EP4273405A1

EP4273405A1 - Vacuum pump with a holweck pumping stage with a varying holweck geometry

Info

Publication number: EP4273405A1
Application number: EP23198541.7A
Authority: EP
Inventors: Erfindernennung liegt noch nicht vor Die
Original assignee: Pfeiffer Vacuum Technology AG
Current assignee: Pfeiffer Vacuum Technology AG
Priority date: 2023-09-20
Filing date: 2023-09-20
Publication date: 2023-11-08

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe mit zumindest einer Holweck-Pumpstufe, die einen Holweck-Stator und einen Holweck-Rotor umfasst. Der Holweck-Stator umfasst eine Statorhülse, welche ein an einem stationären Gehäuseabschnitt der Vakuumpumpe angebrachtes festes Ende und ein dem festen Ende in axialer Richtung gegenüberliegendes freies Ende aufweist. Der Holweck-Rotor umfasst eine Rotorhülse, welche die Statorhülse unter Ausbildung eines Holweckspalts umgibt. Erfindungsgemäß ist die Statorhülse mehrteilig ausgebildet.The present invention relates to a vacuum pump with at least one Holweck pump stage, which includes a Holweck stator and a Holweck rotor. The Holweck stator includes a stator sleeve which has a fixed end attached to a stationary housing section of the vacuum pump and a free end opposite the fixed end in the axial direction. The Holweck rotor includes a rotor sleeve which surrounds the stator sleeve to form a Holweck gap. According to the invention, the stator sleeve is designed in several parts.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hier auch nur als Pumpe bezeichnete Vakuumpumpe, insbesondere eine Turbomolekularvakuumpumpe, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit einer inneren Holweck-Pumpstufe.The present invention relates to a vacuum pump, also referred to here as a pump, in particular a turbomolecular vacuum pump, according to the preamble of claim 1 with an inner Holweck pump stage.

Vakuumpumpen werden in verschiedenen Gebieten der Technik eingesetzt. Je nach Anforderung können Vakuumpumpen eine oder mehrere Pumpstufen aufweisen. Allgemein gehören Holweck-Pumpstufen zur Gattung der Molekularvakuumpumpen und erzeugen durch Drehung eines Holweck-Rotors relativ zu einem feststehenden Holweck-Stator eine molekulare Strömung. Grundsätzlich kann eine Vakuumpumpe eine oder mehrere Holweck-Pumpstufen umfassen, wobei mehrere Holweck-Pumpstufen sowohl seriell als auch parallel zueinander betrieben werden können. Typischerweise werden Holweck-Pumpstufen in Turbomolekularvakuumpumpen eingesetzt, wobei sie einer oder mehreren Turbomolekularpumpstufen in Strömungsrichtung nachgeschaltet sind.Vacuum pumps are used in various areas of technology. Depending on the requirements, vacuum pumps can have one or more pump stages. In general, Holweck pump stages belong to the category of molecular vacuum pumps and generate a molecular flow by rotating a Holweck rotor relative to a fixed Holweck stator. In principle, a vacuum pump can comprise one or more Holweck pump stages, whereby several Holweck pump stages can be operated both in series and in parallel to one another. Typically, Holweck pump stages are used in turbomolecular vacuum pumps, where they are connected downstream of one or more turbomolecular pump stages in the direction of flow.

Eine Holweck-Pumpe umfasst üblicherweise einen Holweck-Rotor und einen Holweck-Stator, wobei der Holweck-Rotor eine Rotorwelle aufweist, an welcher mittels einer zum Beispiel scheibenförmigen Holweck-Nabe eine oder mehrere Holweck-Rotorhülsen konzentrisch vorgesehen sind. Die Holweck-Nabe und die Holweck-Rotorhülse können dabei integral bzw. einstückig ausgebildet sein; alternativ hierzu kann es sich bei der Holweck-Nabe und der Holweck-Rotorhülse um zunächst separat gefertigte Teile handeln, die nachträglich miteinander verbunden werden, beispielsweise durch Schweißen. Eine der jeweiligen Holweck-Rotorhülsen zugeordnete Holweck-Statorhülse ist mit einem ein- oder mehrgängigen Holweck-Gewinde versehen und bildet mit der jeweiligen Holweck-Rotorhülse einen Holweck-Spalt aus. Die zu fördernden Gasmoleküle werden durch die rotierende Bewegung des Holweck-Rotors relativ zu dem Holweck-Stator entlang der Gewindegänge von einem Einlass zu einem Auslass der jeweiligen Holweck-Pumpstufe gefördert. Ein Gewindegang umfasst einen durch die Wände eines Stegs begrenzten spiralförmig umlaufenden Holweck-Kanal in Form einer Gewindenut, in der die Gasmoleküle gefördert werden, wenn sich die Rotorhülse relativ zur Statorhülse dreht.A Holweck pump usually comprises a Holweck rotor and a Holweck stator, the Holweck rotor having a rotor shaft on which one or more Holweck rotor sleeves are concentrically provided by means of, for example, a disc-shaped Holweck hub. The Holweck hub and the Holweck rotor sleeve can be designed integrally or in one piece; Alternatively, the Holweck hub and the Holweck rotor sleeve can initially be separately manufactured parts that are subsequently connected to one another, for example by welding. A Holweck stator sleeve assigned to the respective Holweck rotor sleeves is equipped with a single or multi-start Holweck thread and forms a Holweck gap with the respective Holweck rotor sleeve. The gas molecules to be conveyed are conveyed by the rotating movement of the Holweck rotor relative to the Holweck stator along the threads from an inlet to an outlet of the respective Holweck pump stage. A thread includes a spirally circumferential Holweck channel delimited by the walls of a web in the form of a thread groove in which the gas molecules are conveyed when the rotor sleeve rotates relative to the stator sleeve.

Ferner sind sogenannte "gefaltete" Holweck-Anordnungen bekannt, bei denen mehrere Holweck-Pumpstufen konzentrisch zueinander angeordnet und ineinander geschachtelt sind, so dass die Pumprichtung von radial unmittelbar aufeinander folgenden Holweck-Pumpstufen einander entgegengesetzt ist. Zwei in Strömungsrichtung aufeinanderfolgende Holweck-Pumpstufen - eine radial äußere Holweck-Pumpstufe und eine radial innere Holweck-Pumpstufe - können somit eine gemeinsame, beidseitig mit jeweils einem Holweck-Gewinde versehene Holweck-Statorhülse umfassen, die sich in radialer Richtung zwischen zwei Rotorhülsen befindet. Die radial äußere Rotorhülse kann ihrerseits wiederum von einer äußeren Statorhülse umgeben sein, um zusammen mit der äußeren Rotorhülse eine weitere Holweck-Pumpstufe zu bilden. Im Unterschied zu der radial außerhalb der äußeren Rotorhülse befindlichen Statorhülse wird hier im Kontext jene Statorhülse, welche sich radial innerhalb der äußeren Rotorhülse befindet, konsequenterweise auch als innere Statorhülse bezeichnet, selbst wenn diese unter Umständen ihrerseits keine innere Rotorhülse umgibt.Furthermore, so-called "folded" Holweck arrangements are known, in which several Holweck pump stages are arranged concentrically to one another and nested one inside the other, so that the pumping direction of Holweck pump stages that follow one another radially is opposite to one another. Two Holweck pump stages that follow one another in the direction of flow - a radially outer Holweck pump stage and a radially inner Holweck pump stage - can thus comprise a common Holweck stator sleeve, each provided with a Holweck thread on both sides, which is located in the radial direction between two rotor sleeves. The radially outer rotor sleeve can in turn be surrounded by an outer stator sleeve in order to form a further Holweck pump stage together with the outer rotor sleeve. In contrast to the stator sleeve located radially outside the outer rotor sleeve, the stator sleeve which is located radially inside the outer rotor sleeve is consequently also referred to as the inner stator sleeve, even if it may not surround an inner rotor sleeve.

Grundsätzlich beeinflusst die Holweck-Geometrie und insbesondere die Ausbildung des Holweck-Gewindes die Kenngrößen der jeweiligen Holweck-Pumpstufe wie beispielsweise deren Saug- und/oder Kompressionsvermögen sowie die Leistungsaufnahme des Pumpenmotors. Da sich jedoch üblicherweise die Holweck-Geometrie über die axiale Erstreckung einer Holweck-Statorhülse hinweg nicht ändert, lassen sich die in Rede stehenden Kenngrößen nur in beschränktem Umfang bei der Pumpenauslegung einstellen.Basically, the Holweck geometry and in particular the design of the Holweck thread influences the parameters of the respective Holweck pump stage, such as its suction and/or compression capacity as well as the power consumption of the pump motor. However, since the Holweck geometry usually does not extend over the axial extent of a Holweck stator sleeve changes, the parameters in question can only be adjusted to a limited extent when designing the pump.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer gattungsgemäßen Vakuumpumpe für einen größeren Gestaltungsspielraum bei der Pumpenauslegung hinsichtlich der Kenngrößen wie beispielsweise dem Saug- und/oder Kompressionsvermögen sowie der Leistungsaufnahme zu sorgen.The invention is therefore based on the object of providing a greater scope for design in the pump design with regard to the parameters such as the suction and/or compression capacity as well as the power consumption in a generic vacuum pump.

Diese Aufgabe wird mit einer Vakuumpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch gelöst, dass die innere bzw. die innenliegende Statorhülse mehrteilig ausgebildet ist.This object is achieved with a vacuum pump with the features of claim 1 and in particular in that the inner or the inner stator sleeve is designed in several parts.

Die Statorhülse kann sich also aus mehreren im Rahmen der Fertigung separat handhabbaren Hülsenabschnitten zusammensetzen, welche in axialer Richtung hintereinander bzw. unmittelbar benachbart zueinander angeordnet sind. Die einzelnen Hülsenabschnitte können sich dabei beispielsweise hinsichtlich der Anzahl an Stegen bzw. der durch die Stege gebildete Gewindegänge unterscheiden, wodurch die in Rede stehenden Kenngrößen gezielt beeinflusst werden können.The stator sleeve can therefore be composed of several sleeve sections that can be handled separately during production and which are arranged one behind the other or immediately adjacent to one another in the axial direction. The individual sleeve sections can differ, for example, in terms of the number of webs or the threads formed by the webs, whereby the parameters in question can be specifically influenced.

Beispielsweise kann die innere bzw. innenliegende Statorhülse einen ersten Hülsenabschnitt mit einem ersten Ende und einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende und zumindest einen zweiten Hülsenabschnitt ebenfalls mit einem ersten Ende und einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende umfassen, wobei das erste Ende des ersten Hülsenabschnitts an dem stationären Gehäuseabschnitt der Vakuumpumpe angebracht ist und somit das feste Ende der Statorhülse bildet. Das erste Ende des zweiten Hülsenabschnitts ist hingegen an dem zweiten Ende des ersten Hülsenabschnitts angebracht. Somit bildet das zweite Ende des zweiten Hülsenabschnitts das freie Ende der Statorhülse, sofern an dem zweiten Ende des zweiten Hülsenabschnitts kein weiterer Hülsenabschnitt angebracht ist.For example, the inner or inner stator sleeve can comprise a first sleeve section with a first end and a second end opposite the first end and at least one second sleeve section also with a first end and a second end opposite the first end, the first end of the first sleeve section is attached to the stationary housing section of the vacuum pump and thus forms the fixed end of the stator sleeve. The first end of the second sleeve section, however, is attached to the second end of the first sleeve section. The second end of the second sleeve section thus forms the free end of the stator sleeve, provided that no further sleeve section is attached to the second end of the second sleeve section.

Dadurch, dass sich die Statorhülse somit aus mehreren Hülsenabschnitten zusammensetzt, kann sich beispielsweise der erste Hülsenabschnitt durch eine Gewindegeometrie auszeichnen, die sich von der Gewindegeometrie des zweiten Hülsenabschnitts unterscheidet. Es können somit Hülsenabschnitte mit unterschiedlichster Gewindegeometrie vorgehalten werden, die dann je nach Bedarf zu einem Holweck-Stator zusammengesetzt werden können, um so gezielt das Saug- und/oder Kompressionsvermögen der Holweck-Pumpstufe modellieren zu können. Auch ist es möglich, beispielsweise den ersten und/oder den zweiten Hülsenabschnitt durch einen anderen Hülsenabschnitt mit einer anderen Gewindegeometrie zu ersetzen, wodurch sich die Kenngrößen einer bereits bestehenden Vakuumpumpe modifizieren lassen.Because the stator sleeve is composed of several sleeve sections, the first sleeve section can, for example, be characterized by a thread geometry that differs from the thread geometry of the second sleeve section. Sleeve sections with a wide variety of thread geometries can therefore be provided, which can then be assembled into a Holweck stator as required in order to be able to specifically model the suction and/or compression capacity of the Holweck pump stage. It is also possible, for example, to replace the first and/or the second sleeve section with another sleeve section with a different thread geometry, whereby the parameters of an already existing vacuum pump can be modified.

Sofern zuvor von unterschiedlichen Gewindegeometrien die Rede ist, so bezieht sich dies auf das Außengewinde sowie ein gegebenenfalls vorhandenes Innengewinde der Statorhülse, das durch mehrere Gewindenuten gebildet ist, die durch an der Statorhülse ausgebildete Stege und durch einen durch die Statorhülse gebildeten Nutgrund begrenzt sind. Das Außengewinde des ersten Hülsenabschnitts kann sich dabei in zumindest einem Gewindeparameter von dem Außengewinde des zweiten Hülsenabschnitts unterscheiden, wobei der zumindest eine Gewindeparameter aus der Gruppe von Gewindeparametern ausgewählt ist, die aus der Anzahl der Stege, der Gewindesteigung, der Breite der Gewindenuten, der Breite der Stege und der Höhe der Stege über dem Nutgrund besteht.If different thread geometries are mentioned before, this refers to the external thread and any internal thread of the stator sleeve, which is formed by several thread grooves which are delimited by webs formed on the stator sleeve and by a groove base formed by the stator sleeve. The external thread of the first sleeve section can differ from the external thread of the second sleeve section in at least one thread parameter, the at least one thread parameter being selected from the group of thread parameters consisting of the number of webs, the thread pitch, the width of the thread grooves, the width the webs and the height of the webs above the groove base.

Um die einzelnen Hülsenabschnitte miteinander vertauschen oder durch andere Hülsenabschnitte ersetzen zu können, kann es gemäß einer Ausführungsform vorgesehen sein, dass das erste Ende des ersten Hülsenabschnitts eine erste Stirnkontur aufweist und das erste Ende des zweiten Hülsenabschnitts eine erste Stirnkontur aufweist, die der ersten Stirnkontur des ersten Hülsenabschnitts entspricht. Gleichermaßen kann das zweite Ende des ersten Hülsenabschnitts eine zweite Stirnkontur aufweisen und das zweite Ende des zweiten Hülsenabschnitts kann eine zweite Stirnkontur aufweisen, die der zweiten Stirnkontur des ersten Hülsenabschnitts entspricht. Anders ausgedrückt können die ersten Stirnkonturen jeweils im Wesentlichen identisch geformt sein und auch die zweiten Stirnkonturen können jeweils im Wesentlichen identisch geformt sein. Wenn daher der erste Hülsenabschnitt mit seinem ersten Ende an dem stationären Gehäuseabschnitt angebracht ist, so kann aufgrund der Tatsache, dass die erste Stirnkontur des zweiten Hülsenabschnitts der ersten Stirnkontur des ersten Hülsenabschnitts entspricht, bei Bedarf auch der zweite Hülsenabschnitt mit seiner ersten Stirnkontur an dem stationären Gehäuseabschnitt angebracht werden.In order to be able to interchange the individual sleeve sections with one another or replace them with other sleeve sections, it can be provided according to one embodiment that the first end of the first sleeve section has a first front contour and the first end of the second sleeve section has a first one Has forehead contour that corresponds to the first forehead contour of the first sleeve section. Likewise, the second end of the first sleeve section can have a second front contour and the second end of the second sleeve section can have a second front contour that corresponds to the second front contour of the first sleeve section. In other words, the first forehead contours can each be shaped essentially identically and the second forehead contours can also each be shaped essentially identically. Therefore, if the first sleeve section is attached with its first end to the stationary housing section, then, due to the fact that the first end contour of the second sleeve section corresponds to the first end contour of the first sleeve section, the second sleeve section can also be attached to the stationary housing section with its first end contour if necessary Housing section can be attached.

Um die Austauschbarkeit der einzelnen Hülsenabschnitte untereinander weiter zu fördern, kann es gemäß einer weiteren Ausführungsform ferner vorgesehen sein, dass das erste Ende des ersten Hülsenabschnitts eine erste Stirnkontur aufweist und das zweite Ende des zweiten Hülsenabschnitts eine zweite Stirnkontur aufweist, die komplementär zu der ersten Stirnkontur des ersten Hülsenabschnitts ausgebildet ist. Gleichermaßen kann das erste Ende des zweiten Hülsenabschnitts eine erste Stirnkontur aufweisen und das zweite Ende des ersten Hülsenabschnitts kann eine zweite Stirnkontur aufweisen, die komplementär zu der ersten Stirnkontur des zweiten Hülsenabschnitts ausgebildet ist. Die jeweilige erste Stirnkontur des einen Hülsenabschnitts passt somit mit der jeweiligen zweiten Stirnkontur des anderen Hülsenabschnitts zusammen, so dass die beiden Hülsenabschnitte zu einer einheitlichen Statorhülse zusammengesetzt werden können.In order to further promote the interchangeability of the individual sleeve sections with one another, it can further be provided according to a further embodiment that the first end of the first sleeve section has a first forehead contour and the second end of the second sleeve section has a second forehead contour which is complementary to the first forehead contour of the first sleeve section is formed. Likewise, the first end of the second sleeve section can have a first front contour and the second end of the first sleeve section can have a second front contour which is designed to be complementary to the first front contour of the second sleeve section. The respective first end contour of one sleeve section thus fits together with the respective second end contour of the other sleeve section, so that the two sleeve sections can be assembled into a uniform stator sleeve.

Da die erste Stirnkontur des ersten Hülsenabschnitts komplementär zu der zweiten Stirnkontur des zweiten Hülsenabschnitts ausgebildet ist, kann somit im Falle, dass anstelle des ersten Hülsenabschnitts der zweite Hülsenabschnitt mit seiner ersten Stirnkontur in der zuvor beschriebenen Art und Weise an dem stationären Gehäuseabschnitt angebracht wird, der erste Hülsenabschnitt mit seiner ersten Stirnkontur an der zweiten Stirnkontur des zweiten Hülsenabschnitts angebracht werden. Obwohl im Ausgangszustand der Vakuumpumpe also der erste Hülsenabschnitt an dem stationären Gehäuseabschnitt der Vakuumpumpe angebracht ist und der zweite Hülsenabschnitt am zweiten Ende des ersten Hülsenabschnitts angebracht ist, können somit also die beiden Hülsenabschnitte derart vertauscht werden, dass der zweite Hülsenabschnitt mit seiner ersten Stirnkontur an dem stationären Gehäuseabschnitt angebracht ist und der erste Hülsenabschnitt mit seiner ersten Stirnkontur an der zweiten Stirnkontur des zweiten Hülsenabschnitts angebracht ist.Since the first front contour of the first sleeve section is designed to be complementary to the second front contour of the second sleeve section, in the event that instead of the first sleeve section, the second sleeve section with its first front contour can be attached to the stationary one in the manner described above Housing section is attached, the first sleeve section is attached with its first end contour to the second end contour of the second sleeve section. Although in the initial state of the vacuum pump the first sleeve section is attached to the stationary housing section of the vacuum pump and the second sleeve section is attached to the second end of the first sleeve section, the two sleeve sections can therefore be interchanged in such a way that the second sleeve section with its first forehead contour is attached to the stationary housing section is attached and the first sleeve section is attached with its first end contour to the second end contour of the second sleeve section.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass die jeweilige erste Stirnkontur eine erste kreisringförmige Stirnfläche und eine zweite kreisringförmige Stirnfläche aufweist, die gegenüber der ersten kreisringförmigen Stirnfläche in axialer Richtung zurückversetzt ist. Gleichermaßen kann die jeweilige zweite Stirnkontur eine erste kreisringförmige Stirnfläche und eine zweite kreisringförmige Stirnfläche aufweisen, die gegenüber der ersten kreisringförmigen Stirnfläche in axialer Richtung zurückversetzt ist. Die kreisringförmigen ersten und zweiten Stirnflächen sind dabei koaxial zueinander angeordnet und bilden somit jeweils eine gestufte Stirnkontur aus.According to a further embodiment, it can be provided that the respective first forehead contour has a first annular end face and a second annular end face, which is set back in the axial direction relative to the first annular end face. Likewise, the respective second end contour can have a first annular end face and a second annular end face, which is set back in the axial direction relative to the first annular end face. The annular first and second end faces are arranged coaxially to one another and thus each form a stepped end contour.

Im Falle, dass die erste kreisringförmige Stirnfläche an der ersten Stirnkontur die zweite kreisringförmige Stirnfläche umgibt, umgibt aufgrund der Tatsache, dass die erste Stirnkontur komplementär zu der zweiten Stirnkontur ausgebildet ist, an der zweiten Stirnkontur die zweite Stirnfläche die erste Stirnfläche. Dies bedeutet gleichermaßen, dass der Abstand zwischen der ersten Stirnfläche der ersten Stirnkontur und der zweiten Stirnfläche der zweiten Stirnkontur dem Abstand zwischen der zweiten Stirnfläche der ersten Stirnkontur und der ersten Stirnfläche der zweiten Stirnkontur entspricht.In the event that the first annular end face surrounds the second annular end face on the first end contour, due to the fact that the first end contour is designed to be complementary to the second end contour, the second end face surrounds the first end face on the second end contour. This also means that the distance between the first end face of the first forehead contour and the second end face of the second forehead contour corresponds to the distance between the second end face of the first forehead contour and the first end face of the second forehead contour.

Wie bereits zuvor erläutert wurde, kann die jeweils zweite Stirnfläche gegenüber der ersten Stirnfläche der jeweiligen Stirnkontur in axialer Richtung zurückversetzt sein. Da sich jedoch an der ersten Stirnkontur die erste Stirnfläche die zweite Stirnfläche umgibt, wohingegen an der zweiten Stirnkontur die zweite Stirnfläche die erste Stirnfläche umgibt, bedeutet dies, dass die erste Stirnfläche der ersten Stirnkontur mit der zweiten Stirnfläche der ersten Stirnkontur über eine Zylinderinnenoberfläche verbunden ist und dass die erste Stirnfläche der zweiten Stirnkontur mit der zweiten Stirnfläche der zweiten Stirnkontur über eine Zylinderaußenoberfläche verbunden ist.As has already been explained previously, the respective second end face can be set back in the axial direction relative to the first end face of the respective forehead contour. However, since the first end face surrounds the second end face on the first forehead contour, whereas the second end face surrounds the first end face on the second forehead contour, this means that the first end face of the first forehead contour is connected to the second end face of the first forehead contour via a cylinder inner surface and that the first end face of the second end contour is connected to the second end face of the second end contour via a cylinder outer surface.

Zwar können aufgrund der komplementären Gestalt der jeweiligen Stirnkonturen die einzelnen Hülsenabschnitte in der zuvor beschriebenen Art und Weise passgenau miteinander verbunden werden; gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann es jedoch ebenfalls vorgesehen sein, dass die Zylinderaußenoberfläche der zweiten Stirnkontur einen geringfügig größeren Durchmesser aufweist als die Zylinderaußenoberfläche der ersten Stirnkontur. Die beiden Hülsen können somit über eine Presspassung entlang der Zylinderaußenoberfläche der zweiten Stirnkontur und der Zylinderinnenoberfläche der ersten Stirnkontur miteinander verbunden werden.Due to the complementary shape of the respective forehead contours, the individual sleeve sections can be connected to one another with a precise fit in the manner described above; However, according to a preferred embodiment, it can also be provided that the cylinder outer surface of the second forehead contour has a slightly larger diameter than the cylinder outer surface of the first forehead contour. The two sleeves can thus be connected to one another via a press fit along the cylinder outer surface of the second forehead contour and the cylinder inner surface of the first forehead contour.

Alternativ hierzu wäre es gleichermaßen möglich, entlang der in Rede stehenden Zylinderinnenoberfläche ein Innengewinde und entlang der in Rede stehenden Zylinderaußenoberfläche ein Außengewinde vorzusehen, das mit dem erwähnten Innengewinde zusammenpasst, um so die einzelnen Hülsenabschnitte miteinander verschrauben zu können.Alternatively, it would be equally possible to provide an internal thread along the inner cylinder surface in question and an external thread along the outer cylinder surface in question, which fits together with the internal thread mentioned, in order to be able to screw the individual sleeve sections together.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand vorteilhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen, jeweils schematisch:

Fig. 1: eine perspektivische Ansicht einer Turbomolekularpumpe,
Fig. 2: eine Ansicht der Unterseite der Turbomolekularpumpe von Fig. 1,
Fig. 3: einen Querschnitt der Turbomolekularpumpe längs der in Fig. 2 gezeigten Schnittlinie A-A,
Fig. 4: eine Querschnittsansicht der Turbomolekularpumpe längs der in Fig. 2 gezeigten Schnittlinie B-B,
Fig. 5: eine Querschnittsansicht der Turbomolekularpumpe längs der in Fig. 2 gezeigten Schnittlinie C-C, und
Fig. 6: eine schematische Querschnittdarstellung zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Ausbildung der inneren Holweck-Statorhülse.

The invention is described below by way of example using advantageous embodiments with reference to the attached figures. Show it schematically:

Fig. 1: a perspective view of a turbomolecular pump,
Fig. 2: a view of the bottom of the turbomolecular pump of Fig. 1 ,
Fig. 3: a cross section of the turbomolecular pump along the in Fig. 2 shown section line AA,
Fig. 4: a cross-sectional view of the turbomolecular pump along the in Fig. 2 shown cutting line BB,
Fig. 5: a cross-sectional view of the turbomolecular pump along the in Fig. 2 shown section line CC, and
Fig. 6: a schematic cross-sectional representation to explain the design of the inner Holweck stator sleeve according to the invention.

Die in Fig. 1 gezeigte Turbomolekularpumpe 111 umfasst einen von einem Einlassflansch 113 umgebenen Pumpeneinlass 115, an welchen in an sich bekannter Weise ein nicht dargestellter Rezipient angeschlossen werden kann. Das Gas aus dem Rezipienten kann über den Pumpeneinlass 115 aus dem Rezipienten gesaugt und durch die Pumpe hindurch zu einem Pumpenauslass 117 gefördert werden, an den eine Vorvakuumpumpe, wie etwa eine Drehschieberpumpe, angeschlossen sein kann.In the Fig. 1 Turbomolecular pump 111 shown comprises a pump inlet 115 surrounded by an inlet flange 113, to which a recipient, not shown, can be connected in a manner known per se. The gas from the recipient can be sucked out of the recipient via the pump inlet 115 and conveyed through the pump to a pump outlet 117, to which a backing pump, such as a rotary vane pump, can be connected.

Der Einlassflansch 113 bildet bei der Ausrichtung der Vakuumpumpe gemäß Fig. 1 das obere Ende des Gehäuses 119 der Vakuumpumpe 111. Das Gehäuse 119 umfasst ein Unterteil 121, an welchem seitlich ein Elektronikgehäuse 123 angeordnet ist. In dem Elektronikgehäuse 123 sind elektrische und/oder elektronische Komponenten der Vakuumpumpe 111 untergebracht, z.B. zum Betreiben eines in der Vakuumpumpe angeordneten Elektromotors 125 (vgl. auch Fig. 3).The inlet flange 113 forms the alignment of the vacuum pump according to Fig. 1 the upper end of the housing 119 of the vacuum pump 111. The housing 119 comprises a lower part 121, on which an electronics housing 123 is arranged laterally. Electrical and/or electronic components of the vacuum pump 111 are accommodated in the electronics housing 123, for example for operating an electric motor 125 arranged in the vacuum pump (see also Fig. 3 ).

Am Elektronikgehäuse 123 sind mehrere Anschlüsse 127 für Zubehör vorgesehen. Außerdem sind eine Datenschnittstelle 129, z.B. gemäß dem RS485-Standard, und ein Stromversorgungsanschluss 131 am Elektronikgehäuse 123 angeordnet.Several connections 127 for accessories are provided on the electronics housing 123. In addition, a data interface 129, for example according to the RS485 standard, and a power supply connection 131 are arranged on the electronics housing 123.

Es existieren auch Turbomolekularpumpen, die kein derartiges angebrachtes Elektronikgehäuse aufweisen, sondern an eine externe Antriebselektronik angeschlossen werden.There are also turbomolecular pumps that do not have such an attached electronics housing, but are connected to external drive electronics.

Am Gehäuse 119 der Turbomolekularpumpe 111 ist ein Fluteinlass 133, insbesondere in Form eines Flutventils, vorgesehen, über den die Vakuumpumpe 111 geflutet werden kann. Im Bereich des Unterteils 121 ist ferner noch ein Sperrgasanschluss 135, der auch als Spülgasanschluss bezeichnet wird, angeordnet, über welchen Spülgas zum Schutz des Elektromotors 125 (siehe z.B. Fig. 3) vor dem von der Pumpe geförderten Gas in den Motorraum 137, in welchem der Elektromotor 125 in der Vakuumpumpe 111 untergebracht ist, eingelassen werden kann. Im Unterteil 121 sind ferner noch zwei Kühlmittelanschlüsse 139 angeordnet, wobei einer der Kühlmittelanschlüsse als Einlass und der andere Kühlmittelanschluss als Auslass für Kühlmittel vorgesehen ist, das zu Kühlzwecken in die Vakuumpumpe geleitet werden kann. Andere existierende Turbomolekularvakuumpumpen (nicht dargestellt) werden ausschließlich mit Luftkühlung betrieben.A flood inlet 133, in particular in the form of a flood valve, is provided on the housing 119 of the turbomolecular pump 111, via which the vacuum pump 111 can be flooded. In the area of the lower part 121 there is also a sealing gas connection 135, which is also referred to as a flushing gas connection, via which flushing gas is supplied to protect the electric motor 125 (see e.g Fig. 3 ) can be admitted into the engine compartment 137, in which the electric motor 125 is accommodated in the vacuum pump 111, in front of the gas delivered by the pump. Two coolant connections 139 are also arranged in the lower part 121, one of the coolant connections being provided as an inlet and the other coolant connection being provided as an outlet for coolant, which can be directed into the vacuum pump for cooling purposes. Other existing turbomolecular vacuum pumps (not shown) operate exclusively with air cooling.

Die untere Seite 141 der Vakuumpumpe kann als Standfläche dienen, sodass die Vakuumpumpe 111 auf der Unterseite 141 stehend betrieben werden kann. Die Vakuumpumpe 111 kann aber auch über den Einlassflansch 113 an einem Rezipienten befestigt werden und somit gewissermaßen hängend betrieben werden. Außerdem kann die Vakuumpumpe 111 so gestaltet sein, dass sie auch in Betrieb genommen werden kann, wenn sie auf andere Weise ausgerichtet ist als in Fig. 1 gezeigt ist. Es lassen sich auch Ausführungsformen der Vakuumpumpe realisieren, bei der die Unterseite 141 nicht nach unten, sondern zur Seite gewandt oder nach oben gerichtet angeordnet werden kann. Grundsätzlich sind dabei beliebige Winkel möglich.The lower side 141 of the vacuum pump can serve as a standing surface, so that the vacuum pump 111 can be operated standing on the underside 141. The vacuum pump 111 can also be attached to a recipient via the inlet flange 113 and can therefore be operated hanging, so to speak. In addition, the vacuum pump 111 can be designed so that it can be put into operation even if it is oriented in a different way than in Fig. 1 is shown. Embodiments of the vacuum pump can also be implemented in which the underside 141 is not facing downwards, but to the side can be arranged facing upwards. In principle, any angle is possible.

Andere existierende Turbomolekularvakuumpumpen (nicht dargestellt), die insbesondere größer sind als die hier dargestellte Pumpe, können nicht stehend betrieben werden.Other existing turbomolecular vacuum pumps (not shown), which are in particular larger than the pump shown here, cannot be operated standing.

An der Unterseite 141, die in Fig. 2 dargestellt ist, sind noch diverse Schrauben 143 angeordnet, mittels denen hier nicht weiter spezifizierte Bauteile der Vakuumpumpe aneinander befestigt sind. Beispielsweise ist ein Lagerdeckel 145 an der Unterseite 141 befestigt.At the bottom 141, the in Fig. 2 is shown, various screws 143 are arranged, by means of which components of the vacuum pump that are not specified here are fastened to one another. For example, a bearing cover 145 is attached to the underside 141.

An der Unterseite 141 sind außerdem Befestigungsbohrungen 147 angeordnet, über welche die Pumpe 111 beispielsweise an einer Auflagefläche befestigt werden kann. Dies ist bei anderen existierenden Turbomolekularvakuumpumpen (nicht dargestellt), die insbesondere größer sind als die hier dargestellte Pumpe, nicht möglich.Fastening holes 147 are also arranged on the underside 141, via which the pump 111 can be fastened to a support surface, for example. This is not possible with other existing turbomolecular vacuum pumps (not shown), which are in particular larger than the pump shown here.

In den Figuren 2 bis 5 ist eine Kühlmittelleitung 148 dargestellt, in welcher das über die Kühlmittelanschlüsse 139 ein- und ausgeleitete Kühlmittel zirkulieren kann.In the Figures 2 to 5 a coolant line 148 is shown, in which the coolant introduced and discharged via the coolant connections 139 can circulate.

Wie die Schnittdarstellungen der Figuren 3 bis 5 zeigen, umfasst die Vakuumpumpe mehrere Prozessgaspumpstufen zur Förderung des an dem Pumpeneinlass 115 anstehenden Prozessgases zu dem Pumpenauslass 117.Like the sectional views of the Figures 3 to 5 show, the vacuum pump comprises several process gas pumping stages for conveying the process gas present at the pump inlet 115 to the pump outlet 117.

In dem Gehäuse 119 ist ein Rotor 149 angeordnet, der eine um eine Rotationsachse 151 drehbare Rotorwelle 153 aufweist.A rotor 149 is arranged in the housing 119 and has a rotor shaft 153 which can be rotated about a rotation axis 151.

Die Turbomolekularpumpe 111 umfasst mehrere pumpwirksam miteinander in Serie geschaltete turbomolekulare Pumpstufen mit mehreren an der Rotorwelle 153 befestigten radialen Rotorscheiben 155 und zwischen den Rotorscheiben 155 angeordneten und in dem Gehäuse 119 festgelegten Statorscheiben 157. Dabei bilden eine Rotorscheibe 155 und eine benachbarte Statorscheibe 157 jeweils eine turbomolekulare Pumpstufe. Die Statorscheiben 157 sind durch Abstandsringe 159 in einem gewünschten axialen Abstand zueinander gehalten.The turbomolecular pump 111 comprises a plurality of turbomolecular pump stages connected in series with one another and having a plurality of radial rotor disks 155 attached to the rotor shaft 153 and stator disks 157 arranged between the rotor disks 155 and fixed in the housing 119. A rotor disk 155 and an adjacent stator disk 157 each form a turbomolecular pump pump stage. The stator disks 157 are held at a desired axial distance from one another by spacer rings 159.

Die Vakuumpumpe umfasst außerdem in radialer Richtung ineinander angeordnete und pumpwirksam miteinander in Serie geschaltete Holweck-Pumpstufen. Es existieren andere Turbomolekularvakuumpumpen (nicht dargestellt), die keine Holweck-Pumpstufen aufweisen.The vacuum pump also includes Holweck pump stages that are arranged one inside the other in the radial direction and are effectively connected in series. There are other turbomolecular vacuum pumps (not shown) that do not have Holweck pump stages.

Der Rotor der Holweck-Pumpstufen umfasst eine an der Rotorwelle 153 angeordnete Rotornabe 161 und zwei an der Rotornabe 161 befestigte und von dieser getragene zylindermantelförmige Holweck-Rotorhülsen 163, 165, die koaxial zur Rotationsachse 151 orientiert und in radialer Richtung ineinander geschachtelt sind. Ferner sind zwei zylindermantelförmige Holweck-Statorhülsen 167, 169 vorgesehen, die ebenfalls koaxial zu der Rotationsachse 151 orientiert und in radialer Richtung gesehen ineinander geschachtelt sind.The rotor of the Holweck pump stages includes a rotor hub 161 arranged on the rotor shaft 153 and two cylindrical jacket-shaped Holweck rotor sleeves 163, 165 which are fastened to the rotor hub 161 and supported by it, which are oriented coaxially to the axis of rotation 151 and nested in one another in the radial direction. Furthermore, two cylindrical jacket-shaped Holweck stator sleeves 167, 169 are provided, which are also oriented coaxially to the axis of rotation 151 and are nested within one another when viewed in the radial direction.

Die pumpaktiven Oberflächen der Holweck-Pumpstufen sind durch die Mantelflächen, also durch die radialen Innen- und/oder Außenflächen, der Holweck-Rotorhülsen 163, 165 und der Holweck-Statorhülsen 167, 169 gebildet. Die radiale Innenfläche der äußeren Holweck-Statorhülse 167 liegt der radialen Außenfläche der äußeren Holweck-Rotorhülse 163 unter Ausbildung eines radialen Holweck-Spalts 171 gegenüber und bildet mit dieser die der Turbomolekularpumpen nachfolgende erste Holweck-Pumpstufe. Die radiale Innenfläche der äußeren Holweck-Rotorhülse 163 steht der radialen Außenfläche der inneren Holweck-Statorhülse 169 unter Ausbildung eines radialen Holweck-Spalts 173 gegenüber und bildet mit dieser eine zweite Holweck-Pumpstufe. Die radiale Innenfläche der inneren Holweck-Statorhülse 169 liegt der radialen Außenfläche der inneren Holweck-Rotorhülse 165 unter Ausbildung eines radialen Holweck-Spalts 175 gegenüber und bildet mit dieser die dritte Holweck-Pumpstufe.The pump-active surfaces of the Holweck pump stages are formed by the lateral surfaces, i.e. by the radial inner and/or outer surfaces, of the Holweck rotor sleeves 163, 165 and the Holweck stator sleeves 167, 169. The radial inner surface of the outer Holweck stator sleeve 167 lies opposite the radial outer surface of the outer Holweck rotor sleeve 163, forming a radial Holweck gap 171 and with this forms the first Holweck pump stage following the turbomolecular pumps. The radial inner surface of the outer Holweck rotor sleeve 163 faces the radial outer surface of the inner Holweck stator sleeve 169 and forms a radial Holweck gap 173 this one has a second Holweck pump stage. The radial inner surface of the inner Holweck stator sleeve 169 lies opposite the radial outer surface of the inner Holweck rotor sleeve 165, forming a radial Holweck gap 175 and with this forms the third Holweck pump stage.

Am unteren Ende der Holweck-Rotorhülse 163 kann ein radial verlaufender Kanal vorgesehen sein, über den der radial außenliegende Holweck-Spalt 171 mit dem mittleren Holweck-Spalt 173 verbunden ist. Außerdem kann am oberen Ende der inneren Holweck-Statorhülse 169 ein radial verlaufender Kanal vorgesehen sein, über den der mittlere Holweck-Spalt 173 mit dem radial innenliegenden Holweck-Spalt 175 verbunden ist. Dadurch werden die ineinander geschachtelten Holweck-Pumpstufen in Serie miteinander geschaltet. Am unteren Ende der radial innenliegenden Holweck-Rotorhülse 165 kann ferner ein Verbindungskanal 179 zum Auslass 117 vorgesehen sein.At the lower end of the Holweck rotor sleeve 163, a radially extending channel can be provided, via which the radially outer Holweck gap 171 is connected to the central Holweck gap 173. In addition, a radially extending channel can be provided at the upper end of the inner Holweck stator sleeve 169, via which the middle Holweck gap 173 is connected to the radially inner Holweck gap 175. This means that the nested Holweck pump stages are connected in series with one another. At the lower end of the radially inner Holweck rotor sleeve 165, a connecting channel 179 to the outlet 117 can also be provided.

Die vorstehend genannten pumpaktiven Oberflächen der Holweck-Statorhülsen 167, 169 weisen jeweils mehrere spiralförmig um die Rotationsachse 151 herum in axialer Richtung verlaufende Holweck-Nuten auf, während die gegenüberliegenden Mantelflächen der Holweck-Rotorhülsen 163, 165 glatt ausgebildet sind und das Gas zum Betrieb der Vakuumpumpe 111 in den Holweck-Nuten vorantreiben.The above-mentioned pump-active surfaces of the Holweck stator sleeves 167, 169 each have a plurality of Holweck grooves running spirally around the axis of rotation 151 in the axial direction, while the opposite lateral surfaces of the Holweck rotor sleeves 163, 165 are smooth and the gas is used to operate the Drive vacuum pump 111 into the Holweck grooves.

Zur drehbaren Lagerung der Rotorwelle 153 sind ein Wälzlager 181 im Bereich des Pumpenauslasses 117 und ein Permanentmagnetlager 183 im Bereich des Pumpeneinlasses 115 vorgesehen.To rotatably support the rotor shaft 153, a rolling bearing 181 is provided in the area of the pump outlet 117 and a permanent magnet bearing 183 in the area of the pump inlet 115.

Im Bereich des Wälzlagers 181 ist an der Rotorwelle 153 eine konische Spritzmutter 185 mit einem zu dem Wälzlager 181 hin zunehmenden Außendurchmesser vorgesehen. Die Spritzmutter 185 steht mit mindestens einem Abstreifer eines Betriebsmittelspeichers in gleitendem Kontakt. Bei anderen existierenden Turbomolekularvakuumpumpen (nicht dargestellt) kann anstelle einer Spritzmutter eine Spritzschraube vorgesehen sein. Da somit unterschiedliche Ausführungen möglich sind, wird in diesem Zusammenhang auch der Begriff "Spritzspitze" verwendet.In the area of the rolling bearing 181, a conical injection nut 185 with an outer diameter increasing towards the rolling bearing 181 is provided on the rotor shaft 153. The injection nut 185 is in sliding contact with at least one wiper of an operating medium storage. In other existing turbomolecular vacuum pumps (not shown), an injection nut can be used instead Spray screw may be provided. Since different designs are possible, the term “spray tip” is also used in this context.

Der Betriebsmittelspeicher umfasst mehrere aufeinander gestapelte saugfähige Scheiben 187, die mit einem Betriebsmittel für das Wälzlager 181, z.B. mit einem Schmiermittel, getränkt sind.The operating medium storage comprises several absorbent disks 187 stacked on top of one another, which are soaked with an operating medium for the rolling bearing 181, for example with a lubricant.

Im Betrieb der Vakuumpumpe 111 wird das Betriebsmittel durch kapillare Wirkung von dem Betriebsmittelspeicher über den Abstreifer auf die rotierende Spritzmutter 185 übertragen und in Folge der Zentrifugalkraft entlang der Spritzmutter 185 in Richtung des größer werdenden Außendurchmessers der Spritzmutter 185 zu dem Wälzlager 181 hin gefördert, wo es z.B. eine schmierende Funktion erfüllt. Das Wälzlager 181 und der Betriebsmittelspeicher sind durch einen wannenförmigen Einsatz 189 und den Lagerdeckel 145 in der Vakuumpumpe eingefasst.During operation of the vacuum pump 111, the operating fluid is transferred by capillary action from the operating fluid storage via the wiper to the rotating injection nut 185 and, as a result of the centrifugal force, is conveyed along the injection nut 185 in the direction of the increasing outer diameter of the injection nut 185 to the rolling bearing 181, where it e.g. fulfills a lubricating function. The rolling bearing 181 and the operating fluid storage are enclosed in the vacuum pump by a trough-shaped insert 189 and the bearing cover 145.

Das Permanentmagnetlager 183 umfasst eine rotorseitige Lagerhälfte 191 und eine statorseitige Lagerhälfte 193, welche jeweils einen Ringstapel aus mehreren in axialer Richtung aufeinander gestapelten permanentmagnetischen Ringen 195, 197 umfassen. Die Ringmagnete 195, 197 liegen einander unter Ausbildung eines radialen Lagerspalts 199 gegenüber, wobei die rotorseitigen Ringmagnete 195 radial außen und die statorseitigen Ringmagnete 197 radial innen angeordnet sind. Das in dem Lagerspalt 199 vorhandene magnetische Feld ruft magnetische Abstoßungskräfte zwischen den Ringmagneten 195, 197 hervor, welche eine radiale Lagerung der Rotorwelle 153 bewirken. Die rotorseitigen Ringmagnete 195 sind von einem Trägerabschnitt 201 der Rotorwelle 153 getragen, welcher die Ringmagnete 195 radial außenseitig umgibt. Die statorseitigen Ringmagnete 197 sind von einem statorseitigen Trägerabschnitt 203 getragen, welcher sich durch die Ringmagnete 197 hindurch erstreckt und an radialen Streben 205 des Gehäuses 119 aufgehängt ist. Parallel zu der Rotationsachse 151 sind die rotorseitigen Ringmagnete 195 durch ein mit dem Trägerabschnitt 201 gekoppeltes Deckelelement 207 festgelegt. Die statorseitigen Ringmagnete 197 sind parallel zu der Rotationsachse 151 in der einen Richtung durch einen mit dem Trägerabschnitt 203 verbundenen Befestigungsring 209 sowie einen mit dem Trägerabschnitt 203 verbundenen Befestigungsring 211 festgelegt. Zwischen dem Befestigungsring 211 und den Ringmagneten 197 kann außerdem eine Tellerfeder 213 vorgesehen sein.The permanent magnet bearing 183 comprises a rotor-side bearing half 191 and a stator-side bearing half 193, each of which comprises a ring stack made up of a plurality of permanent magnetic rings 195, 197 stacked on top of one another in the axial direction. The ring magnets 195, 197 lie opposite one another to form a radial bearing gap 199, with the rotor-side ring magnets 195 being arranged radially on the outside and the stator-side ring magnets 197 being arranged radially on the inside. The magnetic field present in the bearing gap 199 causes magnetic repulsion forces between the ring magnets 195, 197, which cause the rotor shaft 153 to be supported radially. The rotor-side ring magnets 195 are carried by a carrier section 201 of the rotor shaft 153, which surrounds the ring magnets 195 on the radial outside. The stator-side ring magnets 197 are supported by a stator-side support section 203, which extends through the ring magnets 197 and is suspended on radial struts 205 of the housing 119. The rotor-side ring magnets 195 are parallel to the axis of rotation 151 through a cover element coupled to the carrier section 201 207 set. The stator-side ring magnets 197 are fixed parallel to the rotation axis 151 in one direction by a fastening ring 209 connected to the carrier section 203 and a fastening ring 211 connected to the carrier section 203. A disc spring 213 can also be provided between the fastening ring 211 and the ring magnets 197.

Innerhalb des Magnetlagers ist ein Not- bzw. Fanglager 215 vorgesehen, welches im normalen Betrieb der Vakuumpumpe 111 ohne Berührung leer läuft und erst bei einer übermäßigen radialen Auslenkung des Rotors 149 relativ zu dem Stator in Eingriff gelangt, um einen radialen Anschlag für den Rotor 149 zu bilden, damit eine Kollision der rotorseitigen Strukturen mit den statorseitigen Strukturen verhindert wird. Das Fanglager 215 ist als ungeschmiertes Wälzlager ausgebildet und bildet mit dem Rotor 149 und/oder dem Stator einen radialen Spalt, welcher bewirkt, dass das Fanglager 215 im normalen Pumpbetrieb außer Eingriff ist. Die radiale Auslenkung, bei der das Fanglager 215 in Eingriff gelangt, ist groß genug bemessen, sodass das Fanglager 215 im normalen Betrieb der Vakuumpumpe nicht in Eingriff gelangt, und gleichzeitig klein genug, sodass eine Kollision der rotorseitigen Strukturen mit den statorseitigen Strukturen unter allen Umständen verhindert wird.An emergency or safety bearing 215 is provided within the magnetic bearing, which runs empty without contact during normal operation of the vacuum pump 111 and only comes into engagement when there is an excessive radial deflection of the rotor 149 relative to the stator to form a radial stop for the rotor 149 to form so that a collision of the rotor-side structures with the stator-side structures is prevented. The backup bearing 215 is designed as an unlubricated rolling bearing and forms a radial gap with the rotor 149 and/or the stator, which causes the backup bearing 215 to be disengaged during normal pumping operation. The radial deflection at which the backup bearing 215 comes into engagement is large enough so that the backup bearing 215 does not come into engagement during normal operation of the vacuum pump, and at the same time small enough so that a collision of the rotor-side structures with the stator-side structures occurs under all circumstances is prevented.

Die Vakuumpumpe 111 umfasst den Elektromotor 125 zum drehenden Antreiben des Rotors 149. Der Anker des Elektromotors 125 ist durch den Rotor 149 gebildet, dessen Rotorwelle 153 sich durch den Motorstator 217 hindurch erstreckt. Auf den sich durch den Motorstator 217 hindurch erstreckenden Abschnitt der Rotorwelle 153 kann radial außenseitig oder eingebettet eine Permanentmagnetanordnung angeordnet sein. Zwischen dem Motorstator 217 und dem sich durch den Motorstator 217 hindurch erstreckenden Abschnitt des Rotors 149 ist ein Zwischenraum 219 angeordnet, welcher einen radialen Motorspalt umfasst, über den sich der Motorstator 217 und die Permanentmagnetanordnung zur Übertragung des Antriebsmoments magnetisch beeinflussen können.The vacuum pump 111 includes the electric motor 125 for rotating the rotor 149. The armature of the electric motor 125 is formed by the rotor 149, the rotor shaft 153 of which extends through the motor stator 217. A permanent magnet arrangement can be arranged radially on the outside or embedded on the section of the rotor shaft 153 that extends through the motor stator 217. Between the motor stator 217 and the section of the rotor 149 extending through the motor stator 217, a gap 219 is arranged, which comprises a radial motor gap over which The motor stator 217 and the permanent magnet arrangement for transmitting the drive torque can be magnetically influenced.

Der Motorstator 217 ist in dem Gehäuse innerhalb des für den Elektromotor 125 vorgesehenen Motorraums 137 festgelegt. Über den Sperrgasanschluss 135 kann ein Sperrgas, das auch als Spülgas bezeichnet wird, und bei dem es sich beispielsweise um Luft oder um Stickstoff handeln kann, in den Motorraum 137 gelangen. Über das Sperrgas kann der Elektromotor 125 vor Prozessgas, z.B. vor korrosiv wirkenden Anteilen des Prozessgases, geschützt werden. Der Motorraum 137 kann auch über den Pumpenauslass 117 evakuiert werden, d.h. im Motorraum 137 herrscht zumindest annäherungsweise der von der am Pumpenauslass 117 angeschlossenen Vorvakuumpumpe bewirkte Vakuumdruck.The motor stator 217 is fixed in the housing within the engine compartment 137 provided for the electric motor 125. A sealing gas, which is also referred to as purging gas and which can be, for example, air or nitrogen, can reach the engine compartment 137 via the sealing gas connection 135. The barrier gas can be used to protect the electric motor 125 from process gas, for example from corrosive components of the process gas. The engine compartment 137 can also be evacuated via the pump outlet 117, i.e. in the engine compartment 137 there is at least approximately the vacuum pressure caused by the backing vacuum pump connected to the pump outlet 117.

Zwischen der Rotornabe 161 und einer den Motorraum 137 begrenzenden Wandung 221 kann außerdem eine sog. und an sich bekannte Labyrinthdichtung 223 vorgesehen sein, insbesondere um eine bessere Abdichtung des Motorraums 217 gegenüber den radial außerhalb liegenden Holweck-Pumpstufen zu erreichen.A so-called and known labyrinth seal 223 can also be provided between the rotor hub 161 and a wall 221 delimiting the engine compartment 137, in particular in order to achieve a better sealing of the engine compartment 217 compared to the Holweck pump stages located radially outside.

Im Folgenden wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 6 eine erfindungsgemäß ausgebildete innere Holweck-Statorhülse 10 erläutert, welche in die Turbomolekularvakuumpumpe 111 anstelle der gargestellten Statorhülse 169 eingebaut werden kann, wobei jedoch der sonstige Aufbau der Turbomolekularvakuumpumpe 111 wie auch der grundsätzliche Aufbau der Holweck-Pumpstufe mit drei ineinander geschachtelten Pumpstufen beibehalten werden kann.The following will now be made with reference to the Fig. 6 an inner Holweck stator sleeve 10 designed according to the invention is explained, which can be installed in the turbomolecular vacuum pump 111 instead of the installed stator sleeve 169, although the other structure of the turbomolecular vacuum pump 111 as well as the basic structure of the Holweck pump stage with three nested pump stages can be retained.

Bei der in der Fig. 6 dargestellten Ausführungsform weist die innere Statorhülse 10 eine im Wesentlichen hohlzylindrische Gestalt mit einem freien Ende 16 und einem in axialer Richtung gegenüberliegenden festen Ende 14 auf, welches hier an einem stationären Gehäuseabschnitt 12 der Vakuumpumpe 111 befestigt ist, beispielsweise mittels einer Presspassverbindung. Auch wenn dies hier in der Fig. 6 nicht dargestellt ist, wird die Statorhülse 10 konzentrisch von einer Rotorhülse unter Ausbildung eines Holweckspalts umgeben, was bedeutet, dass es sich bei der Statorhülse 10 um eine innenliegende bzw. innere Statorhülse 10 handelt.At the in the Fig. 6 In the embodiment shown, the inner stator sleeve 10 has a substantially hollow cylindrical shape with a free end 16 and an axially opposite fixed end 14, which is fastened here to a stationary housing section 12 of the vacuum pump 111, for example by means of a press-fit connection. Even if this is here in the Fig. 6 is not shown, the stator sleeve 10 is surrounded concentrically by a rotor sleeve to form a Holweck gap, which means that the stator sleeve 10 is an internal or inner stator sleeve 10.

Wie der Darstellung der Fig. 6 ohne Weiteres entnommen werden kann, ist die Statorhülse 10 mehrteilig bzw. modular ausgebildet und setzt sich bei der hier dargestellten Ausführungsform aus einem ersten hohlzylindrischen Hülsenabschnitt 18 und einem zweiten hohlzylindrischen Hülsenabschnitt 20 zusammen, obwohl es auch vorgesehen sein kann, dass sich die Statorhülse 10 aus mehr als zwei, beispielsweise aus drei, vier oder noch mehr Hülsenabschnitten zusammensetzt. Auch wenn dies hier nicht dargestellt ist, weisen die einzelnen Hülsenabschnitte 18, 20 jeweils ein Außengewinde auf, wobei sich das Außengewinde des ersten Hülsenabschnitts 18 in zumindest einem Gewindeparameter von dem Außengewinde des zweiten Hülsenabschnitts 20 unterscheidet. Außerdem können die beiden Hülsenabschnitte 18, 20 jeweils eine unterschiedliche axiale Länge aufweisen. Bei den in Rede stehenden Gewindeparametern kann es sich beispielsweise um die Anzahl der die einzelnen Gewindenuten bildenden Stege, die Gewindesteigung, die Breite der Gewindenuten, die Breite der Stege und/oder die Höhe der Stege über dem Nutgrund bzw. der Außenoberfläche des jeweiligen Hülsenabschnitts 18, 20 handeln.Like the representation of the Fig. 6 can be easily removed, the stator sleeve 10 is designed in several parts or modularly and, in the embodiment shown here, is composed of a first hollow cylindrical sleeve section 18 and a second hollow cylindrical sleeve section 20, although it can also be provided that the stator sleeve 10 consists of composed of more than two, for example three, four or even more sleeve sections. Even if this is not shown here, the individual sleeve sections 18, 20 each have an external thread, with the external thread of the first sleeve section 18 differing from the external thread of the second sleeve section 20 in at least one thread parameter. In addition, the two sleeve sections 18, 20 can each have a different axial length. The thread parameters in question can be, for example, the number of webs forming the individual thread grooves, the thread pitch, the width of the thread grooves, the width of the webs and/or the height of the webs above the groove base or the outer surface of the respective sleeve section 18 , 20 act.

Der erste Hülsenabschnitt 18 weist ein erstes Ende 22 und ein dem ersten Ende 22 gegenüberliegendes zweites Ende 24 auf. In entsprechender Weise weist der zweite Hülsenabschnitt 20 ein erstes Ende 26 und ein dem ersten Ende 26 gegenüberliegendes zweites Ende 28 auf. Bei dem ersten Ende 22 des ersten Hülsenabschnitts 18 handelt es sich dabei um jenes Ende des ersten Hülsenabschnitts 18, das an dem stationären Gehäuseabschnitt 12 angebracht ist und das somit dem festen Ende 14 der Statorhülse 10 entspricht. Demgegenüber handelt es sich bei dem ersten Ende 26 des zweiten Hülsenabschnitts 20 um jenes Ende des zweiten Hülsenabschnitts 20, über das der zweite Hülsenabschnitt 20 an dem zweiten Ende 24 des ersten Hülsenabschnitts 20 angebracht ist. Dementsprechend bildet das zweite Ende 28 des zweiten Hülsenabschnitts 20 das freie Ende 16 der Statorhülse 10, sofern sich an dem zweiten Hülsenabschnitt 20 kein weiterer Hülsenabschnitt in axialer Richtung anschließt.The first sleeve section 18 has a first end 22 and a second end 24 opposite the first end 22. In a corresponding manner, the second sleeve section 20 has a first end 26 and a second end 28 opposite the first end 26. The first end 22 of the first sleeve section 18 is that end of the first sleeve section 18 which is attached to the stationary housing section 12 and which therefore corresponds to the fixed end 14 of the stator sleeve 10. In contrast, the first end 26 of the second sleeve section 20 is that end of the second sleeve section 20 via which the second sleeve section 20 is attached to the second end 24 of the first sleeve section 20 is attached. Accordingly, the second end 28 of the second sleeve section 20 forms the free end 16 of the stator sleeve 10, provided that no further sleeve section adjoins the second sleeve section 20 in the axial direction.

Wie der Fig. 6 des Weiteren entnommen werden kann, bilden die ersten Enden 22, 26 des ersten bzw. des zweiten Hülsenabschnitts 18, 20 jeweils eine erste gestufte Stirnkontur 30 aus, wobei die erste Stirnkontur 30 des ersten Hülsenabschnitts 18 identisch zu der ersten Stirnkontur 30 des zweiten Hülsenabschnitts 20 ausgebildet ist. In entsprechender Weise bilden die zweiten Enden 24, 28 des ersten bzw. des zweiten Hülsenabschnitts 18, 20 jeweils eine zweite gestufte Stirnkontur 32 aus, wobei die zweite Stirnkontur 32 des ersten Hülsenabschnitts 18 identisch zu der zweiten Stirnkontur 32 des zweiten Hülsenabschnitts 20 ausgebildet ist. Bis auf die Ausgestaltung der jeweiligen Außengewinde und gegebenenfalls die axiale Längenerstreckung sind die beiden Hülsenabschnitte 18, 20 somit im Wesentlichen identisch ausgebildet.Again Fig. 6 can further be seen, the first ends 22, 26 of the first and second sleeve sections 18, 20 each form a first stepped forehead contour 30, the first forehead contour 30 of the first sleeve section 18 being identical to the first forehead contour 30 of the second sleeve section 20 is trained. In a corresponding manner, the second ends 24, 28 of the first and second sleeve sections 18, 20 each form a second stepped end contour 32, the second end contour 32 of the first sleeve section 18 being identical to the second end contour 32 of the second sleeve section 20. Except for the design of the respective external thread and, if applicable, the axial length extension, the two sleeve sections 18, 20 are therefore essentially identical.

Um den zweiten Hülsenabschnitt 20 an dem ersten Hülsenabschnitt 18 anbringen zu können, ist die erste Stirnkontur 30 des zweiten Hülsenabschnitts 20 im Wesentlichen komplementär zu der zweiten Stirnkontur 32 des ersten Hülsenabschnitts 18 ausgebildet. Das erste Ende 26 des zweiten Hülsenabschnitts 20 passt somit im Wesentlichen formschlüssig mit dem zweiten Ende 24 des ersten Hülsenabschnitts 18 zusammen.In order to be able to attach the second sleeve section 20 to the first sleeve section 18, the first end contour 30 of the second sleeve section 20 is designed to be essentially complementary to the second end contour 32 of the first sleeve section 18. The first end 26 of the second sleeve section 20 thus fits together in a substantially form-fitting manner with the second end 24 of the first sleeve section 18.

Um die Anordnung der beiden Hülsenabschnitte 18, 20 bei Bedarf vertauschen zu können, ist ferner die erste Stirnkontur 30 des ersten Hülsenabschnitts 18 im Wesentlichen komplementär zu der zweiten Stirnkontur 32 des zweiten Hülsenabschnitts 20 ausgebildet. Der zweite Hülsenabschnitt 20 kann somit über seine erste Stirnkontur 30 an dem stationären Gehäuseabschnitt 12 angebracht werden, wohingegen der erste Hülsenabschnitt 18 mit seiner ersten Stirnkontur 30 dann an der zweiten Stirnkontur 32 des zweiten Hülsenabschnitts 20 angebracht werden kann.In order to be able to swap the arrangement of the two sleeve sections 18, 20 if necessary, the first end contour 30 of the first sleeve section 18 is designed to be essentially complementary to the second end contour 32 of the second sleeve section 20. The second sleeve section 20 can thus be attached to the stationary housing section 12 via its first front contour 30, whereas the first sleeve section 18 then attaches with its first front contour 30 the second forehead contour 32 of the second sleeve section 20 can be attached.

Wie bereits erwähnt, sind die beiden Stirnkonturen 30, 32 gestuft ausgebildet und weisen jeweils eine erste kreisringförmige Stirnfläche 34 und eine zweite kreisringförmige Stirnfläche 36 auf, welche gegenüber der ersten kreisringförmigen Stirnfläche 34 in axialer Richtung zurückversetzt ist. Bei der zweiten kreisringförmigen Stirnfläche 36 handelt es sich dabei um jene Stirnfläche der jeweiligen Stirnkontur 30, 32, welche gegenüber der ersten Stirnfläche 36 in axialer Richtung zurückversetzt ist. Allerdings umgibt an der ersten Stirnkontur 30 die erste kreisringförmige Stirnfläche 34 die zweite kreisringförmige Stirnfläche 36, wohingegen von der zweiten Stirnkontur 32 die zweite kreisringförmige Stirnfläche 36 die erste kreisringförmige Stirnfläche umgibt.As already mentioned, the two end contours 30, 32 are stepped and each have a first annular end face 34 and a second annular end face 36, which is set back in the axial direction relative to the first annular end face 34. The second annular end face 36 is the end face of the respective end contour 30, 32, which is set back in the axial direction relative to the first end face 36. However, on the first forehead contour 30, the first annular end face 34 surrounds the second annular end face 36, whereas of the second end contour 32, the second annular end face 36 surrounds the first annular end face.

Aufgrund der Tatsache, dass die radiale Lage der beiden Stirnflächen 34, 36 an den einander gegenüberliegenden Enden des jeweiligen Hülsenabschnitts 18, 20 jeweils vertauscht ist, ist der Abstand an dem jeweiligen Hülsenabschnitt 18, 20 zwischen der ersten Stirnfläche 34 der ersten Stirnkontur 30 und der zweiten Stirnfläche 36 der zweiten Stirnkontur 32 jeweils gleich groß wie der Abstand zwischen der zweiten Stirnfläche 36 der ersten Stirnkontur 30 und der ersten Stirnfläche 34 der zweiten Stirnkontur 32.Due to the fact that the radial position of the two end faces 34, 36 at the opposite ends of the respective sleeve section 18, 20 is swapped, the distance on the respective sleeve section 18, 20 between the first end face 34 of the first end contour 30 and the second end face 36 of the second end contour 32 is each the same size as the distance between the second end face 36 of the first end contour 30 and the first end face 34 of the second end contour 32.

Aufgrund der zuvor erläuterten gestuften Ausbildung der jeweiligen Stirnkonturen 30, 32 erstreckt sich folglich zwischen der ersten Stirnfläche 34 der ersten Stirnkontur 30 und der zweiten Stirnfläche 36 der ersten Stirnkontur 30 eine Zylinderinnenoberfläche 38, wohingegen sich zwischen der ersten Stirnfläche 34 der zweiten Stirnkontur 32 und der zweiten Stirnfläche 36 der zweiten Stirnkontur 32 eine Zylinderaußenoberfläche 40 erstreckt.Due to the previously explained stepped design of the respective forehead contours 30, 32, a cylinder inner surface 38 therefore extends between the first end face 34 of the first forehead contour 30 and the second end face 36 of the first forehead contour 30, whereas between the first end face 34 of the second forehead contour 32 and the second end face 36 of the second end contour 32 extends a cylinder outer surface 40.

Hierbei kann die jeweilige Zylinderaußenoberfläche 40 gegenüber der jeweiligen Zylinderinnenoberfläche 38 in radialer Richtung ein gewisses Übermaß aufweisen, um so die Hülsenabschnitte 18, 20 mittels einer entlang der beiden Zylinderoberflächen 38, 40 wirksamen Presspassverbindung miteinander verbinden zu können. Alternativ hierzu kann es vorgesehen sein, an der jeweiligen Zylinderinnenoberfläche 38 ein Innengewinde und an der jeweiligen Zylinderaußenoberfläche 40 ein zu dem Innengewinde passendes Außengewinde auszubilden, um so die Hülsenabschnitte 18, 20 miteinander verschrauben zu können.Here, the respective cylinder outer surface 40 can have a certain excess size in the radial direction compared to the respective cylinder inner surface 38 in order to be able to connect the sleeve sections 18, 20 to one another by means of a press-fit connection that is effective along the two cylinder surfaces 38, 40. Alternatively, it can be provided to form an internal thread on the respective cylinder inner surface 38 and an external thread matching the internal thread on the respective cylinder outer surface 40 in order to be able to screw the sleeve sections 18, 20 together.

Aufgrund der hinsichtlich der jeweiligen Stirnkonturen 30, 32 identischen bzw. komplementären Ausbildung der Hülsenabschnitte 18, 20 können diese bei Bedarf miteinander vertauscht oder durch entsprechend ausgebildete Hülsenabschnitte mit einer gegebenenfalls anderen Holweck-Gewindegeometrie ausgetauscht werden, wodurch für einen größeren Gestaltungsspielraum bei der Pumpenauslegung hinsichtlich der Kenngrößen wie beispielsweise dem Saug- und/oder Kompressionsvermögen sowie der Leistungsaufnahme gesorgt wird.Due to the identical or complementary design of the sleeve sections 18, 20 with regard to the respective front contours 30, 32, these can be interchanged with one another if necessary or replaced with appropriately designed sleeve sections with a possibly different Holweck thread geometry, which allows for greater design freedom in the pump design with regard to the Parameters such as the suction and/or compression capacity as well as the power consumption are taken care of.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1010: Statorhülsestator sleeve
1212: stationärer Gehäuseabschnittstationary housing section
1414: festes Endefixed end
1616: freies Endefree ending
1818: erster Hülsenabschnittfirst sleeve section
2020: zweiter Hülsenabschnittsecond sleeve section
2222: erstes Ende von 18first end of 18
2424: zweites Ende von 18second end of 18
2626: erstes Ende von 20first end of 20
2828: zweites Ende von 20second end of 20
3030: erste Stirnkonturfirst forehead contour
3232: zweite Stirnkontursecond forehead contour
3434: erste Stirnfläche (kreisförmig)first face (circular)
3636: zweite Stirnfläche (kreisförmig)second face (circular)
3838: ZylinderinnenoberflächeCylinder inner surface
4040: ZylinderaußenoberflächeCylinder outer surface
111111: TurbomolekularpumpeTurbomolecular pump
113113: Einlassflanschinlet flange
115115: PumpeneinlassPump inlet
117117: PumpenauslassPump outlet
119119: GehäuseHousing
121121: UnterteilBottom part
123123: ElektronikgehäuseElectronics housing
125125: ElektromotorElectric motor
127127: ZubehöranschlussAccessory connection
129129: DatenschnittstelleData interface
131131: StromversorgungsanschlussPower supply connection
133133: FluteinlassFlood inlet
135135: SperrgasanschlussSealing gas connection
137137: MotorraumEngine compartment
139139: KühlmittelanschlussCoolant connection
141141: Unterseitebottom
143143: Schraubescrew
145145: LagerdeckelBearing cap
147147: Befestigungsbohrungmounting hole
148148: KühlmittelleitungCoolant line
149149: Rotorrotor
151151: RotationsachseAxis of rotation
153153: RotorwelleRotor shaft
155155: RotorscheibeRotor disc
157157: Statorscheibestator disk
159159: AbstandsringSpacer ring
161161: RotornabeRotor hub
163163: Holweck-RotorhülseHolweck rotor sleeve
165165: Holweck-RotorhülseHolweck rotor sleeve
167167: Holweck-StatorhülseHolweck stator sleeve
169169: Holweck-StatorhülseHolweck stator sleeve
171171: Holweck-SpaltHolweck gap
173173: Holweck-SpaltHolweck gap
175175: Holweck-SpaltHolweck gap
179179: Verbindungskanalconnection channel
181181: Wälzlagerroller bearing
183183: PermanentmagnetlagerPermanent magnet bearings
185185: SpritzmutterInjection nut
187187: Scheibedisc
189189: EinsatzMission
191191: rotorseitige Lagerhälfterotor side bearing half
193193: statorseitige Lagerhälftestator side bearing half
195195: RingmagnetRing magnet
197197: RingmagnetRing magnet
199199: LagerspaltBearing gap
201201: TrägerabschnittSupport section
203203: TrägerabschnittSupport section
205205: radiale Streberadial strut
207207: DeckelelementLid element
209209: StützringSupport ring
211211: BefestigungsringFastening ring
213213: TellerfederDisc spring
215215: Not- bzw. FanglagerEmergency or detention camp
217217: MotorstatorMotor stator
219219: Zwischenraumspace
221221: Wandungwall
223223: LabyrinthdichtungLabyrinth seal

Claims

Vacuum pump (111), in particular turbomolecular vacuum pump (111), with at least one Holweck pump stage, which comprises a Holweck stator and a Holweck rotor; wherein the Holweck stator comprises a stator sleeve (10, 169) which has a fixed end (14) attached to a stationary housing section (12) of the vacuum pump (111) and a free end (16) opposite the fixed end (14) in the axial direction ) having;

wherein Holweck rotor comprises a rotor sleeve (163) which surrounds the stator sleeve (10, 169) to form a Holweck gap (173);

characterized in that

the stator sleeve (10, 169) is designed in several parts.

Vacuum pump (111) according to claim 1,
characterized in that
the stator sleeve (10, 169) has a first sleeve section (18) with a first end (22) and a second end (24) opposite the first end (22) and at least one second sleeve section (20) with a first end (26) and a second (28) end opposite the first end (26), wherein the first end (22) of the first sleeve section (18) is attached to the stationary housing section (12) and the first end (26) of the second sleeve section (20). the second end (24) of the first sleeve section (18) is attached.

Vacuum pump (111) according to claim 1 or 2,
characterized in that

the first end (22) of the first sleeve section (18) has a first forehead contour (30) and the first end of the second sleeve section (20) has a first forehead contour (30) which corresponds to the first forehead contour (30) of the first sleeve section (18). corresponds; and or

the second end (24) of the first sleeve section (18) has a second forehead contour (32) and the second end (28) of the second sleeve section (20) has a second forehead contour (32) which is the second forehead contour (32) of the first sleeve section (18) corresponds.

Vacuum pump (111) according to one of the preceding claims,
characterized in that

the first end (22) of the first sleeve section (18) has a first forehead contour (30) and the second end of the second sleeve section (20) has a second forehead contour (32) which is complementary to the first forehead contour (30) of the first sleeve section ( 18) is trained; and or

the first end (26) of the second sleeve section (20) has a first forehead contour (30) and the second end of the first sleeve section (18) has a second forehead contour (32) which is complementary to the first forehead contour (30) of the second sleeve section ( 20) is trained.

Vacuum pump (111) according to claim 3 or 4,
characterized in that

the respective first end contour (30) has a first end face (34) and a second end face (36) which is set back in the axial direction relative to the first end face (34); and or

the respective second end contour (32) has a first end face (34) and a second end face (36) which is set back in the axial direction relative to the first end face (34).

Vacuum pump (111) according to claim 5,
characterized in that
the distance between the first end face (34) of the first end contour (30) and the second end face (36) of the second end contour (32) the distance between the second end face (36) of the first end contour (30) and the first end face (34) corresponds to the second forehead contour (32).

Vacuum pump (111) according to claim 5 or 6,
characterized in that
the first end face (34) of the first end contour (30) is connected to the second end face (36) of the first end contour (30) via an inner cylinder surface (38) and the first end face (34) of the second end contour (32) to the second end face (36) of the second forehead contour (32) is connected via a cylinder outer surface (40) which has a larger diameter than the cylinder inner surface (38) of the first forehead contour (30).

Vacuum pump (111) according to one of the preceding claims,
characterized in that
An external thread with a plurality of thread grooves is formed on the stator sleeve (10, 169), which are delimited by webs formed on the stator sleeve (10, 169) and by a groove base formed by the stator sleeve (10, 169), the external thread of the first Sleeve section (18) differs in at least one thread parameter from the external thread of the second sleeve section (20), wherein the at least one thread parameter is selected from the group of thread parameters which consists of the number of webs, the thread pitch, the width of the thread grooves, the width of the webs and the height of the webs above the groove base.