DE2500211C3

DE2500211C3 - Trägheitsschwungrad für einen Satelliten

Info

Publication number: DE2500211C3
Application number: DE2500211A
Authority: DE
Inventors: Pierre Le Pecq Yvelines Poubeau (Frankreich)
Original assignee: Airbus Group SAS
Current assignee: Airbus Group SAS
Priority date: 1974-01-03
Filing date: 1975-01-03
Publication date: 1980-07-24
Also published as: US3955858A; IT1026241B; NL178716C; NL178716B; NL7500027A; DE2500211A1; DE2500211B2; GB1488951A

Description

Die Erfindung betrifft ein Trägheitsschwungrad für einen Satelliten mit einem von einem Statorgehäuse umschlossenen Rotor und einem elektromagnetischen Drehantrieb.

Trägheitsschwungräder zur Erzeugung von Reaktionsmomenten oder zur Speicherung von elektrischer Energie, beispielsweise zur Überwindung der Flugstrekke des Satelliten durch den Schattenbereich der Erde, sind bekannt. Beispielsweise wird in der DE-OS 20 31 076 ein Trägheitsschwungrad beschrieben, das aus zwei oder mehreren räumlich nebeneinander angeordneten, um eine gemeinsame Achse drehbaren Schwungrädern besteht. Die Schwungräder sind dabei mittels Wälzlagern an der gemeinsamen Achse geführt. Diese Wälzlager übertragen die auftretenden Reaktionsmomente und sind deshalb hoch beansprucht, was zu vorzeitigem Verschleiß dieser Bauteile führt. Mit der Erweiterung der geforderten Lebensdauer von Nachrichtensatelliten ist eine andere Lagerung der Schwungräder mit größerer Lebensdauer erforderlich. Es kommt hinzu, daß bei den bekannten Schwungrädern eine gute Kapselung der Schwunganordnungen nötig ist, um die Wälzlager mit entsprechenden Schmierstoffen versehen zu können, die bei nicht gekapselten Geräten oder bei Entstehung eines Leckes sehr rasch verdampfen.

Eine weitere bekannte Schwungradanordnung ist in der DE-OS 20 35 397 beschrieben. Bei diesem Trägheitsschwungrad werden Lager aus mit Metallpulver gemischtem PTFE benutzt, in denen sich Wellen aus gehärtetem Chromstahl drehen. Derartige PTFE-Metall-Lagerbuchsen und Stahlwellen erweisen sich für Drehgeschwindigkeiten bis zu 6000 U/min durchaus brauchbar, bei höherer, Drehgeschwindigkeiten ist aber auch mit solchen Lagern keine zufriedenstellende Dauerlagerung mehr zu erzielen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Satelliten-Trägheil sschwungrad der eingangs genannten Gattung zu schaffen, das für hohe Umdrehungszahlen geeignet ist und eine Lebensdauer von bis zu 10 Jahren in nicht gekapselten Umgebungen gestattet. Dabei soll mit dem Satelliten-Trägheitsschwungrad eine solche Konstruktion gefunden werden, die auch die Abschußphase mit den dabei auftretenden Vibrationen bei beträchtlicher Beschleunigung gut übersteht.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Trägheitsschwungrad, das die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweist.

Es ist in diesem Falle also die Aufhängung des Rotors durch rein magnetische Kräfte gewählt, während die mechanische Lagerung nur im Falle des Auftretens übergroßer Beschleunigungskräfte und bei stillstehendem Rotor in Funktion tritt. Der in gewissen Grenzen frei bewegliche Rotor wird dabei gemäß der Earnshaw'schen Theorie längs einer Achse aktiv gesteuert, während die Bewegung bzw. Bewe^-.igsabweichung um dazu senkrecht stehende Achsen diTch passive Vorrichtungen bzw. Einrichtungen geführt oder gedämpft werden. Der erfindungsgemäße Rotor wird also bei seiner Rotation freischwebend durch Magnetkräfte geführt, vobei die zur Führung zuzuführenden Energiemengen sich nur auf die durch die Dämpfungsvorrichtungen transformierten Energiewerte beschränken. Die sonst bei Abwälzen der Lager und bei der Erwärmung der Schmierungseinrichtungen verlorengehenden Energiemengen treten bei der erfindungsgemäßen Bauart nicht auf.

Vorteilhafterweise werden die passiven Zentriervorrichtungen gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 2 ausgeführt. Eine derartige Vorrichtung ergibt eine große Steifigkeit in Radial- und in Axialrichtung. Dagegen ist eine Bewegung in Umfangsrichtung sehr leicht möglich. Alternativ kann diese passive Zentriervorrichtung nach dem Kennzeichen des Anspruchs 3 ausgeführt sein, wobei in diesem Fall durch das Vorhandensein von zwei geschlossenen Magnetkreisen eine gewisse Ausgleichswirkung vorhanden ist.

Die aktive Axial-Zentriervorrichtung wird vorteilhafterweise nach dem Kennzeichen des Anspruchs 4 ausgeführt. Diese Zentriervorrichtung ist ähnlich wie ein Lautsprecher-Magnetsystem aufgebaut und ermöglicht ein Korrigieren der Lage des Rotors gegenüber dem Stator in Axialrichtung. Alternativ dazu sind in den Kennzeichen der Ansprüche 5 bzw. 6 vereinfachte Ausführungsformen für derartige aktive Axial-Zentriervorrichtungen angegeben. Bei den Alternativausführungen nach Anspruch 5 bzw. 6 ist eine Zentrierung der Rotorlage mit einer einzigen derartigen Vorrichtung mö3lic!\, während vorteilhafterweise die Vorrichtung nach Anspruch 4 zweimal angebracht ist. Vorzugsweise werden die an die Poispalte angrenzenden Poischuhteile längs dem Umfang nach dem Kennzeichen des Anspruchs 7 mit Zähnen versehen, wodurch bei schnell laufenden Teilen eine größere Axial-Steifigkeit erzielbar ist.

Die für die Steuerung der aktiven Axial-Zentriervorrichtung nötigen Signals, die für die Axialgeschwindigkeit des Rotors repräsentativ sind, werden vorteilhafterweise durch einen Fühler nach dem Kennzeichen des Anspruchs 8 gewonnen, während die für die axiale Lage des Rotors kennzeichnenden Signale vorteilhafterweise durch einen Fühler nach dem Kennzeichen des Anspruchs 9 erhalten werden. Die von diesen Fühlern

erhaltenen Signale werden vorteilhafterweise einem Signalsteuergerät zugeführt, das den Erregungsstrom für die aktive Zentriervorrichtung steuert.

Die Dämpfungsvorrichtung, die vorteilhafterweise nach dem Kennzeichen des Anspruchs 10 gebildet ist, ergibt eine einfache Dämpfung dadurch, daß jede Lageänderung des Rotors gegenüber dem Stator in der Scheibe aus gut leitendem Material Wirbelströme erzeugt, die nach der Lenz'schen Regel den Bewegun gen entgegenwirken. Die Wirbelströme werden durch den Widerstand der Scheibe in Wärme umgewandelt und bedingen damit eine Dämpfung der genannten Bewegungen. Vorteilhafterweise bewirkt eine Ausführung der passiven Radial-Zentriervorrichtung in der in dem Kennzeichen des Anspruchs 11 genannten Weise eine weitere Dämpfung der genannten Bewegungen.

Vorzugsweiwe bestehen die bei allen bisher besprochenen Einrichtungen verwendeten Ringmagnete aus

• _ fcJ * ' I _** U L· KA * ' * DU

CIIIClIl ιτιαι^ιιαι nut ti\jtiy.m inagiiviviivigii.n^i< «-»* «m.M,

z. B.Samarium-Kobalt.

Vorteilhafterweise werden die Führungseinrichtungen zur Begrenzung der Bewegung der Rotordrehachse nach dem Kennzeichen des Anspruchs 13 ausgeführt, da dadurch eine Schmierung der Lagerstellen entfallen kann; alternativ können nach Anspruch 14 Wälzlager mit einem gewissen Spiel verwendet werden, die keine Schmierung erfordern.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert: in der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen axial geführten Teilschnitt durch ein Satelliten-Trägheitsschwungrad,

Fig. 2 eine perspektivische Teildarstellung des in dem Satelliten-Trägheitsschwungrad nach Fig. I benutzten Motorgenerators.

Fig. 3 eine schematische Ansicht des Motorgenerators von F i g. 2 in Axialrichtung gesehen,

Fig. 4 eine schematisierte perspektivische Ansicht des Axialstellungsfühlers des Trägheitsschwungrades nach Fig. 1,

F i g. 5 und 6 Schnittdarstellungen, die das Prinzip des Axialstellungsfühlers nach F i g. 4 zeigen.

Fig. 7 eine schematische Schnittansicht nach Linie VII-VII der F ig. 1,

Fig. 8 eine perspektivische Darstellung des Rotoraufbaus,

Fig. 9 ein Einbauschema der Zentrier-. Dämpfungsund Antriebseinrichtungen des Trägheitsschwungrades nach Fig. 1,

Fig. 10 eine schematische Darstellung entsprechend Fig. 9 einer weiteren Ausführungsform des Trägheitsschwungrades,

F i g. 11 eine weitere Darstellung entsprechend F i g. 9 und 10 einer weiteren Ausführungsform des Trägheitsschwungrades,

Fig. 12 bis Fig. 19 jeweils eine schematische Darstellung von Einzelvorrichtungen der verschiedenen Ausführungsformen des Trägheitsschwungrades, und zwar einer Dämpfungsvorrichtung (Fig. 12), einer passiven magnetischen Zentriervorrichtung für Radialrichtung (Fig. 13), einer ebenfalls zur Zentrierung beitragenden Antriebs- und Generatoreinrichtung (Fig. 14), je einer nicht zur Zentrierung beitragenden Antriebs- und Generatorvorrichtung(Fig. 15,16), eines Fühlers für die axiale Lage (Fig. 17), eines Fühlers für die axiaie Geschwindigkeit (F i g. 18) und einer Zentriervorrichtung für die axiale Lage des Rotors (Fig. 19); diese Elemente sind für die einzelnen Ausführungsformen nach F i g. 9 -11 bestimmt,

Fig.20 eine axiale Schnittdarstellung der aktiver Zentriervorrichtung der Ausführungsform nach Fig. K des Trägheitsschwungrades,

-, F i g. 21 eine schematische Axialschnittdarstellung dei in der Ausführungsform nach F i g. 11 verwendeter aktiven Zentriervorrichtung, und

Fig.22 eine schematische Axialschnittdarstellung einer anderen Ausführungsform der passiven magneti ίο sehen Zentriervorrichtung für Radialrichtung.

Die durch die Drehachse .YKund einen Durchmcssci Z-Z' geführte Schnittdarstellung in F i g. 1 zeigt der Stator 2, der den um eine Welle 3 aufgebauten Rotor 1 umgibt. Der Rotor 1 wird in dem Stator durcr ι, Zentriervorrichtungen für die axiale und radiale Lage gehalten, die konzentrisch um die Drehachse X- ) angeordnete Ringmagnete und ebenso angeordnete Rinspulen aufweist.

i-*iC ttCiiC j ist ίϊΤϊ ι ^OriTiaiL/CiriCu HiCitt 5i\iiV, 5iC StCn'

JH sozusagen eine Anschlagbegrenzung für den Rotor I gegenüber dem Stator 2 dar, die beispielsweise bein Abschuß des Satelliten oder bei stehendem Rotoi wirksam wird.

Die Ausrichtung des Rotors 1 gegeniiger dem Stator

:-, 2 im Normalbetrieb muß einen axialen Zentrierungsanteil in Richtung X— Kund einen radialen Zentrierungs anteil, beispielsweise in Durchmesserrichtiing Z-Z aufweise.·.

Die radiale Zentrierung wird durch ein System von

in magnetischen Zentriersystemen erreicht, das aus meh reren Einzelvorrichtungen besteht; beispielsweise ist in F i g. 1 erkennbar je eine passive nvagnetische Zentriervorrichtung 200 und 201 mit einem Ringmatneten an den axialen Enden des Rotors und ebenfalls zur

Γ. Zentrierung beitragenden Antriebs- und Generatorvorrichtungen 202 und 203, die ebenfalls an den axialen Enden des Rotors angeordnet sind.

Die passiven magnetischen Zentriervorrichtungen 200 und 201 weisen mit dem Rotor 1 verbundene

in Ringmagnete 7, 8 bzw. 13, 14 auf. die einen mil Längsachse in Axialrichtung gelegenen rechteckigen Querschnitt besitzen und aus einem Material mit hohem maximalem Magnetenergiewert BH_m3X, beispielsweise aus Samarium-Kobalt bestehen. Aus dem gleichen

4-. Material bestehende koaxiale Ringmagnete 5, 6 und 9, 10 liegen in Axialrichtung in Fortsetzung der mit dem Rotor verbundenen Ringmagnete 7 und 8 (Fig. 13) jedes Ringpaar ist axial zueinander komplementär magnetisiert und die mit dem Stator verbundenen

in Ringmagnete 5,6; 9,10 sind durch Polschuhe 18 bzw. 17 aus ferromagnetischem Material miteinander ve. Λΐη-den. Entsprechend sind bei der Zentriervorrichtung 201 Ringmagnete 11,12 und 15,16 vorgesehen, die jeweils durch Polschuhe 19 bzw. 20 verbunden sind.

5i Die auch zur Zentrierung beitragenden Antriebs- und Generatorvorrichtungen 202 und 203 weisen mit dem Stator 2 verbundene Ringkerne 21 und 22 bzw. 23 und 24 mit rechteckigem Querschnitt auf, auf die induzierende Spulen gewickelt sind, sowie je ein mit dem Rotor

M) verbundenes Ringmagnetelement 25 bzw. 26, das ebenfalls aus einem Material mit hohem magnetischem Maximalenergiewert wie Samarium-Kobalt besteht Die Ringelemente 25 und 26 sind dabei in Umfangsrichtung in eine gerade Anzahl einander entgegengesetzt axial

b5 polarisierter Ringsektoren unterteilt und die Induktionswickiungen bestehen gieichfaiis aus einer geraden Anzahl entsprechender Einzelspulen auf den Ringkernen 21,22 bzw. 23,24.

Das Arbeitsprinzip der Antriebs- und Generatorvorrichtungen 202 und 203 wird im folgenden anhand der Fig. 2 und 3 erläutert, wobei jeweils nur eine Vorrichtung 202 gezeigt ist. Die weitere Vorrichtung 203 isi dazu symmetrisch aufgebaut. In F i g. 2 ist ■, gezeigt, daß jeder Ringkern 21 bzw. 22 vier Ringsektorwicklungen 29 bis 32 bzw. 33 bis 36 besitzt, die von einem -teuergerät 37 aus gespeist werden. Ebenfalls ist zu sehen, daß an die beiden Ringwicklungen ein ferromagnetisches Joch 27 anschließt, dem ein ferro- m magnetisches Joch 28 bei der komplementären Vorrichtung 203 entspricht. Das Steuergerät 37 kann durch ein magnetisches oder in der dargestellten Weise photoelektrisches Steuersystem gesteuert werden, das aus einer lichtquelle 38. vier Reflexionsspiegel 39-42. die ι-, mit dem Rotor 1 verbunden sind, und einem Photosensor, beispielsweise einer Photodiode 43. besteht.

ArKi

Γ,.Ιγ.»

In der in F i g. 2 und 3 gezeigten Stellung wird ein Strom /durch das Steuergerät 37 in die Wicklungen 29 und 33 sowie 31 und 35 in der durch Pfeile angezeigten Richtung gesandt. Die in dem Polspalt des aus den Kernen 21 und 22 und dem Element 27 bestehenden lochs befindlichen Leiterteile sind dem durch den Magnetringsektor erzeugten Magnetfeld C ausgesetzt. Nach dem Induktionsgesetz ergibt sich daraus eine Kraft F (F ig. 2 links), die eine Antriebskraft für den Rotor 1 ergibt. Sobald der Spiegel 42 an die Stelle kommt, die in F i g. 3 der Spiegel 39 einnimmt, empfängt der P' Dtosensor 43 ein Lichtsignal und das Steuergerät nimmt eine Umschaltung vor. die die Wicklungen 29 und 33 sowie 31 und 35 von der Stromversorgung abtrennt und die Wicklungen 32 und 36 bzw. 30 und 34 speist. Inzwischen befindet sich der entgegengesetzt polarisierte Magrietringsektor an den entsprechenden Stellen und es wird wiederum eine Kraft F erzeugt. So ergibt sich eine Bewegung des Rotors in Richtung des Pfeiles Λ. Diese Drehung wird weiter aufrechterhalten mit einer Geschwindigkeit, die durch die durch den Photosensor 43 erzeugten Signale gesteuert wird, solang die Vorrichtung als Antriebsvorrichtung arbeitet. Die gleiche Vorrichtung kann ebenso als Stromerzeuger arbeiten und der Photosensor 34 schaltet dann die in den Wicklungen 29 bis 32 und 33 bis 36 erzeugten Ströme jeweils so, daß sich am Ausgang des Steuergerätes 37 ein Gleichstrom ergibt.

Durch die in Axialrichtung länglich ausgeführte Antriebs- und Generatorvorrichtung 202 bzw. 203 ergibt sich auf diese Weise eine hohe radiale Steifheit.

Es können bedarfsweise weitere Ringmagneten zur Erhöhung der radialen Steifheit hinzugefügt werden.

Bei einem Anlaufen des auf diese Weise magnetisch zentrierten Rotors 1 erfolgt bei Durchlaufen der kritischen Geschwindigkeit ein Aufschaukeln der durch bestimmte Unregelmäßigkeiten erregten Schwingungen, so daß eine Dämpfung der Schwingungen erforderlich ist. Eine erste Dämpfung erfolgt bereits dadurch, daß die Ringmagnete 5 und 6 bzw. 11 und 12 in einen verstärkten Elastomer 43 bzw. 44 eingebettet sind ι und in Axialrichtung von dünnen Stahldrähten 45, 46 bzw. 47, 48 gehalten werden. Die Stahldrähte weisen beispielsweise einen Durchmesser von 0,2 mm auf.

Diese erste Dämpfungsanordnung wird durch eine weitere Dämpfungsvorrichtung 204 und 205 ergänzt, die t an dem Rotor J angebrachte Ringmagneten 49-52 bzw. 53-5<i, aus dem bereits erwähnten Material mit hohem maximalem magnetischem Energiewert, mit rechteckigem Querschnitt aufweist. Diese Ringmagneten sind jeweils paarweise koaxial angeordnet und einander entgegengesetzt axial magnetisiert und an den Befestigungsseiten am Rotor 1 über Polschuhe 57 und 58 bzw. 59 und 60 geschlossen. In dem durch diese Ringmagneten gebildeten Luftspalt bewegt sich jeweils eine mit dem Stator 2 verbundene elektrisch gut leitende Ringscheibe 61 bzw. 62, die beispielsweise aus Aluminium, Silber oder Kupfer gefertigt sein kann. In bekannter Weise werden in diesen Ringscheiben bei Ausweichbewegungen in Radialrichtung Wirbelströme induziert, die nach der Lcnz'schen Regel mit dem Magnetfeld der Ringmagnete so in Wechselwirkung treten, daß der Ausweichbewegung entgegengesetzt wirkende Kräfte erzeugt werden. Auf diese Weise werden die Schwingungen, insbesondere bei Durchlaufen der kritischen Geschwindigkeit des Rotors I. gedämpft.

l·* O ·* V% C r\ O II' Γr°* H Λ i"^ 1 r* ^\r\ l·*rt ii

...Ϊ-Λ ta- «;

wirksame magnetische Aufhängung neben der bereits besprochenen passiven Zentrierung eine aktive Zentrierung um eine Achse, in diesem Fall die Drehachse, benötigt.

Diese aktive magnetische Zentriervorrichtung be-

. steht aus zwei elektrodynamischen Zentriervorrichtungen 206 und 207, die nach Art einer Lautsprecherspule aufgebaut sind. Die Erregung wird durch Signale gesteuert, die von der Axiallage des Rotors und von der axialen Geschwindigkeit desselben beeinflußt sind.

Jede aktive Zentriervorrichtung 206 bzw. 207 besteht aus einem mit dem Rotor 1 verbundenen Ringmagneten 63 bzw. 64. dessen Magnetisierung radial gerichtet ist. An dem Stator 2 ist jeweils eine Ringwicklung 65 bzw. 66 vorgesehen. Je eine Ringpolschuh 67 und 68 ist so angeordnet, daß die Betätigungsspule 65 bzw. 66 sich in dem Ringspalt des Ringpolschuhs befindet und im wesentlichen von einem parallelen Magnetfeld durchschnitten wird.

Die Ringspulen 65 bzw. 66 werden von einem Steuergerät 69 (Fig.4) über Verbindungsleitungen ab. «/(Fig. 1) ausgespeist. Das Steuergerät 69 empfängt die Signale des Fühlers 209 für die axiale Lage des Rotors über Leitungen c, λ und die Signale des Fühlers 208 für die axiale Geschwindigkeit über Leitungen h, g.

Der Fühler 208 für die axiale Geschwindigkeit ist ähnlich aufgebaut wie die aktiven Zentriervorrichtungen 206, arbeitet jedoch nur als Signalerzeuger. Es ist eine einfache Ringwicklung 70 vorgesehen, die mit dem Stator 2 verbunden in dem Feld eines mit dem Rotor 1 verbundenen Ringmagnetes 71 liegt. Dessen Feld wird über einen ebenfalls mit dem Rotor verbundenen PoLchuh 95 so geschlossen, daß die Ringspule im wesentlichen von einem parallel gerichteten Magnetfeld durchflossen ist. Die aus der Ringwicklung 70 austretenden Signale können also direkt dem Steuergerät 69 (über Leitungen h. g) zugeführt und dort verarbeitet werden.

Anders verhält es sich mit dem Fühler 209 für die axiale Lage des Rotors, und dessen Prinzip wird anhand der F i g. 4 - 7 näher erläutert. Der Fühler 209 besteht im wesentlichen aus einem mit dem Rotor 1 verbundenen Ringmagneten 72, der ebenfalls aus einem Material mit hohem maximalem Energiewert BH_mls, beispielsweise aus Samarium-Kobalt besteht; jedoch ist dieser Ringmagnet 92 in beispielsweise sechs Abschnitte unterteilt, in denen die radiale Magnetisierung jeweils abwechselt. Ferner ist ein Polschuh 73 so vorgesehen, daß das Magnetfeld bis auf einen Luftspalt geschlossen

ist. In dem Luftspalt befindet sich eine erste Reihe von zweimal sechs Wicklungen 74 bis 79 und 80 bis 85 mit axial geführten Schleifen (Fig.4), die in axialer Richtung untereinander mit gleichem Abstand von der Soilage der Drehachse X- /angeordnet sind und eine zweite koaxiale Reihe von sechs Wicklungen 86 bis 9t, die in Radialrichtung nahezu den gleichen Abstand wie die erste Reih; aufweist und in axialer Richtung zwischen den beiden jeweiligen Wicklungen der ersten Reihe angeordnet ist. Die Signale der Wicklungsreihen werden Schalt- oder Steuergeräten 92, 93,94 zugeführt und dort in der nachfolgend besprochenen Weise aufbereitet. Das mittlere Steuergerät 93 führt die endgültigen Korrektursignale über Verbindungsleitungen eund /'dem Steuergerät 69 zu.

Nach dem in F i g. 5 und 6 gezeigten Prinzip werden die beiden ersten Wicklungsreihen, die durch jeweils eine Wicklung 74 bzw. 80 repräsentiert sind, je nach der axialen Lage des Rotors von einem unterschiedlichen Anteil des Magnetfeldes des Ringmagneten 72 durchsetzt, während die zweite Wicklungsreihe, repräsentiert durch die Einzelwicklung 86, stets dem gleichen Anteil des Magnetfeldes des Ringmagneten 72 ausgesetzt ist. Bei einer Drehung des Rotors beispielsweise in Richtung des Pfeils f\ (Fig. 7) nimmt nun die in den Schleifen 74 bis 79 induzierte elektromotorische Kraft zu, während die in den Schleifen 80 bis 85 induzierte elektromotorische Kraft abnimmt.

Werden die- tin/elwicklungen 74 bis 79 und 80 bis 85 einander entgegengesetzt geschaltet, so ergibt sich an den Anschlüssen dieser Wicklungen in den Steuergeräten 92 und 94 ein Signal c», das proportional /ur Abweichung der axialen Stellung zu einer durch die symmetrische Lage des Ringmagneten 72 in bezug auf die ersten Wicklungsreihen gegebenen Bc/ugslagc ist. Dieses Signal o> ist jedoch auch proportional /ur Drehgeschwindigkeit. Deshalb wird aus der zweiten Reihe von Wicklungen 86 bis 91 ebenfalls ein Signal gewonnen, das von der axialen Stellung des Rotors aus dem oben erwähnten Grunde unabhängig, jedoch der Drehgeschwindigkeit proportional ist.

Wenn das Verhältnis '" vrhilrirt wird so stellt <·,

dieses, abgesehen von einem etwa entstehenden Rauschanteil, ein Signal dar, das nur von der axialen Lage abhängig und von der Drehgeschwindigkeit

unabhängig ist. Dieses Signal

wird von dem

Steuergerät 93 über die Verbindungsleitungen c, f zu dem Steuergerät 69 geleitet, welches die entsprechenden Erregungssignale an die aktiven Zentricreinrichtungen 206 und 207 über die Verbindungsleitungen a und b bzw. c und (/weiterleitet.

Es können selbstverständlich außer der beim vorliegenden Beispiel angenommenen Anzahl von sechs Eänzelwicklungen oder -schleifen auch eine beliebige andere gerade Zahl von Schleifen oder Einzelwicklungen vorgesehen sein.

Beim normalen Betrieb des Trägheitsschwungrades, d. h. wenn sich der Satellit in der Umlaufphase befindet, wird die Lagerung des Rotors bei seiner Drehung nur durch die bisher beschriebenen passiven und aktiven Zentriervorrichtungen sowie die Dämpfungsvorrichtungen gewährleistet. Der Rotor besitzt bei der praktischen Ausführung ein Spiel von etwa 1 bis 2 mm gegenüber dem Stator 2 und zwar sowohl in axialer als auch in radialer Richtung. Wenn die aktive Axial-ZenU'iervorrichtung ausfällt, etwa bei einem Aufbrauchen der Bewegungsenergie des Satellitenschwungrades ohne Nachliefern von i'äuer elektrischer Energie über die Stromerzeugungseinrichtungen im Satelliten, nimmt eines der selbstsciimierenden Anschlaglager 4 bzw. 4' aus dotiertem Polyimid das jeweil.. zugehörige konische Ende 104 bzw. 104' der Welle 3 auf, so daß auf diese Weise eine Führungseinrichtung gebildet ist. Die Enden der Welle 3 bestehen aus einem harten Werkstoff, beispielsweise Wolframcarbid, so daß der Rotor korrekt gehalten wird. Eine Erprobung hat gezeigt, daß die Führungseinrichtungen, die aus den Lagern und Achsenenden 4, 4' bzw. 104, 104' gebildet .verden. mit der Welle 3 zusammen einen Betrieb mit Unterbrechungen von mehreren 1000 Stunden gestatten.

Die Felge % des Rotors 1 besteht wegen der geforderten hohen Festigkeit /wcckmäDigerweise aus einem gewundenen Fadenmaterial, beispielsweise aus Stahlfäden hoher Festigkeit, aus Kohlenstoffaden, verstärktem Glasfadenmatcrial oder auch Borcarbidfäden oder Siliziumcarbidfäden in einer Aluminium-M,ι trix.

Diese Felge 96 ist mit dem Mittelteil des Rotors durch eine aus Fäden gefertigte Schicht verbunden, die in der in Fig. 8 schematisch dargestellten Zykloprofilstruktur aufgebaut ist.

Diese Wickel- oder Herstellen besitzt den Vorteil, daß die Anbindung der Felge 96 an den Achsenabschnitt des Rotors t die bei anderen Bauarten auftretenden .Schwachpunkte in Achsennähe \ermeidet. Beispielsweise würde bei direkter Anbindung der einzelnen Fäden an dem Punkt 97 in F i g. 8 ein .Schwachpunkt entstehen, da /war die an der Felge 96 angreifenden Zentrifugalkräfte vollständig aus dem gekennzeichneten Abschnitt auf die Achse übertragen werden müßten, mit immer größerer Annäherung an diese jedoch immer weniger Materialquerschnitt zur Verfugung steht.

Durch die genannte Zykloprofiltechnik wird eine Wicklung aus ununterbrochenen Drahtlagen erzeugt, wodurch sich eine ausgezeichnete Ermüdungsfestigkeit ergibt. Ei in beliebiger Draht 98 verläuft in Fig. 1 längs des Weges /. m. n. o. p. q und wird dort tangential an der Welle zum nächsten Umlauf vorbeigeführt.

Die in F ι g. i ge/eigie. uaueiiü liie Ruioieieineinc miteinander verbindende hohle Welle 99 ist ebenfalls aus Fäden, hier aus Kohlenstofläden mit einer Dichte von 1.55, ebenfalls in Zykloprofiltechnik ausgebildet, und in gleicher Weise sind die äußeren Gehäusehälften 100 und 101 des Stators 2 hergestellt.

Bei einem in der Praxis ausgeführten Satellitcnschwungrad mit einer Gesamtmasse von ca. 10 kg konnte eine Umlaufgeschwindigkeit von 30 000min ' erreicht werden. Die Einheit kann dabei entweder in bekannter Weise als Kreisel-Reaktionselement oder bei der Auslegung der Antriebs- und Generatorvorrichtung 202 in der oben beschriebenen Weise zur Speicherung von Energie verwendet werden, wobei die auf andere Weise in dem Satelliten erzeugte Energie beispielsweise während des Durchfliegens der Bestrahlungsstrecke in der Umlaufbahn gespeichert und beim Durchfliegen der Schattenstrecke der Umlaufbahn wieder abgegeben werden kann. Um die während der Energiespeicherung sich vergrößernde Kreiselwirkung und während der Energierückgewinnung sich verkleinernde Kreiselwirkung auszugleichen, können zwei zueinander gegenläufige, gleichmäßig angesteuerte Satellitenschwungräder verwendet werden.

Ein Aufbau der besprochenen Antriebs-Zentrierungs- und Dämpfungsvorrichtungen bei einem ausgeführten

Satellitenschwungrad nach Fig. t. ist schematisch in Fig.9 dargestellt. Zürn besseren Verständnis der Anordnung sind die einzelnen Bestandteile im wesentlihen nur durch ihre Außenkonturen strichpunktiert dargestellt sowie mit den bisher benutzten Bezugszeichen versehen.

Wie aus F i g. 9 zu ersehen, sind beispielsweise am in der Darstellung oberen Ende folgende Vorrichtungen zusammengefaßt; eine obere passive magnetische Zentriervorrichtung 200 für Radialrichtung, eine obere auch zur Zentrierung beitragende Antriebs- und Generatorvorrichtung 202, ein Fühler 209 für die axiale Lage, eine magnetische Dämpfungsvorrichtung 204 und eine obere aktive Zentriervorrichtung für die Axialrichtung 206.

Am nach der Darstellung unteren Ende des Rotors sind in der Umgebung der Rotorachsc 3 die folgenden Elemente angeordnet:

eine untere passive Zentriervorrichtung 201 für die Radialrichtung,

eine untere, ?x~h /ur Zentrierung beitragende Antriebs- und Generatorvorrichtung 203,
ein Fühler 208 für die Axialgeschwindigkeit,
eine untere magnetische Dämpfungsvorrichtung 205 und

eine untere aktive Zentriervorrichtung 207 für die Axialrichtung.

In F i g. !0 und 11 sind vereinfachte Anordnungen der Lin/.elvorrichtungen gezeigt.

Nach der Aiisführungsform in [·" i g. 10 ist /wischen den weiterhin verwendeten Dämpfungsvorrichtungen 204 und 205 und den beiden passiven Zentriervorrichtungen für die Radialrichtung 200 und 201 nur eine ein/ige aktive Zentriervorrichtung 2066 mit dem zugehörigen Fühler 209 für die axiale Lage und dem Fühler 208 für die axiale Geschwindigkeit angeordnet; auch ist nur noch eine Antriebs- und Generatorvorrichtung 2026 vorgesehen. Die beiden abgeänderten Vorrichtungen 2066 und 202b in eier vereinfachten Aiisführungsform nach Fig. 10 werden im Zusammenhang mit Fig. 15 bzw. 20 im einzelnen erläutert.

In der Ausfuhrungsform nach Fig. 11 sind zwischen den weiterhin vuinaiiueiicii /.wci iiiügiiciiM'iicii Dämpfungsvorrichtungen 204 und 205 und den beiden passiven Zentriervorrichtungen 200 und 201 für die radiale Richtung nur eine weiter abgewandelte aktive Zentriervorrichtung 206c vorgesehen, welche später im Zusammenhang mit F i g. 1 erläutert wird, sowie eine einzige Antriebs- und Generatorvorrichtung 202c, wie sie in Fig. 16 näher aufgezeigt ist. Bei beiden vereinfachten Ausführungen des Satellitenschwungrades nach Fig. 10 und Fig. 11 sind (nicht näher bezeichnete) Wälzlager an beiden Enden des Rotors vorgesehen, die die in ^c i g. 1 gezeigte, aus den Lagern und Lagerzapfen 4, 4' bzw. 104, 104' gebildeten Führungsvorrichtungen ersetzten. Selbstverständlich müssen diese Wälzlager mit einem solchen Spiel versehen sein, daß sie bei richtiger Zentrierung durch die magnetischen aktiven und passiven Zentriervo^rrichtungen nicht in Funktion treten müssen. Sie sind nur, wie es im Zusammenhang mit den Führungsvorrichtungen bei F i g. 1 beschrieben wurde, in der Abschußphase und bei einem etwaigen Stillstand des Satelliten-Trägheitsschwungrades in Funktion.

Die in den Fi g. 12,13 und 14 gezeigten Ausführungsformen der Dämpfungsvorrichtung 204, der passiven Zentriervorrichtung für die Radialrichtung 200 und der gleichfalls zur Zentrierung beitragenden Antriebs- und Generatorvorrichtung 202 wurden bereits im Zusammenhang mit F i g. 1 er äutert.

In Fig. 15 ist die in der vereinfachten Ausführung nach Fig. 10 verwendete, nur einmal bei dem Satelliten-Trägheitsschwungrad in dieser Ausführung eingesetzte Antriebs- und Generatorvorricrwung 2ö2b gezeigt. In diesem Falle ist ein mit dem Stator fest verbundener Ringkern mit Wicklungen 21 b versehen, die, wie bei der Antriebsvorrichtung 202, in eine geradzahlige Anzahl von Schleifen unterteilt sind. Zu beiden Seiten des Ringkerns und damit der Wicklungen 216sind radial magnetisicrte Ringmagnete 256 vorgesehen, welche mit dem Rotor verbunden sind und zusammen mit Polschuhcn die Wicklungen 2\bumgreifen. Wie im Falle der Antriebsvorrichtung 202 nach Fig. 1, 2 und 3 wechselt die Magnetisierungsrichtung der Ringmagnetc mit dem gleichen Abstand, wie dies bei den Ringwicklungen 21 öder Fall ist Die Erregung der Spulenabschnitte (bei Betrieb als Antriebsvorrichtung) und die Umschaltung der einzelnen Spulenzuleitungen (beim Betrieb als Generator) geschehen in der gleichen Weise, wie dies mit Bezug auf F i g. 2 und 3 beschrieben wurde, d. h. die Umsteuerung erfolgt drehlagenabhängig mit dem Unterschied, daß nur eine einzige Wicklungsreihe zu beschälten ist. Wegen der in diesem Falle relativ breiten Auslegung der Ringmagnete ist die grundsätzlich /war vorhandene Zentrierwirkung dieser Antriebsvorrichtung gegenüber der passiven Zentrierwirkung der Zentriervorrichtung 200 zu vernachlässigen.

Eine weitere, in der vereinfachten Ausführung nach F i g. 11 des Satelliten-Träghcitsschwungrades eingesetzte Ausführung der Antriebs- und Generatorvorrichtung 202cist in Fig. Ib dargestellt. In diesem Falle sind Wicklungen mit axialen Schleifen vorgesehen, wie dies bereits im Zusammenhang mit den Fühlern 208 für die axiale Geschwindigkeit und mit den aktiven Zentriervorrichtungen 206 für die axiale Lage beschrieben wurde. Der Aufbau der Antriebsvorrichtung 202c nach Fig. 16 unterscheidet sich gegenüber dem Aufbau der aktiven Zentriervorrichtung 206. wie sie im Zusammenhang mit F i g. 1 und Fig. 19 bereits erläutert wurde, nur uauurcii. uau uic

u CKCrcn

mit nacheinander wechselnder radialer Magnetis «-rung unterteilt sind. Ebenfalls ist die Wicklung mit axialen Schleifen in entsprechend unterteilte Windungen aufgeteilt. Wie bereits erläutert, ergeben die Ströme /, die die Windungen durchfließen, zusammen mit dem Magnetfeld C der Ringmagneten eine elektromagnetische Kraft F. die sich im Bereich des Magnetsektors A und S jeweils addiert. Eine entsprechende Umschaltung der Stromrichtung in den einzelnen Windungsschleifen bewirkt einen fortwährenden Antrieb des Rotors. Beim Betrieb als Generator ergeben sich aus der Zusammenwirkung der Schwungkraft F und des Magnetfeldes C induzierte Ströme /, die, in der bereits im Zusammenhang mit F i g. 2 und 3 beschriebenen Weise umgeschaltet, einen Gleichstrom für den Betrieb der Geräte im Satelliten erzeugen.

Eine alternative Ausführung der aktiven Zentriervorrichtung 2066, die in der vereinfachten Ausführung des Satelliten-Trägheitsschwungrades nach Fig. 10 eingesetzt ist, ist in Fig. 20 gezeigt. Wie im Zusammenhang mit Fig.4 bereits beschrieben, werden durch das Steuergerät 69 Erregerströme für die mit der aktiven Zentriervorrichtung vorgesehene Rinspule erzeugt. Die Ringspule 65dist mit einer Polschuhanordnung mit zwei Polschuhen versehen, welche in zwei Ringspalte 301 und

302 hineinragen, die durch einen den radial magnetisierten Ringmagneten 636 umschließenden Ringpolschuh gebildet werden. Auch in diesem Falle ist der Ringmagnet 63Zj mit seinem Ringpolschuh mit dem Rotor verbunden, während die Ringspule 65dmit ihrem Polschuh mit dem Stator verbunden ist Das Magnetfeld des Ringmagneten 63Z) wird durch den symmetrisch angeordneten Ringpolschuh in zwei Anteile B^ und $> aufgeteilt In den, durch die Enden des Spulen-Ringpolschuhes 303 und 304 teilweise bis auf verbleibende Luftspalte 301a, 3016 bzw. 302a 302t/ geschlossenen Luftspalten juldiert sich das Magnetfeld oder der Magnetfluß ft der Spule algebraisch zu den Magnetfeldern ßTund B^ des Ringmagneten. Damit wird eine in jedem Ringspalt je nach der axialen Verschiebung des Rotors geg^n den Stator unterschiedliche Kraftwirkung erzeugt, die zusammen eine aktive Zentrierung bewirken. In den einzelnen Polspalten liegen folgende Magnetflüsse vor:

301s: ST
3016: äT+ ST
302c: ßT- %
302c/: S?

Falls der Erregerstrom für die Spule 65c/Null ist, wird der Magnetflußanteil ~sT ebenfalls gleich Null. Zur Verbesserung der Wirkung sind die Enden der R^ngpolschuhe an den Polspalten 301 und 302 mit Zähnen oder Zacken versehen, wodurch sich eine weitere Erhöhung der Magnetfeldwirkung ergibt.

Die für die vereinfachte Ausführung des Satelliten-Trägheitsschwungrades nach F i g. 11 eingesetzte, abgewandelte aktive Zentriervorrichtung für die Axialrichtung 206c ist in Fig. 21 gezeigt. Hier ist wiederum ein mit dem Rotor 1 fest verbundener radial magnetisierter Ringmagnet 63c vorgesehen, der an seinen radialer Enden mit ringförmigen Polschuhen 403 versehen ist Mit dem Stator fest verbundene Spulen 65c 1 und 65c2 werden wieder durch das Steuergerät 69 mit Erreger strömen erregt, deren Größe durch die Fühler 208 unc 209 für die axiale Geschwindigkeit bzw. die axiale Lage beeinflußt werden. Ringpolschuhe 401 für die Spult 65c 1 und 402 für die Spule 65c 2 führen die von der Spulen erzeugten Magnetflüsse B* bzw. Bs so, daß einj

in Addition dieser Magnetflüsse mit dem Magnetfluß B₁ des Ringmagneten 63cmöglich ist.
__>Nach Fig.21 ist in dem Luftspalt a der Magnetflul Bi-S4_yorhanden, während der Magnetfluß im Luft spalt 6 Bi+ Bs beträgt Auch diese Anordnung bewirk je nach der Größe der Erregerströme 69 und dei dadurch erzeugten Magnetflüsse Ät und Bs eine aktiv« Zentrierwirkung für den Rotor.

Schließlich können in einer abgewandelten passiver Zentriervorrichtung 200' nach Fig.22 statt der be

jo Fig. 1 und Fig. 13 gezeigten axial magnetisierter Ringmagnete radial magnetisiert Ringmagnete 17', 18' 19' und 20' eingesetzt werden, wobei durch konzentriscr angeordnete Ringpolschuhe 5', 6'; 9', 10'; 11', 12': 13', 14 die Magnetfelder so geschlossen werden, daß die mi

r> dem einen Schwungradbestandteil (beispielsweise derr Rotor 1) verbundenen inneren, gleichsinnig magnetisier ten Ringmagneten 18' und 19' mit den entsprechend zi diesen entgegengesetzt magnetisierten Ringmagneter 17' bzw. 20' in Wechselwirkung treten können. Es ist zi

jo sehen, daß auch in diesem Falle die in den Luftspalter auftretenden Magnetfelder axial gerichtet sind wie be der aus axial magnetisierten Ringmagneten aufgebauter passiven Zentriervorrichtung 200 nach Fig. 13. Di< prinzipielle Zentrierwirkung der beiden Ausführungs

r> formen ist demnach gleich.

Hier/11 ⁽⁾ Bind Ze ich nun lic 11

Claims

Patentansprüche:

1. Trägheitsschwungrad für einen Satelliten mit einem von einem Statorgehäuse umschlossenen Rotor und einem elektromagnetischen Drehantrieb, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (1) mit einer passiven magnetischen Zentriervorrichtung (200, 201) für Radialrichtung und mit mindestens einer aktiven, durch Fühler für die Axialge- in schwindigkeit (208) und die axiale Lage (209) des Rotors (1) beeinflußten Zentriervorrichtung (206, 207; 206Ä, 206ς) für Axialrichtung versehen ist, daß magnetische Dämpfungsvorrichtungen (204, 205) zur Dämpfung von Abweichbewegungen der Rotordrehachse (X— Y) vorgesehen sind und daß die Bewegung der Rotordrehachse durch Führungseinrichtungen (4,104; 4', 104') begrenzt ist

2. Schwungrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die passive magnetische Radial-Zentriervorrichtung (200, 201) mindestens zwei entgegengesetzt magnetisierte, die Drehachse (X-Y) umschließende, mit dem Rotor (1) verbundene Ringmagnete (7, 8; 13, 14) mit axialer Magnetisierungsrichtung umfaßt, an die sich nach beiden r> Axialrichtungen mit dazwischen angeordnetem Luftspalt, jeweils zwei dazu entgegengesetzt magnetisierte, koaxiale, am Stator befestigte Ringmagnete (S, 6 und 9, IU; U₁12 und 15,16) anschließen, deren Felder an den axialen Enden der Zentriervorrich- m tung (200, 201) durch je ein Magnetjoch (17,18; 19, 20) umgelenkt „ind.

3. Schwungrad nach Anspruci: 1, dadurch gekennzeichnet, daß die passive magnetische Radial-Zentriervorrichtung (200) die Dreh -chse (X- Y) des r> Rotors (1) umschließende Ringmagnete (17', 18', 19', 20') mit radialer Magnetisierungsrichtung umfaßt, die jeweils innerhalb koaxialer ferromagnetischer Ringpolschuhe (9', 10'; 5'; 6', IV, 12'; 13', 14') angebracht sind, daß je zwei gleichsinnig magnetisierte Ringmagnete (17', 20') mit dem Stator (2) verbunden und mit Abstand voneinander angebracht sind und daß sich zwischen ihnen zwei mit dem Rotor (1) verbundene, gegensinnig zu den ersten Ringmagneten magnetisierte Ringmagnete (18', 19') r> befinden (F i g. 22).

4. Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch geketinzeichnet, daß die aktive elektromagnetische Axial-Zentriervorrichtung (206, 207) mindestens einen die Drehachse (X — Y) umschließen- -> <> den Ringmagnet (63, 64) mit radialer Magnetisierungsrichtung an dem Rotor (1) umfaßt, daß koaxial dazu in dem Magnetfeld des Ringmagneten mindestens eine entsprechend den Signalen der Fühler für die Axialgeschwindigkeit (208) und die axiale Lage v, (209) des Rotors erregte Ringwicklung (65, 66) an dem Stator (2) vorgesehen ist und daß das gemeinsame Magnetfeld durch jeweils einen an dem Rotor (1) befestigten umschließenden Ringpolschuh (67, 68) geschlossen ist, in dessen Luftspalt sich die m> Ringspule befindet (F i g. 19).

5. Schwungrad nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive elektromagnetische Axial-Zentriervorrichtung (7O%b) nur einmal vorgesehen ist, daß sie einen, die Rotationsachse μ (X — V^des Rotors (\b)umgebenden, mit dem Rotor (1) verbundenen radial magnetisiertcn Ringmagneten (63^ umfaßt, dessen Feld durch einen Polschuh mit zwei Ringspalten (301, 302) in zwei im wesentlichen gleiche Anteile aufgeteilt ist und daß eine zu dem Ringmagneten (63£>J koaxiale, durch einen den Signalen des Fühlers für die Axialgeschwindigkeit (208) und des Fühlers für die axiale Lage (209) entsprechenden Strom erregte Spule (65<# vorgesehen ist, wobei ein die Spule (<ö5d) umschließender Polschuh mit seinen Enden (303, 304) in die Ringspalte (301, 302) des Ringrragnet-Polschuhs hineinragt (F i g. 10,20).

6. Schwungrad nach einem der Anspräche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive elektromagnetische Axial-Zentriervorrichtung (206cJ nur einmal vorgesehen ist, da3 sie einen mit dem Rotor (Ic,} verbundenen, radial-magnetisierten Ringmagneten (63c^ umfaßt, dessen Pole Ringpolschuhe (403) tragen, daß in Axialrichtung zu beiden Seiten des Magneten von Polschuhen (401,402) bis auf die dem Magneten zugewandte Seite umschlossene Rmgspulen (65ci; 65cj) an dem Stator (2c) angeordnet sind, die durch einen im wesentlichen den Signalen der Fühler für die Axiaigeschwindigkeit (208) und die axiale Lage (209) des Rotors (Ic) entsprechenden Strom erregt sind (F i g. 11,21).

7. Schwungrad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Polspalte (301, 302) bildenden Polschuhteile längs ihrer gegenüberliegenden Umfange mit Zähnen versehen sind.

8. Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (208) für die Axialgeschwindigkeit des Rotors (1) einen Ringmagneten (71) mit radialer Magnetisierung aufweist, dem in Radialrichtung eine mit dem Stator (2) verbundene Ringwicklung (70) gegenübersteht und daß ein mit dem Rotor verbundener Polschuh (95) den Magnetfluß so führt, daß er die Fläche der Wicklung durchtritt, wobei das in der Wicklung (70) erzeugte Signal einer Steuervorrichtung (69) zugeführt ist(Fi g. 1,18).

9. Schwungrad nach einem dci vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (209) für die axiale Lage des Rotors (1) einen Ringmagnet (72) mit abwechselnd entgegengesetzt axial-magnetisierten Abschnitten von gerader Gesamtzahl aufweist, daß das Feld durch einen Ringpolschuh (73) bis auf einen Luftspalt geschlossen ist, daß in dem Luftspalt mit axialem Abstand Ringwicklungen mit axialen Schleifen aufgeteilt entsprechend den Abschniticn des Ringmagneten (72) mit dem Stator (2) verbunden vorgesehen sind, daß die beiden ersten Reihen von Ringwicklungen mit Schleifen (74, 75, 76, 77, 78, 79; 80, 81, 82, 83, 84, 85) koaxial zu dem Ringmagneten (72) und in Verlängerung zueinander angeordnet sind, daß eine dritte Reihe von Ringwicklungen mit axialen Schleifen (86,87,88,89,90,91) koaxial zu den ersten beiden Reihen und axial zwischen diesen angeordnet sind und daß die Ausgangssignalc der Schleifen der einzelnen Reihen nach Verarbeitung in Geräten zur Bildung von Relationen (92, 93, 94) dem Signal-Steuergcrät (69) zugeführt sind (F i g. 1,4 - 7,17).

10. Schwungrad nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsvorrichtung (204, 205) mit dem Rotor (1) verbundene axial-magnetisierte Ringmagnetpaare (49, 50; 51, 52; 53, 54; 55, 56) von jeweils entgegengesetzter Polarisierung, die jweils durch ein Polstück (57, 58, 59, 60) verbunden sind, umfaßt.

wobei jeweils zwei Magneipaare mit entgegengesetzter Polarität einander gegenüberstehen und dazwischen einen Luftspalt bilden und daß eine mit dem Stator (2) verbundene Scheibe aus gut leitendem Material (61, 62) in jedem Luftspalt ϊ angeordnet ist (F ig. 1,12).

11. Schwungrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die koaxialen Ringmagnete (5, 6, 9, 10) der Zentriervorrichtung (200) in eine elastomere Einbettmasse (43) eingebettet und in κι Axialrichtung von dünnen Stahldrähten (45, 46) gehalten sind.

12. Schwungrad nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringmagnete aus einem Material mit hohem Malnetenergiewert BH_mjx wie Samarium-Kobalt bestehen.

13. Schwungrad nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung zur Begrenzung der Bewegung der Rotordrehachse (X — Y) aus einer Drehachse (3) mit konischen Enden aus hartem Material (104, 104') besteht, die in entsprechenden Lagern (4, 4') des Stators anliegen können und daß die Lager aus mit einem selbstschmierenden Material versetztem Polyimid bestehen. >-,

14. Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung der Bewegung der Drehachse an den Axialenden Wälzlager mit Spiel vorgesehen sind.