DE19609308C2 - Vakuumpumpe mit Gewindekanal - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.

Derartige Pumpen weisen eine große Durchflußrate und eine große Sauggeschwin­ digkeit auf, so daß sie als Vakuumpumpen in Kernfusionsanlagen eingesetzt werden können.

Die Pumpleistung, die durch das Druck- bzw. Verdichtungsverhältnis und die Saug­ geschwindigkeit gekennzeichnet ist, hängt von dem Abstand zwischen einem Rotor und einem Stator ab. Je kleiner der Abstand, um so größer die Pumpleistung. Bei mittleren Vakuumbedingungen, z. B. bei einigen zehn Pa, wird für ein leichteres Gas ein kleinerer Abstand gefordert, um die gewünschte Pumpleistung beizubehalten.

Insbesondere bei Vakuum-Pumpensystemen in Kernfusionsanlagen sollte der Ab­ stand so klein wie möglich sein, da große Mengen leichter Gase wie Wasserstoff, Wasserstoff-Isotope und Helium bei maximal mehreren zehn Pa während des Plasmabrennens kontinuierlich abgesaugt werden müssen. Wird jedoch der Abstand zu klein gehalten, gibt es Probleme durch häufige Rotor-Stator-Kontakte. Man hat deshalb versucht, den Abstand entlang des Gasfluß-Durchgangs zwischen dem Rotor und dem Stator konstant zu halten, um mehr Sicherheit zu erlangen.

Es ist auch ein Verfahren bekannt, um die Ausdehnung des äußeren Durchmessers des Rotors vorauszuschätzen, die durch eine Zentrifugalkraft entsteht, die ihrerseits durch die Drehung des Rotors erzeugt wird, und um dann den inneren Durchmesser des Stators zu bestimmen, welcher der geschätzten Ausdehnung entspricht (vgl. japanische Offenlegungsschrift Nr. 91096/1989).

In der Fig. 5 ist ein Querschnitt durch eine bekannte Vakuumpumpe mit Gewinde­ kanal gezeigt. Mit den Bezugszahlen "A", "B" und "Cr" sind ein Rotor, ein Stator und der Abstand zwischen dem Rotor und dem Stator bezeichnet.

Der Abstand bzw. die Lücke Cr zwischen dem Rotor A und dem Stator B wird hier­ bei unter Berücksichtigung der Ausdehnung des äußeren Durchmessers des Rotors A aufgrund seiner thermischen Ausdehnung, unabhängig von den Zentrifugalkräften, festgelegt. Bei einer bekannten Ausführungsform wurde der Abstand Cr in Überein­ stimmung mit einer Bedingung festgelegt, bei welcher der Temperaturanstieg des Ro­ tors maximiert wird, um das Problem des Rotor-Stator-Kontakts zu vermeiden.

Bei der Vakuumpumpe mit Gewindekanal, die in einem Vakuum-Pumpsystem für Kernfusionsanlagen verwendet wird, wird der innere Durchmesser des Stators so be­ stimmt, daß die Sicherheit gewährleistet ist, die man beim anfänglichen Luftabsaugen wünscht, weil die Rotortemperatur beim anfänglichen Luftabsaugen ein Maximum wird.

Da andererseits der Hauptzweck der Vakuumpumpe mit Gewindekanal, die in einer Kernfusionsanlage zum Einsatz kommt, darin besteht, das Plasmaverbrennungsgas, das hauptsächlich Wasserstoff, Wasserstoffisotope und Helium enthält, die leichter als Luft sind, abzusaugen, ist der Temperaturanstieg des Rotors in diesem Fall gerin­ ger als im Fall des Absaugens schwerer Gase wie beispielsweise Luft. Dementspre­ chend wird der Abstand, der bei der herkömmlichen Ausführungsform festgelegt wird, unnötig groß für den Einsatz in einer Kernfusionsanlage. Folglich wird bei der bekannten Ausführungsform die Pumpleistung einer Vakuumpumpe mit Gewindeka­ nal, die zum Absaugen des Plasmabrenngases dient, stark verringert, so daß die Zahl der installierten Vakuumpumpen mit Gewindekanal vergrößert werden muß, um die gewünschte Sauggeschwindigkeit zu erhalten.

Weil der Raum für die Installation von Vakuumpumpen beschränkt ist, ist eine große Vakuumpumpe mit Gewindekanal erforderlich, die eine erhöhte Sauggeschwindig­ keit aufweist. Bei einer solchen großen Pumpe ist jedoch der Durchmesser des Rotors vergrößert, so daß die Veränderung des Abstands aufgrund einer Temperaturänderung zunimmt.

Beispiele von Abständen, welche bekannte Vakuumpumpen mit Gewindekanal auf­ weisen, sind in den Fig. 3 und 4 gezeigt, wo in Fig. 3 eine Arbeitskurve einer großen Vakuumpumpe mit Gewindekanal, die einen Abstand Cr von 0,5 mm aufweist und für Wasserstoffgas verwendet wird, dargestellt ist. In Fig. 4 ist die entsprechende Kurve für einen Abstand Cr von 0,78 mm gezeigt.

Die Vakuumpumpe mit Gewindekanal, die bei diesen Beispielen verwendet wird, hat einen Rotor mit einem Durchmesser von 600 mm und eine Länge von 800 mm und ist für einen Saugdruck Ps von 10 Pa ausgelegt, wobei die Flußrate Q bei einer Um­ drehung von 142 rps gleich 10⁴ Pa.L/s ist. Wie man aus den Fig. 3 und 4 erkennt, nimmt der Saugdruck Ps drastisch zu, wenn der Austrittsdruck 100 Pa übersteigt, ob­ wohl es möglich ist, den Saugdruck Ps innerhalb des Austrittsdrucks von ca. 200 Pa konstant zu halten, wenn der Abstand Cr 0,5 mm beträgt.

Demgemäß ist eine Hilfspumpe erforderlich, die hinter der Vakuumpumpe mit Ge­ windekanal angeordnet ist, welche einen Abstand Cr von 0,78 mm hat, um eine Sauggeschwindigkeit zu erreichen, die das Zweifache derjenigen einer Hilfspumpe beträgt, die der Vakuumpumpe mit Gewindekanal mit einem Abstand von Cr von 0,5 mm nachgeschaltet ist.

Wird andererseits in beiden Fällen die gleiche Hilfspumpe verwendet, wenn der Aus­ trittsdruck der Vakuumpumpe mit Gewindekanal bei einer Flußrate Q von 10⁴ Pa. L/s auf 200 Pa festgelegt wird, würde der Saugdruck Ps zu 10 Pa werden, wenn der Abstand Cr gleich 0,5 mm beträgt, und würde auf 20 Pa zunehmen, wenn der Ab­ stand Cr 0,78 mm beträgt.

Außerdem wurde erkannt, wie anhand einer zweiten Ausführungsform beschrieben wird, daß dann, wenn der Abstand Cr von 0,5 mm in 0,78 mm geändert wird, um der Temperaturdifferenz 40°C beim Temperaturanstieg des Rotors zu entsprechen, die Sauggeschwindigkeit einer herkömmlichen Vakuumpumpe mit Gewindekanal um die Hälfte reduziert wird.

Somit ist es bei einem Gewindekanal-Pumpen-System, das in einer Kernfusionsanlage zum Einsatz kommt, erforderlich, daß es eine Struktur aufweist, die keinen Ein­ fluß der Temperaturänderung des Rotors auf den Abstand zwischen Rotor und Stator hat.

Es ist bereits eine Molekularpumpe für die Erzeugung eines hohen Vakuums be­ kannt, die einen inneren Rotor und einen äußeren Stator aufweist, wobei der Stator mit einem inneren Gewindekanal versehen ist, der eine stetig abnehmende Quer­ schnittsfläche aufweist (US 1 810 083). Maßnahmen, mit denen der negative Einfluss der thermischen Ausdehnung von Rotor und/oder Stator beeinflusst werden kann, sind in dieser Patentschrift jedoch nicht offenbart.

Weiterhin ist eine Vakuumpumpe mit einem Rotor und einem Stator sowie mit einer Antriebswelle für diesen Rotor bekannt (DE 36 13 344). An der Oberfläche des Rotors ist eine Gewindenut vorgesehen, wobei der Rotor innerhalb des Stators ange­ ordnet und auf seiner Außenfläche konisch ausgebildet ist. Eine Verlängerung der Generatrix dieser Außenfläche schneidet dabei die Längsachse der Antriebswelle des Rotors in einem vorgegebenen Punkt. Mit dieser Vakuumpumpe soll erreicht werden, dass der Spalt zwischen Rotor und Stator bei thermischer Ausdehnung des Rotors konstant bleibt. Allerdings ist bei dieser Vakuumpumpe nicht berücksichtigt, dass sich nicht nur der Rotor, sondern auch die Antriebswelle ausdehnt und dass Rotor und Welle jeweils verschiedene Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzen können. Außerdem ist die bekannte Vakuumpumpe in Verbindung mit einer Turbomolekular­ pumpe konzipiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine große Vakuumpumpe mit Gewinde­ kanal zu schaffen, die den Abstand zwischen Rotor und Stator auch bei unterschied­ lichen Materialien für Welle und Rotor konstant halten kann, obwohl sich der Betrag der thermischen Ausdehnung durch den Temperaturanstieg des Rotors aufgrund un­ terschiedlicher Gasbeschickungen ändert.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längs-Querschnitt durch eine Vakuumpumpe mit Gewindekanal gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 einen Längs-Querschnitt durch eine Vakuumpumpe mit Gewindekanal gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 eine Kurvendarstellung, welche die Pumpeigenschaften einer Vakuum­ pumpe mit Gewindekanal zeigt, die einen Abstand Cr von 0,5 mm auf­ weist;

Fig. 4 eine Kurvendarstellung, welche die Pumpeigenschaften einer Vakuum­ pumpe mit Gewindekanal zeigt, die einen Abstand Cr von 0,78 mm auf­ weist;

Fig. 5 einen Längs-Querschnitt durch eine bekannte Vakuumpumpe mit Gewindekanal.

Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

Die Fig. 1 zeigt einen Längs-Querschnitt durch eine erste Ausführungsform einer Vakuumpumpe mit Gewindekanal, wobei mit der Bezugszahl 1 eine Ansaugöffnung und mit 2 ein Rotor bezeichnet sind. Der Teil 2a des Rotors 2 weist eine äußere peri­ phere Oberfläche von konischer Form auf.

Ein Stator 3 weist einen Gewindekanal 3a auf seiner inneren peripheren Oberfläche auf. Ein sehr kleiner Spalt Cr befindet sich zwischen dem Rotor 2 und dem Stator 3.

Der Rotor 2 ist fest mit einer Welle 4 verbunden, die über ein Lager 9 von einem Spindelgehäuse 5 getragen wird. Mit der Bezugszahl 10 ist ein Motor bezeichnet, während mit 8 ein magnetisches Kugelspurlager bezeichnet ist. Eine axiale Sensor­ zieloberfläche für das magnetische Kugelspurlager 8 ist mit der Bezugszahl 7 be­ zeichnet und am unteren Ende der Welle 4 angeordnet. Mit der Bezugszahl 6 ist der Auslaß für das abgesaugte Gas bezeichnet.

In der Fig. 1 ist ein Koordinatensystem derart definiert, daß die Position eines Be­ zugspunktes "0" (0, 0) in das Zentrum der axialen Sensorzieloberfläche 7 gelegt wird. Die X-Achse erstreckt sich radial nach außen durch den Bezugspunkt "0", während sich die Y-Achse entlang der Zentralachse der Welle in Richtung auf die Ansaugöff­ nung 1 und durch den Bezugspunkt "0" erstreckt. Eine Koordinate eines bestimmten Punktes auf der äußeren peripheren Oberfläche des Rotors 2 ist als (X, Y) definiert.

Die Y-Koordinate des Bodenbereichs des Rotors 2, der mit der Welle 4 verbunden ist, ist mit Y_S bezeichnet. Bezeichnet man die Materialkoeffizienten des Rotors 2 und der Welle 4 mit α_r bzw. α_s sowie die Temperaturerhöhung der Welle 4 und des Ro­ tors 2 von der Normaltemperatur mit ΔTs und ΔTr und das Temperaturverhältnis "f" = ΔTs/ΔTr, so lassen sich die X-Komponente ΔX und die Y-Komponente ΔY der Verschiebung des Punktes auf der äußeren peripheren Oberfläche des Rotors 2 wie folgt darstellen:

ΔX = α_r . X . ΔTr (i)

ΔY = (α_r . Y + α_s . Ys . f - α_r . Ys) . ΔTr (ii)

und somit

ΔY/ΔX = {(α_s . f - α_r) . Ys + α_r . Y}/(α_r . X) = [{(α_s/α_r)f - 1} . Ys + Y]/X (iii)

Durch Ersetzen wie folgt

β = (α_s/α_r)f - 1 (iv)

ergibt sich

ΔY/ΔX = (β . Ys + Y)/X (v)

Demgemäß entspricht die Konfiguration der äußeren Umfangsoberfläche den Lösun­ gen folgender Differentialgleichung

dY/dX = (β . Ys + Y)/X (vi)

Die Lösungen der Gleichung (vi) erhält man durch Verwendung der Konstanten C₁ und C₂ wie folgt:

Wenn Y < -β . Ys

Y = C₁ . X - β . Ys (vii)

Wenn Y < -β . Ys

Y = C₂ . X - β . Ys (viii)

In beiden Fällen sind es gerade Linien, bei denen X zu 0 wird, wenn Y gleich -β . Ys ist.

Bei einer normalgroßen magnetisch gelagerten Gewindekanal-Pumpe, die eine Ansaugöffnung mit einem Durchmesser von 250 mm hat und die als erstes Ausfüh­ rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt ist, beträgt die Y-Koordinate des Stoßstelle Ys zwischen Welle 4 und Rotor 2 gleich 257 mm; der Wärmeaus­ dehnungskoeffizient α_r des Materials (Aluminiumlegierung) des Rotors 2 beträgt 23,5 × 10^-6 der Wärmeausdehnungskoeffzient α_S des Materials (unlegierter Hart­ stahl) der Welle 4 beträgt 10 × 10^-6; und "f" hat den Standardwert von 1.1. Somit kann man β als 0,532 mm der vorstehenden Gleichung (iv) erhalten.

Demzufolge ist

-β . Ys = 136,7 mm (ix)

Somit wird die Position des nachfolgend erwähnten Scheitelpunkts des kreisförmigen Konus 2a mit einem Abstand von 136,7 mm vom Ursprung "0" bestimmt.

Dies bedeutet, daß zwei Kreiskegel, die beide die lineare Erzeugende oder Generatrix aufweisen, die man durch die Ausdrücke (vii) und (viii) erhält, in der Fig. 1 durch die Bezugszahlen 2a und 2b bezeichnet sind.

Bei diesen Kreiskegeln 2a und 2b bilden nur die durch ausgezogene Linien dar­ gestellten Teile des Kreiskegels 2a die äußere periphere Oberfläche des Rotors 2, während die Teile, die mit gestrichelten Linien dargestellt sind, sich mit dem Spin­ delgehäuse 5 und anderem überlappen.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der ersten Ausführungsform der Erfindung be­ schrieben.

Die Temperaturanstiege ΔTs und ΔTr der Welle 4 bzw. des Rotors 2 während des Be­ triebs werden weitgehend durch die Beschickungsbedingungen (z. B. Gasflußrate, Gasarten, Ausblasdruck etc.) beeinflußt.

Das Verhältnis "f" (= ΔTs/ΔTr) ist jedoch im wesentlichen konstant im Hinblick auf Änderungen der Beschickungsbedingungen.

Dies bedeutet, daß die Zunahme der Reibungswärme an der Oberfläche des Rotors zu der Zunahme des Drucks um den Rotor 2 korreliert, obgleich der Druck um den Ro­ tor 2 herum mit größer werdender Gasbeschickung zunimmt. Andererseits entspricht die Zunahme des Leistungsverbrauchs des Motors 10 der Zunahme der Reibungs­ energie auf der Oberfläche des Rotors 2, und die Zunahme des Energieverlusts des (nicht dargestellten) Motorankers sowie deren Umstände entsprechen der Zunahme des Leistungsverbrauchs des Motors 10.

Obwohl der Wärmeübergang durch Wärmeleitung von der Oberfläche des Rotors 2 mittels Gasmolekülen erfolgt, wenn die Gasbeschickung einen bestimmten Wert übersteigt, entspricht die Zunahme des Wärmeübergangs dem Anstieg des Drucks um den Rotor 2 herum, und die Wärmeleitung von der Welle 4 zum Rotor 2 entspricht der Temperaturdifferenz zwischen dem Rotor 2 und der Welle 4. Schließlich bleibt das Verhältnis "f" (= ΔTs/ΔTr) bei einer Gasbeschickung, die einen bestimmten Wert übersteigt, konstant.

Weil das Verhältnis (α_S/α_V) der Wärmeausdehnungskoeffizienten ebenfalls im we­ sentlichen konstant im Hinblick auf die Änderung der Beschickungsbedingungen ist, wird der Wert des erwähnten "β" während des Betriebs der Pumpe konstant gehalten, und zwar ungeachtet von der Änderung der Beschickung.

Somit verschiebt sich die äußere periphere Oberfläche des Rotors 2 nur in ihre tan­ gentiale Richtung (d. h. in die Richtung der Generatrix des kreisförmigen Kegels 2a), obwohl der Rotor 2 und die Welle 4 einer beliebigen thermischen Expansion unter­ worfen sind.

Der Spalt bzw. der Abstand Cr zwischen dem Kreiskegel 2a des Rotors 2 und der in­ neren peripheren Oberfläche des Stators 3 ändert sich überhaupt nicht, weil sich die innere periphere Oberfläche des Stators 3 parallel mit dem kreisförmigen Kegel 2a des Rotors 2 ausdehnt.

Durch die Anpassung des kreisförmigen Kegels 2a gemäß der Erfindung an einen Teil der äußeren peripheren Oberfläche des Rotors 2 ist es somit möglich, jede Not­ wendigkeit einer Berücksichtigung der Ausdehnung zu vermeiden, die durch die ther­ mische Ausdehnung der äußeren Oberfläche des Rotors 2 bewirkt wird.

Es ist weiterhin sehr schwer, den Spalt Cr durch die Regelung der Temperatur des Rotors 2 und des Stators 3 konstant halten zu wollen, weil es sehr schwierig ist, die Temperatur des Rotors 2, der sich thermisch isoliert unter Vakuumbedingungen be­ findet, durch thermische Regelvorrichtungen von außen zu regeln.

Bei der ersten Ausführungsform kann die Verschlechterung der Pumpleistung wäh­ rend des Plasmabrennens wesentlich gebremst werden, weil der Spalt Cr trotz der Temperaturänderungen der Pumpe konstant gehalten wird.

Im folgenden wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 2 beschrieben, die einen Längs-Querschnitt durch eine Vakuumpumpe mit Gewindenut einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Bei dieser Ausführungsform besteht die Welle 4 aus Manganstahl, der wegen des strukturellen Maschinenbetriebs eine hohe Festigkeit und einen großen Wärmeaus­ dehnungskoeffizienten besitzt (α_S = 14,6 × 10^-6), während der Rotor 2 aus einer 6-4 Titanlegierung besteht, die eine große spezifische Festigkeit und einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten (α_r = 8,4 × 10^-6) aufweist.

Bei dieser Ausführungsform sind außerdem herkömmliche Mittel für die Verringe­ rung des Energieverlusts des Motors 10, die dazu dienen sollen, den Temperaturan­ stieg der Welle 2 zu unterdrücken, nicht eingesetzt. Im Gegenteil neigt diese Ausfüh­ rungsform dazu, das Verhältnis ("f" = 2) des Temperaturanstiegs zu haben, wobei der Energieverlust des Lagers 9 zunimmt, damit der Temperaturanstieg der Welle 4 zu­ nimmt, oder durch positive Erhöhung des Betrags der Wärmeerzeugung des (nicht gezeigten) Ankers entsprechend der Last am Motor 10.

In diesem Fall wird "β" zu 2,48 aufgrund des Ausdrucks (iv), und die Position des Scheitelpunkts des Kreiskegels 2a erhält folgenden negativen Wert:

-β . Ys = -637 mm (x)

In diesem Fall macht der Kreiskegel 2a der vorliegenden Erfindung die ganze äußere periphere Oberfläche des Rotors 2 aus, wie die Fig. 2 zeigt.

Die Wirkungsweise der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend beschrieben.

Bei der Vakuumpumpe mit Gewindenut, die im Pumpsystem von Kernfusions­ anlagen verwendet wird, wird der Temperaturanstieg des Rotors 2 während des an­ fänglichen Ausblasens ein Maximum, und ΔTr wird etwa 100°C.

Da andererseits leichte Gase während des Ausblasens des Plasmabrenngases, das eine Hauptaufgabe der Vakuumpumpe mit Gewindekanal darstellt, ausgeblasen werden, wird ΔTr zu ungefähr 60°C, was um 40°C niedriger ist als beim anfänglichen Aus­ blasen.

Bei einer großen Vakuumpumpe mit Gewindekanal oder -nut, die einen Rotor 2 mit einem Durchmesser von ungefähr 600 mm hat, ist der kleinstmögliche Spalt Cr, der mit Sicherheit einen Kontakt zwischen dem Rotor 2 und dem Stator 3 verhindert, auf etwa 0,5 mm begrenzt, und zwar aufgrund der Kumulation von Paßtoleranz und radi­ aler Verschiebung des Rotors 2, die durch die magnetische Lagerung 9 ermöglicht wird.

Wenn der Abstand Cr bei einem Temperaturanstieg ΔTr (= 100°C) des Rotors 2 auf 0,5 mm festgelegt wird, wird der Abstand Cr' einer herkömmlichen Pumpe mit Gewindekanal und aus Aluminiumlegierung zu 0,78 mm, was sich aus folgendem ergibt:

Cr' = 0,5 + 300 × 23,5 × 10^-6 × 40 = 0,78 mm (xi)

Demgegenüber wird der Abstand Cr gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfin­ dung konstant gehalten (0,5 mm), weil die Ausdehnung und das Zusammenziehen des Rotors 2 entlang des Kreiskegels 2a durch die Änderung des Temperaturanstiegs ΔTr verursacht wird.

Die Pumpleistung, die sich aufgrund des Unterschieds des Abstands von 0,5 mm und 0,78 mm ergibt, wurde vorstehend im Zusammenhang mit den Fig. 3 und 4 beschrie­ ben.

Bei der zweiten Ausführungsform ist es somit möglich, den Spalt Cr über den ganzen Kreiskegel 2a trotz der Änderung der Temperatur konstant zu halten (z. B. 0,5 mm), weil der gesamte Pumpenteil mit dem Gewindekanal als Kreiskegel 2a ausgebildet ist. Somit kann verhindert werden, daß sich die Pumpleistungen während des Aus­ blasens des Plasmabrenngases verschlechtern.

Claims (6)

1. Vakuumpumpe mit einem Rotor und einem Stator sowie mit einer Antriebs­ welle für den Rotor, umfassend

• 1. 1.1 eine Gewindenut an der äußeren peripheren Oberfläche des Rotors (2) oder
• 2. 1.2 eine Gewindenut (3a) an der inneren peripheren Oberfläche des Stators (3),
• 3. 1.3 wobei der Rotor (2) innerhalb des Stators (3) mit einem sehr kleinen Abstand (Cr) zwischen Rotor (2) und Stator (3) vorgesehen ist und wenigstens Teilbereiche (2a) der äußeren Oberfläche des Rotors (2) konisch ausgebildet sind und die Verlängerung einer Generatrix die Längsachse (Y) der Antriebswelle (4) des Rotors (2) in einem vorgegebenen Punkt schneidet,

gekennzeichnet durch

• 1. 1.4 einen Abstand (-β . Ys) des vorgegebenen Punktes von einem Bezugspunkt (0) auf einem Lager (8), der sich auf der Antriebswelle (4) befindet,
  • 1. 1.4.1 wobei der Abstand (-β . Ys) durch die Gleichungen
    β = (α_s/α_r)f - 1 und
    f = ΔTs/ΔTr
    definiert ist, wobei
    α_s = Wärmeausdehnungskoeffizient einer Rotor-Welle (4);
    α_r = Wärmeausdehnungskoeffizient eines Rotor-Körpers (2);
    ΔTs = Temperaturanstieg der Welle (4) von der Normaltemperatur während des Laufens einer Pumpe;
    ΔTr = Temperaturanstieg des Rotors (2) von der Normaltemperatur während des Laufens der Pumpe;
    Ys = eine Y-Koordinate der Stoßstelle des unteren Endes des Rotors (2) mit der Welle (4), wenn die Position Y des Bezugspunktes auf der Y-Koordinate, die durch die Zentralachse der Welle (4) verläuft, gleich Null ist.

2. Vakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (2) zwei konische Oberflächen aufweist.

3. Vakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bezugspunkt (0) auf der Zentralachse (Y) der Antriebswelle (4) liegt.

4. Vakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (8) ein Magnetlager ist und sich der Bezugspunkt (0) auf einer Zieloberfläche eines axia­ len Sensors (7) befindet.

5. Vakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeaus­ dehnungskoeffizient α_s des Materials der Welle (4) größer als der Wärmeausdeh­ nungskoeffizient α_r des Materials des Rotors (2) ist.

6. Vakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen ΔTr und ΔTs die Beziehung
ΔTs/ΔTr × α_s/α_r < 1
gilt.