DE10010371A1 - Turbomolekularpumpe - Google Patents
TurbomolekularpumpeInfo
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D19/00—Axial-flow pumps
- F04D19/02—Multi-stage pumps
- F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
- F04D19/042—Turbomolecular vacuum pumps
Abstract
Die Erfindung beschreibt eine Turbomolekularpumpe mit Rotor- (4) und Statorscheiben (6), wobei die Statorscheiben durch Distanzringen durch Distanzringe (8) auf Abstand gehalten werden und mit diesen zusammen das Statorpaket bilden. Zwischen mindestens zwei der Distanzringe (8) befindet sich jeweils ein elastisch verformbares metallisches Element (16). In mindestens einem Distanzring (12) kann eine axiale Nut (14) eingearbeitet sein, in welcher sich das elastisch verformbare Element (16) befindet.
Description
Die Erfindung betrifft eine Turbomolekularpumpe nach dem Oberbegriff des 1. Pa
tentanspruches.
Die aktiven Pumpelemente einer Turbomolekularpumpe bestehen aus mit Schaufeln
versehenen Rotor- und Statorscheiben, die abwechselnd hintereinander angeordnet
sind. Die Rotor- und Statorscheiben weisen im allgemeinen jeweils einen inneren
Tragring auf, welcher auf der Außenseite mit den Schaufeln bestückt ist. Die Schau
feln der Rotorscheiben, welche mit hoher Geschwindigkeit umlaufen, ergeben im Zu
sammenwirken mit den Statorschaufeln den Pumpeffekt. Durch Distanzringe, welche
am äußeren Umfang zwischen den Statorscheiben liegen, werden diese so auf Ab
stand gehalten, dass die Rotorscheiben zwischen ihnen berührungsfrei rotieren kön
nen. Statorscheiben und Distanzringe bilden so gemeinsam den Stator, welcher
durch die Innenwand des Pumpengehäuses zentriert wird und z. B. mit Federn zu
sätzlich axial so zusammengedrückt wird, dass die Statorscheiben und die Distanz
ringe einen festen Verbund bilden.
Um die notwendige präzise Montage eines solchen Stapels von Scheiben, Distanz
ringen und anderen Bauteilen erfolgreich durchzuführen, müssen zum Ausgleich von
Fertigungstoleranzen wiederholte Justierungen vorgenommen werden. Dies führt zu
einem erhöhten Zeitaufwand für Fertigungs- und Montagearbeiten.
Durch Einfügen eines O-Ringes, z. B. aus Viton, zwischen dem letzten, der Vorvaku
umseite zugewandten Distanzring und dem Unterteil der Pumpe wird seither ein teil
weiser Ausgleich der Fertigungstoleranzen herbeigeführt.
Der Nachteil dieser Lösung besteht in einer sehr schlechten Wärmeleitfähigkeit des
O-Ring-Materials. Dadurch wird die während des Pumpbetriebes im Inneren entste
hende Wärme nur unzulänglich an das Gehäuse und an das Unterteil der Pumpe
abgegeben. Außerdem verursacht die mangelnde Korrosionsbeständigkeit des O-
Ring-Materials Probleme beim Abpumpen von aggressiven Medien. Dazu kommt,
dass die O-Ringe wegen der hohen Ausgasungsrate nicht auf der Hochvakuumseite
einsetzbar sind.
Eine weitere Lösung des Problems, die Montage- und Wartungsarbeiten zu vereinfa
chen, wird in der FR 26 83 277 vorgeschlagen. Hier ist an dem oberen, der Hochva
kuumseite zugewandten Zwischenring eine spitze, schneidenförmige Kante ange
bracht. Diese verformt sich beim Stapeln der Statorbauteile und gleicht somit die
durch Toleranzen gegebenen Unterschiede aus. Dazu ist es notwendig, dass das
Material dieses Bauteils weicher sein muss als dasjenige des Distanzringes selbst.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine Anordnung vorzustellen, welche
Fertigungstoleranzen, die den einzelnen Bauteilen der Statorpakete von Turbomole
kularpumpen anhaften, ausgleicht. Durch sie sollen die Nachteile, welche bei her
kömmlichen Anordnungen, wie bei der Verwendung von O-Ringen, bestehen, ver
mieden werden. Die erfinderische Anordnung soll weiterhin gegenüber der
FR 26 83 277 einige Vorteile, wie z. B. größere Freiheit bei der Materialwahl und Be
einflussbarkeit der Wärmeleitfähigkeit, aufweisen.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des 1. Patentanspruches
gelöst. Die Ansprüche 2-4 stellen weitere Ausgestaltungsformen der Erfindung dar.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung werden bei der Montage einer Turbomole
kularpumpe Fertigungstoleranzen ausgeglichen. Dadurch entsteht eine festgefügte
Bauform mit präzisen Abständen zwischen Rotor- und Statorbauteilen. Zeitaufwendi
ge Justierungen sind nicht mehr notwendig. Die elastischen metallischen Elemente
können in allen Bereichen der Pumpe, insbesondere auch auf der Hochvakuumseite,
eingesetzt werden. Durch die Verwendung von geeigneten metallischen Werkstoffen
kann Beständigkeit gegenüber aggressiven Medien sichergestellt werden. Störende
Entgasungen, besonders auf der Hochvakuumseite, werden vermieden. Durch me
tallischen Kontakt kann eine gezielte Wärmeleitung erreicht werden. Darüber hinaus
besteht die Möglichkeit, diese durch besondere Formgebung und Materialwahl noch
zu variieren.
Anhand der Fig. 1 und 2 soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Teil einer Turbomolekularpumpe mit der erfinderischen Anordnung
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der erfinderischen Anordnung
Auf der Rotorwelle 2 sind die Rotorscheiben 4 einer Turbomolekularpumpe befestigt.
Die Statorscheiben 6, welche jeweils durch Distanzringe 8 auf Abstand gehalten
werden, sind zwischen den Rotorscheiben angebracht. Rotorscheiben 4 und Stator
scheiben 6 sind mit gasfördernden Strukturen versehen und bewirken zusammen
den Pumpeffekt. Statorscheiben und Distanzringe bilden gemeinsam das Statorpa
ket, welches an der Innenwand des Pumpengehäuses 10 zentriert ist. Zwischen min
destens zwei der Distanzringe 8 befinden sich jeweils elastisch verformbare metalli
sche Elemente 16. Diese bilden zusammen mit den Distanzringen und den Stator
scheiben das Statorpaket. In mindestens einem der Distanzringe kann eine axiale
Nut 14 eingearbeitet sein, in welcher sich ein elastisch verformbares Element 16 be
findet. Dieses kann aus mehreren Teilen bestehen oder auch einstückig ausgebildet
sein. In einer speziellen Ausführungsform kann ein solches Element aus einem wel
lenförmig gebogenen Draht bestehen. Bei Montage der Pumpe, insbesondere des
Statorpaketes, werden durch Verformung des Elementes 16 Fertigungstoleranzen
ausgeglichen. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht das Element 16 aus
einem wellenförmig gebogenen Draht.
Claims (4)
1. Turbomolekularpumpe mit Rotor- (4) und Statorscheiben (6), welche abwech
selnd hintereinander angeordnet sind, wobei die Statorscheiben durch Distanz
ringe (8) auf Abstand gehalten werden und mit diesen zusammen das Statorpaket
bilden, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen mindestens zwei der Distanzrin
ge (8) sich jeweils ein elastisch verformbares metallisches Element (16) befindet
und dieses ebenfalls einen Teil des Statorpaketes bildet.
2. Turbomolekularpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in min
destens einem der Distanzringe (12) eine axiale Nut (14) eingearbeitet ist, in wel
cher sich ein elastisch verformbares metallisches Element (16) befindet.
3. Turbomolekularpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
das elastisch verformbare metallische Element (16) aus einem wellenförmig ge
bogenen Draht besteht.
4. Turbomolekularpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, dass das elastisch verformbare metallische Element (16) aus meh
reren Teilen besteht.
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