DE202007012070U1

DE202007012070U1 - Stromdurchführung einer Vakuumpumpe

Info

Publication number: DE202007012070U1
Application number: DE202007012070U
Authority: DE
Original assignee: Oerlikon Leybold Vacuum GmbH
Current assignee: Leybold GmbH
Priority date: 2007-08-30
Filing date: 2007-08-30
Publication date: 2009-01-08
Anticipated expiration: 2017-08-31
Also published as: TW200909688A; RU2010111847A; US20100303650A1; KR20100058524A; WO2009027485A1; JP2010537122A; CA2695506A1; CN101796302B; JP5456674B2; KR101497901B1; CN101796302A; EP2183486A1

Abstract

Vakuumpumpe mit einem vakuumdichten Gehäuse (10), das einen Motor und einen Pumpenrotor enthält und einen Pumpeneinlass (11) sowie einen Pumpenauslass (12) aufweist, und mit einer Stromdurchführung, wobei die Stromdurchführung eine Leiterplatte (16) aufweist, die mit ihrer Innenseite (18) an einer Stirnfläche (14) der Gehäusewand unter Zwischenlage einer ersten Dichtung (15) anliegt und mit ihrer Außenseite (19) an einem Vakuumdeckel (20) des Gehäuses unter Zwischenlage einer zweiten Dichtung (21) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Dichtung (15, 21) seitlich gegeneinander versetzt angeordnet sind, so dass in einem Teilbereich (22) der Leiterplatte (16) außenseitig Atmosphärendruck und innenseitig das erzeugte Vakuum wirkt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe mit einem vakuumdichten Gehäuse, das einen Motor und einen Pumpenrotor enthält, und mit einer Stromdurchführung, welche eine Leiterplatte aufweist.
Vakuumpumpen in Form von Turbomolekularpumpen enthalten einen Rotor, der mit sehr hoher Drehzahl rotiert und dadurch in der Lage ist, ein Hochvakuum zu erzeugen. Häufig sind der Rotor und der ihn treibende Motor in Magnetlagern gelagert. In dem Gehäuse herrscht Vakuum, in der Regel unter 10 mbar. Die Stromzuführungen für den Motor und die Magnetlager werden vakuumdicht an dem Gehäuse vorgesehen.
EP 1 757 825 A1 beschreibt eine Vakuumpumpe, bei der die Stromzuführung in das Gehäuse eine Leiterplatte aufweist. Die Innenseite der Leiterplatte liegt unter Zwischenlage einer Dichtung an dem Gehäuse an und die Außenseite liegt unter Zwischenlage einer weiteren Dichtung an einem äußeren Vakuumdeckel an, der das Gehäuse vakuumdicht abschließt. Die Leiterbahnen der Leiterplatte führen durch den Spalt zwischen den beiden Dichtungen hindurch. Die Leiterplatte weist außerhalb des Gehäuses einen Überstand auf, an dem ein Konnektor vorgesehen ist. Ein weiterer Konnektor befindet sich in Kontakt mit den Leiterbahnen im Gehäuseinneren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vakuumpumpe zu schaffen, bei der die Stromdurchführung keine über das Gehäuse überstehenden Leiterplattenteile aufweist, so dass Beschädigungen der Leiterplatte und exponierter Steckvorrichtungen vermieden werden.
Die erfindungsgemäße Vakuumpumpe ist durch den Anspruch 1 definiert. Sie weist eine Leiterplatte mit einer ersten und einer zweiten Dichtung auf, wobei die erste und die zweite Dichtung seitlich gegeneinander versetzt angeordnet sind, so dass in einem Teilbereich der Leiterplatte außenseitig der Atmosphärendruck und innenseitig das erzeugte Vakuum wirkt.
Ein Vorteil besteht darin, dass der Teilbereich, der einer Druckdifferenz ausgesetzt ist und nicht seitlich über die Wand des Gehäuses hinausragt, dazu dienen kann, elektrische Leiter mit der Platine zu verbinden. Dadurch, dass die Dichtungen seitlich gegeneinander versetzt angeordnet sind, steht innerhalb der Wandkontur Platz für den Anschluss externer Leitungen zur Verfügung. Folglich braucht die Leiterplatte nicht über die Außenkontur des Gehäuses hinauszuragen. In dem Wandbereich der Leiterplatte, in dem die Druckdifferenz wirksam ist, bildet die Leiterplatte selbst die Wand der Pumpe. Ein Durchbiegen wird in diesem Teilbereich verhindert, weil die Leiterplatte sich gegen das stirnseitige Ende der Wand des Gehäuses abstützen kann.
Der Vakuumdeckel, der den Vakuumabschluss des Gehäuses bildet, ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einem Schutzdeckel angeordnet und relativ zu diesem bewegbar. Die Bewegungsmöglichkeit senkrecht zur Deckelebene ermöglicht das Anpressen der Dichtung. Der Vakuumdeckel wird durch die auf ihn einwirkende Druckdifferenz gehalten und durch den Schutzdeckel nur lose positioniert. Der Schutzdeckel dient dazu, Beschädigungen des Vakuumdeckels und der Leiterplatte zu vermeiden. Darüber hinaus kann er als Träger für eine Steckvorrichtung zum Anschluss der zu der Leiterplatte führenden externen elektrischen Leiter dienen. Der Schutzdeckel enthält eine Positioniereinrichtung zum Positionieren des Vakuumdeckels, erlaubt jedoch Reaktionen des Vakuumdeckels auf die herrschende Druckdifferenz. Alternativ ist es auch möglich, den Vakuumdeckel einstückig mit dem Schutzdeckel auszubilden.
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
1 einen Teil-Längsschnitt durch das Gehäuse einer Vakuumpumpe mit Darstellung einer ersten Ausführungsform der Stromdurchführung und
2 eine zweite Ausführungsform der Stromdurchführung, wobei die Leiterplatte zusätzlich mit elektrischen Komponenten bestückt ist.
In 1 ist das Gehäuse 10 einer Turbomolekularpumpe dargestellt. Das Gehäuse 10 enthält einen Motor und einen Pumpenrotor. Es weist an einem Ende einen Pumpeneinlass 11 und an seinem Umfang einen Pumpenauslass 12 auf. Am Pumpeneinlass 11 wird das Vakuum erzeugt. Der Pumpenauslass 12 kann in die Atmosphäre führen oder zu einer Vorvakuumpumpe.
Eine ringförmige Wand 13 des Gehäuses weist am rückwärtigen Ende eine ebene Stirnfläche 14 auf. Die Stirnfläche 14 enthält in einer Nut eine ringförmige erste Dichtung 15 in Form eines O-Ringes. Gegen die Stirnfläche 14 ist eine Leiterplatte 16 gesetzt, die aus einem Isolierstoffkörper besteht, welcher einseitig oder beidseitig mit (nicht dargestellten) Leiterbahnen versehen ist. Derartige Leiterplatten werden auch als „gedruckte Schaltungen" bezeichnet. Die Leiterplatte 16 liegt abdichtend an der Dichtung 15 an. Sie enthält im Mittelbereich, der von der Stirnfläche 14 umgeben ist, eine Öffnung 17 für den Druckausgleich. Die Leiterplatte 16 hat eine dem Innenraum der Pumpe zugewandte Innenseite 18 und eine der Innenseite abgewandte Außenseite 19. Die Innenseite 18 liegt an der ersten Dichtung 15 an.
Ein Vakuumdeckel 20 ist gegen die Außenseite 19 der Leiterplatte gesetzt. Der Vakuumdeckel enthält eine Ringnut mit einer zweiten Dichtung 21. Bei dieser Dichtung handelt es sich ebenfalls um eine Ringdichtung in Form eines O-Ringes. Die zweite Dichtung 21 hat einen kleineren Öffnungsdurchmesser als die erste Dichtung 15. Somit entsteht zwischen beiden Dichtungen 15, 21 ein ringförmiger Teilbereich 22, der der herrschenden Druckdifferenz ausgesetzt ist, weil an seiner Außenseite der Atmosphärendruck wirkt und an seiner Innenseite das Vakuum. In dem Bereich, der von der zweiten Dichtung 21 umschlossen wird, herrscht infolge der Öffnung 17 Druckausgleich, d. h. das Vakuum im Innern des Gehäuses wirkt in diesem Bereich auf den Vakuumdeckel 20. Der Vakuumdeckel 20 wird somit vom Atmosphärendruck in Richtung auf die Wand 13 gedrückt.
Das Gehäuse 10 ist an seinem stirnseitigen Ende durch einen Schutzdeckel 23 abgeschlossen, der keine Dichtungsfunktion hat. Der Schutzdeckel 23 enthält einen Hohlraum 24 zur Aufnahme des Vakuumdeckels 20 und eine Positioniereinrichtung 25 in Form eines Stufenabsatzes zur Positionierung des Vakuumdeckels 20. Er schützt den Vakuumdeckel sowie die Leiterplatte und die daran angeschlossenen Teile.
Von der Innenseite 18 der Leiterplatte 16 erstrecken sich elektrische Leitungen 26 in das innere Gehäuses. Diese Leitungen können Stromzuführungsleitungen oder auch Steuer- oder Signalleitungen sein. Sie sind an die Leiterbahnen der Leiterplatte angelötet oder gesteckt.
Externe elektrische Leiter 27 sind an die Außenseite 19 der Leiterplatte 16 angelötet oder gesteckt. Die Leiter 27 führen durch den Innenraum 24 zu einer Steckvorrichtung 28 in Form eines elektrischen Vielfachsteckers. Die Steckvorrichtung 28 dient zum Anschluss eines externen Kabels. Sie ist an einer Seitenfläche des Schutzdeckels 23 angeordnet, könnte aber auch an der Rückfläche angeordnet sein.
Die Leiterplatte 16 steht nicht über die Seitenwand 13 hinaus seitlich vor. Der Teilbereich 22 zwischen den Dichtungen 15 und 21 dient als Anschlussbereich für die elektrischen Leiter 27.
Das Ausführungsbeispiel von 2 unterscheidet sich von demjenigen der 1 nur dadurch, dass die Leiterplatte 16 zusätzlich mit elektrischen Komponenten 30 bestückt ist, wie Widerständen, Kondensatoren, Prozessoren oder Speichern. Die Komponenten 30 können sowohl aktive als auch passive Komponenten sein.
Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel enthält der Vakuumdeckel 20 eine Vertiefung, die von dem die Dichtung 21 tragenden Rand umschlossen ist. Diese Vertiefung 31 dient in 2 zur Aufnahme der an der Außenseite 19 der Leiterplatte befestigten Komponenten 30.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 1757825 A1 [0003]

Claims

Vakuumpumpe mit einem vakuumdichten Gehäuse (10), das einen Motor und einen Pumpenrotor enthält und einen Pumpeneinlass (11) sowie einen Pumpenauslass (12) aufweist, und mit einer Stromdurchführung, wobei die Stromdurchführung eine Leiterplatte (16) aufweist, die mit ihrer Innenseite (18) an einer Stirnfläche (14) der Gehäusewand unter Zwischenlage einer ersten Dichtung (15) anliegt und mit ihrer Außenseite (19) an einem Vakuumdeckel (20) des Gehäuses unter Zwischenlage einer zweiten Dichtung (21) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Dichtung (15, 21) seitlich gegeneinander versetzt angeordnet sind, so dass in einem Teilbereich (22) der Leiterplatte (16) außenseitig Atmosphärendruck und innenseitig das erzeugte Vakuum wirkt.
Vakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Teilbereich (22) externe elektrische Leiter (27) mit Leiterbahnen der Leiterplatte (16) verbunden sind.
Vakuumpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die externen Leiter (27) mit einer an dem Gehäuse (10) befestigten Steckvorrichtung (28) verbunden sind.
Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vakuumdeckel (20) in einem Schutzdeckel (23) angeordnet und relativ zu diesem bewegbar ist.
Vakuumpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzdeckel (23) eine Positioniereinrichtung (25) zum Positionieren des Vakuumdeckels (20) aufweist.
Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (16) eine Öffnung (17) für den Druckausgleich aufweist.
Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (16) an ihrer Innenseite (18) und/oder ihrer Außenseite (19) elektrische Komponenten (30) trägt.
Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (16) eine Pumpenerkennungselektronik trägt.
Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Dichtung (15, 21) Ringdichtungen mit unterschiedlichen Öffnungsdurchmessern sind.
Vakuumpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckvorrichtung (28) an einem Schutzdeckel (23) des Gehäuses (10) montiert ist.