CN105697395B - 用于真空泵的转子设施及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于真空泵,尤其是用于涡轮分子泵的转子设施,其具有转子轴和至少一个转子圆盘,该转子圆盘具有用于容纳转子轴的中心的容纳开口,其中,转子圆盘布置在转子轴上,并且在转子圆盘与转子轴之间构造出机械连接,其特征在于,借助热接合法实现了机械连接。

Description

用于真空泵的转子设施及其制造方法
技术领域
本发明涉及转子设施及用于制造转子设施的方法。
背景技术
真空泵,例如涡轮分子泵使用在不同的技术领域中,以便提供用于相应的过程所需的真空。涡轮分子泵典型地包括转子轴、多个与转子轴连接的转子圆盘以及布置在转子圆盘之间的定子圆盘。在此,转子圆盘和定子圆盘分别具有桨叶,它们也被称为叶片。桨叶形成使主动泵送的(pumpaktiv)结构并且在转子设施相对于定子设施快速转动时形成期望的泵作用。
由现有技术公知的是,涡轮分子泵的转子设置由单个部件切削制成或由多个单独的转子圆盘接合在一起。在此,一体式的生产在时间上和生产上是非常耗费的。有多个圆盘组成的转子设施接合在一起相反在时间上和生产上耗费较少。在此,转子圆盘单独地制成,并且紧接着与轴接合在一起。接合可以通过将转子圆盘按压、热缩套装或卡夹到转子轴上。
此外,由WO 2010/052056A1公知的是,转子设施由多个转子元件构成。在此,每个转子设施都具有圆形的、柱体的凸肩。凸肩分别与转子圆盘连接。转子元件经由收缩程序彼此连接,并且在此也构成转子轴。
在具有带有按压的、热缩套装的或卡夹的转子圆盘的转子轴的转子设施中,转子盘必须以很高的接合力紧固在转子轴上,因为只有这样才能确保转子圆盘在运行时不会从转子轴上脱开,特别是在转子设施的高转速的情况下,如该转子设施在真空泵和尤其在涡轮分子泵的情况下可能出现的那样,由于很高的离心力使接合力变得更小。由于温度作用也可能使接合力减小。此外,在转子圆盘与转子轴之间的接合部位处的材料负荷在静止状态下已经非常高。附加地,在转子转速增大时,转子圆盘中的等效应力在离心力的影响下显著增大。
发明内容
因此,本发明的任务在于,提供一种用于真空泵,尤其用于涡轮分子泵的改善的转子设施,其能以在生产技术上简单的方式制造并且具有就接合位置和在该接合位置上出现的材料负荷方面改善的特性。
一种用于真空泵,尤其是用于涡轮分子泵的转子设施,所述转子设施具有转子轴和至少一个转子圆盘,所述转子圆盘具有用于容纳所述转子轴的中心的容纳开口,其中,所述转子圆盘布置在所述转子轴上,并且在所述转子圆盘与所述转子轴之间构造出机械连接,借助热接合法实现了机械连接。
一种用于真空泵,尤其是用于涡轮分子泵的转子设施,所述转子设施具有两个或更多转子圆盘,所述转子圆盘相对旋转轴线对齐并且沿所述旋转轴线的方向看顺次布置,其中,在相邻的转子圆盘之间构造出机械连接,所述机械连接借助热接合法直接在相邻的转子圆盘之间实现。
此外,本发明的任务在于,提供一种制造用于真空泵的改善的转子设施的方法。
一种制造用于真空泵,尤其是用于涡轮分子泵的转子设施的方法,在所述方法中,具有用于容纳转子轴的中心的容纳开口的转子圆盘布置在所述转子轴上,并且机械连接构造在所述转子圆盘与所述转子轴之间,借助热接合法实现了所述机械连接。
一种制造用于真空泵,尤其是用于涡轮分子泵的转子设施的方法,所述转子设施具有两个或更多转子圆盘,所述转子圆盘相对旋转轴线对齐并且沿所述旋转轴线的方向看顺次布置,其中,在相邻的转子圆盘之间构造出机械连接,所述机械连接借助热接合法直接在所述相邻的转子圆盘之间实现。
根据本发明的用于真空泵,尤其是用于涡轮分子泵的转子设施包括转子轴和至少一个转子圆盘,该转子圆盘具有用于容纳转子轴的中心的容纳开口,其中,转子圆盘布置在转子轴上,并且在转子圆盘与转子轴之间构造出机械连接,其中,借助热接合法实现了机械连接。
在根据本发明的转子设施中,转子圆盘因此不是按压、热缩套装或卡夹到转子轴上,而是借助热接合法与转子轴机械连接。由此,在转子圆盘与转子轴之间的接合位置上不出现或仅出现很小的材料负荷,由此此外还可以改善转子轴在例如尤其出现在涡轮分子泵的情况下的高转速时的性能。通过借助热接合法实现的转子圆盘与转子轴之间的机械连接,转子轴和转子圆盘持续地且不可脱开地接合在一起称为一个部件。因此,根据本发明的转子设施,尤其在内部的应力关系上,至少基本上具有如单件地制造的转子设施那样的相同的特性。在此,在根据本发明的转子设施中,转子圆盘可以单独地制成,这相对制成单件的转子设施在时间耗费和生产耗费上更加有力。
热接合法尤其可以是焊接方法,优选是激光焊接、电子束焊接、摩擦焊接、搅拌摩擦焊接,或者是提到的焊接方法的组合方案,或者是钎焊方法。
根据本发明的设计方案,转子圆盘的围绕容纳开口的内壁包围转子轴的外侧,并且机械连接构造在内壁与外侧之间。因此,转子圆盘的内侧与转子轴的形成外圆周的外侧机械连接。这具有的优点是,机械连接可以特别简单地借助热接合法构造在内壁与外侧之间,因为当转子圆盘套装到转子轴上时,内壁和外侧彼此相对置。
优选地,机械连接在转子轴的整个圆周上构造在外侧与内壁之间。因此转子轴的周向方向看,机械连接在转子轴的整个圆周上构造在该转子轴的外侧和转子圆盘的内壁之间。由此,可以改善转动的转子设施的运行特性。尤其可以避免由于转子圆盘与转子轴之间的机械连接而引起的不平衡或者至少将其保持得很小。
内壁与外侧之间的机械连接可以构造在内壁的整个轴向长度上。由此,可以实现转子轴与转子圆盘之间的特别牢固的机械连接,从而即使在极高转速和由此作用到转子轴上的很高的离心力的情况下,转子圆盘也不会与转子轴脱开。
优选地,转子圆盘(除了借助热接合法实现的转子圆盘与转子轴之间的机械连接以外)并不按压、热缩套装或卡夹到转子轴上。因此,可以避免由于按压、热缩套装或卡夹而引起的材料负荷。
优选地,转子轴具有至少一个区段,其外直径大于转子轴的沿轴向方向看靠前的区域的外直径且小于转子轴的沿轴向方向看靠后的区域的外直径,其中,至少一个转子圆盘套装到所述区段上。因此,转子轴可以以阶梯式的转子轴的类型设计,其沿其纵向延伸看具有带有不同外直径的区域或区段。在此,至少一个并且优选恰好一个转子圆盘可以套装到所述区段上。当多于一个转子圆盘,例如两个或三个转子圆盘套装到所述区段上时,那么通常涉及的是比较薄或比较平的转子圆盘。多个转子圆盘可以在接合过程中与转子轴连接。
优选地,靠前的区域沿轴向方向看直接联接至所述区段。对应地也适用于靠后的区域。因此,从靠前的区域到所述区段的过渡和从所述区段到靠后的区域的过渡优选不连贯地延伸。
优选地,转子轴的区段的轴向长度至少基本上对应于至少一个转子圆盘的轴向长度。优选地,转子轴的区段的轴向长度至少基本上相应于套装的转子圆盘的轴向长度。转子轴的另一区段沿轴向方向看可以联接至靠后的区域,该另一区段的外直径大于靠后的区域的外直径,并且至少一个转子圆盘还可以套装到该另一区段上。在此,靠后的区域的轴向长度优选以如下方式来选择,从而得到了在套装到所述区段上与套装到另一区段上的转子圆盘之间的期望的间距。
本发明也涉及一种用于真空泵,尤其是用于涡轮分子泵的转子设施,其具有两个或更多转子圆盘,这些转子圆盘相对旋转轴线对齐并且沿旋转轴线的方向看顺次布置,其中,在相邻的转子圆盘之间构造出机械连接,其借助热接合法直接在相邻的转子圆盘之间实现。
因此,在转子设施中,相邻的转子圆盘借助热接合法直接彼此机械连接。这具有的优点是,彼此排成一列的转子圆盘本身可以构造出转子轴。
热接合法优选是焊接方法,例如激光焊接、电子束焊接、摩擦焊接、搅拌摩擦焊接,或者是提到的焊接方法的组合方案,或者是钎焊方法。
由于转子圆盘借助热接合法而机械连接起来,转子圆盘可以单独地制成,并且紧接着接合在一起称为一个部件,从而,尽管根据本发明的转子设施可以以与单件的转子设施相比较小的耗费来制造,但是由此形成的转子设施基本上具有如单件地制造的转子设施那样的相同的特性。
根据本发明的设计方案,每个转子圆盘具有圆盘体,在该圆盘体上布置有关于旋转轴线在径向靠外安放的转子叶片,并且机械连接直接构造在相邻的转子圆盘的圆盘体之间。因此,相邻的转子圆盘的圆盘体借助热接合法直接彼此连接。由此,可以以简单的方式实现转子圆盘之间的持续的连接,该连接即使在高转速下也能可靠地将转子圆盘保持在一起。
优选地,转子圆盘以如下方式并排地布置,即,转子圆盘的圆盘体的下侧与相邻的转子圆盘的圆盘体的上侧相对置,并且机械连接直接构造在一个转子圆盘的下侧与另一个转子圆盘的上侧之间。由此,可以以简单的方式实现相邻的转子圆盘之间的直接的机械连接。
优选地,在每个转子圆盘的圆盘体的下侧上构造出容纳开口,并且在每个转子圆盘的圆盘体的上侧上构造出与容纳开口互补地构造的底座,其中,转子圆盘的圆盘体的底座,尤其在构造出插接连接的情况下插入到相邻的转子圆盘的圆盘体的容纳开口中。因此,可以以简单的方式通过插在一起将相邻的转子圆盘并排连接起来。尤其在插在一起之后,转子圆盘可以借助热接合法彼此持续地机械连接。
根据本发明的设计方案,底座具有相对于容纳开口的内直径以过盈配合的方式构造的外直径。由此,可以实现的是,插在一起的转子圆盘已经通过在容纳开口与底座之间实现的插接连接彼此牢固地连接,这例如对于将转子圆盘热接合在一起也是有利的。
优选地,容纳开口和底座相对于旋转轴线居中地布置在相应的圆盘体的下侧或上侧上。由此,以简单的方式可以实现圆盘彼此之间关于转动轴线或旋转轴线的定心。
本发明也涉及一种具有根据本发明的转子设施、与转子设施共同作用的定子设施和用于以旋转的方式驱动转子设施的驱动器的真空泵。
真空泵尤其是无论分子泵或其他类型的真空泵,在其中,使用快速转动,尤其是具有大于10000转每分钟的转速的转子。
本发明还设计一种制造用于真空泵,尤其是用于涡轮分子泵的转子设施的方法,在该方法中,具有用于容纳转子轴的中心的容纳开口的转子圆盘布置在转子轴上,并且机械连接构造在转子圆盘与转子轴之间,其中,借助热接合法实现了机械连接。
优选地,套装到转子轴上的转子圆盘的包围容纳开口的内壁包围转子轴的外侧,并且机械连接构造在转子圆盘的内壁与转子轴的外侧之间。优选地,机械连接在转子轴的整个圆周上看构造在转子轴的外侧与转子圆盘的内壁之间。优选地,机械连接也在内壁的整个轴向长度上构造在转子圆盘的内壁与转子轴的外侧之间。
转子圆盘尤其不是按压、热缩套装或卡夹到转子轴上。
根据本发明的优选的设计方案,提供如下的转子轴,其具有至少一个区段,该区段的外直径大于转子轴的沿轴向方向看靠前的区域的外直径且小于转子轴的沿轴向方向看靠后的区域的外直径,并且转子轴套装到该区段上并且机械连接借助热接合法建立在该区段与转子圆盘之间。
本发明还设计一种制造用于真空泵,尤其是用于涡轮分子泵的转子设施的方法,该转子设施具有两个或更多转子圆盘,这些转子圆盘相对旋转轴线对齐并且沿旋转轴线的方向看顺次布置,其中,在相邻的转子圆盘之间构造出机械连接,其中,机械连接借助热接合法直接在相邻的转子圆盘之间实现。
根据本发明的优选的设计方案,提供如下的转子圆盘,这些转子圆盘分别具有圆盘体,在这些圆盘体上布置有关于旋转轴线在径向靠外安放的转子叶片,并且机械连接直接构造在相邻的转子圆盘的圆盘体之间。
转子圆盘尤其以如下方式并排地布置,即,转子圆盘的圆盘体的下侧与相邻的转子圆盘的圆盘体的上侧相对置,并且机械连接直接构造在一个转子圆盘的下侧与相邻的另一个转子圆盘的上侧之间。
优选地,在每个转子圆盘的圆盘体的下侧上构造出容纳开口,并且在每个转子圆盘的圆盘体的上侧上构造出与容纳开口互补地构造的底座,其中,转子圆盘的圆盘体的底座,尤其在构造出两个转子圆盘之间的插接连接的情况下插入到相邻的转子圆盘的圆盘体的容纳开口中。
在根据本发明的方法中使用的热接合法尤其是焊接方法,尤其是激光焊接、电子束焊接、摩擦焊接、搅拌摩擦焊接,或者是提到的焊接方法的组合方案,或者是钎焊方法。
转子圆盘可以尤其是单独地借助激光,尤其借助激光烧蚀和/或借助激光切割来制成。
本发明还设计一种用于真空泵,尤其是用于涡轮分子泵的转子设施,该转子设施具有转子轴和至少一个转子圆盘,该转子圆盘具有用于容纳转子轴的中心的容纳开口,其中,转子圆盘布置在转子轴上,并且在转子圆盘与转子轴之间构造出机械连接,其中,借助粘接实现了机械连接。因此,为了建立机械连接可以使用胶粘剂。
本发明还设计一种用于真空泵,尤其是用于涡轮分子泵的转子设施,该转子设施具有两个或更多转子圆盘,这些转子圆盘相对旋转轴线对齐并且沿旋转轴线的方向看顺次布置,其中,在相邻的转子圆盘之间构造出机械连接,其中,机械连接借助粘接直接在相邻的转子圆盘之间实现。
附图说明
下面参考附图结合有利的实施方式示例性地描述了本发明。其中:
图1以横截面示出根据本发明的实施方式的真空泵;
图2示出根据本发明的转子设施的变型方案的示意性横截面图;
图3示出根据本发明的转子设施的另一变型方案的示意性横截面图。
附图标记列表
10 泵入口
11 入口法兰
12 泵出口
14 旋转轴线
15 转子轴
16 转子
18 马达腔
20 驱动马达
22 马达定子
24 中间腔
26 箭头、气体路径
28 入口
30 出口
32 通道
34 留空部
38 芯
42 线圈
64 壳体
66 转子圆盘
68 定子圆盘
70 隔环
72 转子轮毂
74、76 霍尔维克转子套筒
78、80 霍尔维克定子套筒
82、84、86、87 霍尔维克间隙
88 滚动轴承
90 永磁体轴承
92 顶端螺母
94 可抽吸的圆盘
96 槽状的置入件
98 盖元件
100 转子侧的轴承半体
102 定字侧的轴承半体
104、106 磁环
108 轴承间隙
110、112 承载区段
114 支柱
116 盖元件
118 紧固环
120 平衡元件
122 支撑环
124 扣机轴承
126 紧固套筒
128 永磁体设施
130 封装件
132 容纳区段
134 环形体
136 定子叶片
138 内壁
140 第一区段
142 第二区段
144 第三区段
146 第一区域
148 第二区域
150 第三区域
152 第四区域
154 机械连接
156 环形壁
158 环形壁
160 环形壁
162 圆盘体
164 容纳开口
166 底座
168 形状锁合连接
具体实施方式
图1中示出的真空泵包括由入口法兰11包围的泵入口10、泵出口12以及多个过程气体泵阶梯部,它们用于将泵入口10处的过程气体传输到泵出口12。真空泵包括壳体64和布置在壳体64中的转子16,该转子具有能绕旋转轴线14转动地支承的转子轴15。
泵在当前的实施例中构造为涡轮分子泵,并且包括多个以起泵作用的方式(pumpwirksam)彼此串联联接的涡轮分子的泵级,它们具有多个紧固在转子轴15上的径向的转子圆盘66和布置在转子圆盘66中间且固定在壳体64中的定子圆盘68,其中,转子圆盘66和相邻的定子圆盘68分别形成涡轮分子的泵级。定子圆盘68通过隔环70彼此保持有期望的轴向间距。
此外,真空泵包括四个沿径向方向交错地布置且以起泵作用的方式彼此串联联接的霍尔维克泵级。霍尔维克泵级的转子包括与转子轴15一件式构造的转子轮毂72和两个紧固在转子轮毂72上且由其承载的圆柱套形的霍尔维克转子套筒74、76,这些霍尔维克转子套筒同轴于旋转轴线14地定向并沿径向方向交错地嵌套。此外,设置有两个圆柱套形的霍尔维克定子套筒78、80,它们同样同轴于旋转轴线14地定向并且沿径向方向交错地嵌套。第三霍尔维克定子套筒通过壳体64的容纳区段132形成,该容纳区段用于容纳和固定驱动马达20。
霍尔维克泵级的主动泵送的表面通过霍尔维克转子套筒74、76、霍尔维克定子套筒78、80和容纳区段132的套面,亦即径向的内表面和外表面来形成。在构造出径向的霍尔维克间隙82的情况下,靠外的霍尔维克定子套筒78的径向的内表面与靠外的霍尔维克转子套筒74的径向的外表面相对置并且与其形成第一霍尔维克泵级。在构造出径向的霍尔维克间隙84的情况下,靠外的霍尔维克转子套筒74的径向的内表面与靠内的霍尔维克定子套筒80的径向的外表面相对置并且与其形成第二霍尔维克泵级。在构造出径向的霍尔维克间隙86的情况下,靠内的霍尔维克定子套筒80的径向的内表面与靠内的霍尔维克转子套筒76的径向的外表面相对置并且与其形成第三霍尔维克泵级。在构造出径向的霍尔维克间隙87的情况下,靠内的霍尔维克转子套筒76的径向的内表面与容纳区段132的径向的外表面相对置并且与其形成第四霍尔维克泵级。
上文提到的霍尔维特定子套筒78、80和容纳区段132的主动泵送的表面分别具有多个以螺旋状绕旋转轴线14的方式沿轴向方向延伸的霍尔维特槽,而相对置的霍尔维特转子套筒74、76的套面平整地构造,并且气体在真空泵的区域中向前推进。
为了能转动地支承转子轴15,滚动轴承88设置在泵出口12的区域中并且永磁体轴承90设置在泵入口10的区域中。
在滚动轴承88的区域中,在转子轴15上设置有具有朝向滚动轴承88增大的外直径的圆锥形的顶端螺母92。顶端螺母92与运行介质存储器的至少一个卸载器滑动接触。该运行介质存储器包括多个彼此堆叠的可抽吸的圆盘94,这些圆盘以用于滚动轴承88的运行介质,例如以润滑剂浸湿。在真空泵运行中,运行介质通过毛细作用从运行介质存储器经由卸载器传递到旋转的顶端螺母92,并且由于离心力沿着顶端螺母92沿顶端螺母92的外直径变大的方向输送到滚动轴承88,在那里该运行介质例如起到润滑的功能。滚动轴承88和运行介质存储器通过槽状的置入件96和真空泵的盖元件98围住。
永磁体轴承包括转子侧的轴承半体100和定子侧的轴承半体102,它们分别包括由多个沿轴向方向彼此相叠地堆叠的永磁环104或106组成的环形叠片。磁环104、106在构成径向轴承间隙108的情况下相对置,其中,转子侧的磁环104在径向外侧布置且定子侧的磁环106在径向靠内地布置。在轴承间隙108中存在的磁场引起磁环104、106之间的磁推斥力,其引起转子轴15的径向支承。
转子侧的磁环104由转子轴的承载区段110来承载,该承载区段径向上靠外侧地包围磁环104。定子侧的磁环106由定子侧的承载区段112来承载,该承载区段穿过磁环106地延伸并且挂在壳体64的径向支柱114上。与旋转轴线14平行地,转子侧的磁环104沿一个方向通过与承载区段110联接的盖元件116来固定并且沿另一个方向通过承载区段110的径向凸出的凸肩区段来固定。与旋转轴线14平行地,定子侧的磁环106沿一个方向通过与承载区段112连接的紧固环118和布置在紧固环118与磁环106之间的平衡元件120来固定并且沿另一个方向通过与承载区段112连接的支撑环122来固定。
在磁体轴承之中,设置有紧急轴承(Notlager)或扣机轴承124,其在真空泵的正常运行中,无碰触的方式空转,并且首先在转子16相对定子过度地径向偏转时起作用,以便形成用于转子16的径向止挡,其防止了转子侧的结构件与定子侧的结构件的碰撞。扣机轴承124构造为未润滑的滚动轴承,并且与转子16和/或定子形成径向间隙,其引起的是,扣机轴承124在正常的泵运行中脱开嵌接。以如下大小安排径向偏转,在其中扣机轴承124处于嵌接,即,扣机轴承124在真空泵的正常运行中未嵌接,并且同时该径向偏转足够小,从而在任何情况下防止了转子侧的结构件与定子侧的结构件的碰撞。
真空泵包括用于以转动方式驱动转子16的驱动马达20。驱动马达20包括马达定子22,其具有芯38和一个或多个在图1中仅示意性地示出的线圈42,这些线圈固定在芯38的设置在芯38的径向内侧上的槽中。
驱动马达20的衔铁通过转子16形成,该转子的转子轴15延伸穿过马达定子22。在转子轴15的延伸穿过马达定子22的区段上,在径向外侧固定有永磁体设施128。在马达定子22与转子16的延伸穿过马达定子22的区段之间布置有径向中间腔24,其包括径向马达间隙,经由该径向马达间隙,马达定子22和永磁体设施128相互磁影响,用以传递驱动力矩。
永磁体设施128沿轴向方向通过套装到转子轴15上的紧固套筒126固定在转子轴15上。封装件130在永磁体设施128的径向外侧上围绕它并且相对中间腔24将它密封。
马达定子22在壳体64中通过相对壳体固定的容纳区段132固定,该容纳区段在径向外侧包围马达定子22并且沿径向和轴向的方向支撑马达定子22。容纳区段132与转子轮毂72共同限界出马达腔18,在该马达腔中容纳有驱动马达20。
马达腔18具有布置在中间腔24的一侧上的且与内置的、第四霍尔维克泵级导气地连接的入口28和布置在中间腔24的相对置的侧上的且与泵入口12导气地连接的出口30。
马达定子22的芯38在其径向外侧上在图1中靠左驶出的区域中具有留空部34,其与容纳区段132的相邻的区域共同形成通道32,通过该通道,输送到马达腔18中的过程气体能从入口28经过中间腔24输送到出口30。
在图1中通过箭头26说明了气体路径,在该气体路径上,过程气体从泵入口10到达泵出口12。过程气体从泵入口10出发首先经过涡轮分子的泵级并且紧接着经过第四霍尔维特泵级来输送。从第四霍尔维特泵级逸出的气体到达马达腔18中并且由马达腔18的入口28穿过通道32输送到马达腔18的出口30和泵出口12。
在图1的真空泵中,转子16形成包括转子轴15和布置在转子轴15上的转子圆盘66的转子设施。在此,转子16可以是根据本发明的转子设施,在其中,借助热接合法实现了转子轴15与每个转子圆盘66之间的机械连接。尤其每个转子圆盘66可以与转子轴15焊接,例如借助激光焊接、电子束焊接、摩擦焊接、搅拌摩擦焊接或提到的焊接方法的组合方案。替选地,每个转子圆盘66也可以与转子轴15钎焊连接。
在图2中示出根据本发明的转子设施的变型方案,其包括阶梯式的转子轴15和多个转子圆盘66。每个转子圆盘66具有环形体134,其具有用于容纳转子轴15的中心的容纳开口,并且在其外周向上布置有沿周向方向看彼此错开地布置的转子叶片136。
每个转子圆盘66的环形体134具有关于旋转轴线14在径向内置的且围绕容纳开口的内壁138,其在套装在转子轴15上的转子圆盘66上与转子轴15的外侧相对置,如图2所示。相应的转子圆盘66与转子轴15之间的机械连接通过如下来实现,即,相应的转子圆盘66的内壁138借助热接合法与转子轴15的外侧机械连接。在此,机械连接在转子轴15的整个圆周上构造在外侧与内壁138之间并且在相应的转子圆盘66的内壁138的整个轴向长度上构造。在此,轴向长度涉及内壁138关于旋转轴线14的纵向延伸。
通过每个转子圆盘66与转子轴15的热接合,转子圆盘66可以持续且牢固地与转子轴15连接。因此,转子圆盘66不必附加地按压、热缩套装或卡夹到转子轴15上。优选地,因此每个转子圆盘66的容纳开口的内直径和转子轴15的相应的区段的外直径以相对彼此过渡配合或轻微的过盈配合的方式来去定大小,相应的转子圆盘66套装到这些相应的区段上。
在图2的转子设施上,转子轴15构造为阶梯式的转子轴。转子轴15包括第一区段140、第二区段142和第三区段144。沿旋转轴线14的方向看,转子轴15的第一区域146位于第一区段140之前。转子轴15的第二区域148位于第一区段140与第二区段142之间。转子轴15的第三区域150位于第二区段142与第三区段144之间,并且转子轴15的第四区域152沿轴向方向看位于第三区段144之后。如图2所示那样,在转子轴15上,通过如下实现了阶梯形状或楼梯形状,即,外直径沿轴向方向看逐个区段地或逐个区域地增大。
在制造图2的转子设施时,首先如下的转子圆盘66套装到第三区段144上,该转子圆盘的中心容纳开口具有尤其以过渡配合或轻微的过盈配合的方式匹配于第三区段144的外直径的内直径。紧接着,借助热接合法在转子圆盘66的内壁138与第三区段144的外侧之间构成机械连接154。
在圆盘66套装到第三区段144上的情况下,沿径向方向延伸的环形壁156起到用于转子圆盘66的止挡部的作用,该环形壁形成第三区段144的外侧与第四区域152的外侧之间的过渡。在此,也可以设置的是,借助热接合法在环形体134与环形壁156之间构造出机械连接。
在转子圆盘66与第三区段144机械连接起来之后,以对应的方法,如下的转子圆盘66套装到第二区段142上,该转子圆盘的中心容纳开口具有尤其以过渡配合或轻微的过盈配合的方式匹配于第二区段142的外直径的内直径。在此,再次借助热接合法在转子圆盘66的内壁138与第二区段142的外侧之间构成机械连接154。此外,可以借助热接合法在环形壁158与转子圆盘66的环形体134之间附加地构造出机械连接。在此,环形壁158沿径向方向看在第二区段142的外侧与第三区域150的外侧之间延伸并且在转子圆盘66套装到第二区段142上时充当止挡部。
以如上文所述的对应的方法,如下的转子圆盘66套装到第一区段140上,该转子圆盘的中心容纳开口具有尤其以过渡配合或轻微的过盈配合的方式匹配于第一区段140的外直径的内直径,并且借助热接合法在转子圆盘66的内壁138与第一区段140的外侧之间构成机械连接154。可以借助热接合法在环形壁160与转子圆盘66之间附加地实现机械连接。在此,环形壁160沿径向方向看在第一区段140的外侧与第二区域148的外侧之间延伸。
相应的区段140、142、144的轴向长度匹配于相应的转子圆盘66的轴向长度或相应的转子圆盘66的内壁138的轴向长度。此外,区域150的轴向长度对应于如下的转子圆盘66之间设置的间距,这些转子圆盘套装到第二区段142与第三区段144之间。以对应的方式,第二区域148的轴向长度对应于如下的转子圆盘66之间的期望的间距,这些转子圆盘套装到第一区段140与第二区段142之间。
在图2的转子设施中,借助热接合法实现了转子轴15与相应的转子圆盘66之间的机械连接154。由此,转子圆盘66持续地保持在转子轴15上。由于使用热接合法用以实现机械连接154,转子设施基本上具有如单件制造的转子设施那样的特性并且附加地具有如下优点,即,转子轴15和转子圆盘66分别可以单独地制成。在此,转子圆盘66例如可以通过激光烧蚀和/或激光切割制成。
三个转子圆盘66在图2的转子设施的转子轴15上的布置仅被视为示例性的。显而易见地,转子轴15也可以具有更多或更少的阶梯部,从而更多或更少的转子圆盘可以布置在转子轴上。
也可以多于一个转子圆盘套装到区段140、142、144中的至少一个上。例如可以至少连个或三个薄的转子圆盘套装到区段140、142、144中的至少一个上。转子圆盘可以在接合过程中固定在转子轴15上。
图3示出根据本发明的转子设施的另一变型方案,在其中,三个转子圆盘66相对旋转轴线14对齐并且沿旋转轴线14的方向看顺次布置。在相邻的转子圆盘66之间,借助热接合法直接实现了相应的机械连接154。此外,热接合法尤其是如下的焊接方法,例如激光焊接、电子束焊接、摩擦焊接、搅拌摩擦焊接,或者是提到的焊接方法的组合方案,或者是钎焊方法。在图3的转子设施中,相邻的转子圆盘66因此直接彼此焊接或钎焊连接,从而在图3的转子设施的相邻的转子圆盘66之间构造直接的机械的焊接连接或钎焊连接154。
每个转子圆盘66具有圆盘体162,在该圆盘体的径向外置的外侧上布置有关于旋转轴线在径向靠外安放的转子叶片136。沿周向方向看,在此多个错开并排地布置的转子叶片136布置在其中一个相应的圆盘体162的外侧上。
在示出的变型方案中,每个圆盘体162实心地构造。然而替选地,每个圆盘体162也可以具有中心的,尤其圆形横截面的贯通开口,以便实现节省材料并且以便减小转子设施的重量。
每个圆盘体162具有上侧和下侧。在此,转子圆盘66以如下方式并排地布置,即,转子圆盘66的圆盘体162的下侧与相邻的转子圆盘66的圆盘体162的上侧相对置。在相邻的转子圆盘66的下侧与上侧之间构造出机械连接154。亦即,转子圆盘66的下侧通过热接合连接直接与相邻的转子圆盘66的上侧机械连接。
为了转子圆盘66关于旋转轴线14的定心,在每个圆盘体162的下侧上构造容纳开口164并且在每个上侧上构造也可以被视为栓钉的底座166。如图3所示,转子圆盘66的底座166插入到相邻的转子圆盘66的容纳开口164中。
底座166的外直径可以关于容纳开口164的内直径以至少稍微过盈配合的方式构造。因此,在相邻的、插到一起的转子圆盘66之间(关于旋转轴线14沿径向方向看)构成形状锁合连接168,其由于至少轻微的过盈配合沿轴向方向引起两个转子圆盘66之间的力锁合。
此外,容纳开口164和底座166相对于旋转轴线14居中地布置在相应的圆盘体162的下侧或上侧上,由此在转子圆盘66插接到一起的情况下得到用于所形成的转子设施的关于旋转轴线14的定心。
优选地,容纳开口164和对应地是底座166具有圆形的横截面。然而,其他的横截面,像例如正方形的横截面也是可行的。
如图3所示,彼此排成一列的且借助热接合法彼此机械连接的转子圆盘66可以形成转子轴。图3中所示的三个转子圆盘66的数量也仅被视为示例性的。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种用于真空泵的转子设施,所述转子设施具有转子轴(15)和至少一个转子圆盘(66),所述转子圆盘具有用于容纳所述转子轴(15)的中心的容纳开口,其中,所述转子圆盘(66)布置在所述转子轴(15)上,并且在所述转子圆盘(66)与所述转子轴(15)之间构造出机械连接,其特征在于,借助热接合法实现了机械连接(154);并且
所述转子轴(15)具有至少一个区段(140、142、144),所述区段的外直径大于转子轴(15)的沿轴向方向看靠前的区域(146、148、150)的外直径且小于转子轴(15)的沿轴向方向看靠后的区域(148、150、152)的外直径,并且至少一个转子圆盘(66)套装到所述区段(140、142、144)上。
2.根据权利要求1所述的转子设施,其特征在于,转子圆盘(66)的围绕容纳开口的内壁(138)包围转子轴(15)的外侧,并且所述机械连接(154)构造在内壁(138)与所述转子轴(15)的外侧之间。
3.根据权利要求2所述的转子设施,其特征在于,所述机械连接(154)在整个圆周上构造在所述转子轴(15)的外侧与所述内壁(138)之间,和/或
所述机械连接(154)构造在所述内壁(138)的整个轴向长度上。
4.根据权利要求1所述的转子设施,其特征在于,所述转子圆盘(66)不是按压、热缩套装或卡夹到所述转子轴(15)上。
5.根据权利要求1所述的转子设施,其特征在于,所述区段(140、142、144)的轴向长度对应于至少一个转子圆盘(66)的轴向长度。
6.一种具有至少一个根据上述权利要求中任一项所述的转子设施(16)、与所述转子设施(16)共同作用的定子设施(68)和用于以旋转的方式相对所述定子设施驱动所述转子设施(16)的驱动器(20)的真空泵。
7.一种制造用于真空泵的根据权利要求1至5中任一项所述的转子设施的方法,在所述方法中,具有用于容纳转子轴(15)的中心的容纳开口的转子圆盘(66)布置在所述转子轴(15)上,并且机械连接(154)构造在所述转子圆盘(66)与所述转子轴(15)之间,其特征在于,借助热接合法实现了所述机械连接(154)。
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