DE102014100622A1

DE102014100622A1 - Method for producing a rotor assembly for a vacuum pump and rotor assembly for a vacuum pump

Info

Publication number: DE102014100622A1
Application number: DE102014100622.4A
Authority: DE
Inventors: Florian Bader; Thilo Wille
Original assignee: Pfeiffer Vacuum GmbH
Current assignee: Pfeiffer Vacuum GmbH
Priority date: 2014-01-21
Filing date: 2014-01-21
Publication date: 2015-07-23
Also published as: JP2015137648A; EP2896837A2; JP6284495B2; EP2896837A3; EP2896837B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Rotoranordnung für eine Vakuumpumpe, insbesondere für eine Turbomolekularpumpe, welche eine Rotorwelle, wenigstens eine mit der Rotorwelle verbundene Rotorscheibe und wenigstens einen die Rotorscheibe umgebenden Armierungsring aufweist. Das Verfahren umfasst, dass zwischen dem Armierungsring und der Rotorscheibe eine Querpressverbindung, insbesondere eine Dehnpressverbindung oder eine Schrumpfpressverbindung, ausgebildet wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Rotoranordnung für eine Vakuumpumpe, insbesondere für eine Turbomolekularpumpe, mit einer Rotorwelle, einer mit der Rotorwelle verbundenen Rotorscheibe und einem die Rotorscheibe umgebenden Armierungsring, wobei der Armierungsring mit der Rotorscheibe über eine Querpressverbindung, insbesondere eine Dehnpressverbindung oder eine Schrumpfpressverbindung, verbunden ist.The invention relates to a method for producing a rotor assembly for a vacuum pump, in particular for a turbomolecular pump, which has a rotor shaft, at least one rotor disk connected to the rotor shaft and at least one reinforcing ring surrounding the rotor disk. The method comprises forming a transverse press connection, in particular a stretch press connection or a shrink press connection, between the reinforcing ring and the rotor disk. The invention further relates to a rotor arrangement for a vacuum pump, in particular for a turbomolecular pump, having a rotor shaft, a rotor disk connected to the rotor shaft and a reinforcing ring surrounding the rotor disk, wherein the armor ring is connected to the rotor disk via a transverse press connection, in particular an expansion press connection or a shrink press connection is.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Rotoranordnung für eine Vakuumpumpe, insbesondere für eine Turbomolekularpumpe, und eine Rotoranordnung für eine Vakuumpumpe, insbesondere für eine Turbomolekularpumpe. The present invention relates to a method for producing a rotor assembly for a vacuum pump, in particular for a turbomolecular pump, and a rotor assembly for a vacuum pump, in particular for a turbomolecular pump.

Vakuumpumpen, wie zum Beispiel Turbomolekularpumpen, werden in unterschiedlichen Bereichen der Technik, wie z.B. in der Halbleiterherstellung, eingesetzt, um ein für den jeweiligen Prozess notwendiges Vakuum zu schaffen. Eine Turbomolekularpumpe umfasst typischerweise eine Rotorwelle, mehrere mit der Rotorwelle verbundene Rotorscheiben sowie zwischen den Rotorscheiben angeordnete Statorscheiben, wobei die Rotor- und Statorscheiben jeweils Schaufeln aufweisen, welche eine pumpaktive Struktur bilden und bei der schnellen Drehung der Rotoranordnung relativ zu dem Stator die gewünschte Pumpwirkung bereitstellen. Vacuum pumps, such as turbomolecular pumps, are used in various fields of engineering, such as e.g. in semiconductor manufacturing, used to create a vacuum necessary for the particular process. A turbomolecular pump typically includes a rotor shaft, a plurality of rotor disks connected to the rotor shaft, and stator disks disposed between the rotor disks, the rotor and stator disks each having vanes forming a pump active structure and providing the desired pumping action upon rapid rotation of the rotor assembly relative to the stator ,

Um die Rotorscheiben drehfest mit der Rotorwelle zu verbinden, ist es bekannt, die Rotorscheiben jeweils auf die Rotorwelle aufzuschrumpfen. EP 1 096 152 A2 und EP 0 967 405 A2 offenbaren ein alternatives Verfahren, bei dem die Rotorscheiben jeweils durch einen Klemmring drehfest mit der Rotorwelle verbunden werden. In order to non-rotatably connect the rotor disks to the rotor shaft, it is known to shrink the rotor disks to the rotor shaft in each case. EP 1 096 152 A2 and EP 0 967 405 A2 disclose an alternative method in which the rotor disks are each connected in a rotationally fixed manner to the rotor shaft by a clamping ring.

WO 2009/049988 A1 offenbart eine Turbomolekularpumpe mit mehreren Rotorscheiben, die jeweils von einem zylindrischen Armierungsrohr außenseitig spielfrei umfasst sind. Das Armierungsrohr dient dazu, die Festigkeit des Rotors zu erhöhen und die Gefahr eines sogenannten "Bursts", d.h. eines Bruchs des Rotors, bzw. die dabei frei werdenden Zerstörungskräfte zu reduzieren. WO 2009/049988 A1 discloses a turbomolecular pump with a plurality of rotor disks, each of which is surrounded by a cylindrical reinforcing tube on the outside play. The reinforcing tube serves to increase the strength of the rotor and to reduce the risk of a so-called "burst", ie a breakage of the rotor, or the resulting destructive forces.

Da die drehfeste Verbindung zwischen den Rotorscheiben und der Rotorwelle bei den bekannten Vakuumpumpen eine begrenzte Festigkeit aufweist, sind die maximale Drehzahl und das maximale Drehmoment, mit denen diese Vakuumpumpen betrieben werden können, und folglich die mit den Vakuumpumpen erreichbaren Pumpleistungen begrenzt. Since the non-rotatable connection between the rotor disks and the rotor shaft in the known vacuum pump has a limited strength, the maximum speed and the maximum torque at which these vacuum pumps can be operated, and consequently the achievable with the vacuum pump pump powers are limited.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren anzugeben, mit dem eine Rotoranordnung für eine Vakuumpumpe, insbesondere für eine Turbomolekularpumpe, hergestellt werden kann, die eine hohe Pumpleistung gewährleistet und insbesondere auch gefahrlos mit sehr hohen Drehzahlen und Drehmomenten betrieben werden kann. Aufgabe der Erfindung ist ferner die Angabe einer entsprechenden Rotoranordnung für eine Vakuumpumpe. The object of the invention is therefore to provide a method by which a rotor assembly for a vacuum pump, in particular for a turbomolecular pump, can be produced, which ensures a high pump power and in particular can also be operated safely with very high speeds and torques. The object of the invention is also the indication of a corresponding rotor arrangement for a vacuum pump.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Das Verfahren dient zur Herstellung einer Rotoranordnung für eine Vakuumpumpe, insbesondere für eine Turbomolekularpumpe, welche eine Rotorwelle, wenigstens eine mit der Rotorwelle verbundene Rotorscheibe und wenigstens einen die Rotorscheibe umgebenden Armierungsring aufweist. Das Verfahren umfasst, dass zwischen dem Armierungsring und der Rotorscheibe eine Querpressverbindung, insbesondere eine Dehnpressverbindung oder Schrumpfpressverbindung, ausgebildet wird. The object is achieved by a method having the features of claim 1. The method is used to produce a rotor assembly for a vacuum pump, in particular for a turbomolecular pump, which has a rotor shaft, at least one rotor disk connected to the rotor shaft and at least one armor ring surrounding the rotor disk. The method comprises forming a transverse press connection, in particular a stretch press connection or shrink press connection, between the reinforcing ring and the rotor disk.

Durch die Querpressverbindung können der Armierungsring und die Rotorscheibe dauerhaft und mit einer hohen Drehfestigkeit miteinander verbunden werden. Eine Vakuumpumpe mit miteinander querpressverbundenen Armierungsringen und Rotorscheiben kann daher auch bei sehr hohen Drehzahlen betrieben werden bzw. ein sehr hohes Drehmoment erreichen, so dass mit der Vakuumpumpe hohe Pumpleistungen erzielt werden können. Due to the transverse press connection, the reinforcing ring and the rotor disk can be permanently connected to each other with a high torsional strength. A vacuum pump with reinforcing rings and rotor disks connected to one another via transverse presses can therefore also be operated at very high rotational speeds or achieve a very high torque, so that high pump powers can be achieved with the vacuum pump.

Eine Dehnpressverbindung zwischen dem Armierungsring und der Rotorscheibe kann dadurch ausgebildet werden, dass die Rotorscheibe abgekühlt wird, der Armierungsring dann auf die Rotorscheibe gesetzt oder gesteckt wird, wobei sich die Rotorscheibe bei Erwärmung ausdehnt und dabei die Dehnpressverbindung ausgebildet wird. A Dehnpressverbindung between the reinforcing ring and the rotor disk can be formed by the rotor disk is cooled, the armor ring is then placed or plugged onto the rotor disk, wherein the rotor disk expands when heated and thereby the Dehnpressverbindung is formed.

Durch Aufschrumpfen kann der Armierungsring die Schrumpfpressverbindung mit der Rotorscheibe eingehen, welche wie die Dehnpressverbindung eine sehr hohe Festigkeit aufweist, wobei der Armierungsring wie bei der Dehnpressverbindung die äußere Komponente und die Rotorscheibe die innere Komponente der Schrumpfpressverbindung bildet. By shrinking, the reinforcing ring can undergo the shrink-fit connection with the rotor disk, which, like the expansion press connection, has a very high strength, wherein the reinforcing ring, like the expansion press connection, forms the outer component and the rotor disk the inner component of the shrink-fit connection.

Es hat sich herausgestellt, dass der Verbund aus der Rotorscheibe und dem Armierungsring aufgrund seiner erhöhten Festigkeit eine deutlich festere Verbindung mit der Rotorwelle eingeht, als es mit der Rotorscheibe alleine möglich wäre, beispielsweise wenn die Rotorscheibe auf die Rotorwelle aufgeschrumpft wird, so dass ein sicherer Sitz der Rotorscheibe auf der Rotorwelle gewährleistet wird. Die mit dem Verfahren hergestellte Rotoranordnung weist daher eine äußerst hohe Festigkeit auf und kann auch problemlos bei sehr hohen Drehzahlen und Drehmomenten betrieben werden, welche eine hohe Pumpleistung ermöglichen. Die Gefahr eines Bursts wird durch die durch den Armierungsring bereitgestellte Verstärkung erheblich reduziert, so dass auch bei hohen Pumpleistungen ein sicherer Betrieb der Vakuumpumpe gewährleistet ist. It has been found that the composite of the rotor disk and the reinforcing ring due to its increased strength enters a much firmer connection with the rotor shaft than would be possible with the rotor disk alone, for example, when the rotor disk is shrunk onto the rotor shaft, so that a safer Seat of the rotor disk is ensured on the rotor shaft. Therefore, the rotor assembly produced by the method has an extremely high strength and can also be easily operated at very high speeds and torques, which allow a high pumping power. The risk of a burst is considerably reduced by the reinforcement provided by the reinforcing ring, so that safe operation of the vacuum pump is ensured even at high pump powers.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren beschrieben. Advantageous embodiments of the invention are described in the subclaims, the description and the figures.

Zur Ausbildung der Querpressverbindung zwischen dem Armierungsring und der Rotorscheibe ist es vorteilhaft, wenn die Rotorscheibe abgekühlt wird und der Armierungsring dann auf die abgekühlte Rotorscheibe aufgebracht wird. Wenn sich die Rotorscheibe wieder erwärmt, wird die Querpressverbindung zwischen dem Armierungsring und der Rotorscheibe ausgebildet. To form the transverse press connection between the reinforcing ring and the rotor disk, it is advantageous if the rotor disk is cooled and the reinforcing ring is then applied to the cooled rotor disk. When the rotor disk heats up again, the transverse press connection between the armoring ring and the rotor disk is formed.

Zur Ausbildung der Schrumpfpressverbindung ist es vorteilhaft, wenn der Armierungsring erwärmt und dann auf die Rotorscheibe aufgebracht wird. Wenn sich der Armierungsring wieder abkühlt, zieht er sich zusammen und bildet dabei die Schrumpfpressverbindung mit der Rotorscheibe aus. To form the shrink-fit connection, it is advantageous if the reinforcing ring is heated and then applied to the rotor disk. When the reinforcing ring cools again, it contracts and forms the shrink-fit connection with the rotor disk.

Zur Ausbildung der Querpressverbindung zwischen der Rotorscheibe und dem darauf sitzenden Armierungsring sind der Außendurchmesser der Rotorscheibe und der Innendurchmesser des Armierungsringes bevorzugt in Art einer Presspassung relativ zueinander ausgebildet. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Querpressverbindung eine hohe Drehfestigkeit zwischen der Rotorscheibe und dem Armierungsring bewirkt. To form the transverse press connection between the rotor disk and the reinforcing ring seated thereon, the outer diameter of the rotor disk and the inner diameter of the reinforcing ring are preferably designed in the manner of a press fit relative to one another. This can ensure that the transverse press connection causes a high rotational strength between the rotor disk and the reinforcing ring.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Rotorscheibe zwei axiale Enden, wobei an beiden axialen Enden jeweils ein Armierungsring auf die Rotorscheibe aufgebracht und die Querpressverbindung zwischen dem jeweiligen Armierungsring und der Rotorscheibe ausgebildet wird. Durch die Verwendung zweier Armierungsringe an den beiden axialen Enden der Rotorscheibe wird die Festigkeit der armierten Rotorscheibe und der Verbindung zwischen der Rotorscheibe und der Rotorwelle zusätzlich erhöht. According to an advantageous embodiment, the rotor disk comprises two axial ends, wherein a reinforcing ring is respectively applied to the rotor disk at both axial ends and the transverse press connection is formed between the respective reinforcing ring and the rotor disk. By using two reinforcing rings at the two axial ends of the rotor disk, the strength of the armored rotor disk and the connection between the rotor disk and the rotor shaft is additionally increased.

Das Querpressverbinden kann prinzipiell ein Erwärmen der äußeren Komponente, d.h. des Armierungsrings, umfassen und/oder ein Kühlen der inneren Komponente, d.h. der Rotorscheibe. Die jeweilige Komponente kann dabei auf eine Temperatur deutlich oberhalb bzw. unterhalb der Raumtemperatur erwärmt bzw. gekühlt werden. Ein Kühlen, insbesondere der Rotorscheibe, kann zum Beispiel unter Verwendung von flüssigem Stickstoff erfolgen. The transverse compression bonding may in principle involve heating the outer component, i. of the reinforcing ring, and / or cooling the inner component, i. the rotor disk. The respective component can be heated or cooled to a temperature significantly above or below room temperature. Cooling, in particular the rotor disk, can be carried out, for example, using liquid nitrogen.

Bevorzugt wird der Armierungsring nur mit genau einer Rotorscheibe verbunden, d.h. der Armierungsring ist nicht mit mehr als einer Rotorscheibe und somit ausschließlich mit einer einzigen Rotorscheibe verbunden. Der Armierungsring wird somit genau einer Rotorscheibe zugeordnet. Der Armierungsring kann bei dieser Ausgestaltung unabhängig von weiteren Rotorscheiben gehandhabt und insbesondere mit der Rotorwelle verbunden werden. Wie nachfolgend erläutert, wird dadurch eine besonders einfache Montage der Rotoranordnung insgesamt ermöglicht. Preferably, the reinforcing ring is connected to only one rotor disk, i. the reinforcing ring is not connected to more than one rotor disk and thus only to a single rotor disk. The reinforcing ring is thus assigned to exactly one rotor disk. The reinforcing ring can be handled independently of other rotor discs and in particular connected to the rotor shaft in this embodiment. As explained below, this allows a particularly simple assembly of the rotor assembly as a whole.

Das Verfahren umfasst vorzugsweise ein drehfestes Verbinden der Rotorscheibe mit der Rotorwelle, welches bevorzugt nach dem Querpressverbinden des Armierungsrings mit der Rotorscheibe erfolgt. The method preferably comprises a rotationally fixed connection of the rotor disk to the rotor shaft, which preferably takes place after the cross-pressing connection of the reinforcement ring to the rotor disk.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird die Rotorscheibe, insbesondere nach dem Querpressverbinden mit dem Armierungsring, auf die Rotorwelle aufgebracht. Dabei wird bevorzugt zwischen der Rotorscheibe und der Rotorwelle eine Querpressverbindung, insbesondere eine Dehnpressverbindung oder eine Schrumpfpressverbindung, ausgebildet. Es kann folglich zum Beispiel eine Schrumpfpressverbindung zwischen der Rotorscheibe und der Rotorwelle geschaffen werden, wobei die Rotorscheibe die äußere Komponente und die Rotorwelle die innere Komponente der Schrumpfpressverbindung darstellt. Wenn auf die Rotorscheibe bereits ein Armierungsring zum Beispiel aufgeschrumpft wurde, wird bei dem Aufschrumpfen der Rotorscheibe auf die Rotorwelle aufgrund der durch den Armierungsring erzielten erhöhten Festigkeit der armierten Rotorscheibe eine deutlich erhöhte Festigkeit der Verbindung zwischen der Rotorscheibe und der Rotorwelle erreicht. According to an advantageous embodiment, the rotor disk, in particular after Querpressverbinden with the reinforcing ring, is applied to the rotor shaft. In this case, a transverse press connection, in particular a stretch press connection or a shrink press connection, is preferably formed between the rotor disk and the rotor shaft. Thus, for example, a shrink-fit connection can be created between the rotor disk and the rotor shaft, wherein the rotor disk is the outer component and the rotor shaft is the inner component of the shrink-fit connection. If, for example, a reinforcing ring has already been shrunk onto the rotor disk, a markedly increased strength of the connection between the rotor disk and the rotor shaft is achieved when the rotor disk is shrink-fitted to the rotor shaft due to the increased strength of the armored rotor disk achieved by the reinforcing ring.

Das Querpressverbinden der Rotorscheibe mit der Rotorwelle kann ein Erwärmen der äußeren Komponente, d.h. der Rotorscheibe, und/oder ein Kühlen der inneren Komponente, d.h. der Rotorwelle, umfassen, wobei das Erwärmen bzw. Kühlen jeweils ein Erwärmen bzw. Kühlen auf eine Temperatur deutlich oberhalb bzw. unterhalb der Raumtemperatur umfassen kann. Das Kühlen kann unter Verwendung von flüssigem Stickstoff erfolgen. The transverse compression bonding of the rotor disk to the rotor shaft may involve heating the outer component, i. the rotor disk, and / or cooling the inner component, i. the rotor shaft, wherein the heating or cooling may each comprise a heating or cooling to a temperature well above or below the room temperature. Cooling can be done using liquid nitrogen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Querpressverbinden bzw. das Dehnpressverbinden der Rotorscheibe auf die Rotorwelle ein Kühlen der Rotorwelle. Ein Erwärmen der Rotorscheibe kann bei dieser Ausgestaltung zusätzlich erfolgen oder unterbleiben. Das Kühlen der Rotorwelle ist vorteilhaft, da sich die gekühlte Rotorwelle deutlich stärker verformen kann als eine entsprechend erwärmte Rotorscheibe mit einem Armierungsring, da der Armierungsring die Wärmeausdehnungsfähigkeit der Rotorscheibe verringern kann. According to an advantageous embodiment, the transverse compression bonding or the expansion-compression bonding of the rotor disk to the rotor shaft comprises cooling of the rotor shaft. A heating of the rotor disk can additionally be done or omitted in this embodiment. The cooling of the rotor shaft is advantageous because the cooled rotor shaft can deform much more than a correspondingly heated rotor disk with a reinforcing ring, since the reinforcing ring can reduce the thermal expansion capability of the rotor disk.

Das Verfahren dient vorzugsweise zur Herstellung einer Rotoranordnung mit mehreren mit der Rotorwelle verbundenen Rotorscheiben, welche vorzugsweise in axialer Richtung aufeinander folgen. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform werden dementsprechend mehrere Rotorscheiben auf die Rotorwelle aufgebracht. Vorzugsweise wird auf die Rotorscheiben jeweils wenigstens ein Armierungsring aufgebracht, und zwar insbesondere in der vorstehend in Bezug auf die wenigstens eine Rotorscheibe beschriebenen Weise durch Querpressverbinden, wobei z.B. ein Aufschrumpfen des Armierungsrings auf die Rotorscheibe bevorzugt vor dem Aufbringen der jeweiligen Rotorscheibe auf die Rotorwelle erfolgt. Zum Aufbringen der Rotorscheiben auf die Rotorwelle können die Rotorscheiben jeweils in der vorstehend in Bezug auf die wenigstens eine Rotorscheibe beschriebenen Weise mit der Rotorwelle querpressverbunden werden. The method is preferably used for producing a rotor arrangement with a plurality of rotor disks connected to the rotor disks, which preferably follow one another in the axial direction. According to an advantageous embodiment, a plurality of rotor disks are accordingly applied to the rotor shaft. Preferably, at least one reinforcing ring is applied to each of the rotor disks, in particular in the manner described above with respect to the at least one rotor disk by cross-press bonding, wherein, for example, a shrinking of the reinforcing ring on the rotor disk preferably takes place before the application of the respective rotor disk to the rotor shaft. To apply the rotor disks to the rotor shaft, the rotor disks can each be cross-press-connected to the rotor shaft in the manner described above with respect to the at least one rotor disk.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform werden die Rotorscheiben in einem gemeinsamen Prozess mit der Rotorwelle verbunden. Dazu kann die Rotorwelle gekühlt und die Rotorscheiben können daraufhin auf die Rotorwelle aufgebracht werden, so dass die Rotorscheiben bei der darauffolgenden Erwärmung der Rotorwelle gemeinsam mit der Rotorwelle verbunden werden. Der Aufwand für die Herstellung der Rotoranordnung wird dadurch gering gehalten. According to an advantageous embodiment, the rotor disks are connected in a common process with the rotor shaft. For this purpose, the rotor shaft can be cooled and the rotor disks can then be applied to the rotor shaft, so that the rotor disks are connected in the subsequent heating of the rotor shaft together with the rotor shaft. The cost of producing the rotor assembly is kept low.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform werden die Rotorscheiben einzeln auf die Rotorwelle aufgebracht und insbesondere mit der Rotorscheibe querpressverbunden. Das bedeutet, dass die Rotorscheiben in vereinzelter Form auf die Rotorwelle aufgebracht werden, ohne dass die Rotorscheiben in selbsttragender Weise miteinander zusammenhängen. Durch die Unabhängigkeit der Rotorscheiben voneinander wird eine einfachere Handhabung der Rotorscheiben bei dem Aufbringen auf die Rotorwelle und eine bessere Verbindung zwischen den Rotorscheiben und der Rotorwelle gewährleistet. According to an advantageous embodiment, the rotor disks are applied individually to the rotor shaft and in particular transversely press-connected to the rotor disk. This means that the rotor disks are applied in isolated form to the rotor shaft, without the rotor disks being connected to one another in a self-supporting manner. Due to the independence of the rotor disks from each other easier handling of the rotor disks is ensured in the application to the rotor shaft and a better connection between the rotor disks and the rotor shaft.

Das in der vorliegenden Beschreibung beschriebene Verfahren zur Herstellung einer Rotoranordnung kann grundsätzlich Bestandteil eines Verfahrens zur Herstellung einer Vakuumpumpe sein, die die Rotoranordnung umfasst. Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend auch ein Verfahren zur Herstellung einer Vakuumpumpe, welches die Herstellung einer Rotoranordnung nach dem in dieser Beschreibung beschriebenen Verfahren umfasst. The method for producing a rotor arrangement described in the present description can in principle be part of a method for producing a vacuum pump, which comprises the rotor arrangement. The invention accordingly also relates to a method for producing a vacuum pump, which comprises the production of a rotor assembly according to the method described in this specification.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform werden die Rotorscheiben derart auf die Rotorwelle aufgebracht, dass sich diese in der Vakuumpumpe in axialer Richtung mit zwischen den Rotorscheiben liegenden Statorscheiben abwechseln, wobei die Statorscheiben bevorzugt an einem Gehäuse der Vakuumpumpe angeordnet sind oder angeordnet werden. Dadurch wird eine Anordnung geschaffen, bei der sich die Rotorwelle sowohl durch die Rotorscheiben als auch durch die sich mit den Rotorscheiben in axialer Richtung abwechselnden Statorscheiben hindurch erstreckt und die z.B. für die Verwendung in einer Turbomolekularpumpe geeignet ist. According to an advantageous embodiment, the rotor disks are applied to the rotor shaft in such a way that they alternate in the vacuum pump in the axial direction with stator disks lying between the rotor disks, wherein the stator disks are preferably arranged or arranged on a housing of the vacuum pump. This provides an arrangement in which the rotor shaft extends through both the rotor disks and the stator disks alternating axially with the rotor disks in the axial direction and which has e.g. suitable for use in a turbomolecular pump.

Da die Statorscheiben bereits bei der Zusammensetzung der Rotoranordnung auf die Rotorwelle drehbar aufgefädelt und zwischen die Rotorscheiben eingebracht werden können, ist es nicht erforderlich, geteilte Statorscheiben zu verwenden, die nach dem vollständigen Aufbau der Rotoranordnung zwischen den Rotorscheiben zusammengesetzt werden. Stattdessen können Statorscheiben verwendet werden, die jeweils durch einen einteilig zusammenhängenden und insbesondere materialeinheitlichen Körper gebildet sind. Diese einteiligen Statorscheiben können jeweils eine durchgehende Öffnung aufweisen, durch die die Rotorwelle bei der Herstellung der Rotoranordnung hindurch geführt wird. Die Herstellung einer Vakuumpumpe wird dadurch erheblich vereinfacht, da die Rotoranordnung und die Statorscheiben in einem gemeinsamen Verfahrensschritt aufgebaut werden können. Since the stator disks can already be rotatably threaded onto the rotor shaft during the composition of the rotor assembly and inserted between the rotor disks, it is not necessary to use divided stator disks which are assembled between the rotor disks once the rotor assembly has been completely assembled. Instead, stator discs can be used, which are each formed by a one-piece contiguous and in particular material-uniform body. These one-piece stator discs may each have a through opening through which the rotor shaft is guided in the manufacture of the rotor assembly. The production of a vacuum pump is considerably simplified because the rotor assembly and the stator disks can be constructed in a common process step.

Der Armierungsring kann ganz oder teilweise aus einem Material bestehen, welches von einem Material der wenigstens einen Rotorscheibe verschieden ist. Insbesondere kann der Armierungsring ein Material aufweisen, welches in zumindest einer Richtung, insbesondere in der Umfangsrichtung des Armierungsrings, eine größere Zugfestigkeit aufweist, als das Material der Rotorscheibe. Dadurch wird eine besonders hohe Festigkeit des Verbunds aus dem Armierungsring und der Rotorscheibe erreicht. The reinforcing ring may be wholly or partially made of a material which is different from a material of the at least one rotor disk. In particular, the reinforcing ring may comprise a material which, in at least one direction, in particular in the circumferential direction of the reinforcing ring, has a greater tensile strength than the material of the rotor disk. As a result, a particularly high strength of the composite of the reinforcing ring and the rotor disk is achieved.

Besonders gute Ergebnisse im Hinblick auf die Festigkeit der Verbindung und die mit der Rotoranordnung erreichbare Pumpleistung werden erzielt, wenn der Armierungsring ganz oder teilweise aus einem Material besteht, welches in zumindest einer Richtung, insbesondere in der Umfangsrichtung des Armierungsrings, eine Zugfestigkeit von wenigstens 500 MPa, bevorzugt wenigstens 600 MPa, besonders bevorzugt wenigstens 700 MPa und höchst bevorzugt wenigstens 800 MPa aufweist. Vorzugsweise wird ein Material mit einer Zugfestigkeit von mehr als 700 MPa verwendet. Particularly good results with regard to the strength of the connection and the achievable with the rotor assembly pumping capacity can be achieved if the reinforcing ring wholly or partly consists of a material which in at least one direction, in particular in the circumferential direction of the reinforcing ring, a tensile strength of at least 500 MPa , preferably at least 600 MPa, more preferably at least 700 MPa and most preferably at least 800 MPa. Preferably, a material having a tensile strength of more than 700 MPa is used.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform besteht der Armierungsring ganz oder teilweise aus einem faserverstärkten Kunststoff, insbesondere einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff (CFK). Vorzugsweise weist der Kunststoff High Tenacity (HT) Fasern oder Super Tenacity (ST) Fasern auf, die eine noch höhere Festigkeit als HT-Fasern haben. Aufgrund der hohen Zugfestigkeit dieses Materials wird eine besonders feste Verbindung zwischen dem Armierungsring und der Rotorscheibe sowie zwischen der Rotorscheibe und der Rotorwelle erreicht. According to an advantageous embodiment, the reinforcing ring consists wholly or partly of a fiber-reinforced plastic, in particular a carbon fiber reinforced plastic (CFRP). Preferably, the plastic has high tenacity (HT) fibers or super tenacity (ST) fibers that have even higher strength than HT fibers. Due to the high tensile strength of this material, a particularly strong connection between the reinforcing ring and the rotor disk and between the rotor disk and the rotor shaft is achieved.

Die Rotorscheibe und/oder die Rotorwelle und/oder zumindest eine Statorscheibe kann ganz oder teilweise aus einem metallischen Material bestehen, welches Aluminium enthalten bzw. durch Aluminium oder durch eine Aluminiumlegierung gebildet sein kann. Die Rotorscheibe und/oder zumindest eine Statorscheibe ist vorzugsweise durch einen einteilig zusammenhängenden und insbesondere materialeinheitlichen Körper gebildet, welcher insbesondere durch eine materialentfernende, insbesondere spanabhebende, Bearbeitung eines Rohkörpers hergestellt sein kann. The rotor disk and / or the rotor shaft and / or at least one stator disk may consist wholly or partly of a metallic material which may contain aluminum or may be formed by aluminum or by an aluminum alloy. The rotor disk and / or at least one stator disk is preferably by a formed integrally one piece and in particular material-uniform body, which can be made in particular by a material-removing, in particular machining, machining a green body.

Eine besonders feste Verbindung zwischen dem Armierungsring und der Rotorscheibe wird erreicht, wenn der Armierungsring und die Rotorscheibe bei Raumtemperatur ein radiales Übermaß zwischen 0,0005 und 0,04 mm, bevorzugt zwischen 0,0008 und 0,03 mm und besonders bevorzugt zwischen 0,001 und 0,025 mm aufweisen. Eine besonders feste Verbindung zwischen der Rotorscheibe und der Rotorwelle wird erreicht, wenn die armierte Rotorscheibe und die Rotorwelle bei Raumtemperatur ein radiales Übermaß zwischen 0,01 und 0,1 mm, bevorzugt zwischen 0,02 und 0,08 mm und besonders bevorzugt zwischen 0,04 und 0,06 mm aufweisen. A particularly strong connection between the reinforcing ring and the rotor disk is achieved when the reinforcing ring and the rotor disk at room temperature, a radial interference between 0.0005 and 0.04 mm, preferably between 0.0008 and 0.03 mm and more preferably between 0.001 and 0.025 mm. A particularly firm connection between the rotor disk and the rotor shaft is achieved when the armored rotor disk and the rotor shaft at room temperature, a radial excess between 0.01 and 0.1 mm, preferably between 0.02 and 0.08 mm, and more preferably between 0 , 04 and 0.06 mm.

Der Armierungsring kann so auf die Rotorscheibe aufgebracht werden, dass die entstehende Verbindung einen zylindermantelförmigen Kontaktbereich zwischen einer radialen Innenfläche des Armierungsrings und einer radialen Außenfläche der Rotorscheibe umfasst, in dem der Armierungsring und die Rotorscheibe gegeneinandergepresst werden. Die Rotorscheibe kann so auf die Rotorwelle aufgebracht werden, dass die entstehende Verbindung einen zylindermantelförmigen Kontaktbereich zwischen einer radialen Innenfläche der Rotorscheibe und einer radialen Außenfläche der Rotorwelle umfasst, in dem die Rotorscheibe und die Rotorwelle gegeneinander gepresst werden. The reinforcing ring may be applied to the rotor disk so that the resulting joint comprises a cylindrical jacket-shaped contact area between a radially inner surface of the reinforcing ring and a radially outer surface of the rotor disk in which the reinforcing ring and the rotor disk are pressed against each other. The rotor disk can be applied to the rotor shaft so that the resulting connection comprises a cylindrical jacket-shaped contact area between a radially inner surface of the rotor disk and a radially outer surface of the rotor shaft, in which the rotor disk and the rotor shaft are pressed against each other.

Vorzugsweise ist die Rotorscheibe als turbomolekulare Rotorscheibe ausgebildet. Die Rotorscheibe kann einen Tragring und mehrere in radialer Richtung von dem Tragring abstehende Schaufeln umfassen, welche eine Beschaufelung der Rotorscheibe bilden. Der Tragring kann einen Bund für die Schaufeln der Rotorscheibe bilden. Der Tragring weist vorzugsweise eine durchgehende Öffnung auf, durch die sich die Rotorwelle der fertigen Rotoranordnung hindurch erstreckt. Preferably, the rotor disk is designed as a turbomolecular rotor disk. The rotor disk may comprise a support ring and a plurality of blades protruding in the radial direction from the support ring, which blades form a blading of the rotor disk. The support ring can form a collar for the blades of the rotor disk. The support ring preferably has a through opening through which the rotor shaft of the finished rotor assembly extends.

Der Armierungsring kann auf den Tragring der Rotorscheibe aufgebracht, insbesondere dehnpressverbunden oder aufgeschrumpft, werden, so dass die radiale Außenfläche des Tragrings und die radiale Innenfläche des Armierungsrings den Kontaktbereich der Querpressverbindung bilden. Der Tragring kann zwei axiale Enden aufweisen und an einem oder an beiden axialen Enden jeweils einen in axialer Richtung über die Beschaufelung hervorstehenden Abschnitt aufweisen. Auf einen oder beide dieser Abschnitte kann jeweils ein Armierungsring zum Beispiel aufgeschrumpft oder dehnpressverbunden werden. The reinforcing ring may be applied to the support ring of the rotor disk, in particular, stretch-press-bonded or shrunk, so that the radial outer surface of the support ring and the radial inner surface of the reinforcing ring form the contact region of the transverse press connection. The support ring may have two axial ends and at one or both axial ends each have a projecting in the axial direction over the blading section. For example, a reinforcing ring may be shrunk or stretch-bonded to one or both of these sections, for example.

Die Rotorwelle ist vorzugsweise durch einen stabförmigen Körper, insbesondere Vollkörper, mit einem vorzugsweise kreisförmigen Querschnitt gebildet. Die Rotorwelle kann um eine Drehachse drehbar in einer Vakuumpumpe gelagert sein, wobei die Drehachse vorzugsweise der Längsachse der Rotorwelle entspricht. The rotor shaft is preferably formed by a rod-shaped body, in particular solid body, with a preferably circular cross-section. The rotor shaft can be rotatably mounted about a rotation axis in a vacuum pump, wherein the axis of rotation preferably corresponds to the longitudinal axis of the rotor shaft.

Weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Rotoranordnung für eine Vakuumpumpe, insbesondere für eine Turbomolekularpumpe, mit einer Rotorwelle, einer mit der Rotorwelle verbundenen Rotorscheibe und einem die Rotorscheibe umgebenden Armierungsring, wobei der Armierungsring mit der Rotorscheibe über eine Querpressverbindung, insbesondere eine Dehnpressverbindung oder eine Schrumpfpressverbindung, verbunden ist. Die Rotoranordnung ist vorzugsweise nach einem Verfahren zur Herstellung einer Rotoranordnung gemäß der vorliegenden Beschreibung hergestellt oder herstellbar. Die hierin beschriebenen vorteilhaften Ausführungsformen und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens stellen entsprechende vorteilhafte Ausführungsformen und Vorteile der erfindungsgemäßen Rotoranordnung dar. Die Rotoranordnung zeichnet sich durch eine besonders feste Verbindung zwischen der Rotorscheibe und der Rotorwelle aus, welche auch bei sehr hohen Drehzahlen einen festen Sitz der Rotorscheibe auf der Rotorwelle gewährleistet, so dass die Vakuumpumpe bei hohen Drehzahlen betrieben werden kann und eine hohe Pumpleistung bereitstellen kann. The invention further relates to a rotor arrangement for a vacuum pump, in particular for a turbomolecular pump, with a rotor shaft, a rotor disk connected to the rotor shaft and a reinforcing ring surrounding the rotor disk, wherein the armor ring with the rotor disk via a transverse press connection, in particular a Dehnpressverbindung or a shrink-press connection, connected is. The rotor assembly is preferably manufactured or manufacturable according to a method for manufacturing a rotor assembly according to the present description. The advantageous embodiments and advantages of the method according to the invention described herein represent corresponding advantageous embodiments and advantages of the rotor arrangement according to the invention. The rotor arrangement is characterized by a particularly strong connection between the rotor disk and the rotor shaft, which ensures a tight fit of the rotor disk even at very high speeds ensures the rotor shaft, so that the vacuum pump can be operated at high speeds and can provide a high pumping power.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Rotorscheibe zwei axiale Enden, wobei an beiden axialen Enden jeweils ein Armierungsring auf die Rotorscheibe aufgebracht und die Querpressverbindung zwischen dem jeweiligen Armierungsring und der Rotorscheibe ausgebildet ist. According to an advantageous embodiment, the rotor disk comprises two axial ends, wherein a reinforcing ring is respectively applied to the rotor disk at both axial ends and the transverse press connection is formed between the respective reinforcing ring and the rotor disk.

Die Rotorscheibe kann mit der Rotorwelle über eine Querpressverbindung, insbesondere eine Dehnpressverbindung oder eine Schrumpfpressverbindung, verbunden sein. Die Rotorscheibe ist daher vorzugsweise auf die Rotorwelle aufgeschrumpft oder mit dieser dehnpressverbunden. Der Armierungsring ist vorzugsweise nur mit genau einer Rotorscheibe verbunden, d.h. bevorzugt ist der Armierungsring nicht mit mehr als einer Rotorscheibe und somit ausschließlich mit einer einzigen Rotorscheibe verbunden. Prinzipiell können mehrere Rotorscheiben auf die Rotorwelle aufgebracht und insbesondere aufgeschrumpft oder dehnpressverbunden, sein. The rotor disk can be connected to the rotor shaft via a transverse press connection, in particular an expansion press connection or a shrink press connection. The rotor disk is therefore preferably shrunk onto the rotor shaft or connected to it in a strain-tight manner. The reinforcing ring is preferably connected to only one rotor disk, i. Preferably, the reinforcing ring is not connected to more than one rotor disk and thus exclusively to a single rotor disk. In principle, a plurality of rotor disks can be applied to the rotor shaft and in particular be shrunk or stretch-press-connected.

Die Rotoranordnung kann Teil einer Vakuumpumpe, insbesondere einer Turbomolekularpumpe, sein. Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend auch eine Vakuumpumpe, insbesondere eine Turbomolekularpumpe, mit einer Rotoranordnung gemäß der vorliegenden Beschreibung. The rotor assembly may be part of a vacuum pump, in particular a turbomolecular pump. The subject of the invention is accordingly also a vacuum pump, in particular a turbomolecular pump, with a rotor arrangement according to the present description.

Bevorzugt wechseln sich in der Vakuumpumpe in axialer Richtung mit der Rotorwelle verbundene Rotorscheiben mit zwischen den Rotorscheiben angeordneten Statorscheiben ab, die drehfest an der Vakuumpumpe, zum Beispiel am Gehäuse der Vakuumpumpe, befestigt sind. Preferably, in the vacuum pump in the axial direction with the rotor shaft connected rotor disks alternate with arranged between the rotor disks stator discs, which are non-rotatably attached to the vacuum pump, for example, on the housing of the vacuum pump.

Die Statorscheiben sind vorzugsweise als einteilig zusammenhängender und insbesondere materialeinheitlicher Körper ausgebildet. Eine Statorscheibe umfasst vorzugsweise jeweils eine durchgehende Öffnung, durch die sich die Rotorwelle hindurch erstreckt. The stator discs are preferably formed as one piece coherent and in particular material-uniform body. A stator disc preferably each includes a through opening through which the rotor shaft extends.

Bevorzugt ist es, wenn der wenigstens eine Armierungsring ganz oder teilweise aus einem faserverstärkten Kunststoff, insbesondere einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff (CFK), besteht. Der Kunststoff kann dabei HT- oder ST-Fasern umfassen. It is preferred if the at least one reinforcing ring consists wholly or partly of a fiber-reinforced plastic, in particular a carbon fiber reinforced plastic (CFRP). The plastic may comprise HT or ST fibers.

Die eine oder mehreren Rotorscheiben sind vorzugsweise als turbomolekulare Rotorscheiben ausgebildet. The one or more rotor disks are preferably designed as turbomolecular rotor disks.

Eine Vakuumpumpe gemäß der Erfindung umfasst eine wie vorstehend beschriebene Rotoranordnung. Die Rotorwelle ist dabei vorzugsweise an zwei axialen Enden um eine Drehachse drehbar gelagert, wobei die eine oder mehreren Rotorscheiben in einem zwischen den beiden Lagern angeordneten Abschnitt der Rotorwelle auf die Rotorwelle aufgebracht sein können. Dabei kann ein Lager als Wälzlager ausgebildet sein und/oder ein Lager, welches insbesondere der Hochvakuumseite der Pumpe zugeordnet ist, kann als Magnetlager und insbesondere als Permanentmagnetlager ausgebildet sein. A vacuum pump according to the invention comprises a rotor assembly as described above. The rotor shaft is preferably rotatably mounted at two axial ends about an axis of rotation, wherein the one or more rotor disks may be applied in a arranged between the two bearings portion of the rotor shaft to the rotor shaft. In this case, a bearing may be designed as a roller bearing and / or a bearing, which is assigned in particular to the high-vacuum side of the pump, may be formed as a magnetic bearing and in particular as a permanent magnet bearing.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand einer vorteilhaften Ausführungsform und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen: The invention will now be described by way of example with reference to an advantageous embodiment and with reference to the accompanying figures. Show it:

1 eine Rotorscheibe, eine Rotorwelle und zwei Armierungsringe für die Herstellung einer Rotoranordnung nach einem Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in Seitenansicht, 1 a rotor disk, a rotor shaft and two reinforcing rings for the production of a rotor assembly according to a method according to an embodiment of the invention in side view,

2 eine Rotoranordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in Draufsicht, und 2 a rotor assembly according to an embodiment of the invention in plan view, and

3 einen Ausschnitt einer Vakuumpumpe mit einer Rotoranordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung im Querschnitt. 3 a section of a vacuum pump with a rotor assembly according to an embodiment of the invention in cross section.

1 zeigt eine Rotorwelle 10, die sich entlang einer Achse 20 erstreckt, und eine mit der Rotorwelle 10 drehfest zu verbindende Rotorscheibe 12 mit einem Tragring 22 und mehreren in radialer Richtung von dem Tragring 22 abstehenden Schaufeln 24, welche eine Beschaufelung der Rotorscheibe 12 bilden. Die Rotorwelle 10 weist gegenüber der durch den Tragring 22 gebildeten Öffnung zur Aufnahme der Rotorwelle 10 ein radiales Übermaß auf. Ferner sind zwei Armierungsringe 14 für die Rotorscheibe 12 dargestellt, welche gegenüber den axialen Endabschnitten der Rotorscheibe 12 ein radiales Übermaß aufweisen. 1 shows a rotor shaft 10 moving along an axis 20 extends, and one with the rotor shaft 10 rotatably connected rotor disk 12 with a support ring 22 and a plurality of radial direction of the support ring 22 protruding blades 24 , which is a blading of the rotor disk 12 form. The rotor shaft 10 points opposite to the through the support ring 22 formed opening for receiving the rotor shaft 10 a radial excess on. There are also two reinforcing rings 14 for the rotor disk 12 shown, which with respect to the axial end portions of the rotor disc 12 have a radial excess.

Zur Herstellung der Rotoranordnung werden zunächst die beiden Armierungsringe 14 auf jeweils einen der in axialer Richtung über die Beschaufelung der Rotorscheiben 12 hervorstehenden Abschnitte unter Ausbildung einer Querpressverbindung aufgebracht, insbesondere in Art einer Dehnpressverbindung. Dazu wird die Rotorscheibe 12 abgekühlt, so dass sich die Rotorscheibe 12 zusammenzieht. Anschließend werden die Armierungsringe 14 auf die beiden axialen Endabschnitte der Rotorscheibe 12 aufgeschoben. Das radiale Übermaß wird dabei durch die Schrumpfung der Rotorscheibe 12 ausgeglichen, so dass die Armierungsringe 14 ohne wesentlichen Widerstand auf die Rotorscheibe 12 aufgebracht werden können. Wenn sich die Rotorscheibe 12 anschließend wieder auf Raumtemperatur erwärmt und sich dabei wieder ausdehnt, wird automatisch eine äußerst feste und sichere Dehnpressverbindung zwischen der Rotorscheibe 12 und den Armierungsringen 14 hergestellt. To produce the rotor assembly, first the two reinforcing rings 14 in each case one of the axial direction via the blading of the rotor disks 12 projecting portions applied to form a transverse press connection, in particular in the manner of a Dehnpressverbindung. This is the rotor disk 12 cooled, so that the rotor disk 12 contracts. Then the reinforcing rings 14 on the two axial end portions of the rotor disc 12 postponed. The radial excess is due to the shrinkage of the rotor disk 12 balanced so that the reinforcing rings 14 without substantial resistance to the rotor disk 12 can be applied. When the rotor disk 12 then heated again to room temperature and expands again, automatically a very firm and secure Dehnpressverbindung between the rotor disk 12 and the reinforcing rings 14 produced.

Die Armierungsringe 14 können auch auf dem jeweiligen hervorstehenden Abschnitt der Rotorscheibe 12 aufgeschrumpft werden. Dazu wird jeder Armierungsring 14 erwärmt, so dass er sich ausdehnt und das radiale Übermaß des jeweiligen hervorstehenden Abschnitts ausgeglichen wird und der jeweilige Armierungsring 14 somit ohne wesentlichen Widerstand aufgesteckt werden kann. Wenn sich der Armierungsring zusammenzieht, wird automatisch eine äußerst feste Schrumpfpressverbindung zwischen dem jeweiligen Armierungsring 14 und der Rotorscheibe 12 ausgebildet. The reinforcing rings 14 can also be on the respective protruding section of the rotor disk 12 shrunk. This will be every reinforcing ring 14 heated so that it expands and the radial excess of the respective projecting portion is compensated and the respective reinforcing ring 14 can be plugged without significant resistance. As the reinforcing ring contracts, a very strong shrink-fit connection automatically occurs between the respective reinforcing ring 14 and the rotor disk 12 educated.

Nach dem Aufbringen der Armierungsringe 14 auf die Rotorscheibe 12 wird die Rotorscheibe 12 mit den Armierungsringen 14 auf die Rotorwelle 10 aufgeschrumpft oder dehnpressverbunden. Dazu wird zum Beispiel die Rotorwelle 10 abgekühlt, so dass sich die Rotorwelle 10 zusammenzieht und einen kleineren Außendurchmesser annimmt, welcher im Wesentlichen dem Innendurchmesser der Rotorscheibe 12 entspricht. In diesem Zustand kann die Rotorscheibe 12 ohne wesentlichen Widerstand auf die Rotorwelle 10 aufgebracht werden. Wenn sich die Rotorwelle 10 daraufhin wieder auf Zimmertemperatur erwärmt und sich wieder ausdehnt, wird automatisch eine äußerst feste und sichere Pressverbindung zwischen der Rotorscheibe 12 und der Rotorwelle 10 hergestellt. After applying the reinforcing rings 14 on the rotor disk 12 becomes the rotor disk 12 with the reinforcing rings 14 on the rotor shaft 10 shrunk or stretch-bonded. For this example, the rotor shaft 10 cooled, so that the rotor shaft 10 contracts and assumes a smaller outer diameter, which is substantially the inner diameter of the rotor disc 12 equivalent. In this state, the rotor disk can 12 without substantial resistance to the rotor shaft 10 be applied. When the rotor shaft 10 then heated again to room temperature and expands again, automatically a very firm and secure press connection between the rotor disc 12 and the rotor shaft 10 produced.

Obwohl in 1 beispielhaft nur eine Rotorscheibe 12 dargestellt ist, werden vorzugsweise mehrere Rotorscheiben 12 einzeln auf die abgekühlte Rotorwelle 10 aufgebracht und beim anschließenden Erwärmen der Rotorwelle 10 auf Zimmertemperatur gemeinsam mit der Rotorwelle 10 verbunden, um eine Rotoranordnung mit mehreren in axialer Richtung aufeinanderfolgenden Rotorscheiben 12 zu schaffen. Although in 1 exemplarily only one rotor disk 12 is shown, are preferably a plurality of rotor disks 12 individually on the cooled rotor shaft 10 applied and during subsequent heating of the rotor shaft 10 at room temperature together with the rotor shaft 10 connected to a rotor assembly having a plurality of axially successive rotor discs 12 to accomplish.

2 zeigt eine Rotoranordnung in Draufsicht, welche gemäß dem vorstehend unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Verfahren herstellbar ist. Zwischen der radialen Innenfläche des Armierungsrings 14 und der radialen Außenfläche des Tragrings 22 der Rotorscheibe 12 und zwischen der radialen Innenfläche des Tragrings 22 der Rotorscheibe 12 und der radialen Außenfläche der Rotorwelle 10 besteht jeweils eine Querpressverbindung, welche die genannten Flächen derart gegeneinanderpresst, dass ein fester und äußerst sicherer Sitz der Rotorscheibe 12 auf der Rotorwelle 10 gewährleistet ist. 2 shows a rotor assembly in plan view, which according to the above with reference to 1 can be produced described method. Between the radial inner surface of the reinforcing ring 14 and the radial outer surface of the support ring 22 the rotor disk 12 and between the radially inner surface of the support ring 22 the rotor disk 12 and the radial outer surface of the rotor shaft 10 There is in each case a transverse press connection, which presses said surfaces against each other in such a way that a firm and extremely secure fit of the rotor disk 12 on the rotor shaft 10 is guaranteed.

3 zeigt eine Vakuumpumpe mit einer Rotoranordnung mit mehreren Rotorscheiben 12, die in der vorstehend unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschriebenen Weise auf eine gemeinsame Rotorwelle 10 aufgebracht worden sind. Bei dem Aufbringen der Rotorscheiben 12 auf die Rotorwelle 10 ist berücksichtigt worden, dass sich die Rotorscheiben 12 in axialer Richtung mit Statorscheiben 16 abwechseln, die an einem nicht gezeigten Gehäuse befestigt sind. Von den Statorscheiben 16 sind in 3 nur die Schaufeln gezeigt, die sich ausgehend von den radial außenseitig angeordneten und von dem Gehäuse der Vakuumpumpe getragenen Tragringen der Statorscheiben 16 in radialer Richtung nach innen erstrecken. Die Schaufeln 24 der Rotorscheiben 12 bilden mit den Schaufeln der in axialer Richtung benachbarten Statorscheiben 16 jeweils eine turbomolekulare Pumpstufe, welche eine in axialer Richtung gerichtete Pumpwirkung bereitstellt. Die auf die Rotorscheiben 12 aufgebrachten Armierungsringe 14 bewirken dabei eine derart feste Verbindung zwischen den Rotorscheiben 12 und der Rotorwelle 10 so, dass die Vakuumpumpe gefahrlos mit sehr hohen Drehzahlen und Drehmomenten betrieben werden kann und dementsprechend eine hohe Pumpleistung bereitstellen kann. 3 shows a vacuum pump with a rotor assembly with multiple rotor discs 12 referred to in the above with reference to 1 and 2 way described on a common rotor shaft 10 have been applied. When applying the rotor discs 12 on the rotor shaft 10 has been taken into account that the rotor discs 12 in the axial direction with stator discs 16 alternate, which are attached to a housing, not shown. From the stator discs 16 are in 3 only the blades are shown, which are based on the radially outside arranged and carried by the housing of the vacuum pump supporting rings of the stator disks 16 extend inward in the radial direction. The shovels 24 the rotor disks 12 form with the blades of the axially adjacent stator discs 16 in each case a turbomolecular pumping stage, which provides a pumping action directed in the axial direction. The on the rotor disks 12 applied reinforcing rings 14 cause such a strong connection between the rotor discs 12 and the rotor shaft 10 so that the vacuum pump can be operated safely at very high speeds and torques and can accordingly provide a high pumping power.

3 zeigt, dass die Armierungsringe 14 jeweils in Richtung der Achse 20 der Rotorwelle 10 nicht über den jeweiligen zentralen Tragring 22 der Rotorscheibe 12 hinaus vorstehen, sondern gegenüber dem betreffenden axialen Ende des Tragrings 22 zurückspringen. Alternativ kann jeweils ein zumindest näherungsweise axial bündiger Abschluss zwischen Armierungsring 14 und axialem Ende des Tagrings 22 vorgesehen sein. 3 shows that the reinforcing rings 14 each in the direction of the axis 20 the rotor shaft 10 not over the respective central support ring 22 the rotor disk 12 protruding out, but with respect to the respective axial end of the support ring 22 jump back. Alternatively, in each case an at least approximately axially flush termination between reinforcing ring 14 and axial end of the tag ring 22 be provided.

Jeder Armierungsring 14 ist nur mit genau einer einzigen Rotorscheibe 12 verbunden. Zwischen einander zugewandten Seiten zweier axial unmittelbar aufeinanderfolgender Rotorscheiben 12 ist folglich nicht nur ein einziges, beiden Rotorscheiben 12 zugeordnetes, etwa rohr- oder hülsenförmiges Armierungselement vorgesehen, sondern es sind dort zwei separate, mit axialem Abstand voneinander angeordnete Armierungsringe 14 vorgesehen, die jeweils nur genau einer einzigen Rotorscheibe 12 zugeordnet sind. Every reinforcing ring 14 is only with just a single rotor disk 12 connected. Between facing sides of two axially immediately successive rotor discs 12 is therefore not just a single, two rotor discs 12 assigned, approximately tubular or sleeve-shaped reinforcing element provided, but there are two separate, with axial spacing from each other arranged reinforcing rings 14 provided, each only a single rotor disk 12 assigned.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

10 10: Rotorwelle rotor shaft
12 12: Rotorscheibe rotor disc
14 14: Armierungsring reinforcing ring
16 16: Statorscheibe stator
20 20: Achse axis
22 22: Tragring support ring
24 24: Schaufeln shovel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1096152 A2 [0003]
EP 0967405 A2 [0003]
WO 2009/049988 A1 [0004]

Claims

Method for producing a rotor arrangement for a vacuum pump, in particular for a turbomolecular pump, which has a rotor shaft ( 10 ), at least one with the rotor shaft ( 10 ) connected rotor disk ( 12 ) and at least one the rotor disk ( 12 ) surrounding reinforcing ring ( 14 ), the method comprising that between the reinforcing ring ( 14 ) and the rotor disk ( 12 ) is formed a transverse press connection, in particular a Dehnpressverbindung or a shrink press connection.

A method according to claim 1, characterized in that for forming the transverse press connection, the rotor disk ( 12 ) and the reinforcing ring ( 14 ) then onto the cooled rotor disk ( 12 ) is applied.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that for the formation of the shrink-fit connection of the reinforcing ring ( 14 ) and then onto the rotor disk ( 12 ) is applied, in particular shrunk.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor disk ( 12 ) comprises two axial ends, wherein at both axial ends in each case a reinforcing ring ( 14 ) on the rotor disk ( 12 ) and the transverse press connection between the respective reinforcing ring ( 14 ) and the rotor disk ( 12 ) is formed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the reinforcing ring ( 14 ) only with exactly one rotor disk ( 12 ) is connected.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor disk ( 12 ), preferably after Querpressverbinden with the reinforcing ring ( 14 ), on the rotor shaft ( 10 ) is applied.

Method according to claim 6, characterized in that between the rotor disk ( 12 ) and the rotor shaft ( 10 ) is formed a transverse press connection, in particular a Dehnpressverbindung or a shrink press connection.

Method according to claim 6 or 7, characterized in that a plurality of rotor disks ( 12 ) on the rotor shaft ( 10 ) are applied, in particular to form a Dehnpress- or shrink-fit connection between the respective rotor disk ( 12 ) and the rotor shaft ( 10 ).

Method according to claim 8, characterized in that the rotor disks ( 12 ) in a common process with the rotor shaft ( 10 ) get connected.

Method according to claim 8 or 9, characterized in that the rotor disks ( 12 ) individually on the rotor shaft ( 10 ) are applied.

Method according to one of claims 8 to 10, characterized in that the rotor discs ( 12 ) in such a way on the rotor shaft ( 10 ) are applied, that in the vacuum pump in the axial direction with between the rotor disks ( 12 ) lying stator discs ( 16 ), which are preferably arranged or attached to a housing of the vacuum pump, alternate.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the reinforcing ring ( 14 ) consists wholly or partly of a fiber-reinforced plastic, in particular a carbon fiber reinforced plastic and / or a plastic with high tenacity fibers or with super tenacity fibers.

Rotor arrangement for a vacuum pump, in particular for a turbomolecular pump, having a rotor shaft ( 10 ), at least one with the rotor shaft ( 10 ) connected rotor disk ( 12 ) and at least one rotor disk ( 12 ), in particular a central support ring ( 22 ) of the rotor disk ( 12 ), surrounding reinforcing ring ( 14 ), wherein the reinforcing ring ( 14 ) is connected to the rotor disk via a transverse press connection, in particular an expansion press connection or a shrink press connection.

Rotor arrangement according to claim 13, characterized in that the rotor disk ( 12 ) comprises two axial ends, wherein at both axial ends in each case a reinforcing ring ( 14 ) on the rotor disk ( 12 ) and the transverse press connection between the respective reinforcing ring ( 14 ) and the rotor disk ( 12 ) is trained.

Rotor arrangement according to claim 13 or 14, characterized in that the rotor disk ( 12 ) with the rotor shaft ( 10 ) is connected via a transverse press connection, in particular an expansion press connection or a shrink press connection.

Rotor arrangement according to one of claims 13 to 15, characterized in that the reinforcing ring ( 14 ) only with exactly one rotor disk ( 12 ) connected is.

Rotor arrangement according to one of claims 13 to 16, characterized in that the reinforcing ring ( 14 ) in the direction of an axis ( 20 ) of the Rotor shaft ( 10 ) not over the rotor disk ( 12 ), in particular not via a central support ring ( 22 ) of the rotor disk ( 12 ), projects beyond.

Rotor arrangement for a vacuum pump, in particular for a turbomolecular pump, having a rotor shaft ( 10 ), at least one with the rotor shaft ( 10 ) connected rotor disk ( 12 ) and at least one rotor disk ( 12 ), in particular a central support ring ( 22 ) of the rotor disk ( 12 ), surrounding reinforcing ring ( 14 ), wherein the rotor assembly is produced or producible by a method according to one of claims 1 to 12.