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DE19846188A1 - Reibungsvakuumpumpe mit Stator und Rotor - Google Patents

Reibungsvakuumpumpe mit Stator und Rotor

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Publication number
DE19846188A1
DE19846188A1 DE19846188A DE19846188A DE19846188A1 DE 19846188 A1 DE19846188 A1 DE 19846188A1 DE 19846188 A DE19846188 A DE 19846188A DE 19846188 A DE19846188 A DE 19846188A DE 19846188 A1 DE19846188 A1 DE 19846188A1
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DE
Germany
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stator
rotor
pump according
blades
pump
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19846188A
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English (en)
Inventor
Alexander Bosma
Heinrich Englaender
Hans-Rudolf Fischer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Leybold GmbH
Original Assignee
Leybold Vakuum GmbH
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Publication date
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Priority to PCT/EP1999/005394 priority patent/WO2000020762A1/de
Priority to EP99940068A priority patent/EP1119709B1/de
Priority to US09/807,101 priority patent/US6619911B1/en
Priority to DE59905492T priority patent/DE59905492D1/de
Priority to JP2000574840A priority patent/JP2002526720A/ja
Publication of DE19846188A1 publication Critical patent/DE19846188A1/de
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/60Mounting; Assembling; Disassembling
    • F04D29/64Mounting; Assembling; Disassembling of axial pumps
    • F04D29/644Mounting; Assembling; Disassembling of axial pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00Axial-flow pumps
    • F04D19/02Multi-stage pumps
    • F04D19/04Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
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    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04D29/66Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/661Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/668Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps damping or preventing mechanical vibrations

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)

Abstract

Reibungsvakuumpumpe (1) mit einem Stator (3), der ein aus mehreren Statorschaufelreihen bestehendes Statorschaufelpaket umfasst, sowie mit einem Rotor, der ein aus mehreren Rotorschaufelreihen bestehendes Rotorschaufelpaket umfasst, wobei die Statorschaufelreihen und die Rotorschaufelreihen im betriebsfertig montierten Zustand ineinandergreifen; um eine Pumpe (1) dieser Art aus wesentlich weniger Teilen herstellen zu können, wird vorgeschlagen, dass die Schaufeln eines der beiden Schaufelpakete mit Schlitzen (61) ausgerüstet sind, deren Anordnung, Tiefe und Breite so gewählt sind, dass Stator (9) und Rotor (8) in- und auseinanderschraubbar sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Reibungsvakuumpumpe mit einem Stator, der ein aus mehreren Statorschaufel­ reihen bestehendes Statorschaufelpaket umfasst, sowie mit einem Rotor, der ein aus mehreren Rotorschaufelrei­ hen bestehendes Rotorschaufelpaket umfasst, wobei die Statorschaufel reihen und die Rotorschaufelreihen in be­ triebsfertig montiertem Zustand ineinandergreifen.
Bei bekannten Reibungsvakuumpumpen dieser Art (Turbomolekularvakuumpumpen) bilden Stator und Rotor einen im Querschnitt ringförmigen Förderraum, in den die Stator- und Rotorschaufelreihen ineinandergreifend hineinragen. Die Anstellwinkel der Statorschaufeln sind den Anstellwinkeln der Rotorschaufeln in Bezug auf ihre Schaufelreihenebene entgegengesetzt gerichtet.
Der Rotor derartiger Reibungsvakuumpumpen ist üblicher­ weise einstückig ausgebildet, während der Stator aus einer Vielzahl von Teilen besteht. Stator-(Distanz-) Ringe, vorzugsweise mit ineinandergreifenden Profilen, wechseln mit aus Teilringen, vorzugsweise Halbringen bestehenden Statorschaufelringen ab und bilden zusam­ mengefügt den aus einer Vielzahl von Teilen bestehenden Stator. Sowohl in Bezug auf die Herstellung als auch auf die Montage bzw. Demontage sind Reibungsvakuumpum­ pen dieser Art äußerst aufwendig. Weitere Nachteile sind:
  • - durch die Vielzahl der Teile ergeben sich relativ große Spalte zwischen Stator und Rotor, was zu re­ lativ hohen Rückströmungsverlusten führt;
  • - bei kleinen Pumpen wird das Handling der filigra­ nen Teile während der Montage besonders problema­ tisch;
  • - trotz Verkleinerung der Größe der Teile lässt sich bei kleinen Pumpen keine spürbare Kostenreduktion gegenüber größeren Pumpen erzielen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Reibungsvakuumpumpe der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die beschriebenen Nachteile nicht mehr hat.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Schaufeln eines der beiden Schaufelpakete mit Schlitzen ausgerüstet sind, deren Anordnung, Tiefe und Breite so gewählt sind, dass Stator und Rotor in- und auseinanderschraubbar sind. Bei einer Reibungsvakuum­ pumpe dieser Art ist es nicht mehr erforderlich, den Stator aus einer Vielzahl von Teilen herzustellen. Sta­ tor sowie Rotor können jeweils einstückig ausgebildet sein und sind damit preiswert herzustellen. Das Hand­ ling von Bauteilen dieser Art während der Montage ist wesentlich einfacher. Die Spalte zwischen Rotor und Stator lassen sich drastisch reduzieren, da infolge der Reduktion der Anzahl der Teile die Toleranzkette we­ sentlich kleiner ist. Dadurch ergeben sich kleinere Rückströmverluste bzw. bessere Pumpeigenschaften. Die Werkzeugkosten für die Herstellung des Stators sind we­ sentlich geringer, so dass flexiblere Statorgestaltun­ gen nicht mehr mit besonders hohen Kostensteigerungen verbunden sind.
Von besonderem Vorteil ist es, dass in einfacher Weise Schaufeln auf der Rotorinnenseite eines z. B. glocken­ förmig gestalteten Rotors vorgesehen sein können, die mit Statorschaufeln eines inneren Stators korrespondie­ ren. Insbesondere bei Pumpen mit koaxial verschachtel­ ten Flügelzylindern kann dadurch eine geringere Bauhöhe erzielt werden. Außerdem besteht die Möglichkeit, mit Schaufelkonfigurationen dieser Art den Motor und den Lagerraum zum Schutz gegen den Einsatz aggressiver Me­ dien zu evakuieren. Auf gesonderte Sperrgaseinrichtun­ gen kann verzichtet werden.
Vorteilhaft ist schließlich, dass die Schaufellängen beliebig klein sein können. Haben sie zum Beispiel eine Länge, die der Tiefe eines bei Holweck-Pumpstufen be­ kannten Gewindes entspricht, dann entsteht eine neue Pumpflächen-Geometrie (Engländer-Geometrie), die im Be­ reich der laminaren bzw. viskosen Strömung besonders wirksam ist. Praktisch findet ein ständiger Wechsel von Rotor- und Statorgewinde statt, so dass Rückströmungen im Vergleich zur Holweck-Technik maßgeblich reduziert sind. Pumpflächen nach der neuen Pumpflächen-Geometrie sind auch dann noch wirksam, wenn die laminare Strömung in eine turbolente Strömung übergeht, so dass eine we­ sentliche Verbesserung der Vorvakuumbeständigkeit er­ zielt wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass vom Turbo-Prinzip kontinuierlich auf die Engländer-Geo­ metrie übergegangen werden kann, wodurch Übergangsver­ luste vermieden und der Gesamtwirkungsgrad der Pumpe verbessert werden kann.
Eine weitere Reduktion der Rückströmverluste kann noch dadurch erreicht werden, dass Stator und Rotor schwin­ gungstechnisch miteinander gekoppelt sind und dass das aus Statoreinheit und Rotoreinheit bestehende System gemeinsam über Schwingelemente im Gehäuse gehaltert ist.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen an Hand von in den Fig. 1 bis 6 erläutert werden.
Es zeigen
Fig. 1 eine schematisch dargestellte Turbomole­ kularvakuumpumpe,
Fig. 2 a, b, c: Teilschnitte durch Abwicklun­ gen der Stator- und Rotorschaufeln,
Fig. 3 einen Schnitt durch eine Turbomolekular­ vakuumpumpe mit sich im Querschnitt verjüngendem Förderraum,
Fig. 4 einen Schnitt durch eine dreistufige Aus­ führungsform mit koaxial verschachtelten Flügelzy­ lindern,
Fig. 5 einen Schnitt durch eine Reibungsvakuum­ pumpe mit sich im Querschnitt verjüngendem Förder­ raum und unterschiedlich hohen, in den Förderraum hineinragenden Vorsprüngen, sowie
Fig. 6 Teilschnitt durch Abwicklungen von den Gastransport bewirkenden, in den Förderraum hin­ einragenden Vorsprüngen.
Die in Fig. 1 dargestellte Reibungspumpe 1 ist eine Turbomolekularpumpe mit einem Gehäuse 2, einer Ro­ toreinheit 8 und einer Statoreinheit 9, die gleichzei­ tig das Gehäuse 2 bildet. Bestandteile der Rotoreinheit 8 sind die Rotorschaufeln 41, Bestandteile der Sta­ toreinheit 9 die Statorschaufeln 42. Diese Schaufeln 41 und 42 sind in bekannter Weise in Reihen angeordnet und ragen in den im Querschnitt ringförmigen Förderraum 40 hinein. Sie bewirken den Gastransport von Einlass­ flansch 6 zum Auslass 46.
Die erfindungsgemäße Gestaltung der Rotor- und Stator­ schaufeln lassen die Fig. 2a, b und c erkennen. Die Figuren zeigen Teilschnitte durch Abwicklungen sowohl von Rotorschaufeln 41 (Fig. 2a) und von Statorschau­ feln 42 (Fig. 2b) als auch von Rotor- sowie Stator­ schaufeln in betriebsfertig zusammengebauten Zustand (Fig. 2c). Die Rotorschaufeln 41 sind derart mit Schlitzen 61 ausgerüstet, dass Rotoreinheit 8 und Sta­ toreinheit 9 in- und auseinanderschraubbar sind. Die Tiefe und die Breite der Schlitze 61 in den Rotorschau­ feln 41 ist so gewählt, dass der Durchtritt der Stator­ schaufeln 42 während der Schraubvorgänge gewährleistet ist. Die Schlitze können schmal gehalten werden, wenn alle Statorschaufeln 42 den gleichen Anstellwinkel ha­ ben. Vorzugsweise haben gepaarte Rotorflügel- und Sta­ torflügelpakete jeweils über alle Stufen den gleichen Winkel. Dabei kann die Flügeltiefe variabel sein. Ein Paket besitzt in den Flügeln einen Schlitz mit dem Winkel des gepaarten Paketes. Die Schlitzbreite ist et­ was größer als die Dicke der gepaarten Flügel. Durch diese Schlitze lassen sich beide Pakete ineinander­ schrauben. Alternativ können statt der Rotorschaufeln 41 die Statorschaufeln 42 mit geeigneten Schlitzen aus­ gerüstet sein.
Die Pumpen 1 nach den Fig. 3 und 4 bestehen jeweils aus einem äußeren Gehäuse 2 und einem darin befindli­ chen Rotor-/Stator-System 3, das sich über Schwinge­ lemente 4, 5 im Gehäuse 2 abstützt. Das Gehäuse 2 trägt saugseitig den Anschlussflansch 6 und druckseitig einen Anschlussdeckel 7. Das Rotor-Stator-System 3 umfasst die Rotoreinheit 8 und die Statoreinheit 9.
Bestandteil der Rotoreinheit 8 ist die zentrale Welle 11, die saugseitig den im wesentlichen glockenförmig gestalteten Rotor 12 trägt. Druckseitig ist die Welle 11 mit den Motorläufen 13 des Antriebsmotors ausgerüs­ tet. Der Stator des Antriebsmotors ist mit 14 bezeich­ net. Er stützt sich im Gehäuse 2 ab.
Bestandteile der Statoreinheit 9 sind drei Hülsenbau­ teile 15, 16, 17, von denen eines (15) druckseitig, die beiden anderen (16, 17) saugseitig (innerhalb und außerhalb der Wandung 18 des glockenförmigen Rotors 12) angeordnet sind. Das druckseitige Ende der Hülse 15 ist mit einem einwärts gerichteten Rand 21 ausgerüstet, dessen Innenseite als Schiebepassung 22 für das druck­ seitige Wellenlager 23 ausgebildet ist. Außerdem ist der Rand 21 mit einer Aufnahme für einen O-Ring 24 aus elastomerem Werkstoff ausgerüstet. Eine dazu korrespon­ dierende Aufnahme ist am Anschlussdeckel 7 des Gehäuses 2 vorgesehen. Die Aufnahmen (Nuten, Winkel oder dgl.) sind derart ausgebildet, dass der O-Ring 24 neben der Funktion des Dichtens die Funktion eines ersten, druck­ seitig gelegenen Schwingelementes 5 hat, über das sich das Rotor-Stator-System 3 im Gehäuse 2 abstützt. An Stelle des O-Ringes 23 können auch andere Schwingele­ mente (z. B. Simmerringe, Flachringe, Kolbendichtungen) vorgesehen sein.
Zur Bildung eines inneren vakuumdichten Gehäuses ist die Hülse 15 saugseitig mit einem nach außen gerichte­ ten Rand 26 versehen, an dem die beiden weiteren Hülsen 16, 17 befestigt sind. Das geschieht mit einer von der Druckseite her auf die äußere Hülse 17 aufschraubbaren Überwurfmutter 27, die den äußeren Rand 26 an der Hülse 15 und einen äußeren Rand 28, der Bestandteil der inne­ ren Hülse 16 ist, einspannt.
Der Anschlußflansch 6 ist saugseitig mit einer einwärts gerichteten Stufe 31 für die Aufnahme eines weiteren O-Ringes 32 oder eines anderen Schwingelementes versehen. Eine zu dieser Aufnahme korrespondierende Aufnahme be­ findet sich im Bereich der Stirnseite der Hülse 16. Der O-Ring 32 bildet neben der Funktion des Dichtens das zweite Schwingelement 4, über das sich das Rotor-Sta­ tor-System 3 im Gehäuse 2 abstützt. Das Gehäuse 2 bil­ det eine Spannhülse, die zusammen mit Deckel 7 und An­ schlußflansch 6 das Rotor-Stator-System 3 einspannt. Zusätzlich stützt sich die Hülse 16 auf einer stufenar­ tigen Erweiterung 29 in der Hülse 15 ab.
Das saugseitige Ende der inneren Hülse 16 ist mit einem nach innen gerichteten Rand 34 ausgerüstet, dessen In­ nenseite eine Schiebepassung 35 für das saugseitige Wellenlager 36 bildet. Weiterhin befindet sich in die­ sem Bereich eine Ringfeder 37, die die nötigen Lageran­ stellkräfte erzeugt.
Bei beiden Ausführungsbeispielen sind die Rotoreinheit 8 und die Statoreinheit 9 über die Lager 23, 36 und die Schiebepassungen 22, 35 starr miteinander gekoppelt. Dadurch wird die gewünschte Spielverkleinerung zwischen Stator und Rotor erreicht. Über die Schwingelemente 4 und 5 stützt sich das Rotor-Stator-System 3 im Gehäuse 2 ab. Die Ausbildung der Schwingelemente als O-Ringe hat den Vorteil, dass sie gleichzeitig Dichtfunktion übernehmen können. Sie sorgen für eine vakuumdichte Trennung der innen gelegenen Förderräume und der Atmo­ sphäre. Zweckmäßig umgibt ein weiterer O-Ring 38 den äußeren Umfang des Randes 28, der die innere Hülse 16 trägt, so dass auch im Bereich der Überwurfmutter 27 Vakuumdichtheit gewährleistet ist. Die Statoreinheit 9 bildet praktisch ein zweites inneres Gehäuse. Es ist vakuumdicht, so dass das äußere Gehäuse 2 mit Luft­ schlitzen 39 ausgerüstet werden kann.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist als einflutige Turbomolekularvakuumpumpe mit einem sich von der Saug­ seite zur Druckseite verjüngenden Förderraum 40 ausge­ bildet. Die äußere Hülse 17 trägt auf ihrer Innenseite Statorschaufelreihen 42, die Außenseite der Rotorwand 18 Rotorschaufelreihen 41. Der Weg der geförderten Gase ist durch Pfeile 43 gekennzeichnet. Sie treten durch den Anschlussflansch 6 in den mit den Schaufeln 41, 42 bestückten Förderraum ein und gelangen durch Öffnungen 44 in der inneren Hülse 16 entlang der Welle 11 und durch Öffnungen 45 im Rand 21 zur Auslassöffnung 46.
Sind - z. B. wie in Fig. 2 dargestellt - die Rotor­ schaufeln 41 mit Schlitzen 61 ausgerüstet, dann können Rotor und Stator ineinandergeschraubt werden. Dieses geschieht bei der Pumpe nach Fig. 3 dadurch, dass der Rotor 12 mit seiner Saugseite in die Druckseite des Stators bzw. der Stator-Hülse 17 geschraubt wird. Da­ nach erfolgen die Montage der übrigen Hülsenbauteile und deren gegenseitige Fixierung, so dass anschließend das Stator-/Rotor-System 3 im Gehäuse 2 verspannt wer­ den kann.
Die Demontage erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist eine Reibungs­ vakuumpumpe mit drei koaxial geschachtelten Stufen. In die Förderräume 40, 40', 40'' ragen die Gasförderung bewirkende Rotor-Schaufeln 41, 41' und 41'' sowie Sta­ torschaufeln 42, 42', 42'' hinein, die erfindungsgemäß (z. B. entsprechend Fig. 2) gestaltet sind. Auf der Au­ ßenseite der Welle 11, die im Bereich der Hülse 16 ei­ nen vergrößerten Durchmesser hat, und auf der Innen­ seite der Hülse 16 haben die Schaufellängen eine Größenordnung, die der Gewindehöhe bei einer Molekular­ pumpe nach Holweck entspricht. Hierbei handelt es sich um die bereits eingangs erwähnte völlig neue Pumpflä­ chenkonfiguration (Engländer-Geometrie), die quasi aus zwei einander gegenüberliegenden, "ineinandergreifenen" Gewinden besteht und die beschriebenen Vorteile hat.
Der Weg der geförderten Gase ist durch Pfeile 51 ge­ kennzeichnet. Sie treten durch den Anschlussflansch 6 in die äußere Pumpstufe ein. Nach dem Verlassen der äußeren ersten Pumpstufe treten sie in die zweite Pump­ stufe zwischen Rotorwand 18 und Hülse 16 ein, welche sie mit einer der Förderrichtung der ersten Pumpstufe entgegengesetzten Richtung durchströmen. Nach einer weiteren Richtungsumkehr gelangen sie durch Öffnungen 53 im Rand 35 in die dritte Pumpstufe und von dort aus in der bereits zu Fig. 1 beschriebenen Weise zur Aus­ lassöffnung 46.
Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 3 und 4 kann auch noch der Wellenabschnitt in Höhe des An­ triebsmotors zur Förderung der Gase herangezogen wer­ den, wenn Motorstator oder Motorrotor mit pumpaktiven Oberflächenkonfigurationen - zweckmäßig mit der Englän­ der-Geometrie - ausgerüstet sind. Das Ausführungsbei­ spiel nach Fig. 4 kann in einfacher Weise zu einer einstufigen Reibungsvakuumpumpe umgebaut werden. Ohne Hülse 17, Rotorglocke 18 und Überwurfmutter 27 wäre nur die dritte Pumpstufe vorhanden und wirksam. Auch die Ränder 26 und 28 sowie das Gewinde 48 könnten entfal­ len. Eine weitere Voraussetzung wäre, dass die Durch­ messer des Schwing- und Dichtungselementes 4, 32 sowie der Stirnseite der Hülse 16 einander entsprechen, damit das Rotor-Stator-System 3 elastisch im Gehäuse 2, 7 ab­ gestützt werden kann.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind Statorein­ heit 9 und Rotoreinheit 8 schwingungstechnisch starr miteinander (Schiebepassungen 35, 22) gekoppelt. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 befindet zwischen dem oberen Lager 36 und der Innenseite des Randes 34 im O-Ring 63 mit einem im Vergleich zum Durchmesser der O-Ringe 24, 32 wesentlich kleineren Durchmesser. Dieser O-Ring 63 dient lediglich der Überbrückung des Pas­ sungsspiels. Einen wesentlichen Einfluß auf die Wahl des Spaltes zwischen Rotor- und Statoreinheit hat der O-Ring 63 nicht.
Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 und 6 ist ein Förderraum 40 vorgesehen, dessen ringförmiger Quer­ schnitt in Förderrichtung kontinuierlich abnimmt, so dass auch die Schaufellängen von der Saugseite zur Druckseite abnehmen. Die Pumpflächenkonfiguration geht kontinuierlich vom Turbomolekular-Prinzip zur Englän­ der-Konfiguration über. Weiterhin unterscheidet sich dieses Ausführungsbeispiel von den übrigen Ausführungs­ beispielen dadurch, dass die Statorschaufeln 42 (und nicht die Rotorschaufeln 41) mit den Schlitzen 61 aus­ gerüstet sind (Fig. 6). Außerdem ist die Dicke der Statorschaufeln 42 größer als die Dicke der Rotorschau­ feln 41. Fig. 6 zeigt (entsprechend Fig. 2) Schnitte durch die Abwicklung dieser die Gasförderung bewirken­ den, in den Förderraum 40 hineinragenden Vorsprünge.
Fig. 5 lässt darüber hinaus erkennen, dass die Erfin­ dung es ermöglicht, bei einer Turbomolekularpumpe den Stator 3 und das Gehäuse 2 einstückig auszubilden. Ne­ ben den Vorteilen eines verkleinerten Bauvolumens und der maßgeblich reduzierten Anzahl der Bauteile werden auch noch ein ungestörter Wärmeübergang von innen nach außen und damit eine verbesserte Kühlung der Pumpe 1 erreicht.
Die Realisierung der Erfindung ist bei kleinen Turbumo­ lekularpumpen von besonderem Vorteil. Bei kleiner wer­ dender Baugröße nimmt der schädliche Anteil der Rück­ strömung bezogen auf den geförderten Gasstrom zu und verschlechtert dadurch überproportional die vakuumtech­ nischen Eigenschaften einer Pumpe. Durch die erfin­ dungsgemäße Reduzierung der Spalte zwischen Rotor und Stator mit dem vorliegenden neuen Konzept lassen sich die vakuumtechnischen Daten deutlich verbessern. Das bedeutet umgekehrt, dass sich dadurch eine Pumpe in dieser Baugröße noch mit wirtschaftlich sinnvollem Auf­ wand produzieren lässt. Mit dazu trägt die Tatsache bei, dass die Pumpe aus relativ wenigen Teilen herge­ stellt werden kann.

Claims (26)

1. Reibungsvakuumpumpe (1) mit einem Stator (3), der ein aus mehreren Statorschaufelreihen bestehendes Statorschaufelpaket umfasst, sowie mit einem Ro­ tor, der ein aus mehreren Rotorschaufelreihen be­ stehendes Rotorschaufelpaket umfasst, wobei die Statorschaufelreihen und die Rotorschaufelreihen im betriebsfertig montierten Zustand ineinander­ greifen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schau­ feln eines der beiden Schaufelpakete mit Schlitzen (61) ausgerüstet sind, deren Anordnung, Tiefe und Breite so gewählt sind, dass Stator (9) und Rotor (8) in- und auseinanderschraubbar sind.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anstellwinkel der Schaufeln desjenigen Schaufelpaketes, dessen Schaufeln während des In- oder Auseinanderschraubens von Stator (9) und Ro­ tor (8) die Schlitze (61) in den Schaufeln des an­ deren Schaufelpaketes durchdringen, identisch sind.
3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, dass Rotor (8) und Stator (9) jeweils ein­ stückig ausgebildet sind.
4. Pumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass Stator (9) und Gehäuse (2) ein­ stückig ausgebildet sind.
5. Pumpe nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Rotor (8) glockenförmig ausge­ bildet ist und auf seiner Innenseite mit Rotor­ schaufeln (41) ausgerüstet ist.
6. Pumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie zweistufig ausgebildet ist, dass der Ro­ tor (8) auf seiner Innen- und auf seiner Außen­ seite Rotorschaufeln (41, 41') trägt und dass eine innere (16) und eine äußere (17) Statorhülse vor­ gesehen sind, die korrespondierend Statorschaufeln (42, 42') tragen.
7. Pumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich an die beiden Pumpstufen eine dritte Pumpstufe (41'', 42'') anschließt, die sich zwi­ schen der Welle (11) und der inneren Hülse (16) befindet.
8. Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich an die Pumpstufe (41'', 42'') ein Ab­ schnitt anschließt, in dessen Höhe sich der An­ triebsmotor (13, 14) befindet und dass Motorstator (14) und Motorrotor (13) mit pumpaktiven Oberflä­ chenkonfigurationen ausgerüstet sind.
9. Pumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Motorstator (14) und Motorrotor (13) pumpak­ tive Konfigurationen mit Engländer-Geometrie be­ sitzen.
10. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass die Schaufeln (41, 42) zumindest im druckseitigen Bereich eine Länge ha­ ben, die der bei Holweck-Pumpen bekannten Gewinde­ tiefe entspricht (Engländer-Geometrie).
11. Pumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufelkonfiguration - vorzugsweise kon­ tinuierlich - vom Turboprinzip zur Engländer-Kon­ figuration übergeht.
12. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass sich die Dicke der Ro­ torschaufeln (41) von der Dicke der Statorschau­ feln (42) unterscheidet und dass die Schaufeln mit der größeren Dicke mit den Schlitzen (61) ausgerü­ stet sind.
13. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass Stator und Rotor schwingungstechnisch miteinander gekoppelt sind und dass das aus Statoreinheit und Rotoreinheit bestehende System (3) gemeinsam über Schwingele­ mente (4, 5) im Gehäuse (2, 7) gehaltert ist.
14. Pumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass mechanische Lager (23, 36) vorgesehen sind und dass Rotor und Stator über die mechanischen Lager miteinander gekoppelt sind.
15. Pumpe nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (9) und Rotor (8) schwingungstechnisch starr miteinander gekoppelt sind.
16. Pumpe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Rotoreinheit (8) und Lager (23, 36) und/oder Lager (23, 36) und Statoreinheit (9) eine axiale Schiebepassung (22, 35) vorgesehen ist.
17. Pumpe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen einem der Lager und der Statoreinheit ein der Überbrückung eines Passungsspieles dienender O-Ring (63) befindet.
18. Pumpe nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) eine Spannhülse bildet, die zusammen mit einem stirnseitigen Deckel (7) das Rotor-Stator-System (3) verspannt.
19. Pumpe nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass Bestandteile der Rotoreinheit (8) eine zentrale Welle (11) sowie ein Rotor (12) sind und dass sich die Rotoreinheit (8) über die Lager (23, 36) in der Statoreinheit (9) abstützt.
20. Pumpe nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass Bestandteile der Statorein­ heit (9) Hülsen (15, 16, 17) sowie Aufnahmen für Schwingelemente (4, 5, 24, 32) sind, über die sich das Rotor-Stator-System (3) im Gehäuse (2, 7) ab­ stützt.
21. Pumpe nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Statoreinheit (9) ein zweites inneres Ge­ häuse bildet.
22. Pumpe nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Gehäuse vakuumdicht ist und dass das äußere Gehäuse (2) mit Luftschlitzen (39) aus­ gerüstet ist.
23. Pumpe nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekenn­ zeichnet, dass ihr Rotor (12) glockenförmig ausge­ bildet ist und dass drei Pumpstufen vorhanden sind.
24. Pumpe nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (9) drei Hülsen (15, 16, 17) um­ fasst, von denen eine druckseitig und zwei saug­ seitig angeordnet sind, und zwar je eine außerhalb und innerhalb der Rotorwand (18).
25. Pumpe nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die druckseitige (15) und die innere saugsei­ tige Hülse (16) mit äußeren Rändern (26, 28) aus­ gerüstet sind, die mit Hilfe einer auf die Druck­ seite der äußeren Hülse anschraubbaren Überwurf­ mutter (27) miteinander verspannt sind.
26. Verfahren zur Montage einer Reibungsvakuumpumpe (1) mit einem Stator (3), der ein aus mehreren Statorschaufelreihen (42, 42', 42'') bestehendes Statorschaufelpaket umfasst, sowie mit einem Ro­ tor, der ein aus mehreren Rotorschaufelreihen be­ stehendes Rotorschaufelpaket umfasst, wobei die Statorschaufelreihen und die Rotorschaufelreihen im betriebsfertig montierten Zustand ineinander­ greifen, bei welcher die Schaufeln eines der bei­ den Schaufelpakete mit Schlitzen (61) ausgerüstet sind, deren Anordnung, Tiefe und Breite so gewählt sind, dass Stator (3) und Rotor (8) in- und aus­ einanderschraubbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Montage des Stator-Rotor-Systems (3) da­ durch erfolgt, dass Stator (9) und Rotor (8, 12) ineinander geschraubt werden.
DE19846188A 1998-10-07 1998-10-07 Reibungsvakuumpumpe mit Stator und Rotor Withdrawn DE19846188A1 (de)

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