DE60225725T2

DE60225725T2 - Magnetlagerspindel

Info

Publication number: DE60225725T2
Application number: DE60225725T
Authority: DE
Inventors: Akihiro c/o Mitsubishi Denki K. K. Chiyoda-ku SHIMADA
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-07-12
Filing date: 2002-07-12
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2022-07-13
Also published as: US20060175920A1; JP4176075B2; EP1522749A1; JPWO2004007982A1; EP1522749B1; EP1522749A4; DE60225725D1; US7224094B2; WO2004007982A1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Magnetlagerspindel, die als eine Maschinenwerkzeugspindel verwendet wird.
Stand der Technik
Magnetlager realisieren eine Rotation mit höchster bzw. super hoher Geschwindigkeit, die mit Kugellagern schwierig zu realisieren ist. Auch bei Magnetlagern, die als Maschinenwerkzeugspindeln verwendet werden, wird auf eine Realisierung einer Rotation mit höchster Geschwindigkeit abgezielt. Obwohl das Magnetlager eine Rotation mit höchster Geschwindigkeit realisiert, erzeugt das Magnetlager mehr Wärme als das Kugellager, da das Magnetlager mehr elektrische Komponenten als das Kugellager aufweist. Deshalb wird ein Kühlfluid durch eine Rotationswelle durchgeleitet, um die Rotationswelle einer Spindeleinheit zu kühlen. Zum Beispiel offenbart die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. H9-150345 eine derartige Kühlvorrichtung.
Diese Kühlvorrichtung passt gut zu einer Spindeleinheit, die eine relativ geringe Rotationsgeschwindigkeit realisiert, passt jedoch nicht zu einer Spindeleinheit, die einen höchsten Rotationsbereich realisiert. Genau weisen bei der Spindeleinheit, die einen höchsten Rotationsbereich realisiert, mechanische Teile, die als ein Pfad für das Kühlfluid funktionieren, Beschränkungen aufgrund der Hochgeschwindigkeitsleistung, Lebensdauer und dergleichen auf. Deshalb werden, wenn diese Kühlvorrichtung in der Spindeleinheit verwendet wird, die einen höchsten Rotationsbereich realisiert, diese mechanischen Teile beschädigt.
JP-A-8 061 366 offenbart den Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2.
Offenbarung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zumindest die Probleme bei der herkömmlichen Technologie zu lösen.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der Ansprüche 1 und 2 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen werden in den weiteren Ansprüchen angeführt.
Insbesondere ist eine Magnetlagerspindel gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung in Anspruch 1 offenbart.
Eine Magnetlagerspindel gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in Anspruch 2 offenbart.
Eine Magnetlagerspindel gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in Anspruch 3 offenbart.
Die anderen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind insbesondere in den folgenden ausführlichen Beschreibungen der vorliegenden Erfindung dargelegt, oder werden aus ihnen augenscheinlich werden, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gelesen werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Querschnittansicht von einer Magnetlagerspindeleinheit gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
ist eine Vorderansicht von einem Axialpositionierungs-Kragen eines Axialmagnetlager-Stators, und Teil (b) in 2 ist eine Querschnittansicht im Schnitt nach A-A in Teil (a) in 2;
3 ist eine Querschnittansicht von einer Magnetlagerspindeleinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Teil (a) in 4 ist eine Vorderansicht eines Axialmagnetlager-Stators, und Teil (b) in 4 ist eine Querschnittansicht im Schnitt nach B-B in Teil (a) in 4;
5 ist eine Querschnittansicht von einer Magnetlagerspindeleinheit gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 ist eine Querschnittansicht von einer Magnetlagerspindeleinheit einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 ist eine Querschnittansicht von einer Magnetlagerspindeleinheit gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 ist eine Perspektivansicht einer in 7 gezeigten Rotationswelle, im Blick von einer Vorderseite eines vorderen Radialmagnetlager-Rotors;
9 ist eine Perspektivansicht der Rotationswelle, bevor ein Radialmagnetlager-Rotor, ein Axialmagnetlager-Rotor und ein Hauptwellenmotor-Rotor angebracht sind;
10 ist eine Querschnittansicht der Rotationswelle, die abgetrennt ist, wobei bei ihr jeder Rotor angebracht ist;
11, wobei der Außendurchmesserabschnitt des Axialmagnetlager-Rotors in eine dreieckige Form, oder eine dazu entsprechende Form, ausgebildet ist, ist eine Querschnittansicht einer Magnetlagerspindeleinheit gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
12 ist eine Perspektivansicht der Rotationswelle, bevor der Radialmagnetlager-Rotor, der Axialmagnetlager-Rotor und der Hauptwellenmotor-Rotor angebracht sind;
13 ist eine Querschnittansicht von einer Ausgestaltung eines essentiellen Abschnitts von einer Magnetlagerspindeleinheit gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
14 ist eine Vorderansicht von einer ringartigen Platte, die an ihrem Innendurchmesserabschnitt mit Kerben versehen ist;
15 ist eine Perspektivansicht eines Radialmagnetlager-Rotors, der an seinem Innendurchmesserabschnitt mit einer gekerbten Nut ausgebildet ist, die sich in die Axialrichtung des Rotors erstreckt;
16 ist eine Querschnittansicht von einer Ausgestaltung eines essentiellen Abschnitts von einer Magnetlagerspindeleinheit gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
17 ist Perspektivansicht eines Radialmagnetlager-Rotors, der an seinem Innendurchmesserabschnitt mit spiralförmigen Nuten ausgebildet ist.
Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
Beispielhaft veranschaulichte Ausführungsformen einer Magnetlagerspindeleinheit gemäß der vorliegenden Erfindung werden ausführlich unten unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen erläutert.
1 ist eine Querschnittansicht von einer Magnetlagerspindeleinheit gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine Magnetlagerspindel umfasst eine Rotationswelle 1, einen Radialmagnetlager-Rotor 2, auf den ein ringartiges elektromagnetisches Stahlblech laminiert ist, einen Axialmagnetlager-Rotor 3, der aus einem magnetischen Material hergestellt ist, und einen Hauptwellenmotor-Rotor 4. Die Rotationswelle 1 ist in den Radialmagnetlager-Rotor 2, den Axialmagnetlager-Rotor 3 und den Hauptwellenmotor-Rotor 4 gepasst bzw. angebracht. Der Radialmagnetlager-Rotor 2 umfasst einen vorderen Radialmagnetlager-Rotor 2a und einen hinteren Radialmagnetlager-Rotor 2b. Lediglich die Zeichen 2a und 2b werden in den Zeichnungen als diese Rotoren gezeigt.
Ein äußerer Umfang bzw. Rand (nachstehend „Außendurchmesserabschnitt") des Axialmagnetlager-Rotors 3 ist als ein dreieckiger Abschnitt 11 ausgebildet. Wenn von der Außenseite strömende Kühlluft durch einen Spalt zwischen dem Axialmagnetlager-Rotor 3 und einem später beschriebenen Axialmagnetlager-Stator 6 durchgeht, reduziert der dreieckige Abschnitt 11 eine Variationsrate eines Rohrwiderstands bzw. -festigkeit und unterdrückt, dass ein Wirbel erzeugt wird, so dass die Kühlluft sanft durch den Spalt durchgehen kann, derart, dass die Kühlluft sich gleichmäßig teilen bzw. separieren und in eine Lastrichtung und eine Gegenlastrichtung strömen kann. Wenn sich ein derartiger Effekt zeigen kann, ist eine Form des Außendurchmesserabschnitts des Axialmagnetlager-Rotors 3 nicht auf die Dreiecksform beschränkt, und kann eine Form sein, die der Dreiecksform entspricht (z. B. ist ein Scheitelpunkt des dreieckigen Abschnitts 11 nicht spitz und ist eher flach oder rund).
Vier Radialmagnetlager-Statoren 5, die aus Elektromagneten hergestellt sind, sind in einer Radialrichtung des Außendurchmesserabschnitts des Radialmagnetlager-Rotors 2 in angemessenen feinen bzw. genauen Abständen (normalerweise ungefähr 0,5 bis 1,0 Millimeter) voneinander angeordnet. Jeder der Radialmagnetlager-Statoren 5 umfasst einen vorderen Radialmagnetlager-Stator 5a und einen hinteren Radialmagnetlager-Stator 5b, die derart angeordnet sind, dass sie dem vorderen Radialmagnetlager-Rotor 2a beziehungsweise dem hinteren Radialmagnetlager-Rotor 2b entsprechen.
Axialmagnetlager-Statoren 6 (Lastseiten-Axialmagnetlager-Stator 6a und Gegenlastseiten-Axialmagnetlager-Stator 6b), mit einem Paar von ringartigen Elektromagneten und mit einem äußeren Magnetpolzahn 10 und einer Spule 27, sind in der Umgebung des Axialmagnetlager-Rotors 3 derart angeordnet, dass sie den Axialmagnetlager-Rotor 3 sandwich-artig aufnehmen. Die Axialmagnetlager-Statoren 6 sind in einem angemessenen feinen Abstand (normalerweise ungefähr 0,5 bis 1,0 Millimeter) voneinander angeordnet. Die Axialmagnetlager-Statoren 6a und 6b sind in der Axialrichtung durch einen ringartigen Kragen 12 positioniert.
Ein Hauptwellenmotor-Stator 7 zum Rotieren der Rotationswelle 1 ist in der Umgebung des Hauptwellenmotor-Rotors 4 in einem angemessenen feinen Abstand von dem Außendurchmesserabschnitt des Hauptwellenmotor-Rotors 4 in der Radialrichtung angeordnet. Ölmäntel bzw. Druckölentlastungen 8 und 9 zum Kühlen der Statoren sind an dem Radialmagnetlager-Stator 5 und dem Außendurchmesserabschnitt des Hauptwellenmotor-Stators 7 angebracht. Die Druckölentlastung 8 umfasst eine Druckölentlastung 8a zum Kühlen des vorderen Radialmagnetlager-Stators 5a und eine Druckölentlastung 8b zum Kühlen des hinteren Radialmagnetlager-Stators 5b.
Die Rotationswelle 1, der Radialmagnetlager-Stator 5, der Axialmagnetlager-Stator 6 und der Hauptwellenmotor-Stator 7 sind in einem Rahmen 15 untergebracht. Ein Lastseiten-Träger bzw. Klammer 16 und ein Gegenlastseiten-Träger 17 sind an dem Rahmen 15 angebracht. Ein kontaktloser Verschiebungssensor 20 zum Steuern des Magnetlagers ist an dem Lastseiten-Träger 16 und dem Gegenlastseiten-Träger 17 in einem angemessenen feinen Abstand (normalerweise ungefähr 0,5 Millimeter) von der Rotationswelle 1 angebracht. Ein Schutzlager (auch Kontaktlager genannt) 19, zum Verhindern, dass die Einheit zum Zeitpunkt eines Notfalls beschädigt wird, ist in einem angemessenen feinen Abstand (normalerweise ungefähr 0,2 Millimeter) von der Rotationswelle 1 angebracht. Das Schutzlager 19 umfasst ein Lastseiten-Schutzlager 19a und ein Gegenlastseiten-Schutzlager 19b. Das Lastseiten-Schutzlager 19a ist an dem Lastseiten-Träger 16 mittels eines Montagedeckels 18 und einer speziellen Mutter 21 befestigt.
Eine radiale Position und eine axiale Position der Rotationswelle 1 wird durch den kontaktlosen Verschiebungssensor 20 gemessen. Die Rotationswelle 1 ist an ihrem vorderen und ihrem hinteren Abschnitt mit einem vorderen Verschiebungssensor 20a beziehungsweise einem hinteren Verschiebungssensor 20b versehen. Basierend auf einem Signalausgang von dem kontaktlosen Verschiebungssensor 20 wird eine angemessene magnetische Anziehung in einem Spalt zwischen dem Radialmagnetlager-Stator 5 und dem Radialmagnetlager-Rotor 2 erzeugt, und einem Spalt zwischen dem Axialmagnetlager-Stator 6 und dem Axialmagnetlager-Rotor 3, und die Rotationswelle 1 wird auf eine kontaktlose Art an einer Zielposition gestützt, die weg von den Statoren 5, 6 und 7 separiert ist. In diesem kontaktlosen Zustand wird eine angemessene Spannung an den Hauptwellenmotor-Stator 7 angelegt, wodurch eine Rotation mit höchster Geschwindigkeit (ungefähr 70.000 U/Min. oder höher) der Rotationswelle 1 realisiert wird. Die Anzahl von Umdrehungen der Rotationswelle 1 wird durch ein Kodierergetriebe 22 und einen Kodiererkopf 23 erfasst.
Teil (a) in 2 ist eine Vorderansicht des Kragens 12, und Teil (b) ist eine Querschnittansicht des Kragens 12 im Schnitt nach A-A in Teil (a) in 2. Der Kragen 12 ist an seinem Außendurchmesserabschnitt mit einer Vielzahl von Durchgangsbohrungen 13 versehen, die gleichmäßig in der Radialrichtung ausgebildet sind. Wie in 1 dargestellt, ist der Rahmen 15 mit einem Luftdurchgang 25 versehen, zum Durchströmen von Kühlluft von den Durchgangsbohrungen 13, und der Gegenlastseiten-Träger 17 ist mit einer Kühlluft-Zufuhröffnung 24 versehen. Pfeile 14 in 1 deuten die Richtung an, die welche die Kühlluft strömt.
Kühlluft, die von der Kühlluft-Zufuhröffnung 24 des Gegenlastseiten-Trägers 17 zugeführt wird, geht durch den Luftdurchgang 25 in dem Rahmen 15 durch, und strömt in die Spindeleinheit von dem Kragen 12. Da der Kragen 12 mit den Durchgangsbohrungen 13 versehen ist, die gleichmäßig in der Radialrichtung ausgebildet sind, strömt die Kühlluft gleichmäßig von der Vielzahl der Abschnitte des Außendurchmesserabschnitts des Axialmagnetlager-Rotors 3.
Da der Außendurchmesserabschnitt des Axialmagnetlager-Rotors 3 als der dreieckige Abschnitt 11 ausgebildet ist, wenn die Kühlluft durch den Spalt zwischen dem Axialmagnetlager-Rotor 3 und dem Axialmagnetlager-Statur 6 durchgeht, kann die Variationsrate des Rohrwiderstands reduziert werden, und es kann unterdrückt werden, dass der Wirbel erzeugt wird, wobei die Kühlluft sanft durch den Spalt durchgehen kann, und die Kühlluft gleichmäßig in die Lastrichtung und die Gegenlastrichtung geteilt werden kann.
Eine axiale Dicke des Axialmagnetlager-Stators 6 ist relativ klein (normalerweise ungefähr 10 bis 20 Millimeter), wobei es schwierig ist, den Außendurchmesserabschnitt des Axialmagnetlager-Stators 6 mit einem herkömmlichen Kühlmantel zu versehen, um den Axialmagnetlager-Statur 6 zu kühlen, aber gemäß der vorliegenden Erfindung, da die Kühlluft durch den Spalt durchgeht, kann der Axialmagnetlager-Stator 6 einfach gekühlt werden.
Die Kühlluft, die in die Lastrichtung strömt, geht durch den Spalt zwischen dem vorderen Radialmagnetlager-Rotor 2a und dem vorderen Radialmagnetlager-Stator 5a durch, und kühlt direkt den vorderen Radialmagnetlager-Rotor 2a und den vorderen Radialmagnetlager-Stator 5a, und geht dann durch den Spalt zwischen der Rotationswelle 1 und dem Lastseiten-Schutzlager 19a durch, und strömt heraus in die Außenseitenatmosphäre.
Die Kühlluft, die in die Gegenlastrichtung strömt, geht durch den Spalt zwischen dem Hauptwellenmotor-Rotor 4 und dem Hauptwellenmotor-Stator 7 durch, und den Spalt zwischen dem hinteren Radialmagnetlager-Rotor 2b und dem hinteren Radialmagnetlager-Stator 5b, und kühlt direkt die Rotoren 4, 2b und die Statoren 7, 5b, und geht dann durch den Spalt zwischen der Rotationswelle 1 und dem Gegenlastseiten-Schutzlager 19b durch, und strömt heraus in die Außenseitenatmosphäre.
Bei der Magnetlagerspindel der ersten Ausführungsform, da die Rotationswelle 1 und die Statoren 5, 6 und 7 durch Luft gekühlt werden können, wird eine mechanische Anordnung, um das Kühlmedium durchzuleiten, unnötig. Da die Statoren 5 und 7 durch Flüssigkeit sowie mittels der Druckölentlastungen 8 und 9 gekühlt werden können, können die Statoren auf die Magnetlagerspindel angewandt werden, die mit äußerst hoher Geschwindigkeit rotiert. Außerdem weist diese Magnetlagerspindel eine einfache Ausgestaltung auf.
Teil (a) in 4 ist eine Vorderansicht eines Axialmagnetlager-Stators, und Teil (b) ist eine Querschnittansicht des Axialmagnetlager-Stators im Schnitt nach B-B in Teil (a) in 4. Bei den folgenden Erläuterungen werden gleiche oder entsprechende Elemente, die bereits oben erläutert wurden, mit ähnlichen Zeichen bezeichnet, und eine redundante Erläuterung wird weggelassen oder vereinfacht.
In 3 weist der Axialmagnetlager-Stator 6 den Kragen 12 auf, der an seinem Außendurchmesserabschnitt mit einer Vielzahl von Durchgangsbohrungen 13 versehen ist, die in der Radialrichtung gleichmäßig ausgebildet sind. Der Rahmen 15 ist mit einem Luftdurchgang 25 versehen, so dass Kühlluft aus den Durchgangsbohrungen 13 einströmen kann. Der Gegenlastseiten-Träger 17 ist mit der Kühlluft-Zufuhrbohrung 24 versehen. Eine Vielzahl von Durchgangsbohrungen 26 (siehe Teile (a) und (b) von 4) ist in Abschnitten des äußeren Magnetpolzahns 10 des Axialmagnetlager-Stators 6 vorgesehen, wo der Axialmagnetlager-Rotor 3 nicht gegenüberliegt, und wo es unnötig ist, einen Magnetkreis vorzusehen. Die Durchgangsbohrungen 26 sind in gleichmäßigen Abständen voneinander vorgesehen.
Kühlluft, die von der Kühlluft-Zufuhröffnung 24 des Gegenlastseiten-Trägers 17 zugeführt wird, geht durch den Luftdurchgang 25 in dem Rahmen 15 durch, und strömt in die Spindeleinheit von dem Kragen 12 des Axialmagnetlager-Stators 6. Da der Kragen 12 an seinem Außendurchmesserabschnitt mit den Durchgangsbohrungen 13 versehen ist, die in der Radialrichtung ausgebildet sind, strömt Kühlluft von der Vielzahl von Abschnitten des Außendurchmesserabschnitts des Axialmagnetlager-Rotors 3 herein.
Da der äußere Magnetpolzahn 10 des Axialmagnetlager-Stators 6 mit den Durchgangsbohrungen 26 versehen ist, ist der Rohrwiderstand reduziert, wobei die Kühlluft im Wesentlichen gleichmäßig in die Lastrichtung und die Gegenlastrichtung geteilt wird, und durch die Durchgangsbohrungen 26 durchgeht, und wobei ein Anteil der Kühlluft durch den Spalt zwischen dem Axialmagnetlager-Rotor 3 und dem Axialmagnetlager-Stator 6 durchgeht. Mit dieser Ausgestaltung wird der Axialmagnetlager-Stator 6 effizient von axial gegenüberliegenden Oberflächen durch die Kühlluft gekühlt.
Kühlluft, die in die Lastrichtung strömt, geht durch den Spalt zwischen dem vorderen Radialmagnetlager-Rotor 2a und dem vorderen Radialmagnetlager-Stator 5a durch, und kühlt direkt den Rotor 2a und den Stator 5a, und geht dann durch den Spalt zwischen der Rotationswelle 1 und dem Lastseiten-Schutzlager 19a durch, und strömt heraus in die Außenseitenatmosphäre. Kühlluft, die in die Gegenlastrichtung strömt, geht durch den Spalt zwischen dem Hauptwellenmotor-Rotor 4 und dem Hauptwellenmotor-Stator 7 durch, und den Spalt zwischen dem hinteren Radialmagnetlager-Rotor 2b und dem hinteren Radialmagnetlager-Stator 5b, kühlt direkt die Rotoren 4, 2b und die Statoren 7, 5b, und geht dann durch den Spalt zwischen der Rotationswelle 1 und dem Gegenlastseiten-Schutzlager 19b durch, und strömt heraus in die Außenseitenatmosphäre.
Bei der Magnetlagerspindel der zweiten Ausführungsform, da die Rotationswelle 1 und die Statoren 5, 6 und 7 durch Luft gekühlt werden können, wird eine mechanische Anordnung, um das Kühlmedium durchzuleiten, unnötig. Da die Statoren 5 und 7 durch Flüssigkeit sowie mittels der Druckölentlastungen 8 und 9 gekühlt werden können, können die Statoren auf die Magnetlagerspindel angewandt werden, die mit äußerst hoher Geschwindigkeit rotiert. Außerdem weist diese Magnetlagerspindel eine einfache Ausgestaltung auf.
5 ist eine Querschnittansicht von einer Magnetlagerspindeleinheit gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Axialmagnetlager-Stator 6 weist den Kragen 12 auf, der an seinem Außendurchmesserabschnitt mit einer Vielzahl von Durchgangsbohrungen 13 versehen ist, die gleichmäßig in der Radialrichtung ausgebildet sind. Der Rahmen 15 ist mit einem Luftdurchgang 25 versehen, so dass Kühlluft aus den Durchgangsbohrungen 13 einströmen kann. Der Gegenlastseiten-Träger 17 ist mit der Kühlluft-Zufuhröffnung 24 versehen.
Durchgangsbohrungen 30, 26 und 31 sind in gleichmäßigen Abständen voneinander in einer derartigen Kernrückseite 28 des Radialmagnetlager-Stators 5, des äußeren Magnetpolzahns 10 des Axialmagnetlager-Stators 6 und einer Kernrückseite 29 des Hauptwellenmotor-Stators 7 vorgesehen, die für einen Magnetkreis unnötig sind. In 5, ist die Kernrückseite 28 als eine Kernrückseite 28a des vorderen Radialmagnetlager-Stators 5a und eine Kernrückseite 28b des hinteren Radialmagnetlager-Stators 5b dargestellt. Die Durchgangsbohrung 30 ist als eine Durchgangsbohrung 30a dargestellt, die in der Axialrichtung der Kernrückseite 28a vorgesehen ist, und als eine Durchgangsbohrung 30b, die in der Axialrichtung der Kernrückseite 28b vorgesehen ist.
Kühlluft, die von der Kühlluft-Zufuhröffnung 24 des Gegenlastseiten-Trägers 17 zugeführt wird, geht durch den Luftdurchgang 25 in dem Rahmen 15 durch, und strömt in die Spindeleinheit von dem Kragen 12 des Axialmagnetlager-Stators 6. Da der Kragen 12 an dem Außendurchmesserabschnitt mit den Durchgangsbohrungen 13 in der Radialrichtung versehen ist, strömt die Kühlluft gleichmäßig von der Vielzahl von Stellen des Außendurchmesserabschnitts des Axialmagnetlager-Rotors 3 herein.
Da der äußere Magnetpolzahn 10 des Axialmagnetlager-Stators 6 mit den Durchgangsbohrungen 26 versehen ist, ist der Rohrwiderstand reduziert, wobei die Kühlluft durch die Durchgangsbohrungen 26 in der Lastrichtung und der Gegenlastrichtung im Wesentlichen gleichmäßig durchgeht, und wobei ein Anteil der Kühlluft durch den Spalt zwischen dem Axialmagnetlager-Rotor 3 und dem Axialmagnetlager-Stator 6 durchgeht. Mit dieser Ausgestaltung wird der Axialmagnetlager-Stator 6 effizient von den axial gegenüberliegenden Oberflächen durch die Kühlluft gekühlt.
Ferner geht die Kühlluft, die in die Lastrichtung strömt, durch die Durchgangsbohrung 30a durch, die in der Kernrückseite 28a des vorderen Radialmagnetlager-Stators 5a vorgesehen ist, und durch den Spalt zwischen dem vorderen Radialmagnetlager-Rotor 2a und dem vorderen Radialmagnetlager-Stator 5a, und kühlt direkt den Rotor 2a und den Stator 5a, und geht dann durch den Spalt zwischen der Rotationswelle 1 und dem Lastseiten-Schutzlager 19a durch, und strömt heraus in die Außenseitenatmosphäre.
Andererseits geht die Kühlluft, die in die Gegenlastrichtung strömt, durch die Durchgangsbohrungen 31 und 30b durch, die in der Kernrückseite 29 des Hauptwellenmotor-Stators 7 und der Kernrückseite 28b des hinteren Radialmagnetlager-Stators 5b vorgesehen sind, und durch den Spalt zwischen dem Hauptwellenmotor-Rotor 4 und dem Hauptwellenmotor-Stator 7, und den Spalt zwischen dem hinteren Radialmagnetlager-Rotor 2b und dem hinteren Radialmagnetlager-Stator 5b, kühlt direkt die Rotoren 4, 2b und die Statoren 7, 5b, und geht dann durch den Spalt zwischen der Rotationswelle 1 und dem Gegenlastseiten-Schutzlager 19b durch, und strömt heraus in die Außenseitenatmosphäre.
Bei der Magnetlagerspindel der dritten Ausführungsform, da die Rotationswelle 1 und die Statoren 5, 6 und 7 durch Luft gekühlt werden können, wird eine mechanische Anordnung, um das Kühlmedium durchzuleiten, unnötig. Da die Statoren 5 und 7 durch Flüssigkeit mittels der Druckölentlastungen 8 und 9 gekühlt werden können, können die Statoren auf die Magnetlagerspindel angewandt werden, die mit äußerst hoher Geschwindigkeit rotiert. Außerdem weist diese Magnetlagerspindel eine einfache Ausgestaltung auf.
Die vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden als nächstes erläutert. 6 ist eine Querschnittansicht von einer Magnetlagerspindeleinheit gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 6 weist der Axialmagnetlager-Stator 6 den Kragen 12 auf, der an seinem Außendurchmesserabschnitt mit einer Vielzahl von Durchgangsbohrungen 13 versehen ist, die gleichmäßig in der Radialrichtung ausgebildet sind. Der Rahmen 15 ist mit einem Luftdurchgang 25 versehen, so das Kühlluft aus den Durchgangsbohrungen 13 einströmen kann. Der Gegenlastseiten-Träger 17 ist mit der Kühlluft-Zufuhröffnung 24 versehen.
Der Außendurchmesserabschnitt des Axialmagnetlager-Rotors 3 ist als der dreieckige Abschnitt 11 ausgebildet. Durchgangsbohrungen 30, 26 und 31 sind in der Kernrückseite 28 des Radialmagnetlager-Stators 5, dem äußeren Magnetpolzahn 10 des Axialmagnetlager-Stators 6 und der Kernrückseite 29 des Hauptwellenmotor-Stators 7 vorgesehen, in gleichen Abständen voneinander. Die Durchgangsbohrungen sind in den Abschnitten vorgesehen, die den Magnetkreis nicht erfordern.
Gemäß der Ausgestaltung geht Kühlluft, die von der Kühlluft-Zufuhröffnung 24 des Gegenlastseiten-Trägers 17 zugeführt wird, durch den Luftdurchgang 25 in dem Rahmen 15 durch, und strömt in die Spindeleinheit von dem Kragen 12 des Axialmagnetlager-Stators 6. Da die Durchgangsbohrungen 13 in dem Außendurchmesserabschnitt des Kragens 12 in der Radialrichtung vorgesehen sind, strömt die Kühlluft von der Vielzahl von Stellen des Außendurchmesserabschnitts des Axialmagnetlager-Rotors 3 herein.
Ferner kann, da der Außendurchmesserabschnitt des Axialmagnetlager-Rotors 3 als der dreieckige Abschnitt 11 ausgebildet ist, Luft sanft geteilt in die Lastrichtung und die Gegenlastrichtung strömen, wobei unterdrückt wird, dass ein Wirbel erzeugt wird, und die Variationsrate des Rohrwiderstands eines Anteils von Kühlluft, die durch den Spalt zwischen dem Axialmagnetlager-Rotor 3 und dem Axialmagnetlager-Stator 6 durchgeht, kann reduziert werden.
Ein Anteil der Kühlluft, die in der Lastrichtung und der Gegenlastrichtung geteilt ist, strömt zu der Kernrückseite des Axialmagnetlager-Stators 6. Somit wird der Axialmagnetlager-Stator 6 von axial gegenüberliegenden Oberflächen durch die Kühlluft effizient gekühlt.
Die Kühlluft, die in die Lastrichtung strömt, geht durch die Durchgangsbohrung 30a durch, die in der Kernrückseite 28a des vorderen Radialmagnetlager-Stators 5a vorgesehen ist, und durch den Spalt zwischen dem vorderen Radialmagnetlager-Rotor 2a und dem vorderen Radialmagnetlager-Stator 5a, kühlt direkt den vorderen Radialmagnetlager-Rotor 2a und den vorderen Radialmagnetlager-Stator 5a, und geht dann durch den Spalt zwischen der Rotationswelle 1 und dem Lastseiten-Schutzlager 19a durch, und strömt heraus in die Außenseitenatmosphäre.
Andererseits geht Kühlluft, die in die Gegenlastrichtung strömt, durch die Durchgangsbohrungen 31 und 30b durch, die in der Kernrückseite 29 des Hauptwellenmotor-Stators 7 und der Kernrückseite 28b des hinteren Radialmagnetlager-Stators 5b vorgesehen sind, und durch den Spalt zwischen dem Hauptwellenmotor-Rotor 4 und dem Hauptwellenmotor-Stator 7, und den Spalt zwischen dem hinteren Radialmagnetlager-Rotor 2b und dem hinteren Radialmagnetlager-Stator 5b, kühlt direkt die Rotoren 4, 2b und die Statoren 7, 5b, und geht dann durch den Spalt zwischen der Rotationswelle 1 und dem Gegenlastseiten-Schutzlager 19b durch, und strömt heraus in die Außenseitenatmosphäre.
Bei der Magnetlagerspindel der vierten Ausführungsform, da die Rotationswelle 1 und die Statoren 5, 6 und 7 durch Luft gekühlt werden können, wird eine mechanische Anordnung, um das Kühlmedium durchzuleiten, unnötig. Da die Statoren 5 und 7 durch Flüssigkeit mittels der Druckölentlastungen 8 und 9 gekühlt werden können, können die Statoren auf die Magnetlagerspindel angewandt werden, die mit äußerst hoher Geschwindigkeit rotiert. Außerdem weist diese Magnetlagerspindel eine einfache Ausgestaltung auf.
7 ist eine Querschnittansicht von einer Magnetlagerspindeleinheit gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Form von einer Rotationswelle 1A, die in 7 dargestellt ist, unterscheidet sich von derjenigen der Rotationswelle 1 in 1. 8 ist eine Perspektivansicht der Rotationswelle 1A, im Blick von einer Vorderseite des vorderen Radialmagnetlager-Rotors 2a. 9 ist eine Perspektivansicht der Rotationswelle 1A, bevor die Rotationswelle 1A in den Radialmagnetlager-Rotor 2, den Axialmagnetlager-Rotor 3 und den Hauptwellenmotor-Rotor 4 gepasst ist. 10 ist eine Querschnittansicht der Rotationswelle 1A, im Schnitt nach einer Linie, an welcher die Rotationswelle 1A in die Rotoren 2, 3 und 4 gepasst ist.
Wie in 8 dargestellt, ist in dem Außendurchmesserabschnitt der Rotationswelle 1A ein Passabschnitt 36, an dem der Radialmagnetlager-Rotor 2, der Axialmagnetlager-Rotor 3 und der Hauptwellenmotor-Rotor 4 angebracht sind, mit mehreren Nuten 32 ausgebildet, die sich in die Axialrichtung erstrecken. Durch Einpassen der Rotationswelle 1A in den Radialmagnetlager-Rotor 2, den Axialmagnetlager-Rotor 3 und den Hauptwellenmotor-Rotor 4, derart, dass die angrenzenden Rotoren in engem Kontakt miteinander in der Axialrichtung sind, wird ein Luftdurchgang 33 in der Rotationswelle 1A ausgebildet (siehe 7).
Nach vorne gelegene Spindelseiten der Luftdurchgänge 33 sind mit spiralförmigen Rippen 34 ausgebildet, die mit der Rotationswelle 1A integriert sind. Die Anzahl von spiralförmigen Rippen 34 ist die gleiche wie diejenige der Luftdurchgänge 33. Wenn der Hauptwellenmotor-Rotor 4 in die normale Richtung 35 gedreht wird, ist die spiralförmige Richtung der spiralförmigen Rippe 34 in eine Richtung festgelegt, in welcher Luft in einen Einlass des Luftdurchgangs 33 angesaugt wird, und ein Anschlussende der spiralförmigen Rippe 34 näher an der Rotationswelle 1A ist mit einem Vorsprung der Nut 32 ausgerichtet.
Kühlluft, die von der Kühlluft-Zufuhröffnung 24 des Gegenlastseiten-Trägers 17 zugeführt wird, geht durch den Luftdurchgang 25 in dem Rahmen 15 durch, und strömt in die Spindeleinheit von dem Kragen 12 des Axialmagnetlager-Stators 6. Die Kühlluft wird im Wesentlichen gleichmäßig in die Lastrichtung und die Gegenlastrichtung geteilt.
Wenn sich die Rotationswelle 1A nicht dreht, geht Kühlluft, die in die Lastrichtung strömt, durch den Spalt des vorderen Verschiebungssensors 20a und den Spalt des Lastseiten-Schutzlagers 19a durch, und strömt in die Außenseitenatmosphäre heraus. Kühlluft, die in die Gegenlastrichtung strömt, geht durch den Spalt des hinteren Verschiebungssensors 20b und den Spalt des Gegenlastseiten-Schutzlagers 19b durch, und strömt in die Außenseitenatmosphäre heraus.
Wenn sich die Rotationswelle 1A in die normale Richtung 35 durch den Hauptwellenmotor-Rotor 4 dreht, wird Kühlluft, die in Lastrichtung strömt, in den Luftdurchgang 33 in der Rotationswelle 1A durch die spiralförmigen Rippen 34 angesogen, und Luft, die in den Durchgang 33 strömt, kühlt ein Inneres der Rotationswelle 1A, und dann wird die Luft rückwärtig von der Spindeleinheit abgelassen, und strömt in die Außenseitenatmosphäre heraus.
Bei der Magnetlagerspindel der fünften Ausführungsform, da die Rotationswelle 1A von der Innenseite durch Luft gekühlt werden kann, wird eine mechanische Anordnung, um das Kühlmedium durchzuleiten, unnötig. Deshalb kann diese Magnetlagerspindel unter Umständen verwendet werden, wo eine Rotation mit äußerst hoher Geschwindigkeit erforderlich ist. Außerdem weist diese Magnetlagerspindel eine einfache Ausgestaltung auf.
Sechste Ausführungsform
11 ist eine Querschnittansicht von einer Magnetlagerspindeleinheit gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Form von einer Rotationswelle 1B, die in 11 dargestellt ist, unterscheidet sich von derjenigen der Rotationswelle 1A in 7. 12 ist eine Perspektivansicht der Rotationswelle 1B, bevor sie in den Radialmagnetlager-Rotor 2, Durchgangsbohrungs-Axialmagnetlager-Rotor 3 und den Hauptwellenmotor-Rotor 4, in 11, gepasst ist.
Der in 9 dargestellte Luftdurchgang umfasst eine lange Nut 32, die sich in die Axialrichtung erstreckt, aber der in 12 dargestellte Luftdurchgang umfasst eine Vielzahl von spiralförmigen Nuten 37.
Kühlluft, die von der Kühlluft-Zufuhröffnung 24 des Gegenlastseiten-Trägers 17 zugeführt wird, geht durch den Luftdurchgang 25 in dem Rahmen 15 durch, und strömt in die Spindeleinheit von dem Kragen 12 des Axialmagnetlager-Stators 6. Die Kühlluft wird im Wesentlichen gleichmäßig in die Lastrichtung und die Gegenlastrichtung geteilt.
Wenn sich die Rotationswelle 1B nicht dreht, geht Kühlluft, die in die Lastrichtung strömt, durch den Spalt des vorderen Verschiebungssensors 20a und den Spalt des Lastseiten-Schutzlagers 19a durch, und strömt in die Außenseitenatmosphäre heraus. Kühlluft, die in die Gegenlastrichtung strömt, geht durch den Spalt des hinteren Verschiebungssensors 20b und den Spalt des Gegenlastseiten-Schutzlagers 19b durch, und strömt in die Außenseitenatmosphäre heraus.
Wenn sich die Rotationswelle 13 in die normale Richtung 35 durch den Hauptwellenmotor-Rotor 4 dreht, wird Kühlluft, die in Lastrichtung strömt, in den Luftdurchgang 33 in der Rotationswelle 13 durch die spiralförmigen Rippen 34 angesogen. Die in die Rotationswelle 13 angesogene Luft bewegt sich darin in die Axialrichtung, und zirkuliert auch in die Umfangsrichtung, und kühlt das Innere der Rotationswelle 13, und dann wird die Luft rückwärtig von der Spindeleinheit abgelassen, und strömt in die Außenseitenatmosphäre heraus.
Bei der Magnetlagerspindel der sechsten Ausführungsform, da die Rotationswelle 13 von der Innenseite durch Luft gekühlt werden kann, wird eine mechanische Anordnung, um das Kühlmedium durchzuleiten, unnötig. Deshalb kann diese Magnetlagerspindel unter Umständen verwendet werden, wo eine Rotation mit äußerst hoher Geschwindigkeit erforderlich ist. Außerdem weist diese Magnetlagerspindel eine einfache Ausgestaltung auf.
13 ist eine Querschnittansicht von einer Ausgestaltung eines essentiellen Abschnitts von einer Magnetlagerspindeleinheit gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 14 ist eine Vorderansicht von einer ringartigen Platte, deren innerer Umfang (nachstehend „Innendurchmesserabschnitt") mit Kerben ausgebildet ist, und 15 ist eine Perspektivansicht eines Radialmagnetlager-Rotors, dessen Innendurchmesserabschnitt mit gekerbten Nuten in der Axialrichtung ausgebildet ist.
Lediglich ein Rotationskörper, dessen Ausgestaltung sich von derjenigen unterscheidet, die in den 7 und 8 gezeigt wird, ist in 13 dargestellt. Die andere Ausgestaltung als der Rotationskörper ist die gleiche, wie diejenige, die in den 7 und 8 dargestellt wird.
Das heißt, in den 7 und 8 ist der Luftdurchgang 33 durch die Nuten 32 ausgebildet, die an der Rotationswelle 1 selbst ausgebildet sind.
Wohingegen, wie in den 13 und 14 dargestellt, eine ringartige Platte 39 mit einer Vielzahl von Kerben 38 an ihrem Innendurchmesserabschnitt angefertigt wird, wobei eine Vielzahl derartiger ringartiger Platten 39 derart laminiert wird, dass die Kerben 38 parallel zu einer Rotationswelle 10 ausgerichtet sind. Dies führt zu der Ausbildung eines Radialmagnetlager-Rotors 222, wie in 15 dargestellt. Innendurchmesserabschnitte eines Axialmagnetlager-Rotors 333 und eines Hauptwellenmotor-Rotors 444 sind auch mit gekerbten Nuten 40 ausgebildet, unter Verwendung der gleichen Technik, wobei die gekerbten Nuten 40 in dem Innendurchmesserabschnitt der Rotoren 333 und 444 derart an die Rotationswelle 10 gepasst sind, dass die gekerbten Nuten 40 miteinander in der Axialrichtung ausgerichtet sind, wodurch der Luftdurchgang 33 ausgebildet wird. Der spiralförmige Rippenring 41 mit der spiralförmigen Rippe 34 ist an einem Einlass des Luftdurchgangs 33 angebracht. Folglich wird ein Luftdurchgang mit der gleichen oder einer ähnlichen Form wie diejenige des in 7 dargestellten Luftdurchgangs 33 erhalten.
Gemäß dieser Ausgestaltung, kann der gleiche Effekt wie derjenige der fünften Ausführungsform (siehe 7) erhalten werden. Außerdem wird, da der komplizierte Vorgang der maschinellen Nutbearbeitung der Rotationswelle 10 weggelassen werden kann, der Herstellungsprozess der Magnetlagerspindeleinheit einfach.
16 ist eine Querschnittansicht von einer Ausgestaltung eines essentiellen Abschnitts von einer Magnetlagerspindeleinheit gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 17 ist Perspektivansicht eines Radialmagnetlager-Rotors, dessen Innendurchmesserabschnitt mit einer spiralförmigen Nut ausgebildet ist. Lediglich ein Rotationskörper, dessen Ausgestaltung sich von derjenigen unterscheidet, die in den 11 und 12 gezeigt wird, ist in 16 dargestellt. Die andere Ausgestaltung als der Rotationskörper ist die gleiche, wie diejenige, die in den 11 und 12 dargestellt wird.
Wie in 11 dargestellt, ist bei der sechsten Ausführungsform der Außendurchmesserabschnitt der Rotationswelle 1B zuvor mit Nuten 32 ausgebildet, die sich in die Axialrichtung erstrecken, und der Passabschnitt 36 ist an den Radialmagnetlager-Rotor 2, den Axialmagnetlager-Rotor 3 und den Hauptwellenmotor-Rotor 4 derart gepasst, dass die angrenzenden Rotoren in engen Kontakt miteinander gelangen, wodurch der Luftdurchgang 33 ausgebildet wird.
Wohingegen, wie in den 16 und 17 dargestellt, bei der achten Ausführungsform eine ringartige Platte 39 mit einer Vielzahl von Kerben 38 an ihrem Innendurchmesserabschnitt angefertigt wird, wobei eine Vielzahl derartiger ringartiger Platten 39 derart laminiert wird, dass die Kerben 38 die spiralförmigen Nuten 42 in der Axialrichtung ausbilden, wodurch ein Radialmagnetlager-Rotor 223 ausgebildet wird. Innendurchmesserabschnitte eines Axialmagnetlager-Rotors 334 und eines Hauptwellenmotor-Rotors 445 sind auch mit den spiralförmigen Nuten 42 ausgebildet, unter Verwendung der gleichen Technik, wobei die Rotationswelle 1C derart an einen Radialmagnetlager-Rotor 223, den Axialmagnetlager-Rotor 334 und den Hauptwellenmotor-Rotor 445 gepasst ist, dass die spiralförmigen Nuten 42 der Innendurchmesserabschnitte dieser Rotoren in der Axialrichtung kontinuierlich sind, wodurch der Luftdurchgang 33 ausgebildet wird. Der spiralförmige Rippenring 41 mit der spiralförmigen Rippe 34 ist an dem Einlass des Luftdurchgangs 33 angebracht. Folglich wird ein Luftdurchgang mit der gleichen oder einer ähnlichen Form wie diejenige des in 11 dargestellten Luftdurchgangs 33 erhalten.
Gemäß dieser Ausgestaltung kann der gleiche Effekt wie derjenige der sechsten Ausführungsform (siehe 11) erhalten werden. Außerdem wird, da der komplizierte Vorgang der maschinellen Nutbearbeitung der Rotationswelle weggelassen werden kann, der Herstellungsprozess der Magnetlagerspindeleinheit einfach.
Industrielle Anwendbarkeit
Wie oben beschrieben, kann die Magnetlagerspindel dieser Erfindung die Wärmequelle mit einer einfachen Ausgestaltung effizient kühlen, und somit ist die Magnetlagerspindel für eine Spindeleinheit für ein Maschinenwerkzeug geeignet, das in einem Bereich höchster Rotation verwendet wird.

Claims

Magnetlagerspindel, mit: einer Rotationswelle (1, 1A, 1C), die mit einem Radialmagnetlager-Rotor (2, 222, 223), einem Axialmagnetlager-Rotor (3, 333, 334) und einem Hauptwellenmotor-Rotor (4, 444, 445) befestigt ist und drehbar gehalten wird; einer Vielzahl von Elektromagneten (5), die um den Radialmagnetlager-Rotor (2, 222, 223) in feinen Abständen voneinander angeordnet sind; einem Axialmagnetlager-Stator (6), der in der Umgebung des Axialmagnetlager-Rotors (3, 333, 334) angeordnet ist und ein Axialrichtungs-Positionierungselement (12) aufweist, wobei ein äußerer Umfangsabschnitt des Axialrichtungs-Positionierungselements (12) eine Vielzahl von Durchgangsbohrungen (13) aufweist; einem Hauptwellen-Stator (7), der in der Umgebung des Hauptwellenmotor-Rotors (4, 444, 445) in einem angemessenen feinen Abstand von dem Außendurchmesserabschnitt des Hauptwellenmotor-Rotors in der radialen Richtung angeordnet ist; und einem Gehäuse (15), das die Rotationswelle (1), den Radialmagnetlager-Rotor (2, 222, 223), den Axialmagnetlager-Rotor (3, 333, 334), den Hauptwellenmotor-Rotor (4, 444, 445), den Radialmagnetlager-Stator (5), den Axialmagnetlager-Stator (6) und den Hauptwellen-Stator (7) unterbringt und einen Luftdurchgang (25) umfasst, um Kühlluft von der Außenseite an die Durchgangsbohrungen (13) durchzulassen, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Umfangsabschnitt des Axialmagnetlager-Rotors (3, 333, 334) in eine dreieckige Form oder eine dreieckige Form mit einem Scheitelpunkt, der flach oder abgerundet ist, ausgebildet ist.
Magnetlagerspindel, mit: einer Rotationswelle (1, 1A, 1C), die mit einem Radialmagnetlager-Rotor (2, 222, 223), einem Axialmagnetlager-Rotor (3, 333, 334) und einem Hauptwellenmotor-Rotor (4, 444, 445) befestigt ist und drehbar gehalten wird; einer Vielzahl von Elektromagneten (5), die um den Radialmagnetlager-Rotor (2, 222, 223) in feinen Abständen voneinander angeordnet sind; einem Axialmagnetlager-Stator (6), der in der Umgebung des Axialmagnetlager-Rotors (3, 333, 334) angeordnet ist und ein Axialrichtungs-Positionierungselement (12) aufweist, wobei ein äußerer Umfangsabschnitt des Axialrichtungs-Positionierungselements (12) eine Vielzahl erster Durchgangsbohrungen (13) aufweist; einem Hauptwellen-Stator (7), der in der Umgebung des Hauptwellenmotor-Rotors (4, 444, 445) in einem angemessenen feinen Abstand von dem Außendurchmesserabschnitt des Hauptwellenmotor-Rotors in der radialen Richtung angeordnet ist; und einem Gehäuse (15), das die Rotationswelle (1), den Radialmagnetlager-Rotor (2, 222, 223), den Axialmagnetlager-Rotor (3, 333, 334), den Hauptwellenmotor-Rotor (4, 444, 445), den Radialmagnetlager-Stator (5), den Axialmagnetlager-Stator (6) und den Hauptwellen-Stator (7) unterbringt und einen Luftdurchgang (25) umfasst, um Kühlluft von der Außenseite an die ersten Durchgangsbohrungen (13) durchzulassen, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte eines äußeren Magnetpolzahns (10) des Axialmagnetlager-Stators (6), denen der Axialmagnetlager-Rotor (6) nicht gegenüberliegt und welche für einen Magnetkreis nicht notwendig sind, mit einer Vielzahl von zweiten Durchgangsbohrungen (26) versehen sind, die parallel zu einer Axialrichtung der Rotationswelle (1, 1A, 1C) sind und die mit den ersten Durchgangsbohrungen (13) in Verbindung stehen.
Magnetlagerspindel nach Anspruch 2, wo ferner eine Vielzahl von Durchgangsbohrungen (30, 31), die parallel zu einer Axialrichtung der Rotationswelle (1, 1A, 1C) sind, in einem Abschnitt einer Kernrückseite (28) des Radialmagnetlager-Stators (5) und in einem Abschnitt einer Kernrückseite (29) des Hauptwellenmotor-Stators (7), der in der Umgebung des Hauptwellenmotor-Rotors angeordnet ist, vorgesehen sind, wobei die Abschnitte für einen Magnetkreis nicht notwendig sind.
Magnetlagerspindel nach Anspruch 2, wobei der äußere Umfangsabschnitt des Axialmagnetlager-Rotors (3, 333, 334) in eine dreieckige Form oder eine dreieckige Form mit einem Scheitelpunkt, der flach oder abgerundet ist, ausgebildet ist.
Magnetlagerspindel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein äußerer Umfangsabschnitt der Rotationswelle (1A) mit einer Vielzahl von Nuten (32) versehen ist, die sich in einer Axialrichtung der Rotationswelle (1A) erstrecken, wobei der Radialmagnetlager-Rotor (2), der Axialmagnetlager-Rotor (3) und der Hauptwellenmotor-Rotor (4) an einem Passabschnitt der Nuten (32) derart angebracht sind, dass diese Rotoren (2, 3, 4) angrenzend sowie in der Axialrichtung miteinander in Kontakt sind, wodurch ein Luftdurchgang (33) ausgebildet wird, wobei zumindest einer eines Auslasses und Einlasses des Luftdurchgangs mit einer spiralförmigen Rippe (34) versehen ist, die eine Kühlluft-Eintrittseffizienz zu dem Luftdurchgang (33) steigert.
Magnetlagerspindel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein äußerer Umfangsabschnitt der Rotationswelle (1B) mit einer Vielzahl von spiralförmigen Nuten (37) versehen ist, die sich in einer Axialrichtung der Rotationswelle (1B) erstrecken, wobei der Radialmagnetlager-Rotor (2), der Axialmagnetlager-Rotor (3) und der Hauptwellenmotor-Rotor (4) an einem Passabschnitt der spiralförmigen Nuten (37) derart angebracht sind, dass diese Rotoren (2, 3, 4) angrenzend sowie in der Axialrichtung miteinander in Kontakt sind, wodurch ein Luftdurchgang (33) ausgebildet wird, wobei zumindest einer eines Auslasses und Einlasses des Luftdurchgangs mit einer spiralförmigen Rippe (34) versehen ist, die eine Kühlluft-Eintrittseffizienz zu dem Luftdurchgang (33) steigert.
Magnetlagerspindel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei sowohl der Radialmagnetlager-Rotor (222), der Axialmagnetlager-Rotor (333) als auch der Hauptwellenmotor-Rotor (444) durch ringartige Platten (39) ausgebildet sind, jede mit einer Vielzahl von Kerben (38) an einem inneren Umfang, durch derartiges Laminieren der Platten (39), dass die Kerben (38) eine Vielzahl von Nuten (40) ausbilden, die im Wesentlichen parallel zu der Rotationswelle (1C) sind, wobei der Radialmagnetlager-Rotor (222), der Axialmagnetlager-Rotor (333) und der Hauptwellenmotor-Rotor (444) derart an der Rotationswelle (10) angebracht sind, dass ihre gekerbten Nuten (40) in der Axialrichtung ausgerichtet sind, wodurch ein Luftdurchgang (33) ausgebildet wird, wobei zumindest einer eines Auslasses und Einlasses des Luftdurchgangs mit einer spiralförmigen Rippe (34) versehen ist, die eine Kühlluft-Eintrittseffizienz zu dem Luftdurchgang (33) steigert.
Magnetlagerspindel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei sowohl der Radialmagnetlager-Rotor (223), der Axialmagnetlager-Rotor (334) als auch der Hauptwellenmotor-Rotor (445) durch ringartige Platten (39) ausgebildet sind, jede mit einer Vielzahl von Kerben (38) an einem inneren Umfang, durch derartiges Laminieren der Platten (39), dass die Kerben (38) eine Vielzahl von spiralförmigen Nuten (42) ausbilden, wobei der Radialmagnetlager-Rotor (223), der Axialmagnetlager-Rotor (334) und der Hauptwellenmotor-Rotor (445) derart an der Rotationswelle (10) angebracht sind, dass ihre spiralförmigen Nuten (42) kontinuierlich miteinander in der Axialrichtung sind, wodurch ein Luftdurchgang (33) ausgebildet wird, wobei zumindest einer eines Auslasses und Einlasses des Luftdurchgangs mit einer spiralförmigen Rippe (34) versehen ist, die eine Kühlluft-Eintrittseffizienz zu dem Luftdurchgang (33) steigert.