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Die Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe, insbesondere eine Turbomolekularpumpe.
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Vakuumpumpen wie bspw. Turbomolekularpumpen weisen ein Gehäuse auf, in dem eine Rotorwelle gelagert ist. Die Rotorwelle trägt mindestens einen Rotor. Bei dem Rotor kann es sich um den Rotor einer Turbomolekularstufe handeln. Dieser weist mehrere Flügel aufweisende Rotorscheiben auf. Ebenso kann es sich um den Rotor einer Holweckstufe handeln. Ein derartiger Rotor ist über ein scheibenförmiges Trägerelement mit der Rotorwelle verbunden, wobei das Trägerelement ein oder mehrere rohrförmige Rotorelemente trägt. Ferner ist in dem Pumpengehäuse zumindest ein mit dem Rotor zusammenwirkender Stator vorgesehen. Bei einer Turbomolekularstufe handelt es sich um Statorscheiben, die ebenfalls Flügel aufweisen und jeweils zwischen benachbarten Rotorscheiben angeordnet sind. Eine Holweckstufe weist als Stator mit dem rohrförmigen Element zusammenwirkende schraubenlinienförmige Nuten auf. Ferner weist das Pumpengehäuse einen saugseitigen Einlass auf. Hierbei handelt es sich insbesondere um einen Flansch aufweisenden Einlass, der bspw. mit einer zu evakuierenden Kammer oder einem Rohr verbunden ist. Druckseitig weist das Pumpengehäuse einen Auslass auf. Dieser kann über einen Auslassstutzen insbesondere mit einer weiteren Pumpe, wie einer Vorvakuumpumpe, verbunden sein.
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Vakuumpumpen wie Turbomolekularpumpen werden häufig in Anlagen oder Pumpständen eingesetzt. Hierbei besteht die Problemantik, dass der vorhandene Raum sehr gering ist. Dies führt dazu, dass unterschiedliche Auslassstutzen vorgesehen sind um unterschiedliche Auslassrichtungen zu verwirklichen. Bspw. kann es erforderlich sein, dass ein seitlich am Pumpengehäuse angeordneter Auslass mit einem Auslassstutzen versehen werden muss, der das ausströmende Medium bspw. in Längsrichtung der Vakuumpumpe umlenkt. Ebenso kann es beispielsweise auch erforderlich sein, dass bei einem seitlich am Pumpengehäuse vorgesehenen Auslass das Medium nicht umgelenkt werden soll, so dass ein anderer Auslassstutzen vorgesehen sein muss.
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Aufgabe der Erfindung ist es eine Vakuumpumpe zu schaffen, bei der auf einfache Weise unterschiedliche Auslassrichtungen realisiert werden können.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1.
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Die erfindungsgemäße Vakuumpumpe, bei der es sich insbesondere um eine Turbomolekularpumpe handelt, weist ein Pumpengehäuse auf, in dem eine Rotorwelle gelagert ist. Die Rotorwelle trägt mindestens einen Rotor, wobei es sich bspw. um den Rotor einer Turbomolekularstufe oder einer Holweckstufe handeln kann. Ferner ist in dem Pumpengehäuse mindestens ein Stator angeordnet, der mit dem Rotor zusammenwirkt. Das Pumpengehäuse weist einen saugseitig angeordneten Einlass auf. Ein bspw. am Einlass vorgesehener Einlassflansch kann mit einer Rohrleitung oder unmittelbar mit einer zu evakuierenden Kammer verbunden werden. Dennoch kann der Einlass mittel- oder unmittelbar auch mit einem Auslass einer anderen Vakuumpumpe verbunden sein. Ggf. kann das Pumpengehäuse auch weitere, zumindest einen weiteren Zwischeneinlass aufweisen, so dass es sich um ein Pumpengehäuse für eine Multi-Inlet-Pumpe handelt. Ferner weist das Pumpengehäuse einen druckseitig angeordneten Auslass auf. Der Auslass kann über einen Auslassstutzen oder ggf. weitere Rohrelemente bspw. mit einer Vorvakuumpumpe o. dgl. verbunden werden.
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Erfindungsgemäß ist der mit dem Auslass verbundene Auslassstutzen abgewinkelt ausgebildet. Zur Veränderung der Auslassrichtung ist es möglich den abgewinkelten Auslassstutzen zumindest in zwei unterschiedlichen Lagen mit dem Auslass zu verbinden. Je nach Anforderung und äußeren Gegebenheiten ist es somit möglich, auf einfache Weise die Auslassrichtung, d. h. die Richtung, in der das gepumpte Medium aus der Pumpe ausgestoßen wird bzw. durch den Auslassstutzen umgelenkt wird, zu verändern. Erfindungsgemäß ist dies durch unterschiedliche Montage desselben Auslassstutzens möglich, so dass nicht unterschiedliche Auslassstutzen vorgehalten werden müssen und auch ein kurzfristiger Umbau auf einfache Weise möglich ist.
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Der Auslass der Vakuumpumpe ist vorzugsweise von einer Dichtfläche umgeben, an der ein Einlassflansch des Auslassstutzens anliegt. Die Dichtfläche des Auslasses ist hierbei zu einer Längsachse der Vakuumpumpe, die insbesondere mit der Längsachse der Rotorwelle zusammenfällt, in einem Winkel angeordnet. Der Winkel der Dichtfläche liegt vorzugsweise im Bereich von 30° bis 60° und besonders bevorzugt 45° ± 5°. Es ist insofern bevorzugt, dass insbesondere bezogen auf die Längsachse der Vakuumpumpe ein seitliches Ausstoßen des zu fördernden Mediums erfolgt.
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In besonders bevorzugter Ausführungsform weist der abgewinkelte Auslassstutzen einen Einlassflansch und einen Auslassflansch auf, die zueinander einen Winkel ≠ 0° aufweisen. Die Fläche des Einlassflansches steht somit in einem Winkel ≠ 0° zu der Fläche des Auslassflansches. Bevorzugt ist hierbei ein Winkel zwischen Einlass- und Auslassflansch im Bereich von 30° bis 60°. Besonders bevorzugt ist ein Winkel von 45° ± 5°. Bei einer Dichtfläche am Auslass der Vakuumpumpe von 45° und einem Winkel zwischen Einlass- und Auslassflansch des Anschlussstutzens von 45° ist es somit möglich den Auslassstutzen in einer ersten Stellung derart anzuordnen, dass das ausgestoßene Medium um 90° umgelenkt wird. In einer zweiten Lage, in der der Auslassstutzen um 180° gedreht wird, wird das zu fördernde Medium im Wesentlichen nicht gelenkt.
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Es ist des Weiteren besonders bevorzugt, dass die Befestigung des Auslassflansches in unterschiedlichen Lagen, insbesondere in zwei unterschiedlichen Lagen, über dieselben Befestigungselemente erfolgen kann. Hierbei ist es bevorzugt, dass der Auslass der Vakuumpumpe insbesondere mit einem Gewinde versehene Bohrungen aufweist, die zur Aufnahme von Befestigungselementen wie Schrauben dienen. Die Lage der Bohrungen ist hierbei derart angeordnet, dass dieselben Bohrungen in unterschiedlichen Lagen des Auslassstutzens zur Aufnahme der Befestigungselemente dienen. Entsprechend weist eine bevorzugte Ausführungsform auch an dem Einlassflansch des Auslassstutzens entsprechende Bohrungen zur Aufnahme der Befestigungselemente auf, die ebenfalls in unterschiedlichen Lagen genutzt werden können. Bei einem einen runden Querschnitt aufweisenden Auslassstutzen und einem ebenfalls einen runden Querschnitt aufweisenden Auslass der Vakuumpumpe sind bspw. vier Befestigungsbohrungen in 90° zueinander angeordnet. Beim Vorsehen von derartigen vier regelmäßig angeordneten Bohrungen kann der Auslassflansch in vier unterschiedlichen Stellungen befestigt werden, so dass vier unterschiedliche Auslassrichtungen realisierbar sind.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Flansch des Auslassstutzens und vorzugsweise auch der Auslass an der Vakuumpumpe oval ausgestaltet. Ferner sind vorzugsweise einander gegenüberliegende Bohrungen vorgesehen, sodass der Auslassstutzen auf einfache Weise in zwei unterschiedlichen Lagen montiert werden kann.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Seitenansicht einer Vakuumpumpe mit Auslassstutzen in einer ersten Lage,
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2 eine schematische Seitenansicht einer Vakuumpumpe mit Auslassstutzen in einer zweiten Lage,
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3 eine schematische Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Auslassstutzens,
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4 eine schematische Draufsicht auf den Auslass der Vakuumpumpe in Richtung eines Pfeils IV in 1,
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5 eine schematische Draufsicht des Einlassflansches des in 3 dargestellten Auslassstutzens in Richtung eines Pfeils V und
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6 eine schematische Draufsicht auf den Auslass der Vakuumpumpe in einer alternativen bevorzugten Ausführungsform.
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In den 1 und 2 ist schematisch ein Pumpengehäuse 10 dargestellt. Innerhalb des Pumpengehäuses ist die Rotorwelle gelagert. Die Mittelachse der Rotorwelle verläuft hierbei vorzugsweise in Längsrichtung, d. h. in Richtung der Längsachse 12 der Vakuumpumpe. Die Rotorwelle trägt mindestens ein Rotorelement. Ferner ist in dem Pumpengehäuse 10 mindestens ein mit dem mindestens einen Rotorelement zusammenwirkendes Statorelement angeordnet.
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Das Pumpengehäuse 10 weist einen Einlass 14 auf. Dieser ist im dargestellten Ausführungsbeispiel von einem Flansch 16 umgeben, der unmittelbar mit einem Flansch einer zu evakuierenden Kammer, einem Rohrelement o. dgl. verbunden werden kann. Ferner weist das Pumpengehäuse 10 einen Auslass 18 auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Auslass 18 in einer Ebene 20 (1) angeordnet, die zu der Längsachse 12 der Vakuumpumpe 10 einen Winkel α aufweist. Der Winkel α beträt im dargestellten Ausführungsbeispiel etwa 45°.
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Mit dem Auslass 18 ist ein Auslassstutzen 22 verbunden. Der Auslassstutzen 22 kann bspw. in zwei unterschiedlichen Lagen, wie in den 1 und 2 dargestellt, mit dem Auslass 18 der Vakuumpumpe 10 verbunden werden.
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Hierdurch kann ein zu pumpendes Medium in eine erste Auslassrichtung 24 (1), die im Wesentlichen parallel zur Längsachse 12 ist, und in eine zweite Auslassrichtung 26 (2), die im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse 12 der Vakuumpumpe 10 ist umgelenkt werden. Der Auslassstutzen 22 (3) weist einen Einlassflansch 28, sowie einen Auslassflansch 30 auf. Eine Ebene des Einlassflansches 28 weist zu einer Ebene des Auslassflansches 30 einen Winkel β auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel β ungefähr 45°.
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Der Auslass 18 der Vakuumpumpe 10 ist von einer Dichtfläche 32 (4) umgeben und weist im dargestellten Ausführungsbeispiel einen kreisrunden Querschnitt auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind in der Dichtfläche 32 vier jeweils mit einem Gewinde versehende Bohrungen 34 vorgesehen. Die Bohrungen 34 dienen zur Aufnahme von Befestigungsschrauben und sind regelmäßig in einem Winkel von 90° zueinander um den Auslass 18 herum angeordnet.
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Entsprechend weist der Einlassflansch 28 des Auslassstutzens 22 eine Dichtfläche 36 (5) auf, die im montierten Zustand an der Dichtfläche 32 anliegt, wobei ggf. eine dazwischenliegende Dichtung vorgesehen sein kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Einlassflansch 28 Bohrungen 38 auf. Die Bohrungen 38 sind regelmäßig in einem Winkel von 90° zueinander im Einlassflansch angeordnet. Der Einlassflansch 28 kann somit in vier verschiedenen Stellungen mit dem Auslass 18 der Vakuumpumpe verbunden werden. Hierbei werden stets dieselben Bohrungen 38, 34 zum Einschrauben der Befestigungsschrauben genutzt.
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Bei einer alternativen Ausführungsform (6) ist der Auslass 18 der Pumpe von einer ovalen Dichtfläche 32 umgeben. In dieser sind sodann zwei Bohrungen 34 angeordnet.
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Entsprechend ist auch der Einlassflansch 28 des Auslassstutzens 22 oval ausgestaltet und weist eine ovale Dichtfläche 36 mit zwei ebenfalls einander gegenüberliegenden Bohrungen 38 auf, wobei ein derartiger Auslassstutzen nicht gesondert dargestellt ist.
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Selbstverständlich ist es auch möglich an eine geneigte Dichtfläche 18 der Vakuumpumpe 10 bspw. einen geraden Auslassstutzen zu befestigen.
