DE102005042451B4

DE102005042451B4 - Vacuum pump device

Info

Publication number: DE102005042451B4
Application number: DE102005042451A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dr. Dirscherl; Rudolf Dr. Lachenmann; Manfred Rodemers-Mahler
Original assignee: Vacuubrand GmbH and Co KG
Current assignee: Vacuubrand GmbH and Co KG
Priority date: 2005-09-06
Filing date: 2005-09-06
Publication date: 2007-07-26
Anticipated expiration: 2025-09-07
Also published as: DE102005042451A1

Abstract

Vakuumpumpvorrichtung zur Förderung eines gasförmigen Mediums mit mindestens einer Vakuumpumpstufe,
wobei mindestens eine Pumpstufe als Spiralverdichter (2) ausgebildet ist, bestehend aus
einem Medienförderungsbereich mit mindestens einer orbitierenden Spirale (6) mit ihrerseits einem oder mehreren spiralförmigen Stegen (7), die in Eingriff stehen mit vom Gehäuse ausgehenden spiralförmigen Stegen (8),
mindestens einem Antrieb (4) zur Erzeugung der rotierenden Bewegung einer Antriebswelle,
mindestens einem Wandler (3), der die rotierende Bewegung der Antriebswelle des Antriebs (4) in eine orbitierende Bewegung der orbitierenden Spirale (6) umwandelt, und
einem Mittel (16) zur Verhinderung einer Rotation der orbitierenden Spirale (6),
wobei der Medienförderungsbereich ohne Flüssigkeitsschmierung ausgestaltet ist und
wobei zwischen dem Medienförderungsbereich einerseits und dem Wandler (3) andererseits Dichtungselemente zur gasdichten Trennung des Wandlers (3) vom Medienförderungsbereich vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Wandler (3) ein rotierendes Element (12) aufweist, das mit äußeren Lagern (14) am Gehäuse gelagert...Vacuum pumping device for conveying a gaseous medium with at least one vacuum pumping stage,
wherein at least one pumping stage is designed as a scroll compressor (2), consisting of
a medium conveying region with at least one orbiting spiral (6) in turn having one or more spiral-shaped webs (7) which engage with spiral-shaped webs (8) emanating from the housing,
at least one drive (4) for generating the rotating movement of a drive shaft,
at least one transducer (3) which converts the rotary motion of the drive shaft of the drive (4) into an orbiting motion of the orbiting scroll (6), and
a means (16) for preventing rotation of the orbiting scroll (6),
wherein the media conveying area is designed without fluid lubrication and
wherein sealing elements for the gas-tight separation of the transducer (3) from the media conveying region are provided between the medium conveying region on the one hand and the transducer (3) on the other hand,
characterized,
in that the transducer (3) has a rotating element (12) mounted on the housing with outer bearings (14) ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vakuumpumpvorrichtung zum Fördern von Gasen oder Dämpfen mit einem Endvakuum im Bereich 100 Pa bis 0,01 Pa (Feinvakuumbereich) mit mindestens einer Vakuumpumpstufe, wobei mindestens eine Pumpstufe als Spiralverdichter ausgebildet ist, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The The invention relates to a vacuum pumping device for conveying Gases or vapors with a final vacuum in the range 100 Pa to 0.01 Pa (fine vacuum range) with at least one vacuum pumping stage, wherein at least one pumping stage is designed as a scroll compressor, according to the preamble of claim 1.

1. Stand der Technik1. State of the art

A, EinführungA, introduction

Zahlreiche Prozesse in Forschung und Industrie erfordern ein Vakuum im Bereich 100 Pa bis 0,01 Pa, wobei Gase oder Dämpfe gefördert werden müssen. Zur Erzeugung eines Vakuums in diesem Bereich werden oft flüssigkeitsgeschmierte Vakuumpumpen wie beispielsweise ölgeschmierte Drehschieberpumpen eingesetzt. Die Verwendung von solchen Pumpen, bei denen das gepumpte Medium mit Öl in Berührung kommt, hat zahlreiche Nachteile. So können die gepumpten Medien den Schmierstoff verunreinigen oder mit ihm reagieren, was die Schmier- und Dichtwirkung herabsetzt. Rückströmung von gasförmigen Komponenten oder von Zersetzungsprodukten des Schmierstoffes in die Prozeßanlage kann die dortigen Prozesse empfindlich stören.numerous Processes in research and industry require a vacuum in the field 100 Pa to 0.01 Pa, whereby gases or vapors must be promoted. to Vacuum generation in this area is often fluid lubricated Vacuum pumps such as oil-lubricated Rotary vane pumps used. The use of such pumps, where the pumped medium comes into contact with oil, has numerous Disadvantage. So can the pumped media contaminate the lubricant or with it react, which reduces the lubricity and sealing effect. Backflow of gaseous Components or of decomposition products of the lubricant in the process plant can disturb the processes there sensitively.

Aus diesem Grund wird seit langem an der Entwicklung sogenannter "trockener" Vakuumpumpen, also von Pumpen, bei denen die gepumpten Medien nicht mit Öl in Berührung kommen, gearbeitet.Out This reason has long been the development of so-called "dry" vacuum pumps, ie pumps in which the pumped media do not come into contact with oil, worked.

Beispielsweise werden häufig Wälzkolbenpumpen, Klauenpumpen und Schraubenpumpen eingesetzt. Diese Pumpen beruhen auf einem berührungslosen Ablaufen zweier geeignet geformter Vorrichtungen (Kolben bzw. Schrauben) zueinander. Die Vorrichtungen müssen exakt synchronisiert und mit hoher Präzision zueinander ablaufen, was ein externes Getriebe oder zwei synchronisierte Motoren erfordert. Die Bauart ist aufwendig und teuer und erfordert die Abdich tung der Getriebe bzw. Motoren zum Schöpfraum beispielsweise mit Wellendichtringen. Wellendichtringe weisen eine begrenzte Lebensdauer sowie geringe Chemikalienbeständigkeit auf. Häufig kommt es nach einiger Betriebszeit zu Leckagen aus dem meist ölgefüllten Getrieberaum in den Schöpfraum.For example become common Roots, Claw pumps and screw pumps used. These pumps are based on a non-contact Expiration of two suitably shaped devices (pistons or screws) to each other. The devices must exactly synchronized and run with high precision to each other, which requires an external gearbox or two synchronized motors. The design is complicated and expensive and requires the waterproofing device the gearbox or motors to the pump chamber, for example, with shaft seals. Shaft seals have a limited life and low chemical resistance on. Often It comes after some operating time to leaks from the mostly oil-filled gear compartment in the scoop space.

Molekularpumpen beruhen auf dem Fördern von Gasteilchen in engen Spalten mit einer schnell bewegten Wand. Diese Pumpen reagieren sehr empfindlich auf Kondensate und Partikel und sind für viele Anwendungen mit kondensierbaren Dämpfen oder aggressiven Medien nicht geeignet. Auch die Abdichtung des Motors sowie der Lager des schnell rotierenden Rotors zum Schöpfraum ist problematisch. Zudem sind solche Pumpen wegen der aufwendigen Bauart mit einem hochpräzisen, schnell rotierendem Rotor aufwendig und teuer.molecular pumps are based on promoting Gas particles in narrow gaps with a fast-moving wall. These Pumps are very sensitive to condensates and particles and are for many applications with condensable vapors or aggressive media not suitable. Also the sealing of the engine as well as the bearings of the fast rotating rotor to the pump chamber is problematic. moreover are such pumps because of the complex design with a high-precision, fast rotating rotor consuming and expensive.

Kolbenpumpen erreichen durch ihr hohes Verdichtungsverhältnis und die einfache Möglichkeit, die Ventile durch den Kolben selbst zu steuern, Enddrücke um 1 Pa. Die Kolbendichtung ist jedoch eine gleitende Dichtung. Diese Dichtungen weisen eine vergleichsweise hohe Leckrate auf, d.h. der Schöpfraum ist nicht hermetisch vom Antriebsraum (mit beispielsweise fettgeschmierten Lagern) getrennt. Dies kann sowohl eine Verunreinigung der gepumpten Medien durch Öle oder Fette, als auch Korrosion im Antriebsraum infolge aggressiver gepumpter Medien hervorrufen. Darüber hinaus reagieren diese Dichtungen empfindlich auf Kondensate und Partikel. Enddrücke unter 1 Pa lassen sich nur schwer erreichen.piston pumps reach through their high compression ratio and the easy way to the Control valves by the piston itself, final pressures around 1 Pa. However, the piston seal is a sliding seal. These Seals have a comparatively high leakage rate, i. of the suction chamber is not hermetic from the drive space (with, for example, grease-lubricated Storage) separately. This can be both a contamination of the pumped media through oils or fats, as well as corrosion in the drive compartment due to more aggressive cause pumped media. In addition, these react Seals sensitive to condensates and particles. Final pressures below 1 Pa is difficult to reach.

Für Anwendungen bei höheren Drücken, d.h. im Bereich 1000 hPa bis 1 hPa, sind Membranpumpen vorteilhaft. Durch das begrenzte Verdichtungsverhältnis und die meist nur durch die Gasströmung betätigten Ventile lassen sich Drücke unterhalb 50 Pa jedoch nur schwer erreichen. Dies ist für Anwendungen, die Feinvakuum benötigen, nicht ausreichend.For applications at higher To press, i.e. in the range 1000 hPa to 1 hPa, diaphragm pumps are advantageous. Due to the limited compression ratio and usually only by the gas flow actuated valves can be pressures However, it is difficult to reach below 50 Pa. This is for applications need the fine vacuum, unsatisfactory.

Bekannt ist bereits ein Vakuumpumpstand (DE-A-195 00 823) mit einem Radialgebläse als erster Vakuumpumpe und einem Drehkolbengebläse oder einer Wasserringpumpe als zweiter Vakuumpumpe. Vorgesehen sind ein Bypass und eine Steuerung. Weiter ist auch eine Kombination aus einer Schraubenvakuumpumpe und einer Drehschiebervakuumpumpe zu einer zweistufigen Vakuumpumpvorrichtung bekannt. Auch dort ist eine Steuerungseinheit vorhanden, die die Einstellung der Drehzahl jeder Pumpe auf der Grundlage des ermittelten Druckes ermöglicht (DE-U-87 17 934).Known is already a vacuum pumping station (DE-A-195 00 823) with a radial fan as the first Vacuum pump and a rotary piston blower or a water ring pump as a second vacuum pump. Provided are a bypass and a controller. Next is also a combination of a screw vacuum pump and a rotary vane vacuum pump to a two-stage vacuum pumping device known. Also there is a control unit that the Adjust the speed of each pump based on the determined Allows pressure (DE-U-87 17 934).

B, SpiralverdichterB, scroll compressor

Eine andere verbreitete Bauart von Feinvakuumpumpen sind sogenannte Spiralverdichter. Diese beruhen auf dem Fördern des Mediums in sichelförmigen Volumina, die durch einen im Querschnitt spiralförmigen, in axialer Richtung quasizylindrischen Rotor, und einen gleichartigen spiralförmigen Stator gebildet werden (US-A-801,182). Die bewegliche Spirale wird durch einen Wandler, beispielsweise bestehend aus einem exzentrischen Antrieb sowie einem Mechanismus, der die Spirale am Mitdrehen hindert, in eine orbitierende Bewegung versetzt. Die sichelförmigen Volumina wandern durch die orbitierende Bewegung der bewegten Spirale vom Einlaß zum Auslaß des Spiralverdichters und nehmen dabei das eingeschlossene Medium mit. Der Wandler wird von einem Antrieb, beispielsweise einem Motor, der eine rotierende Bewegung liefert, in Bewegung gesetzt. Spiralverdichter können einen oder mehrere Rotor(-en) mit jeweils ein- oder beidseitig aufgebrachten Spiralen enthalten. Die Begriffe Rotor und orbitierende Spirale werden daher mit gleicher Bedeutung verwendet.Another common type of fine vacuum pumps are so-called scroll compressors. These are based on the conveyance of the medium in crescent-shaped volumes, which are formed by a cross-sectionally spiral, axially quasi-cylindrical rotor, and a similar spiral-shaped stator (US-A-801,182). The movable scroll is placed in orbital motion by a transducer, such as an eccentric drive and a mechanism which prevents the scroll from rotating. The crescent-shaped volumes travel through the orbital motion of the moving scroll from the inlet to the outlet of the scroll compressor, taking along the trapped medium. The converter is powered by a drive, such as a motor, a rotating motion delivers, set in motion. Scroll compressors may include one or more rotors (each with one or both sides mounted spirals). The terms rotor and orbiting spiral are therefore used with the same meaning.

Spiralverdichter besitzen den grundsätzlichen Vorteil, daß sie die Möglichkeit bieten, mit nur einem bewegten Teil im Vakuumbereich – dem Rotor – ein Vakuum aufzubauen. Spiralverdichter können somit prinzipiell ohne Getriebe zum synchronen Antrieb mehrerer Wellen konstruiert werden.scroll compressor own the fundamental Advantage that they the possibility offer, with only one moving part in the vacuum area - the rotor - a vacuum build. Spiral compressors can thus in principle without gearbox for synchronous drive of several shafts be constructed.

Der Wandler enthält häufig eine Exzenteranordnung bestehend aus einem im Gehäuse konzentrisch zur Antriebsachse gelagerten ersten Mittel, beispielsweise in Form einer Buchse (der sogenannten Exzenterbuchse), das ein exzentrisch gelagertes zweites Mittel führt, das kraftschlüssig in Verbindung steht mit dem Rotor. Die rotatorische Bewegung der Antriebsachse wird entweder auf das erste oder das zweite Mittel übertragen.Of the Includes transducer often an eccentric arrangement consisting of a concentric in the housing to the drive axle mounted first means, for example in shape a socket (the so-called eccentric bush), which is an eccentric stored second means, that frictionally communicates with the rotor. The rotational movement of the drive axle is transmitted to either the first or the second means.

Das Mitdrehen des Rotors kann durch verschiedene Methoden verhindert werden. So beinhaltet der Wandler von Spiralverdichtern häufig eine Lagerung be stehend aus einer oder mehreren Exzenterlageranordnungen am Außenumfang des orbitierenden Rotors. Diese Lagerung dient der Fixierung des Rotors gegen Mitdrehen und insbesondere bei Anordnungen mit asymmetrisch vakuumbeaufschlagtem Rotor zur Abstützung des Rotors gegen die Gaskräfte.The Rotating the rotor can be prevented by various methods become. Thus, the converter of scroll compressors often includes one Storage be standing from one or more Exzenterlageranordnungen on the outer circumference of the orbiting rotor. This storage serves to fix the Rotors against turning and in particular asymmetrical arrangements Vacuum-loaded rotor for supporting the rotor against the Gas forces.

Für Vakuumanwendungen werden "trockene" Spiralverdichter ohne Ölschmierung des Medienförderungsbereichs bevorzugt.For vacuum applications become "dry" scroll compressors without oil lubrication of the media promotion area prefers.

C, Abdichtung Medienförderungsbereich/Antriebsbereich bei Spiralverdichtern:C, sealing media conveying area / drive area for scroll compressors:

Bei einer verbreiteten Bauart von Spiralverdichtern sind diese so aufgebaut, daß im Bereich der Exzenteranordnung die geförderten Gase bereits auf Atmosphärendruck komprimiert sind, sich dort also die Auslaßöffnung befindet. Solche Pumpen sind mitunter ohne Abdichtung des Medienförderungsbereichs vom Antriebsbereich, bestehend aus Wandler und Antrieb, gestaltet. Für Anwendungen, in denen auch kondensierende oder chemisch aktive Medien gefördert werden sollen, ist diese Bauweise nachteilig (vergleiche die Ausführungen beispielsweise zu Kolbenpumpen).at a common type of scroll compressor, these are constructed that in the Area of the eccentric arrangement, the delivered gases already at atmospheric pressure are compressed, so there is the outlet. Such pumps are sometimes without sealing the media conveying area of the drive area, consisting of converter and drive, designed. For applications in which too Condensing or chemically active media to be promoted, this is Construction disadvantageous (compare the versions, for example, piston pumps).

Häufig erfolgt eine gewisse Abdichtung des Medienförderungsbereichs zum Antriebsbereich durch eine entsprechende Ausführung und Anordnung der stirnseitigen schleifenden Dichtungen auf den Spiralen (siehe unten). Diese sind jedoch wegen des starken Abriebs und der begrenzten Lebensdauer generell nachteilig und weisen zudem eine recht hohe Leckrate auf. Der Antriebsbereich ist also nicht hermetisch vom Medienförderungsbereich getrennt.Often done a certain sealing of the media conveying area to the drive area a corresponding version and arrangement of the front side grinding seals on the Spirals (see below). These are, however, because of the strong abrasion and the limited life generally disadvantageous and also have a fairly high leak rate. The drive area is therefore not hermetic from the media promotion area separated.

Die Abdichtung des Medienförderungsbereichs vom Antriebsbereich könnte durch Wellendichtringe erfolgen. In trockenlaufenden Spiralverdichtern ohne Ölschmierung des Medienförderungsbereichs müßten diese Wellendichtringe jedoch trocken laufen und weisen dann nur sehr begrenzte Standzeiten auf.The Sealing the media conveying area from the drive area could done by shaft seals. In dry-running spiral compressors without oil lubrication the media support area would have this However, shaft seals run dry and then show only very Limited life on.

Die Abdichtung des Medienförderungsbereichs vom Antriebsbereich könnte durch eine Magnetkupplung erfolgen. Diese würde jedoch weiterhin eine mecha nische Lagerung des Rotors auf der medienberührten Seite der Magnetkupplung erfordern.The Sealing the media conveying area from the drive area could done by a magnetic coupling. However, this would continue to be a mecha African Mounting the rotor on the media-contacting side of the magnetic coupling require.

Bei einer Anordnung mit Lagerung des Rotors am Außenumfang sind die enthaltenen meist fettgeschmierten Lager häufig nur durch eine gleitende Dichtung vom Medienförderungsbereich getrennt, wodurch einerseits Schmiermittelbestandteile wie beispielsweise Kohlenwasserstoffe in den Medienförderungsbereich gelangen können, andererseits bei aggressiven Medien eine Beschädigung der gleitenden Dichtung zum Ausfall des Lagers führen kann.at an arrangement with storage of the rotor on the outer circumference are the included usually grease-lubricated bearings frequently separated only by a sliding seal from the media conveying area, whereby on the one hand lubricant components such as hydrocarbons in the media promotion area can reach, on the other hand, with aggressive media damaging the sliding seal lead to the failure of the warehouse can.

Die Abdichtung des gesamten Antriebsbereiches bestehend aus Wandler und Antrieb gegen den Medienförderungsbereich kann mittels eines Metall- oder Polymerbalgs (EP-A-1 055 824) erfolgen. Die Verwendung eines Metall- oder Polymerbalgs ist jedoch aufwendig. Der Balg muß zur Erzielung einer langen Lebensdauer recht groß ausgelegt werden, um die Dehnung im Betrieb bei Aufnahme der orbitierenden Drehung hinreichend gering zu halten. Dies erhöht die Größe der Pumpe erheblich. Zudem hat dies zur Folge, daß die Lagerung recht weit von der orbitierenden Spirale entfernt ist und folglich für große Kräfte und Biegemomente ausgelegt sein muß. Trotz dieser Maßnahmen weisen solche Bälge generell begrenzte Lebensdauern auf. Der regelmäßig erforderliche Austausch ist im allgemeinen sehr aufwendig.The Sealing of the entire drive area consisting of converter and drive against the media promotion area can be carried out by means of a metal or polymer bellows (EP-A-1 055 824). However, the use of a metal or polymer bellows is expensive. The bellows must to Achieving a long life be designed quite large to the Elongation during operation when the orbiting rotation is sufficient to keep low. This increases the size of the pump considerably. In addition, this has the consequence that the storage quite far from the orbiting spiral is removed and therefore for large forces and Bending moments must be designed. In spite of of these measures have such bellows generally limited lifetimes. The regularly required exchange is generally very expensive.

Ein weiteres bekanntes Mittel zur gasdichten Trennung sind Ferrofluiddichtungen (z.B. GB-A-783,881). Eine Suspension aus einer Flüssigkeit, wie beispielsweise einem Öl, und ferromagnetischen Partikeln, beispielsweise aus Magnetit (Fe₃O₄), wird durch eine geeignete Anordnung von Magneten und Polschuhen im zu dichtenden Spalt zwischen einem Ring und einer beweglichen Welle festgehalten. Die geeignete Anordnung von Magneten und Polschuhen erzeugt dazu einen geschlossenen magnetischen Kreisfluß, der durch den zu dichtenden Spalt mit der ferromagnetischen Flüssigkeit verläuft. Die ferromagnetische Flüssigkeit (auch kurz Ferrofluid genannt) dichtet den Spalt zwischen dem Ring und der beweglichen Welle gasdicht ab. Durch geeignete Auslegung der Magnetfeldstärke, der Spaltbreite (typischerweise von der Größenordnung 0,1 mm), der Spaltlänge und der Anzahl der hintereinander angeordneten Ferrofluiddichtungsringe kann ein Differenzdruck von 1 bar und damit auch ein Bereich unter Vakuum gegen die umgebende Atmosphäre abgedichtet werden.Another known means for gas-tight separation are ferrofluid seals (eg GB-A-783,881). A suspension of a liquid, such as an oil, and ferromagnetic particles, such as magnetite (Fe ₃ O ₄ ), is held in the gap to be sealed between a ring and a movable shaft by a suitable arrangement of magnets and pole shoes. The appropriate arrangement of magnets and pole pieces to create a closed magnetic circular flux which passes through the gap to be sealed with the ferromagnetic liquid. The ferromagnetic fluid (also called ferrofluid for short) seals the gap between the Ring and the movable shaft gas-tight. By suitable design of the magnetic field strength, the gap width (typically of the order of 0.1 mm), the gap length and the number of ferrofluid sealing rings arranged one behind the other, a differential pressure of 1 bar and hence a region under vacuum can be sealed against the surrounding atmosphere.

Auf der Basis von Ferrofluiddichtungen sind sowohl Drehdurchführungen (z.B. US-A-3,620,584) als auch Lineardurchführungen (z.B. WO-A-85/05158) für die Übertragung einer Bewegung in einen abgeschlossenen Raum, z.B. in eine Vakuumkammer bekannt und solche Durchführungen sind am Markt erhältlich. Das benötigte Magnetfeld hat meist die Form eines Torus. Es wird typischerweise von einem kreisringförmigen Magneten oder von mehreren auf einem Kreisring angeordneten einzelnen Magneten sowie Mitteln zur Führung oder auch Sperrung des magnetischen Flusses erzeugt. Ferrofluiddichtungen werden verbreitet als Bewegungsdurchführung in Vakuumanlagen eingesetzt (z.B. WO-A-00/26564). Für spezielle Anwendungen wie in Röntgenröhren sind auch differentiell gepumpte Anordnungen bekannt (DE-T2-693 14 097).On The basis of ferrofluid seals are both rotary joints (e.g., U.S.-A-3,620,584) as well as linear feedthroughs (e.g., WO-A-85/05158). for the transmission a movement into a closed space, e.g. in a vacuum chamber known and such executions are available on the market. That needed Magnetic field usually has the shape of a torus. It will typically from an annular Magnet or of several arranged on a circular ring individual Magnets as well as means for guiding or also generates blocking of the magnetic flux. Ferrofluid seals are widely used as motion feedthrough in vacuum systems (e.g. WO-A-00/26564). For special Applications are like in x-ray tubes also differentially pumped arrangements known (DE-T2-693 14 097).

Im Patent US-A-4,545,587 wird eine Ferrofluiddichtungsanordnung für mehrere koaxial angeordnete Wellen offenbart, die den erforderlichen magnetischen Fluß für die mehreren koaxialen Dichtungen mittel eines einzelnen ringförmigen Magneten erzeugt. Der magnetische Fluß greift also durch die mehreren koaxialen Dichtungsanordnungen hindurch.in the Patent US-A-4,545,587 will provide a ferrofluid seal assembly for multiple Coaxially arranged waves revealing the required magnetic River for the several coaxial gaskets means of a single annular magnet generated. The magnetic flux intervenes that is, through the plurality of coaxial gasket assemblies.

Ferrofluiddichtungen werden häufig zur staubdichten Kapselung von Computerfestplatten eingesetzt (z.B. US-A-4,506,895). Für solche Anwendungen gibt es auch Anordnungen mit kombinierter Dichtung und magnetischer Flüssigkeitslagerung (z.B. EP-A-0 353 866). Hier muß keine oder nur eine geringe Druckdifferenz durch die Ferrofluiddichtung abgestützt werden. Hier steht der Staubschutz im Vordergrund.Ferrofluid seals become common used for dustproof encapsulation of computer hard disks (e.g. US-A-4,506,895). For such applications, there are also arrangements with combined seal and magnetic fluid storage (e.g. EP-A-0 353 866). No need here or only a small pressure difference can be supported by the ferrofluidic seal. Here is the dust protection in the foreground.

Ferrofluidgedichtete Drehdurchführungen sind an sich auch für Spiralverdichter bekannt (JP-A-04-119.267; JP-A-57-068.578; JP-A-11-324.944). Sie weisen infolge der Zentrifugalkräfte auf das Ferrofluid eine je nach Dichtungsdurchmesser, Ferrofluideigenschaften und Magnetfeldstärke begrenzte maximale Drehzahl auf. Dies und die Unverträglichkeit mit flüssigen Medien, wie beispielsweise in ölgedichteten Pumpen vorliegend, hat bisher die Verwendung von Ferrofluiddichtungen in Vakuumpumpen eingeschränkt.Ferrofluid Sealed Rotary unions are in itself for Scroll compressors are known (JP-A-04-119,267, JP-A-57-068,578, JP-A-11-324,944). They have due to the centrifugal forces on the ferrofluid a limited depending on the seal diameter, ferrofluid properties and magnetic field strength maximum speed up. This and the incompatibility with liquid media, such as in oil-sealed Pumps present, has so far the use of Ferrofluiddichtungen in Vacuum pumps restricted.

D, Stirnseitige Abdichtung bei Spiralverdichtern:D, front-side sealing for scroll compressors:

In Spiralverdichtern erfolgt die Abdichtung der quasizylindrischen Seitenwände der Spiralen gegeneinander durch enge Spalte. Die Dichtungslänge ist infolge der nahezu tangentialen Annäherung zwischen den quasizylindrischen Seitenflächen der Spiralen des Rotors mit den Seitenflächen der Spiralen des Stators sehr lang im Vergleich zum Spaltmaß. Die Rückströmung über die Seitenflächen der Spiralen ist daher relativ gering.In Spiral compressors, the sealing of the quasi-cylindrical side walls the spirals against each other through narrow gaps. The seal length is due to the almost tangential approach between the quasi-cylindrical faces the spirals of the rotor with the side surfaces of the spirals of the stator very long compared to the gap. The backflow over the side surfaces of the Spirals is therefore relatively small.

Im Gegensatz dazu ist die Dichtungslänge an den Stirnseiten der Spiralen sehr kurz. Das Spaltmaß an den Stirnflächen kann wegen der thermischen Ausdehnung von Rotor und Stator nicht beliebig klein gemacht werden. Die hohe Rückströmung an diesen kurzen Spalten insbesondere bei höheren Drücken (> 100 hPa) erfordert schleifende Dichtungen an den jeweiligen Stirnseiten der ineinandergreifenden Spiralen, die oft als federnd gelagertes PTFE ausgeführt sind (US-A-3,994,636).in the In contrast, the seal length at the ends of the Spirals very short. The gap the faces can not because of the thermal expansion of the rotor and stator be made arbitrarily small. The high backflow at these short columns especially at higher pressures (> 100 hPa) sliding seals on the respective faces of the interlocking Spirals, which are often designed as spring-mounted PTFE (US-A-3,994,636).

Schleifende Dichtungen sind jedoch nachteilig. Die Dichtungen reagieren empfindlich auf Kondensate und Partikel und weisen nur eine begrenzte Lebensdauer auf. Darüber hinaus wird häufig im Medienförderungsbereich nach einiger Betriebszeit Abrieb von den Dichtungen in Form von Staub beobachtet, der sowohl die Funktion der Pumpe selbst als auch angeschlossene Prozesse stören kann.abrasive Seals are disadvantageous. The seals are sensitive on condensates and particles and have only a limited lifespan on. About that Beyond becomes common in the media promotion area after a period of use abrasion from the seals in the form of Dust observed that both the function of the pump itself as well interfere with connected processes can.

Eine Reduzierung der oben genannten Nachteile der schleifenden Dichtungen bringt eine bekannte zweistufige Anordnung mit sich, bestehend aus einem Spiralverdichter ohne schleifende Dichtungen an den Spiralstirnseiten ("dichtungslos") als Hochvakuumstufe sowie einem zweiten Spiralverdichter mit schleifenden Dichtungen als Vorstufe, der gegen Atmosphärendruck komprimiert (US-A-5,616,015). Da der "dichtungslose" Spiralverdichter nicht gegen Atmosphäre verdichten muß, genügt die Abdichtung der Spiralstirnseiten mittels enger Spalte. Dies liegt daran, daß bei tiefen Drücken die Abdichtung mittels enger Spalte infolge des Übergangs in das Molekularströmungsregime effizienter wird.A Reduction of the above-mentioned disadvantages of the abrasive seals brings a known two-stage arrangement with it, consisting of a scroll compressor without abrasive seals on the spiral end faces ("sealless") as a high vacuum stage and a second scroll compressor with abrasive seals as a precursor, against atmospheric pressure compressed (US-A-5,616,015). Because the "sealless" scroll compressor not against the atmosphere must compact enough the sealing of the spiral end faces by means of narrow gaps. This is because of that deep press the Sealing by narrow column as a result of the transition into the molecular flow regime becomes more efficient.

Durch den Verzicht auf schleifende Dichtungen in der Hochvakuumstufe kann die Staubentwicklung reduziert werden. Sie läßt sich in diesem Fall jedoch nicht gänzlich vermeiden, da der druckseitige Spiralverdichter weiterhin schleifende Dichtungen aufweist. Darüber hinaus löst diese Anordnung nicht die oben beschriebene Empfindlichkeit des Spiralverdichters gegen Kondensation, da diese bevorzugt in der Vorstufe (bei höheren Drücken), und damit im Bereich der schleifenden Dichtungen auftritt.By the waiver of abrasive seals in the high vacuum stage can the dust development can be reduced. It does, however, in this case not entirely Avoid, as the pressure-side scroll compressor continues to drag Has seals. About that also dissolves this arrangement does not have the above-described sensitivity of Spiral compressor against condensation, as these are preferred in the Precursor (at higher To press), and thus occurs in the area of the abrasive seals.

E, Ausgangspunkt der LehreE, starting point of the lesson

Ausgangspunkt der Lehre ist eine Anordnung bestehend aus einem Spiralverdichter kombiniert mit einer Membranpumpe (DE-C-102 25 774). Der Spiralverdichter ist "dichtungslos", d.h. frei von schleifenden stirnseitigen Dichtungen. Der Medienförderungsbereich ist mit Hilfe eines Balges vom Antriebsraum getrennt. Diese Kombination ist insbesondere für aggressive und kondensierende Medien vorteilhaft, weist jedoch den oben beschriebenen Nachteil eines aufwendigen und wartungsintensiven Balges auf.starting point The teaching is an arrangement consisting of a scroll compressor combined with a membrane pump (DE-C-102 25 774). The scroll compressor is "sealless", i. free from dragging front-side seals. The media promotion area is with help a bellows separated from the drive room. This combination is particular for aggressive and condensing media are advantageous, but has the above-described Disadvantage of a complex and maintenance-intensive bellows on.

Bei dieser Vakuumpumpvorrichtung könnte die Rotation der orbitierenden Spirale durch den zur Abdichtung dienenden Balg selbst realisiert werden. Das würde hohe Anforderungen an die Ausführung des Balges und an dessen Wartung stellen. Ohnehin ist der Balg schon sehr belastet, denn wegen der orbitierenden Bewegung der Spirale muß er möglichst weich und flexibel sein, wegen der auf ihm lastenden Druckdifferenz aber auch hinreichend widerstandsfähig.at this vacuum pumping device could be the Rotation of the orbiting spiral through the serving for sealing Bellows themselves be realized. That would be very demanding on the Execution of the Balges and its maintenance. Anyway, the brat is already very loaded, because of the orbiting movement of the spiral he must as soft as possible and be flexible, but because of the pressure difference on it also sufficiently resistant.

Bei diesem Spiralverdichter ist daher das Mittel zur Verhinderung der Rotation der orbitierenden Spirale nicht der Balg selbst, sondern ein zusätzliches Element.at This spiral compressor is therefore the means for preventing the Rotation of the orbiting spiral not the bellows itself, but an additional Element.

Im übrigen ist bei dieser zweistufigen Anordnung vorgesehen, daß beide Stufen von einem gemeinsamen Antrieb angetrieben werden, und daß eine Bypassanordnung vorgesehen ist, über die der Einlaß des Spiralverdichters mit dem Einlaß der Membranpumpstufe verbindbar ist, so daß bei hohem Ansaugdruck das Gas über die Bypassanordnung am Spiralverdichter vorbei direkt von der Membranpumpstufe gefördert werden kann. Lediglich bei tiefem Ansaugdruck wird das Gas durch den Spiralverdichter vorverdichtet.Otherwise it is provided in this two-stage arrangement that both stages of a common Drive are driven, and that provided a bypass arrangement is over which is the inlet of the Spiral compressor with the inlet of the diaphragm pumping stage is connectable, so that at high suction pressure, the gas over the bypass arrangement past the scroll compressor directly from the diaphragm pump stage promoted can be. Only at low suction pressure, the gas is through pre-compressed the scroll compressor.

2. Die ErfindungSecond The invention

Der vorliegenden Erfindung liegt die Problemstellung zugrunde, die bekannte Vakuumpumpvorrichtung mit einem Spiralverdichter derart auszugestalten und weiterzubilden, daß die Vorzüge einer trockenen Vakuumpumpe für den Bereich von Atmosphärendruck bis Feinvakuum erzielt werden und die Vakuumpumpe zugleich wirtschaftlich herzustellen und zu betreiben ist.Of the The present invention is based on the problem, known Vacuum pump device with a scroll compressor to design such and to develop that the Benefits a dry vacuum pump for the range of atmospheric pressure be achieved until fine vacuum and the vacuum pump at the same time economically manufacture and operate is.

Die zuvor aufgezeigte Problemstellung wird bei einer Vakuumpumpvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.The previously stated problem is with a vacuum pumping device according to the generic term of claim 1 having the features of the characterizing part of claim 1 solved.

Auch hier ist der Medienförderungsbereich ohne Flüssigkeitsschmierung ausgestaltet. Antrieb und Wandler sind so angeordnet, daß deren Übergangsbereich zum Medienförderungsbereich kompakt gestaltet ist. Der Übergangsbereich enthält Ferrofluiddichtungen zur gasdichten Trennung des Medienförderungsbereichs vom Antriebsbereich. Das Mittel zur Verhinderung einer Rotation der orbitierenden Spirale kann auf der von dem Medienförderungsbereich abgewandten Seite der Lager positioniert sein, da es an der Achse angreifen kann, die ihrerseits mit der orbitierenden Spirale starr verbunden ist. Beispiele für solche Mittel sind aus dem Stand der Technik bekannt (JP-A-2004-092562).Also here is the media promotion area without fluid lubrication designed. Drive and converter are arranged so that their transition region to the media promotion area is designed compact. The transition area contains Ferrofluid seals for gas-tight separation of the media conveying area from the drive area. The means for preventing rotation the orbiting spiral may be on the of the media conveying area Be positioned away from the bearing side, as it is on the axis which in turn is rigid with the orbiting spiral connected is. examples for such agents are known in the art (JP-A-2004-092562).

Es wird eine hermetische Trennung des Medienförderungsbereichs vom Antriebsbereich erreicht. "Hermetisch" bzw. "gasdicht" bedeutet hier, daß die verbleibende Leckrate so klein ist, daß das angestrebte Endvakuum der Vakuumpumpvorrichtung nicht nennenswert beeinflußt wird, und die Konzentration gepumpter Medien im Antriebsbereich bei allen zulässigen Betriebszuständen so gering ist, daß keine negative Beeinflussung (wie beispielsweise Korrosion) von Antrieb und Wandler erfolgen kann.It becomes a hermetic separation of the media delivery area from the drive area reached. "Hermetic" or "gas-tight" here means that the remaining Leak rate is so small that the desired Final vacuum of the vacuum pump device is not appreciably affected, and the concentration of pumped media in the drive area at all permissible operating conditions so small is that no negative influence (such as corrosion) of drive and converters can be made.

Bei dem erfindungsgemäßen Spiralverdichter ist der Wandler mit allen zur Erzeugung der Bewegung der orbitierenden Spirale erforderlichen Antriebselementen wie Wellen, Lager sowie Mitteln zur Vermeidung des Mitdrehens des Rotors (orbitierende Spirale) relativ zum Stator, in einer kompakten Anordnung so zu sammengefaßt und angeordnet, daß die gasdichte Trennung vom Medienförderungsbereich durch eine geringe Anzahl von Ferrofluiddichtungen möglich wird und die Ferrofluiddichtungen einen geringen Durchmesser aufweisen. Dadurch gelingt es, die Umfangsgeschwindigkeit an den Ferrofluiddichtungen hinreichend klein zu halten.at the scroll compressor according to the invention is the transducer with all the orbiting to generate the movement Spiral required drive elements such as shafts, bearings as well Means for avoiding the rotation of the rotor (orbiting spiral) relative to the stator, in a compact arrangement so summarized and arranged that the gas-tight Separation from the media promotion area by a small number of ferrofluid seals are possible and the ferrofluid seals have a small diameter. This succeeds in the peripheral speed to keep sufficiently small at the ferrofluid seals.

Die erfindungsgemäße kompakte Gestaltung des Wandlers bedeutet, daß die Lagerung der orbitierenden Spirale im Wandler auf der Medienförderungsseite eine radiale Entfernung von maximal dem halben Radius der Spirale bezogen auf die Achse hat. Anders gesagt bedeutet das, daß der Wandler auf der Medienförderungsseite keine Lagerung der orbitierenden Spirale in größerer radialer Entfernung, beispielsweise mehr als dem halben Radius von der Achse, oder gar am Außenumfang, enthält. Auf diese Weise läßt sich die erfindungsgemäße gasdichte Trennung von Antriebsbereich und Medienförderungsbereich in einer kompakten Anordnung realisieren. So ist die Verwendung von Ferrofluiddichtungen mit ihren begrenzten Umlaufgeschwindigkeiten als Dichtungselemente überhaupt erst möglich.The compact according to the invention Design of the transducer means that the storage of the orbiting Spiral in the transducer on the media conveying side a radial Distance from a maximum of half the radius of the spiral based on the axis has. In other words, this means that the transducer on the media delivery side no storage of orbiting spiral at greater radial distance, for example more than half the radius of the axis, or even on the outer circumference, contains. In this way can be the gas-tight separation according to the invention of drive area and media conveying area realize in a compact arrangement. Such is the use Ferrofluid seals with their limited rotational speeds as sealing elements at all only possible.

Die Ferrofluiddichtungen können sowohl radial als auch axial angeordnet sein, um eine möglichst kompakte Anordnung zu erreichen. Sie können zur Erzeugung der nötigen Stabilität gegen die anstehende Druckdifferenz der Größenordnung 1 bar selbst jeweils aus mehreren hintereinander angeordneten Ferrofluiddichtungsringen bestehen.The ferrofluid seals can be arranged both radially and axially in order to achieve the most compact possible arrangement. They can generate the necessary stability against the upcoming pressure difference of the order of 1 bar each consist of several successively arranged ferrofluid seal rings.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die beiden exzentrisch angeordneten Ferrofluiddichtungsbereiche zwischen der Achse und de Exzenterbuchse einerseits und zwischen der Exzenterbuchse und dem Gehäuse andererseits annähernd in einer Ebene senkrecht zur Antriebswelle liegen, d.h. keinen oder nur geringfügigen axialen Versatz aufweisen. Dies ermöglicht eine weitere Verbesserung der Kompaktheit des Aufbaus des erfindungsgemäßen Spiralverdichters.In a preferred embodiment is provided that the two eccentrically arranged ferrofluid sealing areas between the axis and the eccentric bushing on the one hand and between the eccentric bushing and the housing on the other hand approximately lie in a plane perpendicular to the drive shaft, i. none or only minor have axial offset. This allows for further improvement the compactness of the structure of the scroll compressor according to the invention.

Bei der letztgenannten Ausführungsform läßt sich eine nochmals deutlich kompaktere und preiswerter herzustellende Lösung zur Anordnung der beiden Ferrofluiddichtungsbereiche finden. Dabei wird der erforderliche magnetische Fluß für die beiden exzentrisch angeordneten Ferrofluiddichtungsbereiche von einem einzelnen magnetischen Kreis anstelle von zwei getrennten magnetischen Kreisen bereitgestellt. Dadurch entfällt die Notwendigkeit der magnetischen Trennung der beiden magnetischen Kreise beispielsweise durch ein magnetisch nichtpermeables Material.at the latter embodiment let yourself a much more compact and cheaper to produce solution to locate the two ferrofluid seal areas. there the required magnetic flux is arranged eccentrically for the two Ferrofluid sealing areas of a single magnetic circuit provided instead of two separate magnetic circuits. This is eliminated the need for magnetic separation of the two magnetic Circles, for example, by a magnetically impermeable material.

Diese Anordnung läßt sich nochmals kompakter und preiswerter herstellen, wenn ein einzelner kreisringförmiger Bereich mit einem oder mehreren magnetischen Elementen den für beide Ferrofluiddichtungsbereiche erforderlichen magnetischen Fluß erzeugt. Zwar sind die Ferrofluiddichtungen nicht koaxial, sondern exzentrisch angeordnet, doch läßt sich diese Anordnung durch Verwendung eines ausreichend hohen magnetischen Flusses für die Realisierung der beiden Ferrofluiddichtungen an der Stelle mit dem größten Abstand der Ferrofluiddichtungen umsetzen. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform verringert sich die radiale Größe und die Kosten der Gesamtanordnung nochmals erheblich, da die Verwendung nur eines einzelnen Magneten bzw. eines einzelnen Kreisrings aus Magneten anstelle deren zwei genügt.These Arrangement can be make it even more compact and cheaper if a single annular area with one or more magnetic elements for both Ferrofluiddichtungsbereiche required magnetic flux generated. Although the ferrofluid seals are not coaxial, but eccentric arranged, but this can be Arrangement by using a sufficiently high magnetic River for the realization of the two Ferrofluiddichtungen in place with the largest distance implement the ferrofluid seals. Reduced in this preferred embodiment the radial size and the Cost of the overall arrangement again considerably, as the use only a single magnet or a single annulus Magnets instead of the two are sufficient.

Ferrofluide bestehend beispielsweise aus einem Öl und aus ferromagnetischen Partikeln wie Magnetit können von aggressiven chemischen Substanzen, die von der Pumpe gefördert werden, angegriffen werden, so daß die Dichtungswirkung verlorengehen kann. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Scrollpumpstufe besteht die Trägerflüssigkeit des Ferrofluids aus einer chemisch stabilen Verbindung wie beispielsweise Perfluor-Polyether-Öl (PFPE). PFPE ist chemisch inert. Durch die Fixierung dieser chemisch inerten Flüssigkeit im Spalt der Ferrofluiddichtung durch das Magnetfeld erfolgt keine Reaktion oder Vermischung mit den gepumpten Medien oder Freisetzung in den Medienförderungsbereich. Damit werden die wesentlichen Merkmale einer sogenannten "trockenen" Vakuumpumpe realisiert.ferrofluids consisting for example of an oil and of ferromagnetic Particles like magnetite can of aggressive chemical substances that are pumped by the pump be attacked, so that the Sealing effect can be lost. In a further preferred embodiment the scroll pumping stage according to the invention consists the carrier liquid ferrofluid from a chemically stable compound such as perfluoro-polyether-oil (PFPE). PFPE is chemically inert. By fixing this chemically inert liquid in the gap of the ferrofluid seal by the magnetic field is no Reaction or mixing with the pumped media or release in the media promotion area. This realizes the essential features of a so-called "dry" vacuum pump.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die magnetischen Partikel eine hohe chemische Beständigkeit auf. Diese kann beispielsweise durch eine Beschichtung der Magnetit-Partikel, oder durch Verwendung eines ferromagnetischen Materials mit hoher chemischer Beständigkeit erreicht werden.In a further preferred embodiment The magnetic particles have a high chemical resistance on. This can, for example, by a coating of magnetite particles, or by using a high chemical ferromagnetic material resistance be achieved.

Für Anwendungen mit hohen Anforderungen an die chemische Beständigkeit wird in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spiralverdichters vorgeschlagen, den Bereich mit den Ferrofluiddichtungen durch enge Spalte oder ein sogenanntes Labyrinth, also eine Anordnung von ineinander greifenden Stegen und Nuten zur Verlängerung des Gasweges mit jeweils geringem Spalt dazwischen, vom eigentlichen Medienförderungsbereich zu separieren. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist im Bereich der Ferrofluiddichtungen ein Einlaß für Spülgas angeordnet, so daß eine ggf. sehr schwache Gasbewegung vom Bereich mit den Ferrofluiddichtungen weg in Richtung Medienförderungsbereich erzeugt wird. Dieses Spülgas kann in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gleichzeitig als Gasballast für den Spiralverdichter oder nachgeschaltete Pumpstufen wirken.For applications with high demands on the chemical resistance is in another preferred embodiment the scroll compressor according to the invention proposed to narrow the range with the ferrofluid seals Column or a so-called labyrinth, so an arrangement of each other cross-webs and grooves to extend the gas path with each slight gap in between, from the actual media conveying area to separate. In a further preferred embodiment an inlet for purge gas is arranged in the area of the ferrofluid seals, so that one possibly very weak gas movement from the area with the ferrofluid seals away towards media promotion area is produced. This purge gas can in a further preferred embodiment simultaneously as Gas ballast for the scroll compressor or downstream pump stages act.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Bereich zwischen den Ferrofluiddichtungsanordnungen und dem eigentlichen Medienförderungsbereich in Form einer Molekularpumpe mit Förderrichtung weg von den Dichtungselementen und hin zum Medienförderungsbereich ausgeführt. Eine Molekularpumpe in geeigneter, scheibenförmiger Geometrie wurde 1929 von Siegbahn offenbart (GB-A-332,879). Eine solche als Molekularpumpe wirkende Anordnung aus Scheiben und Gegenflächen mit spiraligen Einarbeitungen läßt sich überraschend einfach in den Bereich zwischen die Ferrofluiddichtungsanordnung und die Rückseite der orbitierenden Spirale integrieren. Die Molekularpumpe liegt außerhalb des Medienhauptstroms und bereits eine kleine effektive Förderrate genügt hier, um den Partialdruck aggressiver Medien an der Ferrofluiddichtungsanordnung zu senken.In a further preferred embodiment is the area between the ferrofluid seal assemblies and the actual media promotion area in the form of a molecular pump with conveying direction away from the sealing elements and towards the media promotion area executed. A Molecular pump in suitable disc-shaped geometry was 1929th of Siegbahn (GB-A-332,879). Such acting as a molecular pump Arrangement of discs and counter surfaces with spiral incorporations can be surprising simply in the area between the ferrofluid seal assembly and the back integrate the orbiting spiral. The molecular pump is outside of the mainstream media and already a small effective delivery rate enough Here, the partial pressure of aggressive media on the ferrofluid seal assembly to lower.

Wird der erfindungsgemäße Spiralverdichter mit hermetischer Trennung des Medienförderungsbereiches vom Antriebsbereich mit Hilfe von Ferrofluiddichtungen als alleinstehende Vakuumpumpe verwendet, muß diese also gegen Atmosphärendruck verdichten, so sind stirnseitige Dichtungen auf den spiralförmigen Stegen zumindest der gegen Atmosphärendruck oder höher verdichtenden Stufen erforderlich, um die Rückströmung über die sonst entstehenden Spalte zu vermeiden. Dies führt auch bei dieser erfindungsgemäßen Anordnung zu unerwünschten Nachteilen wie Verschleiß der Stirndichtungen durch die schleifende Bewegung und damit zu Staub und Abrieb im Medienförderungsbereich sowie zur Notwendigkeit, diese Dichtungen regelmäßig zu warten bzw. zu ersetzen.If the spiral compressor according to the invention with hermetic separation of the media conveying area from the drive range using ferrofluid seals used as a stand-alone vacuum pump, so this must compress against atmospheric pressure, so frontal seals on the spiral webs at least the against atmospheric pressure or higher-pressure stages are required to the backflow over the otherwise resulting column to avoid. This also leads to undesirable in this arrangement according to the invention disadvantages such as wear of the face seals due to the abrasive movement and thus to dust and abrasion in the media conveying area as well as the need to regularly maintain or replace these seals.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist daher der Spiralverdichter ohne schleifende stirnseitige Dichtungen ausgeführt und auslaßseitig sind eine oder mehrere Membranpumpstufen nachgeschaltet, die das ausgestoßene Gas weiter verdichten.In a further preferred embodiment is therefore the scroll compressor without sliding frontal seals accomplished and outlet side downstream of one or more diaphragm pumping stages, which are the expelled gas continue to condense.

Infolge der Nachschaltung von Membranpumpstufen liegt im typischen Betriebsbereich des Spiralverdichters mit Ansaugdrücken von unter 100 hPa auch auslaßseitig des Spiralverdichters ein hinreichend guter Unterdruck vor, so daß die Verluste durch Rückströmung über die stirnseitigen Spalte hinreichend klein werden (vgl. DE-C-102 25 774). Durch "Spaltdichtungen" an den Stirnseiten im Spiralverdichter wird der erzielbare Enddruck der Kombination aus Spiralverdichter und Membranpumpstufe nur unwesentlich nachteilig beeinflußt. Dies liegt an der oben erwähnten besseren Dichtwirkung von Spalten bei tiefen Drücken. Dadurch ist es möglich, einen berührungslos arbeitenden Spiralverdichter einzusetzen. Somit sind die Bildung von Abrieb sowie der Verschleiß der schleifenden Dichtungen ausgeschlossen. In Kombination mit der gasdichten Trennung des Medienförderungsbereiches vom Antriebsbereichs durch Ferrofluiddichtungen erhält man einen wartungsfreien und geräuscharmen Spiralverdichter.As a result the downstream of diaphragm pump stages is in the typical operating range the scroll compressor with suction pressures of less than 100 hPa also the outlet of the scroll compressor, a sufficiently good negative pressure, so that the losses through Return flow over the end column sufficiently small (see DE-C-102 25 774). By "gap seals" on the front sides in the scroll compressor, the achievable final pressure of the combination from scroll compressor and diaphragm pumping stage only slightly disadvantageous affected. This is due to the above mentioned better sealing effect of gaps at low pressures. This makes it possible to get one contactless to use working scroll compressors. Thus, the education from abrasion as well as the wear of the sliding seals excluded. In combination with the gas-tight Separation of the media promotion area From the drive range through ferrofluid seals you get one maintenance-free and low-noise Scroll compressor.

Membranpumpen sind seit langem als trockene Pumpen für anspruchsvolle Anwendungen in der Physik und Chemie bekannt. Der Schöpfraum der Membranpumpe ist durch die gasdichte Einspannung der Membran hermetisch vom Antriebsraum getrennt. Membranpumpen bieten zudem die Möglichkeit der Verwendung von chemisch hochbeständigen Materialien wie PTFE (z.B. Teflon) und anderen Fluorkunststoffen für alle medienberührten Bestandteile der Pumpe. Diese Membranpumpen, die dann als Chemie-Membranpumpe bezeichnet werden, weisen eine nahezu universelle chemische Beständigkeit auf. Darüber hinaus sind solche Pumpen, insbesondere bei Betrieb mit Gasballast, vergleichsweise unempfindlich gegenüber Kondensation innerhalb der Pumpe und ebenso gegen angesaugte Partikel.diaphragm pumps have long been considered dry pumps for demanding applications known in physics and chemistry. The pump chamber of the diaphragm pump is hermetically separated from the drive space due to the gas-tight clamping of the membrane. Diaphragm pumps also offer the possibility the use of chemically resistant materials such as PTFE (e.g., Teflon) and other fluoroplastics for all wetted ingredients the pump. These membrane pumps, which are then used as a chemical membrane pump have a nearly universal chemical resistance on. About that In addition, such pumps, especially when operated with gas ballast, relatively insensitive to condensation within the Pump and also against sucked particles.

Die oben genannten Vorzüge einer Membranpumpe in allgemeinen kommen durch die in dieser bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagene Kombination einer Membranpumpstufe mit einem Spiralverdichter nun auch im Feinvakuumbereich zu tragen.The above benefits a diaphragm pump in general come through in this preferred embodiment proposed combination of a diaphragm pumping stage with a scroll compressor now to wear in the fine vacuum range.

Ein weiterer erheblicher Vorteil dieser bevorzugten Ausführungsform besteht darin, daß der größte Teil der Kompressionsarbeit innerhalb der Membranpumpe geleistet wird. Es stellt sich heraus, daß ein an den Stirnseiten von Rotor und Stator dichtungsloser Spiralverdichter mit typischerweise 0,05–0,2 mm Spalt an den Stirnseiten bei Betrieb ohne Vorpumpe nur ein sehr geringes Saugvermögen bei hohen Drücken aufweist. Der Enddruck einer solchen Pumpe liegt bei typischerweise > 500 hPa, anstelle < 1 hPa mit schleifender Dichtung. Der "dichtungslose" Spiralverdichter weist im kritischen Bereich oberhalb 100 hPa nur geringe Kompression auf, leistet also nur geringe Kompressionsarbeit und erwärmt sich folglich wesentlich geringer als ein Spiralverdichter mit schleifender stirnseitiger Dichtung. Diese geringere Erwärmung erlaubt eine engere Auslegung der Toleranzen innerhalb des Spiralverdichters für bessere vakuumtechnische Eigenschaften, oder den Betrieb des dichtungslosen Spiralverdichters bei höheren Drehzahlen als mit Dichtung möglich ist, oder den Aufbau des Spiralverdichters aus chemisch beständigeren Materialien, wie beispielsweise Kunststoffen, die üblicherweise höhere Wärmeausdehnungskoeffizienten als die meist verwendeten Metalle (beispielsweise Aluminiumlegierungen) aufweisen.One another significant advantage of this preferred embodiment is that the biggest part the compression work is done within the diaphragm pump. It turns out that one on the front sides of the rotor and stator sealless scroll compressor with typically 0.05-0.2 mm gap at the end faces during operation without forepump only a very low pumping speed at high pressures having. The final pressure of such a pump is typically> 500 hPa, instead of <1 hPa with grinding Poetry. The "sealless" scroll compressor shows only low compression in the critical range above 100 hPa on, so does only little compression work and warms up consequently much smaller than a spiral compressor with grinding frontal seal. This lower heating allows a tighter design the tolerances within the scroll compressor for better vacuum engineering Characteristics, or the operation of the sealless scroll compressor at higher Speeds as possible with gasket is, or the structure of the scroll compressor from chemically resistant Materials, such as plastics, commonly higher thermal expansion coefficients as the most commonly used metals (eg aluminum alloys) exhibit.

Die Membranpumpstufe kann eine oder mehrere untereinander verbundene und gemeinsam angetriebene Membranpumpeneinheiten aufweisen und evakuiert den Ausstoßbereich des Spiralverdichters bei geringer Gaslast auf typischerweise unter 10 hPa. Dadurch wird eine Kondensation gepumpter Dämpfe bei den typischen Betriebstemperaturen (> 30°C) innerhalb des Spiralverdichters für die meisten Lösemittel und andere gasförmige Medien vermieden. Damit reduziert sich die Kondensationsproblematik innerhalb des Spiralverdichters zusätzlich. Auch die Ablagerung von Feststoffen aus gepumpten Medien innerhalb des Spiralverdichters wird deutlich reduziert.The Membrane pumping stage can be one or more interconnected and jointly driven diaphragm pump units and evacuates the discharge area of the scroll compressor at low gas load on typically below 10 hPa. This will cause condensation of pumped vapors the typical operating temperatures (> 30 ° C) inside the scroll compressor for most solvents and other gaseous Media avoided. This reduces the condensation problem within the scroll compressor in addition. Also the deposit of solids from pumped media within the scroll compressor is significantly reduced.

Als weiterer wichtiger Vorteil der Kombination aus mittels Ferrofluiddichtungen hermetisch abgedichteten Spiralverdichter mit einer Membranpumpstufe ergibt sich, daß der Partialdruck von ggf. aggressiven Substanzen im Spiralverdichter durch die Membranpumpstufe deutlich reduziert wird. Dies verbessert die Lebensdauer der Ferrofluide in Kontakt mit aggressiven Substanzen. Auch eine eventuell vorgesehene Molekularpumpstufe im Bereich zwischen den Dichtungselementen mit Ferrofluiddichtungen und dem Medienförderungsbereich des Spiralverdichters arbeitet bei generell abgesenktem Druckniveau nochmals wirkungsvoller.When Another important advantage of the combination by means of ferrofluid seals hermetically sealed scroll compressor with a diaphragm pump stage it follows that the Partial pressure of potentially aggressive substances in the scroll compressor is significantly reduced by the membrane pumping stage. This improves the lifetime of ferrofluids in contact with aggressive substances. Also a possibly provided molecular pumping stage in the range between the sealing elements with ferrofluid seals and the media conveying area of the scroll compressor operates at generally lowered pressure level even more effective.

Für eine derartige Vakuumpumpe in Frage kommende Materialien müssen hohe mechanische und thermische Festigkeit und gute Bearbeitbarkeit zur Erzielung enger Toleranzen, sowie je nach vorgesehener Anwendung ggf. hohe chemische Beständigkeit, aufweisen. Für chemisch aggressive Medien können solche Materialien chemisch hochbeständige Fluorkunststoffe wie beispielsweise PTFE, ETFE, ECTFE oder PFA – ggf. verstärkt durch Füllstoffe wie Kohlenstoffpartikel, Kohlefaser oder andere Fasern – sein, oder andere chemisch beständige – gegebenenfalls verstärkte – Kunststoffe wie beispielsweise PEEK, PPS, PP oder PE, oder auch Metalle mit einer chemisch beständigen Beschichtung aus derartigen Kunststoffen sein.For such a vacuum pump candidate materials must have high mechanical and thermal strength and good machinability to achieve close tolerances, as well as depending if necessary, have high chemical resistance. For chemically aggressive media such materials can be chemically highly resistant fluoroplastics such as PTFE, ETFE, ECTFE or PFA - possibly reinforced by fillers such as carbon particles, carbon fiber or other fibers - or other chemically resistant - optionally reinforced - plastics such as PEEK, PPS, PP or PE, or metals with a chemically resistant coating of such plastics.

Die Effizienz des Spiralverdichters wird wesentlich vom Verhältnis aus Rückströmungsverlusten – gegeben durch Spaltquerschnitte und Spaltlängen – zu Schöpfraumvolumen, also Spiralengröße, bestimmt. Dies bedeutet, "große" Spiralverdichter, seien sie mit oder ohne schleifende Dichtung, erreichen mit geringerem technischem Aufwand gute Enddrücke als "kleine" Spiralverdichter. Die Kosten für die Fertigung der Spiralen hängen eher von den erforderlichen Toleranzen als von der Größe der Spirale ab. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit wird der Spiralverdichter bevorzugt auf ein größeres nominelles Saugvermögen als die Membranpumpstufe ausgelegt. Daher ist erfindungsgemäß in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform zwischen Spiralverdichter und Membranpumpstufe ein Überdruckventil vorgesehen, welches bei hohen Ansaugdrücken das vom Spiralverdichter geförderte Gas direkt in den Auslaß der Membranpumpstufe abläßt, um die Membranpumpstufe nicht zu überlasten.The Efficiency of the scroll compressor is significantly out of proportion Return flow losses - given by gap cross-sections and gap lengths - to pump chamber volume, so spiral size, determined. This means "big" scroll compressors, be with or without abrasive seal, reach with less technical effort good final pressures as a "small" scroll compressor. The price for the production of the spirals hang rather, of the required tolerances than the size of the spiral from. For reasons the economics of the scroll compressor is preferred to a greater nominal pumping speed than designed the diaphragm pumping stage. Therefore, according to the invention in one another preferred embodiment between scroll compressor and diaphragm pump stage a pressure relief valve provided, which at high suction pressures of the scroll compressor funded Gas directly into the outlet of Discharge membrane pumping stage to the Do not overload diaphragm pumping stage.

Eine weitere Verbesserung der Kompaktheit des Aufbaus der erfindungsgemäßen Vakuumpumpe ergibt sich dadurch, daß der Spiralverdichter und die Mem branpumpstufe von einer gemeinsamen Antriebseinheit mit einem Motor, ggf. mit einem Getriebe, angetrieben werden. Zur Erzielung eines höheren Saugvermögens kann der Spiralverdichter mittels eines zwischen die beiden Pumpstufen geschalteten Getriebes bei höherer Drehzahl als die Membranpumpe betrieben werden. Es ist aber auch denkbar, für jede Pumpstufe eine eigene Antriebseinheit vorzusehen.A further improvement of the compactness of the structure of the vacuum pump according to the invention results by the fact that the Scroll compressor and the Mem branpumpstufe of a common Drive unit with a motor, possibly with a gear driven become. To achieve a higher pumping speed can the scroll compressor by means of one between the two pumping stages switched gearbox at higher Speed can be operated as the diaphragm pump. It is also conceivable, for Each pumping stage to provide its own drive unit.

Eine weitere Steigerung der Flexibilität und des Leistungsvermögens der erfindungsgemäßen Vakuumpumpe bei gleichzeitig hoher Kompaktheit wird durch die Ausgestaltung der Antriebseinheit mit drehzahlvariablen Antrieben wie beispielsweise elektronisch kommutierenden Gleichstrommotoren erzielt. Solche Motoren sind kompakt, leistungsstark und drehzahlregelbar. Dies erlaubt bei hohen Ansaugdrücken den Motor der Membranpumpstufe mit hoher Geschwindigkeit zu betreiben, um ein hohes Saugvermögen in diesem Druckbereich zu erzielen. Der an den Stirnseiten von Rotor und Stator dichtungslose Spiralverdichter arbeitet in diesem Druckbereich infolge der geringen "Dichtwirkung" der Spalte an den Stirnseiten bei hohen Drücken grundsätzlich nur ineffizient, d.h. das Saugvermögen wird von der Membranpumpstufe bestimmt. Bei tieferen Drücken (beispielsweise < 50 hPa) kann die Drehzahl der Membranpumpe reduziert werden, während die Drehzahl des Spiralverdichters erhöht wird. Dies bewirkt eine volle Ausschöpfung der Leistungsfähigkeit des Spiralverdichters in diesem Vakuumbereich und die Erreichbarkeit eines sehr tiefen Endvakuums. Gleichzeitig wird die Membranstandzeit durch die reduzierte Drehzahl der Membranpumpstufe verlängert, da bei vielen Anwendungen nach einem kurzen Abpumpzyklus ein langer Betrieb bei tiefen Drücken folgt. Bei hohen Ansaugdrücken geht ein großer Anteil der Gesamtleistung in den Antrieb der Membranpumpstufe, bei niedrigen Ansaugdrücken dagegen in den Antrieb des Spiralverdichters. Dies führt zu einem vergleichsweise konstanten mittleren Leistungsbedarf an der Gleichspannungsversorgungseinheit. Zur druckabhängigen Ansteuerung der Antriebseinheit ist eine entsprechend programmierte Steuerung vorgesehen.A further increase the flexibility and the capacity of the Vacuum pump according to the invention at the same time high compactness is due to the design the drive unit with variable speed drives such as achieved electronically commutating DC motors. Such engines are compact, powerful and speed controllable. This allows at high suction pressures to operate the diaphragm pump stage motor at high speed, for a high pumping speed to achieve in this pressure range. The one on the front sides of the rotor and Stator sealless scroll compressor operates in this pressure range due to the low "sealing effect" of the column to the End faces at high pressures in principle only inefficient, i. the pumping speed is from the diaphragm pumping stage certainly. At lower pressures (For example, <50 hPa), the speed of the diaphragm pump can be reduced while the speed of the scroll compressor increases becomes. This causes a full exploitation of the performance of the Spiral compressor in this vacuum area and the accessibility a very deep final vacuum. At the same time the membrane life becomes extended by the reduced speed of the diaphragm pumping stage, since in many applications after a short pumping cycle a long one Operation at low pressures follows. At high suction pressures goes a big one Share of total power in the drive of the diaphragm pump stage, at low suction pressures in contrast, in the drive of the scroll compressor. This leads to a comparatively constant average power requirement at the DC power supply unit. to pressure-dependent Control of the drive unit is a correspondingly programmed Control provided.

In einer weiteren Ausführungsform ist der Einlaß des Spiralverdichters mit dem Einlaß der Membranpumpstufe mittels einer Bypassanordnung mit einer Bypaßleitung und mit einer Ventilanordnung derart verbunden, daß bei hohen Ansaugdrücken der Einlaß des Spiralverdichters verschlossen ist und das zu fördernde Medium direkt von der Membranpumpstufe gefördert wird. Dadurch wird die Belastung des Spiralverdichters mit ggf. kondensierenden oder aggressiven Medien weiter vermindert, ohne daß das Saugvermögen der Gesamtanordnung bei hohen Drücken wesentlich nachteilig beeinflußt wird. Bei tiefen Ansaugdrücken, bevorzugt bei < 500 hPa, wird diese Bypaßleitung geschlossen und das Gas vom Spiralverdichter vorverdichtet, bevor es in die Membranpumpstufe gelangt. Somit bleibt das Saugvermögen bei < 500 hPa sowie der Enddruck unbeeinflußt im Vergleich zur Anordnung ohne Bypaßleitung.In a further embodiment is the inlet of the Spiral compressor with the inlet of the diaphragm pumping stage by means of a bypass arrangement with a bypass line and with a valve arrangement such connected to that high suction pressures the inlet of the Spiral compressor is closed and the medium to be delivered directly from the Promoted diaphragm pumping stage becomes. As a result, the load of the scroll compressor with possibly condensing or aggressive media further reduced without the pumping speed of the Overall arrangement at high pressures significantly adversely affected becomes. At low suction pressures, preferably at <500 hPa, this bypass line closed and the gas pre-compressed by the scroll compressor before it enters the membrane pumping stage. Thus, the pumping speed remains <500 hPa and the Final pressure unaffected in comparison to the arrangement without bypass line.

In einer bevorzugten Ausführungsform der obigen Anordnung wird der Einlaß des Spiralverdichters bei hohen Drücken nicht verschlossen, sondern zur Atmosphäre oder zu einem Spülgasanschluß über eine Düse mit reduziertem Querschnitt geöffnet, um den Medienförderungsbereich des Spiralverdichters zu spülen und eventuell vorhandene flüssige oder feste Rückstände vorangegangener Abpumpvorgänge auszutreiben. Die Düse mit reduziertem Querschnitt im Vergleich zum Ansaugstutzen bewirkt, daß typischerweise nicht mehr als 10 % des Saugvermögens der Membranpumpstufe in Form von Spülgas zugeführt wird, das für die Anwendung zur Verfügung stehende Saugvermögen der Membranpumpstufe also nur unwesentlich verringert wird. Der Auslaß des Spiralverdichters muß in dieser Ausführungsform geöffnet bleiben.In a preferred embodiment the above arrangement, the inlet of the scroll compressor at high pressures not closed, but to the atmosphere or to a purge gas connection via a Nozzle with reduced cross section opened to the media promotion area to flush the scroll compressor and possibly existing liquid or solid residues of previous ones Abpumpvorgänge expel. The nozzle having a reduced cross-section compared to the intake manifold, that typically not more than 10% of the pumping speed the membrane pumping stage is supplied in the form of purge gas, which is for the application for disposal standing suction the diaphragm pumping stage is thus reduced only slightly. Of the Outlet of the Spiral compressor must in this embodiment open stay.

3. Beschreibung der Abbildungen:3. Description of the pictures:

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand schematischer Abbildungen ist nicht beschränkend zu verstehen. Die verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen dienen der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigtThe The following description of preferred embodiments with reference to schematic Illustrations are not limiting to understand. The various exemplary embodiments serve the closer explanation the invention. It shows

1 eine Schnittansicht in der Ebene des Antriebs und der (orbitierenden) Achse der orbitierenden Spirale des Spiralverdichters mit gasdichter Abtrennung des Medienförderungsbereiches vom Antriebsbereich mittels Ferrofluiddichtungen, 1 a sectional view in the plane of the drive and the (orbital) axis of the orbiting scroll of the scroll compressor with gas-tight separation of the media conveying region from the drive region by means of ferrofluid seals,

2 eine Schnittansicht in der Ebene aus Antriebs und der (orbitierenden) Achse orbitierenden Spirale des Spiralverdichters mit gasdichter Abtrennung des Medienförderungsbereiches vom Antriebsbereich mittels Ferrofluiddichtungen in einer Anordnung mit nur einem kreisförmigen Magneten für die Erzeugung des magnetischen Flusses für beide Ferrofluiddichtungsanordnungen, 2 a sectional view in the plane of the drive and the (orbital) axis orbiting spiral of the scroll compressor with gas-tight separation of the media delivery region from the drive region by means of ferrofluid seals in an arrangement with only a circular magnet for generating the magnetic flux for both ferrofluid seal assemblies,

3 eine Schnittansicht in der Ebene des Antriebs und der (orbitierenden) Achse der orbitierenden Spirale des Spiralverdichters mit gasdichter Abtrennung des Medienförderungsbereiches vom Antriebsbereich mittels Ferrofluiddichtungen in einer Anordnung mit nur einem kreisförmigen Magneten für die Erzeugung des magnetischen Flusses für beide Ferrofluiddichtungsanordnungen und einer Molekularpumpstufe zwischen Ferrofluiddichtungsbereich und Medienförderungsbereich, 3 a sectional view in the plane of the drive and the (orbiting) axis of the orbiting scroll of the scroll compressor with gas-tight separation of the media conveying region from the drive region by means of Ferrofluiddichtungen in an arrangement with only a circular magnet for generating the magnetic flux for both Ferrofluiddichtungsanordnungen and a molecular pumping stage between Ferrofluiddichtungsbereich and media promotion;

4 eine Schnittansicht in der Ebene des Antriebs und der (orbitierenden) Achse der orbitierenden Spirale des Spiralverdichters mit gasdichter Abtrennung des Medienförderungsbereiches vom Antriebsbereich mittels Ferrofluiddichtungen in einer Anordnung mit nur einem kreisförmigen Magneten, ohne stirnseitige Dichtungen auf den spiralförmigen Stegen und mit einer Membranpumpstufe als Vorpumpe, 4 a sectional view in the plane of the drive and the (orbital) axis of the orbiting scroll of the scroll compressor with gas-tight separation of the media delivery region from the drive region by means of ferrofluid seals in an arrangement with only a circular magnet, without end seals on the spiral webs and with a diaphragm pumping stage as a backing pump,

5 eine Schnittansicht in der Ebene des Antriebs und der (orbitierenden) Achse orbitierenden Spirale des Spiralverdichters mit gasdichter Abtrennung des Medienförderungsbereiches vom Antriebsbereich mittels Ferrofluiddichtungen in einer Anordnung mit nur einem kreisförmigen Magneten, ohne stirnseitige Dichtungen auf den spiralförmigen Stegen und mit einer Membranpumpstufe als Vorpumpe sowie einer Bypassanordnung mit Ventilsteuerung. 5 a sectional view in the plane of the drive and the (orbital) axis orbiting spiral of the scroll compressor with gas-tight separation of the media delivery region from the drive region by means of ferrofluid seals in an arrangement with only a circular magnet, without end seals on the spiral webs and with a diaphragm pumping stage as Vorpumpe and a Bypass arrangement with valve control.

1 stellt schematisch und beispielhaft eine Vakuumpumpvorrichtung 1 bestehend aus Spiralverdichter 2 mit gasdichter Abtrennung des Medienförderungsbereiches vom Antriebsbereich bestehend aus Wandler 3 und Antrieb 4 mittels Ferrofluiddichtungen dar. Gas wird in diesem Beispiel am Einlaß 5 angesaugt, sei es vom Auslaß einer weiteren Vakuumpumpe, wie beispielsweise einer Turbomolekularpumpe, oder direkt von einer Vakuumanwendung, wie beispielsweise aus einem Rezipienten. 1 schematically and exemplifies a vacuum pumping device 1 consisting of spiral compressor 2 with gas-tight separation of the media conveying area from the drive area consisting of transducers 3 and drive 4 by means of ferrofluid seals. Gas in this example is at the inlet 5 sucked, whether from the outlet of another vacuum pump, such as a turbomolecular pump, or directly from a vacuum application, such as from a recipient.

In diesem Beispiel ist der Spiralverdichter 2 mit einer einzelnen orbitierenden Spirale 6 dargestellt, die beidseitig spiralförmige Stege 7 trägt, im Eingriff mit entsprechend geformten spiralförmigen Stegen 8, die von Gehäuseteilen ausgehen. Die Stege 7, 8 sind hier beispielhaft mit schleifenden stirnseitigen Dichtungen 9 gezeigt. Durch die orbitierende Bewegung der orbitierenden Spirale 6 werden die in den – durch den Eingriff der spiralförmigen Stege 7, 8 entstehenden – sichelförmigen Taschen eingeschlossenen Gase vom Einlaß 5 zu einem Auslaß 10 befördert. Überströmkanäle 11 erlauben den Austritt des auf der Rückseite komprimierten Gases in den Auslaß 10. Der Auslaß 10 kann direkt in die Umgebung (auf Atmosphärendruck) münden, oder die geförderten Gase einem weiteren Prozeß oder einem Pumpvorgang zuführen, also beispielsweise auch auf einem Druck kleiner oder größer Atmosphärenniveau liegen.In this example is the scroll compressor 2 with a single orbiting spiral 6 represented, the two-sided spiral webs 7 carries, in engagement with correspondingly shaped spiral webs 8th , which emanate from housing parts. The bridges 7 . 8th are exemplary here with grinding frontal seals 9 shown. Through the orbiting motion of the orbiting spiral 6 be in the - by the engagement of the spiral-shaped webs 7 . 8th resulting crescent pockets trapped gases from the inlet 5 to an outlet 10 promoted. overflow 11 allow the exit of the gas compressed on the back into the outlet 10 , The outlet 10 can open directly into the environment (at atmospheric pressure), or feed the pumped gases to another process or pumping, so for example, are also at a pressure lower or higher atmospheric level.

Der Antrieb 4 erzeugt in diesem Beispiel eine rotierende Bewegung, die von dem Wandler 3 in eine orbitierende Bewegung umgesetzt wird. In diesem Beispiel besteht der Wandler 3 aus einer Exzenterbuchse 12, die außen in Lagern 14 konzentrisch zur Achse des Antriebs 4 geführt wird, und die einen dazu exzentrisch versetzten Innenzylinder aufweist, in dem die Achse 13 der orbitierenden Spirale 6 des Spiralverdichters 2 in weiteren Lagern 15 gelagert ist. Weiterhin enthält der Wandler 3 Mittel 16 zur Verhinderung der Rotation der orbitierenden Spirale 6.The drive 4 In this example, it generates a rotating motion from the transducer 3 is converted into an orbiting motion. In this example, the converter exists 3 from an eccentric bush 12 outside in warehouses 14 concentric with the axis of the drive 4 is guided, and having an eccentrically offset inner cylinder, in which the axis 13 the orbiting spiral 6 of the scroll compressor 2 in other camps 15 is stored. Furthermore, the converter contains 3 medium 16 to prevent the rotation of the orbiting spiral 6 ,

In dieser und allen folgenden Abbildungen sind eventuell anzubringende Gegengewichte zur Vibrationsreduzierung aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.In this and all following illustrations may be applicable Counterweights for vibration reduction for reasons of clarity not shown.

Die gasdichte Abtrennung des Medienförderungsbereiches vom Antriebsbereich bestehend aus Wandler 3 und Antriebs 4 erfolgt durch radiale Ferrofluiddichtungen 17, 18, 19, bestehend aus Magneten 17, Mitteln zur Führung des magnetischen Flusses 18 sowie Dichtspalten mit Ferrofluid 19.The gas-tight separation of the media delivery area from the drive area consisting of transducers 3 and drive 4 occurs through radial ferrofluid seals 17 . 18 . 19 consisting of magnets 17 , Means for guiding the magnetic flux 18 as well as sealing gaps with ferrofluid 19 ,

Zur besseren Übersichtlichkeit sind in dieser und allen weiteren Abbildungen nicht alle Ferrofluiddichtungen und darin enthaltene Mittel mit Nummern bzw. Pfeilen versehen.to better clarity not all ferrofluid seals are in this and all other illustrations and means provided with numbers or arrows.

Ein funktionsmäßig analoger Aufbau läßt sich in dieser und den folgenden beispielhaften Ausführungsformen auch mit axialen oder einer Mischung aus radialen und axialen Ferrofluiddichtungen realisieren.One functionally analog Construction can be in this and the following exemplary embodiments also with axial or a mixture of radial and axial ferrofluid seals realize.

2 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Vakuumpumpvorrichtung mit einer Ausbildung des Ferrofluiddichtungsbereiches, in dem der erforderliche magnetische Fluß für die beiden exzentrisch zueinander angeordneten Ferrofluiddichtungen, jeweils bestehend aus mehreren Ferrofluiddichtungsringen zur Erzeugung der nötigen Druckstabilität gegen die anstehende Druckdifferenz der Größenordnung 1 bar, von einem gemeinsamen magnetischen Kreis bereitgestellt wird, und der magnetische Kreis durch einen einzelnen kreisringförmigen oder mehrere, auf einem einzelnen Kreisring angeordneten Magneten erzeugt wird. 2 shows a further preferred embodiment of the vacuum pumping device with a ferrofluid sealing region in which the required magnetic flux for the two eccentrically arranged ferrofluid seals, each consisting of several ferrofluid seal rings to produce the necessary pressure stability against the pressure difference of the order of 1 bar, of a common magnetic Circuit is provided, and the magnetic circuit is generated by a single annular or a plurality of magnets arranged on a single circular ring.

Die Bezeichnung der einzelnen Komponenten ist analog zu 1. Im Gegensatz zur Anordnung gemäß 1 ist bei dieser bevorzugten Ausführungsform nur ein einzelner kreisringförmiger Magnet (ein oder mehrteilig) 17 erforderlich. Der magnetische Kreis wird durch ein den magnetischen Fluß führendes Mittel 20 geschlossen. Mittel 20 enthält bei dieser Ausführungsform keine Magnete.The designation of the individual components is analogous to 1 , In contrast to the arrangement according to 1 is in this preferred embodiment, only a single annular magnet (one or more parts) 17 required. The magnetic circuit becomes a means guiding the magnetic flux 20 closed. medium 20 contains no magnets in this embodiment.

Die gesamte Anordnung der Ferrofluiddichtungen 17, 18, 19 ist bei dieser bevorzugten Ausführungsform kompakter und preiswerter herstellbar als bei der Ausführungsform gemäß 1. Allerdings muß die Magnetfeldstärke so ausgelegt werden, daß auch an der Stelle mit größter Wanddicke der Exzenterbuchse 12 (in 2 an der unteren Position der Exzenterbuchse) der erforderliche magnetische Fluß für die Dichtspalte mit Ferrofluid bereitgestellt wird.The entire arrangement of ferrofluid seals 17 . 18 . 19 is compact and cheaper to produce in this preferred embodiment than in the embodiment according to 1 , However, the magnetic field strength must be designed so that even at the point of greatest wall thickness of the eccentric bushing 12 (in 2 at the lower position of the eccentric bushing) the required magnetic flux for the sealing gap is provided with ferrofluid.

3 stellt schematisch und beispielhaft eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer Vakuumpumpvorrichtung 1 bestehend aus Spiralverdichter 2 mit gasdichter Abtrennung des Medienförderungsbereiches vom Antriebsbereich mittels Ferrofluiddichtungen 17, 18, 19 dar. In diesem Beispiel ist der Spiralverdichter 2 mit einer einzelnen orbitierenden Spirale 6, die einseitig spiralförmige Stege 7 trägt, im Eingriff mit entsprechend geformten spiralförmigen Stegen 8, die von Gehäuseteile ausgehen. Die Stege 7, 8 sind hier beispielhaft mit schleifenden stirnseitigen Dichtungen 9 gezeigt. Alle übrigen Bezeichnungen entsprechen denen in 1 bzw. 2. 3 schematically and exemplifies another preferred embodiment of a vacuum pumping device 1 consisting of spiral compressor 2 with gas-tight separation of the media conveying area from the drive area by means of ferrofluid seals 17 . 18 . 19 In this example is the scroll compressor 2 with a single orbiting spiral 6 , the one-sided spiral webs 7 carries, in engagement with correspondingly shaped spiral webs 8th , which emanate from housing parts. The bridges 7 . 8th are exemplary here with grinding frontal seals 9 shown. All other designations correspond to those in 1 respectively. 2 ,

Zwischen dem eigentlichem Medienförderungsbereich mit den spiralförmigen Stegen 7 bzw. 8 und dem Ferrofluiddichtungsbereich mit den Ferrofluiddichtungen 17, 18, 19 ist eine Molekularpumpe 21 angeordnet. In diesem Beispiel ist die Molekularpumpe 21 durch eine Scheibe 22, verbunden mit der rotierenden Exzenterbuchse 12, sowie durch spiralförmige Nuten 23 auf der Rückseite der orbitierenden Spirale 6 sowie durch spiralförmige Nuten 24 auf der Innenseite des Gehäuses ausgebildet. Die spiralförmigen Nuten 23, 24 sind so angeordnet, daß sie im Drehsinn der Exzenterbuchse 12 und damit der Scheibe 22 nach außen laufen, also weg vom Ferrofluiddichtungsbereich.Between the actual media conveying area with the spiraled webs 7 respectively. 8th and the ferrofluid seal area with the ferrofluid seals 17 . 18 . 19 is a molecular pump 21 arranged. In this example, the molecular pump 21 through a pane 22 , connected to the rotating eccentric bush 12 , as well as spiral grooves 23 on the back of the orbiting spiral 6 as well as spiral grooves 24 formed on the inside of the housing. The spiral grooves 23 . 24 are arranged so that they rotate in the eccentric bushing 12 and thus the disc 22 run outward, so away from the ferrofluid seal area.

Zum Ferrofluiddichtungsbereich wandernden Gasteilchen wird durch die Scheibe 22 eine Bewegungskomponente in Rotationsrichtung gegeben, wodurch die Gasteilchen in den spiralförmigen Nuten 23, 24 wieder nach außen, also weg vom Ferrofluiddichtungsbereich, wandern. Dieses Molekularpumpprinzip funktioniert bevorzugt für hohe Drehzahlen der Scheibe 22, für enge Spalte zwischen der Scheibe 22 und der Rückseite der orbitierenden Spirale 6 bzw. der Innenseite des Gehäuses, sowie für niedrige Gasdrücke sehr effizient. Die orbitierende Bewegung der orbitierenden Spirale 6 beeinflußt das Molekularpumpprinzip nur unwesentlich.To the ferrofluid seal area migrating gas particles is through the disc 22 given a component of movement in the direction of rotation, whereby the gas particles in the spiral grooves 23 . 24 back to the outside, so away from the ferrofluid seal area, hiking. This Molekularpumpprinzip works preferably for high speeds of the disc 22 , for tight gaps between the disc 22 and the back of the orbiting spiral 6 or the inside of the housing, and very efficient for low gas pressures. The orbiting motion of the orbiting spiral 6 Affects the molecular pumping principle only insignificantly.

Anstelle oder zusammen mit der Molekularpumpstufe können auch andere Mittel zum Schutz der Ferrofluiddichtungen vor aggressiven gepumpten Medien wie Spülgaseinlässe, enge Spalte oder Labyrinthanordnungen verwendet werden, ohne daß diese Ausführungsformen hier explizit dargestellt werden.Instead of or together with the molecular pumping stage, other means for Protection of ferrofluid seals from aggressive pumped media like purge gas inlets, tight Column or labyrinth arrangements can be used without these embodiments shown here explicitly.

4 stellt schematisch und beispielhaft eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer Vakuumpumpvorrichtung 1 bestehend aus Spiralverdichter 2 mit gasdichter Abtrennung des Medienförderungsbereiches vom Antriebsbereich mittels Ferrofluiddichtungen sowie einer Membranpumpstufe 25 dar. Gas wird in diesem Beispiel wieder am Einlaß 5 angesaugt. In diesem Beispiel ist der Spiralverdichter 2 mit beidseitig spiralförmigen Stegen 7 im Eingriff mit entsprechend geformten spiralförmigen Stegen 8 die von Gehäuseteilen ausgehen. Die Stege 7, 8 sind hier beispielhaft ohne schleifende stirnseitige Dichtungen gezeigt. Alle übrigen Bezeichnungen entsprechen denen in 1 bzw. 2. 4 schematically and exemplifies another preferred embodiment of a vacuum pumping device 1 consisting of spiral compressor 2 with gas-tight separation of the media conveying area from the drive area by means of ferrofluid seals and a membrane pumping stage 25 Gas is in this example again at the inlet 5 sucked. In this example is the scroll compressor 2 with bilaterally spiral-shaped webs 7 in engagement with correspondingly shaped spiral webs 8th which emanate from housing parts. The bridges 7 . 8th are shown here by way of example without sliding front-side seals. All other designations correspond to those in 1 respectively. 2 ,

Die im Spiralverdichter 2 vorverdichteten Gase und Dämpfe werden in dieser bevorzugten Ausführungsform von dessen Auslaß 10 zum Einlaß 26 der Membranpumpstufe 25 geleitet, von dieser beispielsweise auf Atmosphärendruck verdichtet, und am Auslaß 27 der Membranpumpstufe 25 ausgestoßen.The in the spiral compressor 2 Pre-compressed gases and vapors are in this preferred embodiment of its outlet 10 to the inlet 26 the diaphragm pumping stage 25 passed, compressed by this, for example, to atmospheric pressure, and at the outlet 27 the diaphragm pumping stage 25 pushed out.

In diesem Beispiel werden die Membranpumpstufe 25 und der Spiralverdichter 2 von einem gemeinsamen Antrieb 4 direkt angetrieben. Erfindungsgemäß können jedoch auch Antriebe mit zwischengeschaltetem Getriebe, oder getrennte Antriebe, von denen einer oder beide drehzahlvariabel sind, verwendet werden. Die Membranpumpstufe 25 kann auch als sogenannte Chemiemembranpumpe ausgebildet sein.In this example, the membrane pumping stage 25 and the scroll compressor 2 from a common drive 4 directly driven. According to the invention, however, drives with intermediate gearbox, or separate drives, one or both of which are variable in speed, can be used. The diaphragm pumping stage 25 can also be designed as a so-called chemical membrane pump.

5 stellt schematisch und beispielhaft eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer Vakuumpumpvorrichtung 1 bestehend aus Spiralverdichter 2 mit gasdichter Abtrennung des Medienförderungsbereiches vom Antriebsbereich mittels Ferrofluiddichtungen 17, 18, 19, sowie einer Membranpumpstufe 25, sowie einer Bypassanordnung 29, 30, 31 vom Einlaß 5 des Spiralverdichters zum Einlaß 26 der Membranpumpstufe 25, sowie einem Überdruckventil 34 in der Verbindungsleitung 33 vom Auslaß 10 des Spiralverdichters 2 zum Einlaß 26 der Membranpumpstufe 25, welches bei Überdruck in dieser Leitung nach Außen oder in den Auslaß 26 der Membranpumpstufe 25 öffnet, dar. 5 schematically and exemplifies another preferred embodiment of a Va kuumpumpvorrichtung 1 consisting of spiral compressor 2 with gas-tight separation of the media conveying area from the drive area by means of ferrofluid seals 17 . 18 . 19 , as well as a diaphragm pumping stage 25 , as well as a bypass arrangement 29 . 30 . 31 from the inlet 5 of the scroll compressor to the inlet 26 the diaphragm pumping stage 25 , as well as a pressure relief valve 34 in the connection line 33 from the outlet 10 of the scroll compressor 2 to the inlet 26 the diaphragm pumping stage 25 , which at overpressure in this line to the outside or in the outlet 26 the diaphragm pumping stage 25 opens, dar.

Gas wird in diesem Beispiel über eine Ansaugleitung 28 angesaugt. Die Realisierung der Bypassanordnung 29, 30, 31 erfolgt in diesem Beispiel durch Dreiwegeventile 29, 31 und geeignete Verbindungsleitungen 33. Ein erstes Dreiwegeventil 29 leitet das eingesaugte Gas entweder in den Einlaß 5 des Spiralverdichters 2, oder aber direkt, beispielsweise bei hohen Ansaugdrücken, bevorzugt > 500 hPa, über eine Bypaßleitung 30 und ein zweites Dreiwegeventil 31 in den Einlaß 26 der Membranpumpstufe 25. Die beiden Dreiwegeventile 29, 31 werden in diesem Beispiel durch eine Steuerungseinrichtung 32, die bevorzugt eine programmierte Steuerung enthält, geschaltet. Die Schaltung kann beispielsweise in Abhängigkeit vom Druck in der Ansaugleitung 28 (Druckaufnehmer nicht dargestellt) erfolgen.Gas is in this example via a suction line 28 sucked. The realization of the bypass arrangement 29 . 30 . 31 takes place in this example by three-way valves 29 . 31 and suitable connection lines 33 , A first three-way valve 29 either directs the sucked gas into the inlet 5 of the scroll compressor 2 , or else directly, for example at high intake pressures, preferably> 500 hPa, via a bypass line 30 and a second three-way valve 31 into the inlet 26 the diaphragm pumping stage 25 , The two three-way valves 29 . 31 are in this example by a controller 32 , which preferably contains a programmed control, switched. The circuit may, for example, depending on the pressure in the intake 28 (Pressure sensor not shown) take place.

Zusätzlich ist in dieser beispielhaften Ausführungsform in der Verbindungsleitung 33 vom Auslaß des Spiralverdichters 2 zum Einlaß 26 der Membranpumpstufe 25 ein Überdruckventil 34 dargestellt, welches bei Überdruck in der Verbindungsleitung 33 nach außen oder in den Auslaß 27 der Membranpumpstufe 25 öffnet. Die mögliche Verbindung vom Auslaß des Überdruckventils 34 in den Auslaß 27 der Membranpumpstufe 25 ist in dieser schematischen Darstellung aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.Additionally, in this exemplary embodiment, in the connection line 33 from the outlet of the scroll compressor 2 to the inlet 26 the diaphragm pumping stage 25 a pressure relief valve 34 shown, which at overpressure in the connecting line 33 to the outside or to the outlet 27 the diaphragm pumping stage 25 opens. The possible connection from the outlet of the pressure relief valve 34 into the outlet 27 the diaphragm pumping stage 25 is not shown in this schematic representation for reasons of clarity.

In diesem Beispiel ist der Spiralverdichter 2 mit beidseitig spiralförmigen Stegen 7 im Eingriff mit entsprechend geformten spiralförmigen Stegen 8, die von Gehäuseteilen ausgehen, dargestellt. Die Stege 7, 8 sind hier beispielhaft ohne schleifende stirnseitige Dichtungen gezeigt. Alle übrigen Bezeichnungen entsprechen denen in 1 bzw. 2.In this example is the scroll compressor 2 with bilaterally spiral-shaped webs 7 in engagement with correspondingly shaped spiral webs 8th , which emanate from housing parts, shown. The bridges 7 . 8th are shown here by way of example without sliding front-side seals. All other designations correspond to those in 1 respectively. 2 ,

Bei üblicher Betriebsposition der beiden Dreiwegeventile 29, 31, beispielsweise bei niedrigen Ansaugdrücken, werden die angesaugten Gase und Dämpfe in den Einlaß 5 geleitet und im Spiralverdichter 2 verdichtet. Die im Spiralverdichter 2 vorverdichteten Gase und Dämpfe werden in dieser bevorzugten Ausführungsform vom Auslaß 10 über das Dreiwegeventil 31 und die Leitung 33 zum Einlaß 26 der Membranpumpstufe 25 geleitet, von dieser beispielsweise auf Atmosphärendruck verdichtet, und am Auslaß 27 der Membranpumpstufe 25 ausgestoßen. In diesem Beispiel werden die Membranpumpstufe 25 und der Spiralverdichter 2 von einem gemeinsamen Antrieb 4 direkt angetrieben. Erfindungsgemäß können jedoch auch Antriebe mit zwischengeschaltetem Getriebe, oder getrennte Antriebe, von denen einer oder beide drehzahlvariabel sind, verwendet werden. Die Membranpumpstufe 25 kann auch als sogenannte Chemiemembranpumpe ausgebildet sein.In the usual operating position of the two three-way valves 29 . 31 For example, at low suction pressures, the aspirated gases and vapors enter the inlet 5 directed and in the scroll compressor 2 compacted. The in the spiral compressor 2 Pre-compressed gases and vapors are discharged from the outlet in this preferred embodiment 10 over the three-way valve 31 and the line 33 to the inlet 26 the diaphragm pumping stage 25 passed, compressed by this, for example, to atmospheric pressure, and at the outlet 27 the diaphragm pumping stage 25 pushed out. In this example, the membrane pumping stage 25 and the scroll compressor 2 from a common drive 4 directly driven. According to the invention, however, drives with intermediate gearbox, or separate drives, one or both of which are variable in speed, can be used. The diaphragm pumping stage 25 can also be designed as a so-called chemical membrane pump.

Claims

Vacuum pumping device for conveying a gaseous medium with at least one vacuum pumping stage, wherein at least one pumping stage is designed as a spiral compressor ( 2 ) is formed, consisting of a medium conveying region with at least one orbiting spiral ( 6 ) with one or more spiral webs ( 7 ), which engage with outgoing from the housing spiral webs ( 8th ), at least one drive ( 4 ) for generating the rotating movement of a drive shaft, at least one transducer ( 3 ), which determines the rotational movement of the drive shaft of the drive ( 4 ) into an orbiting motion of the orbiting spiral ( 6 ), and a means ( 16 ) for preventing rotation of the orbiting scroll ( 6 ), wherein the media conveying region is designed without liquid lubrication and wherein between the medium conveying region on the one hand and the transducer ( 3 ) On the other hand, sealing elements for gas-tight separation of the transducer ( 3 ) are provided by the media conveying area, characterized in that the transducer ( 3 ) a rotating element ( 12 ) with outer bearings ( 14 ) is mounted on the housing and with the outer bearings ( 14 ) eccentrically mounted inner bearings ( 15 ) the storage of the orbiting spiral ( 6 ) forms that the radial extent of the outer bearing ( 14 ) at most equal to half the radius of the orbiting spiral ( 6 ) is that the sealing elements as Ferrofluiddichtungen ( 17 . 18 . 19 ) and that the ferrofluid seals ( 17 . 18 . 19 ) in two eccentrically arranged Ferrofluiddichtungsbereichen for sealing between the relatively rotating elements between the media conveying area and the inner bearings ( 15 ) on the one hand and between the media promotion area and the outer camps ( 14 ) are arranged on the other hand.

Vacuum pumping device according to claim 1, characterized in that the two eccentrically arranged ferrofluid sealing devices approximately in a plane perpendicular to the drive shaft of the drive ( 4 ), ie have no or only a slight axial offset from one another.

Vacuum pumping device according to claim 2, characterized in that the existence single magnetic circuit the required magnetic flux for the two eccentrically arranged Ferrofluiddichtungsbereiche generated.

Vacuum pumping device according to claim 3, characterized in that the two eccentric ferrofluid sealing regions are arranged so that a single annular region is provided with one or more magnetic elements ( 17 ) is sufficient to produce the magnetic flux required for both ferrofluid seal areas.

Vacuum pump device according to one of the preceding claims, characterized in that the orbiting scroll ( 6 ) an axis rigidly connected to it ( 13 ), that the rotating element ( 12 ) of the converter ( 3 ) is an eccentric bush, the outside in the camps ( 14 ) on the housing concentric with the drive shaft of the drive ( 4 ) is guided and inside one to the drive shaft of the drive ( 4 ) eccentrically offset inner cylinder, wherein the axis ( 13 ) of the orbiting spiral ( 6 ) about the inner bearings ( 15 ) is mounted in the inner cylinder.

Vacuum pumping device according to claim 5, characterized in that the means ( 16 ) for preventing rotation of the orbiting scroll ( 6 ) on the side of the bearings facing away from the media conveying area ( 15 ; 14 ) on the axis ( 13 ) of the orbiting spiral ( 6 ) attacks.

Vacuum pumping device according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier fluid of the ferrofluid ( 19 ) consists of a chemically inert compound such as PFPE (perfluoro-polyether).

Vacuum pump device according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic particles of the ferrofluid ( 19 ) have increased chemical resistance by coating or by using a chemically resistant to aggressive media ferromagnetic material.

Vacuum pump device according to one of the preceding claims, characterized in that the media-side region of the ferrofluid seals ( 17 . 18 . 19 ) is separated from the media conveying area by narrow gaps or a labyrinth.

Vacuum pump device according to one of the preceding claims, characterized in that in the media-side region of the ferrofluid seals ( 17 . 18 . 19 ) an inlet for purge gas is arranged, so that a gas movement from the media-side region of the ferrofluid seals ( 17 . 18 . 19 ) is generated away towards the media conveying area.

Vacuum pump device according to one of the preceding claims, characterized in that the media-side region between the ferrofluid seals ( 17 . 18 . 19 ) and the media delivery area in the form of a molecular pump ( 21 ) with conveying direction away from the ferrofluid seals ( 17 . 18 . 19 ) and towards the media conveying area.

Vacuum pumping device according to one of the preceding claims, characterized in that the outlet side of the scroll compressor ( 2 ) a membrane pumping stage ( 25 ) are connected downstream.

Vacuum pumping device according to claim 12, characterized in that between the outlet ( 10 ) of the scroll compressor ( 2 ) and the inlet ( 26 ) of the membrane pumping stage ( 25 ) a pressure relief valve ( 34 ) is arranged and that at a certain pressure in the connection between the outlet ( 10 ) of the scroll compressor ( 2 ) and the inlet ( 26 ) of the membrane pumping stage ( 25 ) the pressure relief valve ( 34 ) the outlet ( 10 ) of the scroll compressor ( 2 ) with the outside space or with the outlet ( 27 ) of the membrane pumping stage ( 25 ) connects.

Vacuum pumping device according to claim 12 or 13, characterized in that the spiral compressor ( 2 ) and the membrane pumping stage ( 25 ) from a common drive ( 4 ) are driven.

Vacuum pumping device according to one of claims 12 to 14, characterized in that the spiral compressor ( 2 ) and the membrane pumping stage ( 25 ) are mechanically coupled to each other via an intermediate gear, which is designed such that the two pump stages operate at different speeds, wherein, preferably, the scroll compressor ( 2 ) at a higher speed than the diaphragm pump stage ( 25 ) is working.

Vacuum pumping device according to claims 12 to 14, characterized in that the spiral compressor ( 2 ) and the membrane pumping stage ( 25 ) each having its own drive unit with a motor and possibly with a transmission and that at least one of the drive units is designed variable speed.

Vacuum pumping device according to claim 16, characterized in that a programmable Control is provided so that via a control unit, the speed of scroll compressor ( 2 ) and / or membrane pumping stage ( 25 ) is adjustable.

Vacuum pump device according to one of Claims 12 to 17, characterized in that a bypass arrangement ( 29 - 31 ), through which the inlet ( 5 ) of the scroll compressor ( 2 ) with the inlet ( 26 ) of the membrane pumping stage ( 25 ) is connectable, so that at high intake pressure, the gas via the bypass arrangement ( 29 - 31 ) on the scroll compressor ( 2 ) passing directly from the diaphragm pump stage ( 25 ) can be promoted and the gas only at low intake pressure, vorzugswei se at a suction pressure <500 hPa, by the scroll compressor ( 2 ) is pre-compressed.

Vacuum pump according to claim 18, characterized in that the bypass arrangement ( 29 - 31 ) a preferably switchable valve arrangement ( 29 . 31 ) having.