受け６は、支持体４に固定された固定の部分８と、回転する部分９とから成っており、この回転する部分９はゴデット周壁１の内面に固定されていて、ゴデット周壁１と共に回転する。磁気軸受け６の固定の部分８は複数の磁極エレメント１０により形成される。これらの磁極エレメント１０は支持体４の全周にわたって均一に分配されて配置されている。この実施例では、磁気軸受け６の固定の部分８が４つの磁極エレメント１０．１，１０．２，１０．３，１０．４により形成されている。これらの磁極エレメント１０．１，１０．２，１０．３，１０．４はそれぞれＵ字形に形成されていて、磁極端部１２を有している。Ｕ字形の磁極エレメント１０．１〜１０．４のＵ字体の脚部に相当する部分には、励磁巻き線１１が巻き付けられており、これらの励磁巻き線１１はエネルギ供給ユニット２９に接続されている。磁極エレメント１０の励磁巻き線１１および磁極端部１２は、軸方向に向けられた磁界が発生させられるように形成されている。
【００２４】
磁極エレメント１０．１，１０．２，１０．３，１０．４は、同一の軸受け平面１４内でそれぞれ互いに９０゜だけずらされて支持体４の周面に取り付けられている。
【００２５】
磁気軸受け６の回転する部分９は、金属薄板積層体（Ｂｌｅｃｈｕｎｇ）１３と、この金属薄板積層体１３に結合された絶縁層１５とにより形成される。金属薄板積層体１３と絶縁層１５とは、一緒になってゴデット周壁１の内側に固定されている。金属薄板積層体１３はこの場合、ディスク状の多数の肉薄な薄板セグメント３２から形成されており、これらの薄板セグメント３２は半径方向で相前後して位置して１つの薄板スリーブを形成するようにまとめられている。薄板セグメント３２は、それぞれ絶縁材料によって互いに結合されている。絶縁層１５は同じくスリーブ状に形成されていて、スリーブ状の金属薄板積層体１３を完全に取り囲んでいる。金属薄板積層体１３は軸方向において、磁極エレメント１０．１〜１０．４の磁極端部１２が完全にカバーされるまで、ただし磁極エレメント１０．１〜１０．４の磁極端部１２と金属薄板積層体１３との間に軸受けギャップ２５が形成されるように延びているので、磁極エレメント１０．１〜１０．４と金属薄板積層体１３との間には、磁力が発生可能となる。磁極エレメント１０は中実の一体材料から成形されているか、または半径方向および／または軸方向で相前後して積み重ねられた多数の金属薄板から成形されていてよい。
【００２６】
磁気軸受け６．１，６．２は互いに間隔を置いて支持体４の周面に形成されており、この場合、一方の磁気軸受け６．１は支持体４の自由端部に設けられており、他方の磁気軸受け６．２は支持体４の固く緊締された側の端部の範囲に設けられている。両磁気軸受け６．１，６．２の間では支持体４の周面に、ゴデット周壁１を加熱するための加熱装置２６が取り付けられている。この加熱装置２６は、たとえば誘導に基づいたゴデット周壁１の加熱を生ぜしめる１つまたは複数の巻き線により形成されていてよい。
【００２７】
磁気軸受け６．１，６．２の各磁極エレメント１０には、それぞれ１つのセンサ１９が対応している。このセンサ１９は距離センサとして形成されており、これによりゴデット周壁１の位置が検出される。このためには、センサ１９の自由端部がゴデット周壁１の内面に対して短い間隔を置いて配置されている。磁気軸受け６．１，６．２のセンサ１９．１，１９．２，１９．３，１９．４は、信号線路によって軸受け制御ユニット２７に結合されている。この軸受け制御ユニット２７はエネルギ供給ユニット２９を介して磁気軸受け６．１，６．２の磁極エレメント１０．１〜１０．４の励磁巻き線１１に接続されている。
【００２８】
図１から判るように、支持体４のつば５の直径は、ゴデット周壁１の直径よりも大きく形成されている。支持体４のつば５は、ゴデット周壁１に向かって環状の溝２１を有しており、この環状の溝２１はスラスト軸受け２３を収容している。このスラスト軸受け２３は軸方向に作用する磁気軸受けとして形成されており、この磁気軸受けはゴデット周壁１の端面２２と共に軸方向の軸受けギャップ２８を形成している。
【００２９】
支持体４の内部では、駆動軸３と支持体４との間に、互いに間隔を置いて配置された２つの非常運転軸受け２４．１，２４．２が形成されている。これによって、磁気軸受け装置とは別個にゴデット周壁１の確実な始動もしくは非常運転が保証されている。非常運転軸受け２４としては、たとえば滑り軸受けまたは転がり軸受けを使用することができる。
【００３０】
図１および図２に示した本発明の実施例によるゴデットは、糸の搬送、熱処理およびドラフトのために使用される。この場合、糸に高い引張力が形成され、この引張力は運転時にゴデットのほぼ静的な負荷を生ぜしめる。この負荷は直接にゴデット周壁１の、１本または複数の本の糸により巻き掛けられた周面範囲に導入される。運転時に、ゴデット周壁１の実際の位置は、軸受け平面１４．１，１４．２の範囲に設けられたセンサ１９によって測定される。測定値は軸受け制御ユニット２７に供給される。軸受け制御ユニット２７では、測定値から軸受け平面１４．１，１４．２におけるゴデット周壁１の位置が求められ、そしてこの位置の所望の補正に相応して、磁気軸受け６．１，６．２の磁極エレメント１０の個々の励磁巻き線１１が起動制御される。したがって、金属薄板積層体１３と磁極エレメント１０の磁極端部１２との間には、ほぼ一定の軸受けギャップ２５が生ぜしめられる。複数の薄板セグメント３２をまとめ合わせることによって金属薄板積層体１３を層状に形成することに基づき、金属薄板積層体１３への磁束の移動時に著しい一周磁化損、つまりヒステリシス損（Ｕｍｍａｇｎｅｔｉｓｉｅｒｕｎｇｓｖｅｒｌｕｓｔｅ）は生じなくなる。
【００３１】
ゴデット周壁１は加熱装置２６によって加熱される。ゴデット周壁１の表面温度を制御するために、１つまたは複数の温度センサ（図示しない）が設けられている。この温度センサは信号線路を介して加熱制御部に接続されていて、ひいては表面温度の目標値調節を可能にする。
【００３２】
ゴデット周壁１から金属薄板積層体１３への熱伝達による金属薄板積層体１３の望ましくない加熱を回避するために、金属薄板積層体１３は絶縁層１５によってゴデット周壁１から分離されている。このときに、絶縁層１５は、たとえば非金属、たとえばプラスチックから製造されていてよい。絶縁層１５と金属薄板積層体１３とは、図１の磁気軸受け６．１において示したように少なくとも部分的にゴデット周壁１内に埋め込まれているか、または図１の磁気軸受け６．２において示したようにゴデット周壁１の内側の表面に直接に起立するように取り付けられていてよい。
【００３３】
金属薄板積層体１３のアクティブな冷却が望まれる場合には、金属薄板積層体１３の端面に、半径方向で複数の列を成して全周にわたって延びる環状の（ｒａｄｉａｌ  ｕｍｌａｕｆｅｎｄ．）冷却リブ１８が形成されていてよい。
【００３４】
付加的に、金属薄板積層体１３は、図２に示したように、金属薄板積層体１３を冷却するための空気通過を可能にする、軸方向に向けられた複数の孔１６を有していてよい。
【００３５】
冷却流体流を発生させるためには、流体流発生器３０が設けられている。この流体流発生器３０は図１に示したように、ゴデット周壁１の内部に冷却流体流、有利には冷却空気流を導入する。金属薄板積層体１３を冷却するために設けられた冷却手段１６，１８，３０は、例示的に図示されているに過ぎず、金属薄板積層体１３の過剰加熱が予想されるような場合にしか使用可能でない。
【００３６】
図３および図４には、本発明によるゴデットの別の実施例が示されている。図３には、この実施例が縦断面図で概略的に図示されており、図４には、複数の軸受け平面に沿って断面した複数の横断面図で概略的に図示されている。図４．１および図４．２は、それぞれ磁気軸受けの１つの軸受け平面の横断面図を示している。同一機能を有する構成部分は同じ符号で示されている。
【００３７】
この実施例は、大体において図１および図２に示した本発明によるゴデットの第１実施例に相当しているので、以下においては大きな相違点についてのみ説明する。
【００３８】
図３および図４に示した本発明によるゴデットの実施例は、長尺に突出した支持体４を有している。この支持体４は片側で機械フレーム（図示しない）に固定されている。支持体４には、中空円筒状に形成されたゴデット周壁１が回転可能に支承されている。ゴデット周壁１を支承するためには、半径方向に作用する磁気軸受け６．１，６．２ならびにスラスト軸受け２３が設けられている。両磁気軸受け６．１，６．２は同一に構成されているので、以下に行う説明は両磁気軸受けについて該当する。磁気軸受け６では、固定の部分８が複数の磁極エレメント１０．１，１０．２，１０．３，１０．４により形成される。磁極エレメント１０．１〜１０．４は、相並んで位置する２つの軸受け平面１４．１，１４．２に分割されている。各軸受け平面１４では、支持体４の周面で互いに向かい合って位置する２つの磁極エレメント１０が配置されている。磁極エレメント１０はＵ字形に形成されていて、Ｕ字体の各脚部に励磁巻き線１１を支持している。これらの脚部は磁極エレメント１０の磁極端部１２を形成していて、運転時に軸方向に向けられた磁束を案内する。
【００３９】
各軸受け平面１４．１，１４．２では、各軸受け平面１４の磁極エレメント１０にそれぞれ１つの金属薄板積層体１３が対応している。金属薄板積層体１３はスリーブ状に形成されていて、絶縁層１５を介してゴデット周壁１の内面に固く結合されている。絶縁層１５はこの場合、波形のジャケットリング３１により形成される。このジャケットリング３１はゴデット周壁１と絶縁層１５との間および金属薄板積層体１３と絶縁層１５との間に、それぞれ小さな接触面を形成するので有利である。
【００４０】
図３および図４に示した実施例では、軸受け平面１４．１の磁極エレメント１０．１，１０．３には金属薄板積層体１３．１が対応しており、軸受け平面１４．２の磁極エレメント１０．２には金属薄板積層体１３．２が対応している。金属薄板積層体１３はこの場合、たとえば磁化可能な材料から製造された単一部分から成る一体のリングにより形成されていてもよい。しかし、金属薄板積層体を複数のディスク状の薄板リングまたは薄板セグメントにより製造することも可能である。
【００４１】
磁極エレメント１０．１，１０．２，１０．３，１０．４には、それぞれセンサ１９．１，１９．２，１９．３，１９．４が対応している。磁極エレメント１０．１〜１０．４の励磁巻き線１１はセンサ１９．１〜１９．４と一緒に軸受け制御ユニット２７に接続されている。各磁極エレメント１０はこの場合、それぞれ隣接した磁極エレメントとは別個に独立して制御され得る。この場合、磁極エレメント１０．１〜１０．４の磁極端部１２と金属薄板積層体１３．１，１３．２との間に生じた軸受けギャップ２５はほぼ一定に保持される。
【００４２】
図５には、別の実施例による磁気軸受け装置を備えた、たとえば図１および図２に示したゴデットが断面図で示されている。図５．１には、ゴデットの回転軸線に対して直交する方向で断面した全体断面図が示されている。それに対して図５．２には、ゴデットの縦断面の一部しか図示されていない。同一機能を有する構成部分は同じ符号で示されている。
【００４３】
ゴデットの構造は、図１および図２に示した実施例にほぼ相当しているので、以下においては相違点についてのみ説明する。ゴデット周壁１は半径方向に作用する少なくとも１つの磁気軸受け６によって、突出した支持体４に支承されている。この支持体４は中空円筒状に形成されている。中空円筒状の支持体４はこの場合、駆動軸３によって貫通される。
【００４４】
磁気軸受け６は、支持体４に固定された固定の部分８と、ゴデット周壁１の内面に固定された回転する部分９とから成っており、この回転する部分９は、ゴデット周壁１と一緒に回転する。磁気軸受け６の固定の部分８は複数の磁極エレメント１０により形成される。これらの磁極エレメント１０は支持体４の周面に均一に分配されて取り付けられている。この実施例では、磁気軸受け６の固定の部分８が４つの磁極エレメント１０．１，１０．２，１０．３，１０．４により形成されている。各磁極エレメント１０．１〜１０．４はＵ字形に形成されていて、磁極端部１２を有している。Ｕ字形の磁極エレメント１０．１〜１０．４の脚部には、励磁巻き線１１が巻き付けられている。これらの励磁巻き線１１はエネルギ供給ユニット（図示しない）に接続されている。磁極エレメント１０．１〜１０．４の励磁巻き線１１と磁極端部１２とは、半径方向に向けられた磁界が発生させられるように形成されている。このためには、Ｕ字形の磁極エレメント１０の磁極端部１２がゴデット周壁１の周方向で互いに向かい合って位置している。
【００４５】
磁極エレメント１０．１〜１０．４は１つの軸受け平面内でそれぞれ互いに９０゜だけずらされて支持体４の周面に取り付けられている。
【００４６】
磁気軸受け６の回転する部分９は、金属薄板積層体１３と、この金属薄板積層体１３に結合された絶縁層１５とにより形成され、金属薄板積層体１３と絶縁層１５とは一緒になってゴデット周壁１の内面に埋め込まれている。絶縁層１５はスリーブ状に形成されていて、スリーブ状の金属薄板積層体１３を完全に取り囲んでいる。絶縁層１５はこの場合、金属薄板積層体１３の端面にも被さるように延びている。金属薄板積層体１３は多数のディスク状の肉薄な薄板リング３３から形成されている。これらの薄板リング３３はゴデット周壁１の長手方向で相前後して位置するように束ね合わされて、１つの薄板スリーブを形成している。薄板リング３３はそれぞれ絶縁材料によって互いに結合されている。金属薄板積層体１３は軸方向において、磁極エレメント１０．１〜１０．４の磁極端部１２が完全にカバーされるまで、ただし磁極エレメント１０．１〜１０．４の磁極端部１２と金属薄板積層体１３との間に軸受けギャップ２５が形成されるように延びているので、磁極エレメント１０．１〜１０．４と金属薄板積層体１３との間には磁力が形成可能となる。磁極エレメント１０．１〜１０．４は１つの中実材料から成形されているか、または半径方向および／または軸方向で相前後して積み重ねられた多数の金属薄板から成形されていてよい。
【００４７】
運転時では、ゴデット周壁１の実際の位置が、軸受け平面の範囲に設けられたセンサによって測定され、測定値は軸受け制御ユニットに供給される。この軸受け制御ユニットでは、測定値から軸受け平面におけるゴデット周壁１の位置が求められ、所望の位置補正に相応して磁気軸受け６の磁極エレメント１０の個々の励磁巻き線１１が制御される。したがって、金属薄板積層体１３と磁極エレメント１０の磁極端部１２との間には、ほぼ一定の軸受けギャップ２５が生ぜしめられる。複数の薄板リング３３をまとめ合わせることにより金属薄板積層体１３を層状に形成することに基づき、金属薄板積層体１３への磁束の移動時における著しい一周磁化損もしくはヒステリシス損は生じなくなる。
【００４８】
本発明は、図１〜図５に示した実施例に限定されるものではない。原則的に支持体４は軸として形成されていてよく、その場合、この軸の周面には磁極エレメントを収容するための切込みが含まれている。軸の周面には、回転可能なゴデット周壁が案内されていてよい。磁気軸受け６の構成は変更されずに転用され得る。
【００４９】
本発明は、駆動軸が磁気的に支承されているような実施例をも包含する。このためには、磁気軸受けの磁極エレメントが中空円筒状の支持体の内部に配置されている。駆動軸の周面には、金属薄板積層体が形成されていてよく、この金属薄板積層体は磁極エレメントと共に１つの軸受け平面内に配置されている。図示していない全ての実施例にとって共通していることは、磁気軸受けの回転する部分が、ゴデットの回転する構成部分のうちの１つに固定された金属薄板積層体により形成されていることである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明によるゴデットの第１実施例を示す概略的な断面図である。
【００５１】
【図２】第１実施例によるゴデットの回転軸線に対して直角に断面した断面図である。
【００５２】
【図３】本発明によるゴデットの別の実施例を示す概略的な縦断面図である。
【００５３】
【図４】図３に示したゴデットの軸受け平面に沿った複数の横断面図である。
【００５４】
【図５】磁気軸受け装置の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  ゴデット周壁
２  端面壁
３  駆動軸
４  支持体
５  つば
６  磁気軸受け
７  緊締エレメント
８  固定の部分
９  回転する部分
１０  磁極エレメント
１１  励磁巻き線
１２  磁極端部
１３  金属薄板積層体
１４  軸受け平面
１５  絶縁層
１６  孔
１８  冷却リブ
１９  センサ
２０  糸
２１  溝
２２  端面
２３  スラスト軸受け
２４  非常運転軸受け
２５  軸受けギャップ
２６  加熱装置
２７  軸受け制御ユニット
２８  軸受けギャップ
２９  エネルギ供給ユニット
３０  流体流発生器
３１  ジャケットリング
３２  薄板セグメント
３３  薄板リング
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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