一种单片永磁体
阅读：568发布：2020-11-22
专利汇可以提供一种单片永磁体专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种单片 永磁体 ，尤其是用于 真空 泵 的永磁体 轴承 ，其具有纵轴线以及多个沿着所述纵轴线设置的并且至少近似轴向磁化的部段，所述部段的磁化分别交替彼此反向地取向，其特征在于，至少一个磁化的部段的轴向尺寸和/或磁化与至少一个另外的磁化的部段的轴向尺寸和/或磁化不同。，下面是一种单片永磁体专利的具体信息内容。
1.一种单片永磁体(14，14a，14b)，特别是用于真空泵的永磁体轴承(10)，其具有纵轴线(L)以及多个沿着所述纵轴线设置的并且至少近似轴向磁化的部段(16，16’)，所述部段的磁化分别交替地彼此反向地取向，
其特征在于，
至少一个磁化的部段(16’)的轴向尺寸和/或磁化与至少一个另外的磁化的部段(16)的轴向尺寸和/或磁化不同。
2.根据权利要求1所述的单片永磁体(14，14a，14b)，
其特征在于，
所述至少一个磁化的部段(16’)的轴向尺寸和/或磁化比所述至少一个另外的磁化的部段(16)的轴向尺寸和/或磁化小，尤其是小一半。
3.根据权利要求1或2所述的单片永磁体(14，14a，14b)，
其特征在于，
一个磁化的端部部段(16’)或每个磁化的端部部段(16’)的轴向尺寸和/或磁化与和所述一个磁化的端部部段(16’)或每个磁化的端部部段(16’)相邻的磁化的部段(16)的轴向尺寸和/或磁化不同。
4.根据权利要求2或3所述的单片永磁体(14，14a，14b)，
其特征在于，
所述单片永磁体(14，14a，14b)的所有设置在两个端部部段(16’)之间的部段(16)的轴向尺寸和/或磁化至少近似等大。
5.根据上述权利要求中至少一项所述的单片永磁体(14，14a，14b)，
其特征在于，
所述单片永磁体(14，14a，14b)的所有部段是磁饱和的。
6.根据上述权利要求中至少一项所述的单片永磁体(14，14a，14b)，
其特征在于
磁化的部段(16，16’)的数量为奇数。
7.根据上述权利要求中至少一项所述的单片永磁体(14，14a，14b)，
其特征在于，
所述永磁体(14，14a，14b)构成为空心柱体。
8.一种永磁体轴承(10)，特别地用于真空泵，具有：一对(12)根据上述权利要求中任一项所述的单片永磁体(14a，14b)，所述单片永磁体的一个永磁体(14a)相对于其他永磁体(14b)能够围绕与所述永磁体(14a，14b)的纵轴线(L)至少近似平行的转动轴线(D)被可转动地支承；
其中一个永磁体(14b)在径向上设置在所述另一永磁体(14a)内侧，使得外部的单片永磁体和内部的单片永磁体(14a，14b)的径向上相邻的部段(16，16’)沿所述转动轴线(D)的方向看处于至少近似相同的高度；以及
其中外部的单片永磁体和内部的单片永磁体(14a，14b)的所述径向上相邻的部段(16，
16’)的磁化至少近似相同指向。
9.根据权利要求8所述的永磁体轴承(10)，
其特征在于，
所述永磁体轴承(10)形成为所述单片永磁体(14a，14b)的沿所述转动轴线(D)的方向看相继的至少两对(12)，并且相继的永磁体(14a，14b)的邻接的部段(16，16’)分别具有相反的磁化。
10.根据权利要求8或9所述的永磁体轴承(10)，
其特征在于，
所述永磁体(14a，14b)或每对永磁体(14a，14b)的永磁体(14a，14b)构成为空心柱体。
11.一种真空泵，特别是涡轮分子泵(111)，具有转子(149)和定子(150)和根据权利要求8至10中至少一项所述的永磁体轴承(10)，其中一个单片永磁体(14a)设置在转子侧而另一单片永磁体(14b)设置在定子侧。
12.一种用于制造单片永磁体(14)的方法，具有如下步骤：
-提供由可磁化的材料构成的本体(18)，所述本体限定纵轴线(L)；
-将所述本体(18)设置在包围所述本体(18)的外部线圈(22)内，所述外部线圈具有多个轴向上相继的绕组(24)，并且
-对所述线圈(22)施加电压以产生通过所述绕组(24)的电流流动，使得在沿轴向相继的绕组(24)中得到的电流流动相反朝向，以通过由此引起的磁场而由所述本体(18)形成根据权利要求1至7中至少一项所述的单片永磁体(14)。
13.根据权利要求12所述的方法，
其特征在于，
-提供由可磁化的材料构成的本体，所述本体限定纵轴线(L)；
-附加地在所述本体(18)的内部中设置内部线圈(20)，所述内部线圈具有多个轴向上相继的绕组(24)，其中所述内部线圈(20)的绕组(24)和所述外部线圈(22)的绕组(24)沿着所述本体(18)的纵轴线(L)的方向看至少近似设置在相同的高度上；以及-施加电压以产生通过所述内部线圈(20)的绕组(24)和所述外部线圈(22)的绕组(24)的电流流动，使得得到的通过所述内部线圈(20)的绕组和所述外部线圈(22)的绕组的电流流动相反朝向，以通过在内部绕组和外部绕组(24)之间引起的磁场而由所述本体(18)形成空心柱体的单片永磁体(14，14a，14b)。
14.根据权利要求12或13所述的方法，
其特征在于，
所述绕组(24)具有矩形的，特别是方形的导体横截面。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述线圈(20，22)的所述绕组(24)中的至少一个能够与其他绕组(24)被分开地控制。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述线圈(20，22)的至少一个绕组(24)的轴向尺寸(h)与所述线圈(20，22)的至少一个另外的绕组(24)的轴向尺寸(h)不同；和/或所述线圈(20，22)的至少一个绕组(24)在施加电压时通过得到的电流流动产生磁场，所述磁场不同于所述线圈(20，22)的至少一个另外的绕组(24)的磁场。
17.根据权利要求12至15之一所述的方法，
其特征在于，
所述线圈(20，22)的至少一个绕组(24)突出于所述本体(18)的轴向端部。
一种单片永磁体
技术领域
背景技术
[0002] 单片永磁体基本上是已知的并且例如在真空泵中，尤其在涡轮分子泵中用于无润滑剂地支承相对于定子可转动的转子。在此情况下，不仅定子而且转子分别具有至少一个单片永磁体，所述永磁体一起形成永磁体轴承。
[0003] 在单片永磁体的轴向的端部上，磁力线从单片永磁体出来，由此形成杂散磁场。杂散磁场可妨碍高灵敏的应用，例如由洛伦兹力使电子显微镜的电子束偏转，由此会引起像差。杂散磁场也会影响在真空下沉积的高灵敏磁性薄层的磁化。因此，存在对具有低杂散磁场的单片永磁体的需求。
发明内容
[0004] 因此，本发明的任务是提出一种单片永磁体，该永磁体更好地适合于高灵敏的应用。
[0006] 本发明所基于的认识是：当至少一个被磁化的部段的轴向尺寸和/或磁化合与至少一个另外的被磁化的部段的轴向尺寸和/或磁化不同时，单片永磁体的杂散尺寸降低。由于杂散磁场的降低得到如下优点：单片永磁体可以在如下应用中使用：如例如用于排空电子显微镜的真空泵的轴承中，其中小的杂散磁场不可忽略。在此，根据本发明的单片永磁体的使用并不限于真空泵中的应用。也可考虑的是，根据本发明的单片永磁体可以被使用在期望有小的杂散磁场的所有地方，譬如视频放大器。
[0007] 磁化的部段的磁化这里理解为，在为了磁化即为了达到磁化所需的外部磁场去活之后磁化的部段所保持的剩磁。
[0008] 不同于通过多个相继堆叠的单磁体形成的磁体堆叠件，单片永磁体是一体制造的磁体。单片永磁体的各个部段因此在视觉上并不能被识别，而是仅在其相应的磁化取向上加以区别。
[0009] 每个磁化的部段都具有磁性的北极和南极，其中约定俗成地磁化的取向通过在磁化的部段的内部从南极出发的且在北极结束的向量箭头限定。
[0010] 在多个至少近似轴向磁化的部段中，其磁化分别交替地彼此反向地取向，分别相同的磁性极在两个相邻的部段之间的边界处彼此邻接。
[0011] 如已经提及的那样，单片永磁体的相应的磁化的部段至少近似沿轴向方向磁化。这意味着，磁化的部段的磁化取向至少近似平行于单片永磁体的纵轴线取向。
[0012] 单片永磁体优选由可磁化的材料譬如铁、铁磁性的陶瓷(铁氧体)或可磁化的塑料构成。优选地也可以使用可磁化的材料，其包括稀土金属，譬如钐钴(SmCo)或钕铁硼(NdFeB)。可磁化的材料例如可以通过烧结方法来接合。
[0013] 单片永磁体可以具有在15mm到25mm之间、优选在17mm到23mm之间以及特别优选在19mm到21mm之间的总长度。部段的宽度可以在1mm到10mm之间、优选在2mm到9mm之间以及特别优选在3mm到8mm之间。
[0015] 例如，至少一个磁化的部段的轴向尺寸和/或磁化相较于其他磁化的部段的轴向轴承和/或磁化可以更小，尤其小一半。
[0016] 杂散磁场的特别强的减小在如下情况下可以实现：一个或每个端部部段的轴向尺寸和/或磁化和与这一个或每个端部部段相邻的磁化的部段的轴向尺寸和/或磁化不同。理想情况下，这一个或每个端部部段的轴向尺寸和/或磁化相较于相邻的部段的轴向尺寸和/或磁化至少近似小一半。应理解的是，这一个或每个端部部段的轴向尺寸和/或磁化原则上也可以相较于相邻的部段的轴向尺寸和/或磁化小不同于一半的其他分数，例如三分之一、三分之二、四分之一或任意其他分数。此外可考虑的是，至少一个磁化的部段具有比相邻的部段的轴向尺寸和/或磁化更大的轴向尺寸和/或更强的磁化。
[0017] 优选地，单片永磁体的所有在两个端部部段之间设置的部段的轴向尺寸和/或磁化至少近似相同。这包括：端部部段至少近似具有与所有其他在端部部段之间设置的部段相同的轴承尺寸和/或磁化。
[0018] 但原则上也可考虑的是，不仅该端部部段或每个端部部段具有与该端部部段或每个端部部段相邻的磁化的部段不同的轴向尺寸和/或磁化，而且与该端部部段或每个端部部段相邻的部段具有相对于不仅该端部部段或每个端部部段而且沿轴向方向与该端部部段或每个端部部段对置的该部段或每个部段不同的轴向尺寸和/或磁化。换言之，磁化的部段的轴向尺寸和/或磁化从该端部部段或每个端部端部出发沿轴向方向看朝向单片永磁体的中部逐部段地改变，优选增加，尤其是连续地增加。
[0019] 优选地，单片永磁体的所有磁化的部段是磁饱和的，即磁化的部段至少近似具有磁化的最大可达到的饱和值。在此要强调的是，该磁化的端部部段或每个磁化的端部部段也可以是磁饱和的，尤其是在该端部部段或每个端部部段的轴向尺寸小于相邻的端部部段的轴向尺寸的情况下。但也可考虑的是，单片永磁体的所有磁化部段具有至少近似相同的轴向尺寸，并且至少一个磁化的端部部段与和该至少一个端部部段相邻的部段不同地磁化，尤其是更小地磁化。此外可设想的是，至少一个磁化的部段相较于与该至少一个端部部段相邻的磁化的部段可以不仅具有不同的尤其更小的轴向尺寸而且具有不同的尤其更小的磁化。
[0020] 应理解的是，在磁饱和的部段之间存在如下区域，在所述区域中磁化取向变化，使得在这里相较于在磁化的部段中磁饱和更低。
[0021] 令人意想不到的是，可以证明：当单片永磁体具有奇数数量的磁化的部段时，单片永磁体的杂散磁场可以特别强烈地降低。
[0022] 根据一个有利的设计方案，单片永磁体构造为空心柱体。但应理解的是，单片永磁体也可以构成为实心柱体。原则上，单片永磁体也可以具有任意其他棱柱体形状，例如长方体的形状。
[0023] 本发明也针对永磁体轴承，尤其是用于真空泵的永磁体轴承，具有一对单片永磁体，其中一个永磁体相对于另一永磁体围绕至少近似平行于永磁体的纵轴线的转动轴线被可转动地支承。在此，永磁体中的一个永磁体在径向上设置在另一永磁体内侧，使得外部的单片永磁体和内部的单片永磁体的径向上相邻的部段沿转动轴线的方向至少近似处于相同的高度。此外，外部的单片永磁体和内部的单片永磁体的径向上相邻的部段的磁化至少近似相同指向。
[0024] 永磁体的纵轴线和永磁体轴承的转动轴线优选彼此平行地取向。特别地，永磁体的纵轴线和永磁体轴承的转动轴线可以重合。
[0025] 永磁体轴承的径向硬度在如下情况下可以明显提高：永磁体轴承由至少两个沿着转动轴线的方向看相继的单片永磁体的对形成并且相继的永磁体的邻接的部段分别具有相反的磁化。
[0026] 永磁体轴承不仅可以仅包括单片永磁体而且可以包括由一个或多个单片永磁体和一个或多个单磁体构成的组合或也可以包括多个单磁体构成的组合，其中至少一个在轴向尺寸和/或磁化方面与其余不同。
[0027] 有利地，该永磁体或每对永磁体的永磁体空心柱体地构成。如果永磁体轴承也包括单磁体，则单磁体可以构成为环形磁体。
[0028] 本发明也涉及一种真空泵，尤其是涡轮分子泵，其具有转子和定子和永磁体轴承，其中一个单片永磁体设置在转子侧而另一单片永磁体设置在定子侧。在此不重要的是，转子是否设置在定子之内或相反定子是否设置在转子之内。
[0029] 此外，本发明的主题是一种用于制造单片永磁体的方法。该方法包括如下步骤：提供由可磁化的材料构成的本体，该本体限定纵轴线；将本体设置在包围该本体的外线圈的内部中，所述线圈具有多个轴向上相继的绕组，并且对线圈施加电压以产生通过所述绕组的电流流动，使得在轴向上相继的绕组中得到的电流流动相反朝向，从而通过由此引起的磁场而由本体形成单片永磁体。
[0030] 如果本体是空心柱体的，则该方法可以附加地包括如下步骤：提供由可磁化的材料构成的本体，该本体限定纵轴线；附加地在本体的内部中设置内部线圈，该内部线圈具有多个沿轴向相继的绕组，其中内部线圈的和外部线圈的绕组沿着本体的纵轴线的方向看至少近似设置在相同的高度上；以及施加电压以产生通过内部线圈的和外部线圈的绕组的电流流动，使得得到的通过内部线圈和外部线圈的绕组的电流流动相反朝向，从而通过在内部绕组和外部绕组之间引起的磁场而由本体形成空心柱体的单片永磁体。
[0031] 然而应理解的是，为了制造空心柱体的单片永磁体，原则上线圈即要么为内部线圈要么为外部线圈足矣。
[0032] 此外，可考虑的是，内部线圈和外部线圈通过具有反向绕组的单个线圈形成，其中内部绕组和外部绕组分别设置在共同的高度上。
[0033] 有利地，绕组具有矩形的尤其方形的导体横截面。但也不排除，绕组也可以具有其他导体横截面，譬如圆形的或多边形的导体横截面。
[0034] 如果绕组中的至少一个可与其他绕组分开地控制，则可以实现磁化各个部段方面的特别好的结果。优选地，内部线圈和/或外部线圈的所有绕组可被单独地控制。
[0035] 为了制造具有至少一个磁化的部段的单片永磁体，所述部段的轴向尺寸不同于至少一个另外的磁化的部段的轴向尺寸，有利的是，线圈的至少一个绕组的轴向尺寸不同于线圈的至少一个另外的绕组的轴向尺寸。附加地或替选地，如果对至少一个磁化的部段的磁化不同于对另一磁化的部段的磁化，则线圈的绕组在施加电压时因得到的电流流动产生不同于线圈的另一绕组的磁场。
[0036] 单片永磁体具有至少一个磁化的端部部段，所述端部部段与同其相邻的部段相比具有更小的轴向尺寸和/或磁化，该单片永磁体可以通过如下方式制造：线圈的所有绕组具有至少近似相同的轴向尺寸并且至少一个绕组突出于本体的轴向端部。原则上在此也可考虑的是，绕组并不轴向突出于本体的轴向端部，而是具有更小的导体横截面，特别是更小的轴向尺寸，使得内部线圈和/或外部线圈和本体彼此平齐地取向。
附图说明
[0037] 以下，借助可能的实施方式参照所附的附图纯粹示例性地描述了本发明。在附图中：
[0038] 图1示出了涡轮分子泵的立体视图；
[0039] 图2示出了图1的涡轮分子泵的下侧的视图；
[0040] 图3示出了沿着图2所示的剖切线A-A截取的涡轮分子泵的横截面；
[0041] 图4示出了沿着图2所示的剖切线B-B截取的涡轮分子泵的横截面视图；
[0042] 图5示出了沿着图2所示的剖切线C-C截取的涡轮分子泵的横截面视图；
[0043] 图6示出了根据本发明的具有根据第一实施方式的单片永磁体的永磁体轴承的横截面视图；
[0044] 图7示出了根据本发明的具有根据第二实施方式的单片永磁体的永磁体轴承的横截面视图；
[0045] 图8示出了用于制造根据本发明的单片永磁体的装置的部分横截面视图。
具体实施方式
[0046] 在图1中所示的涡轮分子泵111包括由入口凸缘113包围的泵入口115，在该泵入口处以本身已知的方式可以连接有未示出的接收器。来自接收器的气体可以经由泵入口115从接收器吸取并且穿过泵被运送到泵出口117，在该泵出口处可以连接有预真空泵，譬如回转式滑片泵。
[0047] 入口凸缘113在根据图1的真空泵的取向的情况下形成真空泵111的壳体119的上端部。壳体119包括下部件121，在该下部件处在侧面设置电子装置壳体123。在电子装置壳体123中，安置有真空泵111的电气和/或电子部件，例如用于驱动设置在真空泵中的电机125。在该电子装置壳体123上设置用于配件的多个端子127。此外，数据接口129例如根据RS485标准的数据接口和电流供给端子131设置在电子装置壳体123上。
[0048] 在涡轮分子泵111的壳体119上设置溢流入口133，尤其是呈溢流阀形式，经由其可以使真空泵111溢流。此外，在下部件121的区域中还设置有阻气接头135，该阻气接头也称作喷气接头，经由其可以施加喷气，用于保护电机125(参见例如图3)以免由泵运送的气体进入电机室137，在该电机室中电机125安置在真空泵111中。此外在下部件121中还设置两个冷却剂接头139，其中所述冷却剂接头中的一个设置为用于冷却剂的入口而另一冷却剂接头设置为用于冷却剂的出口，冷却剂可以被导入真空泵中用以冷却目的。
[0049] 真空泵的底部141可以用作伫立面，使得真空泵111可以在底部141上竖立地运行。但真空泵111可以经由入口凸缘113固定在接收器上并且因此在某种程度上悬挂式运行。此外，真空泵111可以设计为，使得当其以不同于图1所示的其他方式取向时真空泵也可以投入运行。也可以实现真空泵的其他实施方式，其中底部141可以不向下而是朝向侧面或向上地设置。
[0050] 在图2所示的底部141上设置有各种螺丝143，借助其将真空泵的未进一步详细说明的部件彼此固定。例如，将轴承盖145固定在底部141上。
[0051] 在底部141上还设置有固定孔147，可以经由固定孔将泵111例如固定在支承面上。
[0052] 在图2至图5中示出了冷却剂管路148，在所述冷却剂管路中可以循环有经由冷却剂接头139导入和导出的冷却剂。
[0053] 如图3至图5的截面图所示，真空泵包括多个工艺气体泵级，用于将流入泵入口115的工艺气体运送至泵出口117。
[0054] 在壳体119中设置有可相对于定子150转动的转子149，该转子具有可围绕旋转轴线151转动的转子轴153。
[0055] 涡轮分子泵111包括多个以泵作用方式彼此串联连接的涡轮分子的泵级，所述泵级具有多个固定在转子轴153上的径向的转子盘155和在转子盘155之间设置的并且固定在壳体119中的定子盘157。在此，转子盘155和相邻的定子盘157分别形成涡轮分子泵的泵级。定子盘157通过间隔环159保持彼此所期望的轴向间距。
[0056] 此外，真空泵包括沿径向方向交错设置的并且以泵作用方式彼此串联连接的霍尔维克泵级。霍尔维克泵级的转子包括设置在转子轴153上的转子轮毂161和两个固定在转子轮毂161上的并且由转子轮毂承载的缸筒状的霍尔维克转子套筒163、165，所述霍尔维克转子套筒与转子轴线151共轴地定向并且沿径向方向嵌套。此外，设置两个缸筒状的霍尔维克定子套筒167、169，所述霍尔维克定子套筒同样相对于转子轴线151共轴地定向并且沿径向方向嵌套。
[0057] 霍尔维克泵级的泵作用的表面通过霍尔维克转子套筒163、165和霍尔维克定子套筒167、169的外壳表面即通过径向的内表面和/或外表面形成。外部的霍尔维克定子套筒167的径向内表面与外部的霍尔维克转子套筒163的径向外表面对置，以形成径向的霍尔维克间隙171，并且与其一起形成在涡轮分子泵下游的第一霍尔维克泵级。外部的霍尔维克转子套筒163的径向内表面与内部的霍尔维克定子套筒169的径向外表面对置，以形成径向的霍尔维克间隙173，并且与其一起形成第二霍尔维克泵级。内部的霍尔维克定子套筒169的径向内表面与内部的霍尔维克转子套筒165的径向外表面对置，以形成径向的霍尔维克间隙175，并且与其一起形成第三霍尔维克泵级。
[0058] 在霍尔维克转子套筒163的下端部上可以设置径向伸展的通道，经由所述通道将径向靠外的霍尔维克间隙171与中部的霍尔维克间隙173连接。此外，在内部的霍尔维克定子套筒169的上端部上可以设置径向伸展的通道，经由所述通道将中部的霍尔维克间隙173与径向靠内的霍尔维克间隙175连接。由此，嵌套的霍尔维克泵级彼此串联连接。在径向靠内的霍尔维克转子套筒165的下端部上还可以设置到出口117的连接通道179。
[0059] 霍尔维克转子套筒163、165的前面所述的泵作用的表面分别具有多个螺旋形围绕旋转轴线151沿轴向方向伸展的霍尔维克槽，而霍尔维克转子套筒163、165的对置的外壳面平滑地构成并且将气体推送到霍尔维克槽中用以运行真空泵111。
[0060] 为了可转动地支承转子轴153，在泵出口117的区域中设置滚动轴承181而在泵入口115的区域中设置永磁体轴承183。代替永磁体轴承183可以设置根据本发明的永磁体轴承10，如在下文中还要描述的那样。
[0061] 在滚动轴承181的区域中，在转子轴153上设置有锥形的注塑螺母185，其具有朝向滚动轴承181增加的外直径。注塑螺母185与工作介质储存器的至少一个刮除器滑动接触。工作介质储存器包括多个叠置地堆叠的能吸取的盘187，所述盘利用用于滚动轴承181的工作介质例如润滑剂浸透。
[0062] 在真空泵111运行中，工作介质通过毛细作用被从工作介质储存器经由刮除器传递到旋转的注塑螺母185上并且由于离心力沿着注塑螺母185沿注塑螺母185的变得更大的外直径的方向被朝向滚动轴承181运送，在滚筒轴承中例如执行润滑功能。滚筒轴承181和工作介质储存器通过槽形插入件189和轴承盖145嵌入在真空泵中。
[0063] 永磁体183包括转子侧的轴承半部191和定子侧的轴承半部193，它们分别包括环形堆叠部，其由多个沿轴向方向相叠地堆叠的永磁体的环195、197构成。环形磁体195、197彼此对置以形成径向的轴承间隙199，其中转子侧的环形磁体195径向靠外地设置而定子侧的环形磁体197径向靠内地设置。在轴承间隙199中存在的磁场感应引起环形磁体195、197之间的磁性排斥力，所述磁性排斥力实现对转子轴153的径向支承。转子侧的环形磁体195由转子轴153的支承部段201支承，该支承部段沿径向在外侧包围环形磁体195。定子侧的环形磁体195由定子侧的支承部段203支承，该支承部段延伸穿过环形磁体197并且悬置在壳体119的径向横梁205上。转子侧的环形磁体195与旋转轴线151平行地通过与支承部段203联接的盖元件207固定。定子侧的环形磁体197平行于旋转轴线151地沿着其中一个方向通过与支承部段203联接的固定环209以及与支承部段203联接的固定环211固定。在固定环211与环形磁体197之间还设置蝶形弹簧213。
[0064] 在磁体轴承之内设置支承轴承或安全轴承215，其在真空泵111的正常运行中无接触地空转并且在转子149相对于定子150过度径向偏转时才接合，以形成用于转子149的径向止挡，防止转子侧的结构与定子侧的结构的碰撞。安全轴承215构成为无润滑的滚动轴承并且与转子149和/或定子150一起形成径向间隙，所述间隙使得安全轴承215在正常的泵运行中脱离接合。使安全轴承215进入接合的径向偏转足够大，使得安全轴承215在真空泵的正常运行中并不接合，并且同时足够小，使得在所有情况下都防止定子侧的结构与定子侧的结构的碰撞。
[0065] 真空泵111包括电机125，用于转子149转动运行。电机125的电枢通过转子149形成，转子149的转子轴153延伸穿过电机定子217。在转子轴153的延伸穿过电机定子217的部段上可以径向在外侧地设置或嵌入式地设置永磁体装置。在电机定子217与转子149的延伸穿过电机定子217的部段之间设置中间空间219，该中间空间包括径向的电机间隙，通过电机间隙可以磁性地影响电机定子217和永磁体装置，用以传递驱动力矩。
[0066] 电机定子217在壳体中固定在为电机125所设置的电机室137内。通过阻气接头135，也称作喷气的例如可以是空气或氮气的阻气可以进入电机室137中。经由阻气可以保护电机125免受工艺气体尤其免受工艺气体的起腐蚀性作用的成分影响。电机室137也可以经由泵出口117排空，即在电机室137中存在至少近似由连接在泵出口117上的真空泵作用的真空压力。
[0067] 在转子轮毂161和对电机室137限界的壁部221之间还可以设置所谓的并且本身已知的迷宫密封件224，特别地使得电机室217相对于径向在外部的霍尔维克泵级更好的密封。
[0068] 图6示出了根据本发明的具有根据第一实施方式的单片永磁体的永磁体轴承10的横截面图，所述永磁体轴承可以在功能方面代替涡轮分子泵11的永磁体轴承183被使用。
[0069] 永磁体轴承10沿永磁体轴承10的转动轴线D的方向看包括相继的两对(12)空心柱形的单片永磁体14a、14b(以下简称为永磁体14a、14b)。应理解，永磁体轴承10可以仅包括一对(12)永磁体14a、14b或者也可以包括对于两对(12)永磁体14a、14b，如通过沿轴向方向延续的延续点所表示。
[0070] 这两个沿轴向方向相继的永磁体14a可以安置在转子侧即安置在涡轮分子泵111的转子149上。径向地在转子侧的永磁体14a之内设置两个单片永磁体14b，它们在定子侧可以安置在涡轮分子泵111的定子150上。换言之，这两个转子侧的永磁体14a相对于这两个定子侧的永磁体14b关于磁体轴承10的转动轴线D可转动地设置。应理解，在涡轮分子泵111的相应的设计方案中相反也可以将定子侧的永磁体14b在径向上设置在转子侧的永磁体14a外侧。
[0071] 转子侧的永磁体和定子侧的永磁体14a、14b分别具有纵轴线L。在图6所示的实施例中，转子侧的永磁体和定子侧的永磁体14a、14b的纵轴线L与永磁体轴承10的转动轴线D重合。
[0072] 永磁体轴承10的每个永磁体14a、14b沿着其相应的中轴线都具有多个轴向设置的以及至少近似轴向磁化的部段16、16’，所述部段的磁化分别交替地彼此反向取向，这在图6至图8中通过交替彼此反向取向的向量箭头P、P’表示。如尤其借助图6至图8可看到的那样，相应的永磁体14a、14b的两个端部部段16’的轴向尺寸与相邻于端部部段16’的部段16的轴向尺寸不同。具体地，端部部段16’的轴向尺寸比相邻的端部部段16小一半。而每个永磁体14a、14b的所有其他在这两个端部部段16’之间设置的部段16的轴向尺寸至少近似等大。
[0073] 总之，通过将所有部段16、16’的所有轴向尺寸加和得到相应的永磁体14a、14b的从15mm到25mm、优选从17mm到23mm把并且特别优选从19mm到21mm的总长度。沿径向方向上，部段16、16’典型地具有1mm到10mm、优选2mm到9mm和特别优选3mm到8mm的宽度。
[0074] 相比于设置在端部部段16’之间的部段16的向量箭头P、端部部段16’的向量箭头P’更小(图6至图8)，因此向量箭头P、P’可显示：部段部段16’不完全磁化，即具有低的磁饱和，但在此应注意的是，相应的永磁体14a、14b的所有部段16、16’磁饱和。因此，通过端部部段16’的相较于相邻的部段16更小的轴向尺寸可以实现永磁体14a、14b的杂散磁场减小。
[0075] 令人惊讶的是，可以证明：当不仅端部部段16’具有小的轴向尺寸而且磁化的部段16、16’的数量为奇数时，可以实现永磁体14a、14b的杂散磁场更强地减小。具体而言，每个永磁体14a、14b在图6和图7所示的实施例中包括总共五个磁化的部段16、16’而在图8所示的实施例中包括总共七个磁化的部段16、16’。
[0076] 现在又回到图6所示的永磁体轴承10，可看到，永磁体14a、14b的每对(12)转子侧的永磁体14a和定子侧的永磁体14b沿着永磁体轴承10的转动轴线D的方向看至少近似处于相同的高度，使得对转子侧的永磁体14a和定子侧的永磁体14b的径向上相邻的部段16、16’的磁化至少近似相同指向。
[0077] 此外，参照图6可看到的是，在沿着永磁体轴承10的转动轴线D的方向相继的永磁体14a、14b的对(12)中相继的永磁体14a、14b的彼此邻接的端部部段16’分别具有相同指向的磁化。换言之，相应彼此邻接的半个端部部段16’一起具有如下轴向尺寸，所述轴向尺寸对应于相邻的部段16之一的轴向尺寸。永磁体14a、14b的两对(12)的这种布置的优点在于，永磁体14a、14b的该对(12)不仅因每个单个永磁体14a、14b的小的杂散磁场而且因轴向相继的永磁体14a、14b的邻接的端部部段16’的相同指向的磁化而可以特别好地即以低的堆叠公差相叠地堆叠。
[0078] 图7示出了根据第二实施方式的根据本发明的永磁体轴承10，其与根据第一实施方式的永磁体轴承10不同之处在于，沿着永磁体轴承10的转动轴线D的方向相继的永磁体14a、14b的邻接的端部部段16’分别具有相反的磁化。因为永磁体轴承10的径向硬度通过每个长度单位的相反磁化的部段的数量来提高，所以根据第二实施方式在永磁体轴承10中布置永磁体14a、14b对(12)的情况得到如下优点：该永磁体轴承相较于根据第一实施方式的永磁体轴承10具有更高的径向轴承硬度。
[0079] 在该上下文中要提及的是，在第二相叠设置的永磁体14a、14b的两个邻接的相反磁化的端部部段16’之间引起的排斥力通过减小根据本发明的永磁体14a、14b的杂散磁场被减小。因此，可以使永磁体14a、14b沿其纵轴线L的方向略微相叠地设置并且可以减小在永磁体轴承10的相叠设置的永磁体14a、14b之间的堆叠公差。
[0080] 图8示出了可以用于由可磁化的材料构成的本体18制造根据本发明的单片永磁体14的装置的横截面视图。在此，在图8中仅示出了永磁体14或本体18的半部，其中由于空心柱体的永磁体14或本体18的旋转对称设计也可以设想另一半部在永磁体14或本体18的纵轴线L的左侧上。
[0081] 本体18例如可以由铁、铁磁性的陶瓷(铁氧体)或可磁化的塑料构成。但优选地，使用可磁化的材料，其包括稀土金属，譬如钐钴(SmCo)或钕铁硼(NdFeB)。在此，可以通过烧结可磁化的材料制造本体18。
[0082] 该装置包括内部线圈20和外部线圈22，其中内部线圈20在径向上设置在本体18内侧而外部线圈22在径向上设置在本体之外。两个线圈20、22包括多个在径向上相继的绕组24，其中内部线圈20的绕组24和外部线圈22的绕组24沿本体18的纵轴线L的方向看至少近似设置在相同的高度上。参照图8可看到的是，设置在相同高度上的绕组24的每一对都轴向上突出于本体18的轴向端部。
[0083] 绕组24具有矩形的导体横截面，其具有径向尺寸b和轴向尺寸h，其中绕组沿轴向方向通过间距d彼此分开。根据优选的设计方案，内部线圈20的和/或外部线圈22的绕组24中的至少一个与另一绕组可分开地控制。
[0084] 为了制造根据本发明的单片永磁体14，由可磁化的材料构成的空心柱体的本体18设置在内部线圈20与外部线圈22之间，使得设置在相同高度上的绕组24的每一对都轴向上突出于本体18的轴向端部。在本体18已设置在这两个线圈20、22之间之后，将电压施加给线圈20、22以产生通过绕组24的电流流动，使得通过内部线圈20和外部线圈22的绕组24的得到的电流流动相反地指向。通过在内部绕组24和外部绕组24之间引起的磁场而由本体18形成空心柱体的单片永磁体14。
[0085] 原则上，永磁体14也可以由构成为实心柱体的由可磁化的材料构成的本体18形成，其中应理解的是，随后取消内部线圈20在可磁化的本体18的内部中的设置。
[0086] 附图标记列表
[0087] 10 永磁体轴承
[0088] 12 永磁体对
[0089] 14 单片永磁体
[0090] 14a 转子侧的单片永磁体
[0091] 14b 定子侧的单片永磁体
[0092] 16 部段
[0093] 16’ 端部段
[0094] 18 本体
[0095] 20 内部线圈
[0096] 22 外部线圈
[0097] 24 绕组
[0098] 111 涡轮分子泵
[0099] 113 入口凸缘
[0100] 115 泵入口
[0101] 117 泵出口
[0102] 119 壳体
[0103] 121 下部件
[0104] 123 电子装置壳体
[0105] 125 电机
[0106] 127 配件端子
[0107] 129 数据接口
[0108] 131 电流供给端子
[0109] 133 溢流入口
[0110] 135 阻气接头
[0111] 137 电机室
[0112] 139 冷却剂接头
[0113] 141 底部
[0114] 143 螺丝
[0115] 145 轴承盖
[0116] 147 固定孔
[0117] 148 冷却剂管路
[0118] 150 定子
[0119] 149 转子
[0120] 151 选择轴线
[0121] 153 转子轴
[0122] 155 转子盘
[0123] 157 定子盘
[0124] 159 间隔环
[0125] 161 转子轮毂
[0126] 163 霍尔维克转子套筒
[0127] 165 霍尔维克转子套筒
[0128] 167 霍尔维克定子套筒
[0129] 169 霍尔维克定子套筒
[0130] 171 霍尔维克间隙
[0131] 173 霍尔维克间隙
[0132] 175 霍尔维克间隙
[0133] 179 连接通道
[0134] 181 滚筒轴承
[0135] 183 永磁体轴承
[0136] 185 注塑螺母
[0137] 187 盘
[0138] 189 插入件
[0139] 191 转子侧的轴承半部
[0140] 193 定子侧的轴承半部
[0141] 195 环形磁体
[0142] 197 环形磁体
[0143] 199 轴承间隙
[0144] 201 支承部段
[0145] 203 支承部段
[0146] 205 径向横梁
[0147] 207 盖元件
[0148] 209 支承环
[0149] 211 固定环
[0150] 213 蝶形弹簧
[0151] 215 支承或安全轴承
[0152] 217 电机定子
[0153] 219 中间空间
[0154] 221 壁部
[0155] 223 迷宫密封件
[0156] D 转动轴线
[0157] L 纵轴线
[0158] P、P’ 向量箭头
[0159] h 轴向尺寸
[0160] b 径向尺寸
[0161] d 间距
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