DE102004047930A1

DE102004047930A1 - Reibungsvakuumpumpe

Info

Publication number: DE102004047930A1
Application number: DE102004047930A
Authority: DE
Inventors: Ralf Dipl.-Ing. Adamietz; Roland Dr.-Ing. Dr. Blumenthal; Dirk Dipl.-Ing. Kalisch
Original assignee: Leybold Vakuum GmbH; Leybold Vacuum GmbH
Current assignee: Leybold GmbH
Priority date: 2004-10-01
Filing date: 2004-10-01
Publication date: 2006-04-06
Also published as: ATE454555T1; EP1797331B1; WO2006037730A1; CN101031724A; DE502005008839D1; CN100458171C; JP2008514862A; US20080206041A1; EP1797331A1

Abstract

Eine Reibungsvakuumpumpe (10) weist ein Gehäuse (12), das einen flügelfreien Pumpenstator (30) bildet, einen Rotorantrieb und eine Rotorlagerung auf, von der ein Flügel (18) aufweisender Pumpenrotor (16) drehbar gehalten wird. Das Gehäuse (12) umgibt die gesamte axiale Länge des Pumpenrotors (16), des Rotorantriebes und der Rotorlagerung. Gehäuse nach dem Stand der Technik sind mehrteilig ausgeführt und weisen daher Dichtungen zwischen Gehäuseteilen auf. Die Dichtungen sind schlecht beschichtbar und können Orte von Undichtigkeiten sein oder werden. Das erfindungsgemäße Gehäuse (12) ist demgegenüber einstückig ausgebildet, so dass jedenfalls der mit Vakuumgas in Kontakt stehende Bereich des Gehäuses (12) dichtungsfrei ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Reibungsvakuumpumpe mit einem Gehäuse, das einen flügelfreien Pumpenstator, einen Rotorantrieb und eine Rotorlagerung aufweist.

Das Gehäuse derartiger Reibungsvakuumpumpen, beispielsweise Turbomolekularpumpen oder Holweckpumpen, umgibt die gesamte axiale Länge des Pumpenrotors, des Rotorantriebes und der Rotorlagerung. Aus WO 2004/015 272 A1 ist eine Schraubenpumpe bekannt, deren Gehäuse im Wesentlichen aus drei axial aneinander anschließenden Teilen besteht, die zu dem Gehäuse zusammengefügt, beispielsweise miteinander verschraubt sind. Die drei Gehäuseteile sind ein Statorgehäuseteil, ein Auslass-Gehäuseteil, von dem eine den Motor und/oder die Lagerung aufweisende Kartusche gehalten wird, sowie ein Lagergehäuseteil. Zwischen jeweils zwei aneinander angrenzenden Gehäuseteilen sind zur Herstellung der erforderlichen Dichtigkeit entsprechende Dichtungen angeordnet, die unter Umständen nur schwer oder gar nicht, beispielsweise mit einer korrosionshemmenden Beschichtung, beschichtbar sind. Trotz aller Sorgfalt bei der Montage können Undichtigkeiten im Bereich der Dichtungen nie völlig ausgeschlossen werden. Ferner ist das Temperaturverhalten des gesamten Gehäuses wegen der Mehrteiligkeit des Gehäuses inhomogen.

Aus US 2002/00448666 A1 ist eine Schraubenpumpe bekannt, deren Gehäuse aus zwei Teilen besteht, wobei das druckseitige Gehäuseteil einstückig mit einem Lager- und Motorgehäuse verbunden ist. Durch die Zweiteiligkeit des Gehäuses ergeben sich auch hier die oben beschriebenen Nachteile.

Aufgabe der Erfindung ist es, die physikalischen Eigenschaften einer Reibungsvakuumpumpe zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.

Bei der erfindungsgemäßen Reibungsvakuumpumpe ist das Gehäuse über seine gesamte axiale Länge einstückig ausgebildet, so dass das einstückige Gehäuse die gesamte axiale Länge des Pumpenrotors, des Rotorantriebes und der Rotorlagerung umgibt. Durch die Einstückigkeit des Gehäuses wird ein homogenes Temperaturverhalten des Gehäuses sichergestellt. Durch den Wegfall von Dichtungen ist ferner auch langfristig die Dichtigkeit des Gehäuses sichergestellt. Das Gehäuse selbst muss nicht aus mehreren Teilen zusammenmontiert werden, so dass Montagearbeiten und hieraus resultierende Fehlerquellen entfallen. Durch den Wegfall von Dichtungen im Bereich des Gehäuses ist die Gehäuse-Innenseite einfach und lückenlos beschichtbar.

Durch die einstückige Ausbildung des Gehäuses werden somit eine Vielzahl physikalischer Eigenschaften der Reibungsvakuumpumpe verbessert, insbesondere das Temperaturverhalten, die Dichtigkeit und die Qualität einer gehäuseinnenseitigen Beschichtung.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Rotorlagerung und der Rotorantrieb in einer Kartusche angeordnet, die von dem Gehäuse gehalten wird und über ihre gesamte axiale Länge von dem Gehäuse umgeben ist. Die Lagerung und der Antrieb sind komplett vormontiert in einer geschlossenen oder annähernd geschlossenen Kartusche angeordnet. Beim Zusammenbau der Reibungsvakuumpumpe kann zunächst eine aus der Kartusche herausragende Welle mit dem Pumpenrotor verbunden werden, und diese Anordnung anschließend in das Gehäuse eingesetzt werden, wobei die Kartusche in dem Gehäuse-Innenraum befestigt wird. Auf diese Weise ist die Montage der Reibungsvakuumpumpe einfach und zuverlässig vornehmbar.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Gehäuse innenseitig einen zirkulären Absatz auf, an den die Kartusche saugseitig anliegt und an dem sie befestigt ist. Die Kartusche wird zusammen mit dem Rotor von der Saugseite aus in das Gehäuse eingesetzt. Die Kartusche wird auf den zirkulären Absatz aufgesetzt und von der Druckseite des Absatzes aus mit geeigneten Befestigungsmitteln, beispielsweise mit Gewindeschrauben, befestigt. Der zirkuläre Absatz ist einfach herstellbar und erlaubt eine gasdichte Befestigung der Kartusche an dem Gehäuse.

Vorzugsweise ist der Pumpenrotor ein Holweck-Pumpenrotor. Die Radialebenen-Fläche zwischen einer gehäuseseitigen Statorwand und einer rotorseitigen Nabe kann sich zur Druckseite hin verkleinern.

Hierdurch ist der Eintrittsquerschnitt der Reibungsvakuumpumpe relativ groß, so dass der Gasdurchsatz ebenfalls relativ groß ist.

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
Die Figur zeigt eine erfindungsgemäße Reibungsvakuumpumpe im Längsschnitt.
In der Figur ist eine Reibungsvakuumpumpe 10 dargestellt, die eine Schraubenpumpe ist, auch Holweck-Pumpe genannt. Die Reibungsvakuumpumpe 10 besteht im Wesentlichen aus einem sich zur Saugseite hin trichterförmig verengenden Gehäuse 12, einer in dem Gehäuse 12 angeordneten und befestigten Kartusche 14, die eine nicht dargestellte Rotorlagerung und einen nicht dargestellten Rotorantrieb enthält, und einem Pumpenrotor 16, der mehrere schraubenförmig angeordnete Flügel 18 aufweist.
Das Gehäuse 12 ist einstückig ausgebildet und umgibt die gesamte axiale Länge des Pumpenrotors 16 und der den Rotorantrieb und die Rotorlagerung enthaltenden Kartusche 14. Das druckseitige Ende des Gehäuses 12 ist durch einen stirnseitigen Gehäusedeckel 20 verschlossen.
In dem Gehäuse 14 ist an seinem Innenumfang ein zirkulärer Absatz 22 vorgesehen, an dem sich ein entsprechender zirkulärer Absatz 24 der Kartusche 14 gasdicht abstützt. Die Absätze 22, 24 des Gehäuses 12 und der Kartusche 14 sind miteinander verschraubt.
Aus der Kartusche ragt an ihrem saugseitigen Ende eine Rotorwelle 26 heraus, die den Rotor 16 hält. Der Rotor 16 ist mit der Rotorwelle verbunden, beispielsweise verschraubt.
Die Rotornabe 28 des Rotors 16 verjüngt sich zur Saugseite hin. Die Innenseite des Gehäuses 12 bildet eine Statorwand 30, die sich zur Saugseite hin erweitert. Durch die Erweiterung des Innendurchmessers der Statorwand und durch die Verringerung des Außendurchmessers der Rotornabe 28 zur Saugseite hin ist die Radialebenen-Fläche zwischen der Statorwand 30 und der Rotornabe 28 zur Saugseite hin vergrößert und zur Druckseite hin verkleinert.
Das Gehäuse 12 weist an seinem einen saugseitigen axialen Ende einen Gaseinlass 32 auf. An der Druckseite des Pumpenrotors 16 ist ein radialer Gasauslass 34 vorgesehen.
Durch seine einstückige Ausbildung weist das Gehäuse 12 in dem Teil, in dem es das Vakuum umschließt, keine einzige Dichtung auf mit einem anschließenden Gehäuseteil. Hierdurch wird insbesondere in dem dem Vakuum ausgesetzten Bereich des Gehäuses 12 ein homogenes Temperaturverhalten realisiert. Beschichtungen der Statorwand 30 sind frei von Unstetigkeiten. Mangels einer Dichtung zwischen zwei Gehäuseteilen können auch keine Undichtigkeiten auftreten.

Claims

Reibungsvakuumpumpe (10) mit einem Gehäuse (12), das einen flügelfreien Pumpenstator bildet, und einem Rotorantrieb und einer Rotorlagerung, von der ein einen Flügel (18) aufweisender Pumpenrotor (16) gehalten wird, wobei das Gehäuse (12) die gesamte axiale Länge des Pumpenrotors (16), des Rotorantriebes und der Rotorlagerung umgibt, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) einstückig ausgebildet ist.
Reibungsvakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorlagerung und der Rotorantrieb in einer Kartusche (14) angeordnet sind, die von dem Gehäuse (12) gehalten wird und über ihre gesamte axiale Länge von dem Gehäuse (12) umgeben ist.
Reibungsvakuumpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) einen zirkulären Absatz (22) aufweist, an den die Kartusche (14) saugseitig befestigt ist.
Reibungsvakuumpumpe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenrotor (16) ein Schrauben-Pumpenrotor ist.
Reibungsvakuumpumpe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Radialebenen-Fläche zwischen dem Pumpenstator (30) und einer Nabe (28) des Pumpenrotors (16) zur Druckseite hin verkleinert.