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Die Erfindung betrifft einen Vakuumpumpen-Rotor, insbesondere einen Rotor für eine Turbomolekularvakuumpumpe.
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Vakuumpumpen, wie Turbomolekularvakuumpumpen, weisen auf einer Rotorwelle einen Rotor auf. Die Rotorwelle ist über einen Elektromotor angetrieben. Die Flügel des Rotors wirken mit Statorscheiben, die üblicherweise in einem Pumpengehäuse fixiert sind, zusammen. Bei schnelldrehenden Rotoren, wie sie insbesondere in Turbomolekularpumpen eingesetzt werden, ist es bekannt, Rotoren aus Aluminium, Stahl oder entsprechenden Legierungen herzustellen. Zur Erzielung von hohem Vakuum von insbesondere weniger als 10–4 mbar müssen die Rotoren mit hohen Drehgeschwindigkeiten betrieben werden. Eine Grenze beim Einsatz von Rotoren aus Stahl, Aluminium oder dergleichen stellt die Tipspeed der Rotorflügel, d. h. die an den Flügelspitzen auftretende Tangentialgeschwindigkeit dar. Mit bekannten Rotoren kann eine Tipspeed von 400 m/s erzielt werden. Problematisch ist hierbei auch das Fördern von leichten Gasen, wie Helium oder Wasserstoff, da diese eine hohe thermische Geschwindigkeit aufweisen und zur Förderung hohe Drehzahlen der Rotoren, d. h. insbesondere eine hohe Tipspeed erforderlich ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Vakuumpumpen-Rotor zu schaffen, mit dem eine hohe Tipspeed erzielt werden kann.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1.
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Zur erfindungsgemäßen Erhöhung der Tipspeed weisen die Rotorelemente und/oder das Nabenelement mehrere Materiallagen auf. Es ist hierdurch möglich, während des Betriebs in stark beanspruchten Bereichen unterschiedliche Materialien vorzusehen, indem Materiallagen aus unterschiedlichem Material angeordnet werden. Besonders bevorzugt ist es hierbei, dass zumindest eine der Materiallagen faserverstärktes Material aufweist. Insbesondere durch Vorsehen von mindestens einer Materiallage mit faserverstärktem Material ist es möglich, Vakuumpumpen-Rotoren mit höheren Drehzahlen zu betreiben. Insbesondere ist es möglich, hierdurch eine Tipspeed von mehr als 400 m/s, insbesondere mehr als 500 m/s und besonders bevorzugt mehr als 600 m/s zu erzielen.
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Der Vakuumpumpen-Rotor weist ein Nabenelement zur Verbindung mit einer Rotorwelle auf, wobei die Rotorwelle ebenso durch mehrere Nabenelemente ausgebildet werden kann. Mit dem Rotorelement sind mehrere das Rotorelement umgebende Rotorflügel verbunden. Vorzugsweise weisen die Rotorflügel jeweils einen mit dem Nabenelement verbundenen Flügelfuß und einen mit diesem verbundenen Flügelkopf auf. Vorzugsweise weist das Nabenelement mindestens ein faserverstärktes Material aufweisendes Halteelement auf. Mit dem Halteelement des Nabenelements ist ein Basiselement verbunden, wobei das Basiselement mittelbar oder unmittelbar mit dem Flügelfuß bzw. dem Flügelkopf jeweils eines Rotorflügels verbunden ist. Insbesondere erfolgt die Verbindung zwischen dem Halteelement und dem Basiselement derart, dass sich diese beiden Elemente teilweise überdecken, sodass hierdurch zumindest zwei Materiallagen ausgebildet sind. Hierbei weist zumindest eines der beiden Elemente faserverstärktes Material auf, wobei es bevorzugt ist, dass beide Elemente faserverstärktes Material aufweisen. Durch einen derartigen Aufbau sind hohe Beanspruchungen des Vakuumpumpen-Rotors und insbesondere eine hohe Tipspeed erzielbar.
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Insbesondere durch die nachfolgend beschriebenen bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung ist es möglich, Vakuumpumpen-Rotoren herzustellen, die großen Beanspruchungen standhalten. Dies hat zu Folge, dass schnelldrehende Vakuumpumpen-Rotoren hergestellt werden können. Hierbei ist es möglich, den Durchmesser der Vakuumpumpen-Rotoren zu verringern, da auf Grund der möglichen Erhöhung der Drehzahl die erforderliche Tipspeed von insbesondere mehr als 400 m/s erzielt werden kann.
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Vorzugsweise weist das Nabenelement zwei gegenüberliegende Halteelemente auf, wobei zwischen den beiden Halteelementen ein Nabenteil des Basiselements angeordnet ist. Insofern ist in diesem Bereich eine dreilagige Struktur realisiert, wobei es wiederum bevorzugt ist, dass beide Nabenelemente und/oder das Nabenteil aus faserverstärktem Material hergestellt sind. Vorzugsweise ist das gesamte Basiselement aus faserverstärktem Material hergestellt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein Versteifungselement vorgesehen, das vorzugsweise faserverstärktes Material aufweist. Das mindestens eine Versteifungselement ist vorzugsweise flächig mit dem Haltelement des Nabenelements verbunden, wobei es besonders bevorzugt ist, dass das Versteifungselement in den Flügelfuß des jeweiligen Rotorflügels ragt. Das Versteifungselement bildet somit eine weitere Materiallage. Besonders bevorzugt ist es, dass zwei Versteifungselemente vorgesehen sind, die auf einander gegenüberliegenden Seiten mit dem Basiselement, insbesondere dem Nabenteil des Basiselements, verbunden sind. Das Basiselement stellt hierbei in besonders bevorzugter Ausführungsform eine mittlere Materiallage dar, wobei zumindest im Bereich des Nabenteils einander gegenüberliegend jeweils ein Versteifungselement angeordnet ist, das vorzugweise in den Flügelfuß ragt und insbesondere flächig mit dem Basiselement verbunden ist. Zwei weitere Materiallagen sind in besonderer Ausführungsform durch die beiden Halteelemente gegeben, die wiederum an der Außenseite der Versteifungselemente angeordnet sind und einen wesentlichen Bestandteil des Nabenelements ausbilden. Die beiden Halteelemente sind einander gegenüberliegend angeordnet und vorzugsweise flächig mit den jeweiligen Oberleitern der Versteifungselemente mittelbar oder unmittelbar verbunden. Es ist zur weiteren Verbesserung der Beanspruchbarkeit des Rotorflügels möglich, weitere Zwischenlagen, insbesondere aus unterschiedlichem Material und/oder mit unterschiedlicher Ausrichtung von Fasern, vorzusehen.
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Zusätzlich kann das mindestens eine, insbesondere beide Versteifungselemente an einer Innenseite ein Fixierelement aufweisen. Das Fixierelement ist vorzugsweise als ein sich axial erstreckender Ansatz ausgebildet. Dieser hintergreift in radialer Richtung vorzugsweise das jeweilige Haltelement.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist mindestens ein Zusatz-Flügelelement ausgebildet, das vorzugsweise faserverstärktes Material aufweist. Das mindestens eine Zusatz-Flügelelement ist mittelbar oder unmittelbar mit dem Halteelement verbunden. Ferner ist das Zusatz-Flügelelement vorzugsweise mittelbar oder unmittelbar mit dem Flügelfuß und/oder dem Nabenteil des Basiselements verbunden. Das Zusatz-Flügelelement kann ferner auch mit dem Flügelkopf insbesondere flächig verbunden sein. Hierbei ist es bevorzugt, dass das Zusatz-Flügelelement als weitere Materiallage flächig ausgebildet ist.
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Das Zusatz-Flügelelement hat ferner an einer Innenseite ein Fixierelement, das sich wiederum teilweise axial entsprechend eines Ansatzes erstrecken kann und/oder das Halteelement insbesondere radial hintergreift.
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Bevorzugt ist es wiederum, auch in dieser Ausführungsform zwei Zusatz-Flügelelemente vorzusehen, die an unterschiedlichen Seiten des Basiselements angeordnet sind, wobei insbesondere ein symmetrischer Aufbau bevorzugt ist, bei dem das Basiselement die Mittelebene bildet.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Vakuumpumpen-Rotors ist eine weitere Materiallage vorgesehen. Hierbei ist das Zusatz-Flügelelement als inneres Zusatz-Flügelelement ausgebildet und es ist mindestens ein weiteres äußeres Zusatz-Flügelelement vorgesehen. Dieses ist vorzugsweise flächig mit dem inneren Zusatz-Flügelelement verbunden, wobei es besonders bevorzugt ist, dass die Außenabmessungen der beiden Zusatz-Flügelelemente identisch sind. Gegebenenfalls kann das äußere Zusatz-Flügelelement aber auch nur einen Teil des inneren Zusatz-Flügelelements abdecken. Auch ist es möglich, dass die Außenabmessungen des inneren Zusatz-Flügelelements kleiner sind als diejenigen des äußeren Zusatz-Flügelelements. Beispielsweise kann sich das äußere Zusatz-Flügelelement bis in den Flügelkopf hinein erstrecken und gegebenenfalls diesen sogar vollständig abdecken, wobei das innere Zusatz-Flügelelement nur im Bereich des Flügelfußes angeordnet ist und/oder gegebenenfalls nur Teile des Flügelkopfs abdeckt.
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Vorzugsweise weisen das Basiselement und mindestens eines, vorzugsweise alle Zusatz-Flügelelemente im Wesentlichen dieselbe Außenkontur, insbesondere eine Flügel-Außenkontur, auf.
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Bevorzugt ist es weiter, dass das mindestens eine Versteifungselement im Bereich des Flügelfußes unmittelbar flächig an dem Basiselement und/oder einem der Zusatz-Flügelelemente anliegt und mit diesem vorzugsweise fest verbunden ist. Des Weiteren ist es bevorzugt, dass das innere Zusatz-Flügelelement im Bereich des Flügelfußes oder des Flügelkopfes unmittelbar flächig an dem äußeren Zusatz-Flügelelement anliegt und vorzugsweise mit diesem verbunden ist. Der Aufbau der einzelnen Rotorflügel und auch des Nabenelements ist vorzugsweise derart mehrschichtig, dass der Aufbau symmetrisch zu dem Basiselement ist.
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Ein üblicherweise ringförmig ausgebildetes Nabenelement weist am Umfang vorzugsweise eine Mehrzahl von insbesondere angestellten Rotorflügeln auf.
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Zur erfindungsgemäßen Erhöhung der Tipspeed weist das Nabenelement und/oder die Rotorflügel vorzugsweise faserverstärktes Material auf. Hierbei sind die Fasern vorzugsweise zu einem Großteil beanspruchungsgerecht angeordnet. Dies hat zur Folge, dass die erfindungsgemäßen Vakuumpumpenrotoren mit höheren Drehzahlen betrieben werden können. Insbesondere ist es möglich, hierdurch eine Tipspeed von mehr als 400 m/s, insbesondere mehr als 500 m/s und besonders bevorzugt mehr als 600 m/s zu erzielen.
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Vorzugsweise handelt es sich bei dem verwendeten Material um ein langfaserverstärktes Material mit Faserlängen von 1 bis 50 mm oder um Endlosfasern mit Längen über 50 mm.
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Die beanspruchungsgerechte Anordnung der Fasern erfolgt vorzugsweise durch eine geeignete Ausrichtung der Fasern, so dass diese die bei derart hohen Geschwindigkeiten auftretenden Kräfte und Momente aufnehmen können. Eine beanspruchungsgerechte Anordnung wird auch dadurch erzielt, dass ggf. zusätzlich je nach Art der Beanspruchung die Richtung, die Dichte, die Festigkeit und/oder die Dicke der verwendeten Fasern variiert werden. Dies ist insbesondere vom Bereich der Beanspruchung an dem Nabenelement und/oder an den Rotorflügeln abhängig. Des Weiteren ist es besonders bevorzugt, dass zur beanspruchungsgerechten Anordnung zusätzlich auch für die entsprechende Beanspruchung besonders geeignete Fasern verwendet werden.
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Bevorzugt ist es hierbei, dass Metall-, Kunststoff- oder Kohlefasern verwendet werden. Hierbei ist es wiederum bevorzugt, im Bereich des Nabenelements oder dem dem Nabenelement zugewandten Teil der Rotorflügel ggf. Metallfasern einzusetzen, da sie ein anderes Bruchverhalten aufweisen.
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Es können im Nabenbereich zur Stabilisierung der Lage von Fasern oder zur Schaffung von Volumen auch massive Metall- oder Kunststoffteile in das Laminat mit eingearbeitet sein. Bevorzugt ist es ferner, dass beispielsweise Kunststoff-, Kohle- und/oder Metallfasern imprägniert oder vorimprägniert werden. Hierbei ist die Imprägnierung mit Epoxidharz, Phenolharz, Bismaimiden und/oder thermoplastischen Kunststoffen, aber auch Polyurethan bevorzugt. Des Weiteren ist es bevorzugt, die Fasern als Gewebe, als Spread Tow, als Tape-Lagen, als TFP (Tailored-Fiber-Placement) gewickelt, geflochten und/oder als Spiralgewebe anzuordnen. Ferner sind insbesondere belastungsgerechte Mischformen unterschiedlicher Faseranordnungen möglich und auch bevorzugt.
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Zur Erzielung besonders hoher Tipspeeds ist es bevorzugt, dass mindestens 20%, vorzugsweise mindestens 30% der im bzw. am Nabenelement und/oder im bzw. an den Rotorflügeln vorgesehenen Fasern beanspruchungsgerecht, d. h. insbesondere in Hauptspannungsrichtung angeordnet sind. Im Flügelbereich verlaufen die Fasern vorzugsweise in radialer Richtung, um die Kräfte aufzunehmen. Im Nabenbereich sind Teile der Fasern vorzugsweise rein in Umfangsrichtung gelegt, andere Bereiche weisen aber abweichende Richtungen auf, um eine Spannungverlagerung zu ermöglichen. Der Faservolumenanteil bezogen auf das Gesamtvolumen des Nabenelements und/oder der Rotorflügel ist hierbei vorzugsweise größer als 50%, insbesondere größer als 60%.
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Die im oder am Nabenelement angeordneten Fasern sind vorzugsweise im Wesentlichen in Umfangsrichtung, d. h. in Rotationsrichtung des Nabenelements angeordnet. Hierbei sind die Fasern vorzugsweise so angeordnet, dass die Fasern die Kräfte in Umfangs-Richtung aufnehmen können. Hierbei ist, bezogen auf die Umfangsrichtung, eine Abweichung in einem Winkelbereich von ±10° bis ±20° derart definiert, dass es sich hierbei immer noch um Fasern handelt, die im Wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufen.
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In oder an den Rotorflügeln verlaufen die Fasern vorzugsweise im Wesentlichen radial. Im Bereich der Flügel müssen die Fasern so angeordnet sein, dass die Fasern die Kräfte in radialer Richtung aufnehmen. Eine Abweichung im Bereich von ±10° bis ±20° definiert hierbei weiterhin eine im Wesentlichen radial verlaufende Faser.
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Insbesondere im angestellten Bereich der Flügelteile der Rotorflügel ist es bevorzugt, zusätzlich sich kreuzende Fasern zu verwenden, um eine beanspruchungsgerechte Anordnung der Fasern, z. B. gegen Verdrehen der Flügel, vorzunehmen. Die Fasern verlaufen hierbei vorzugsweise in einem Winkelbereich von ±30° bis ±45° gegenüber der Flügellängsachse und ±70° bis ±90° zueinander. Geeignet sind hierbei entsprechende Faserlagen, wie Patches oder Spread Tows. In einem Übergangsbereich zwischen den Nabenelementen und den Rotorflügeln ist es besonders bevorzugt, dass Fasern von dem Nabenelement in die Rotorflügel übergehen, so dass der Verbindungsbereich zwischen dem Nabenelement und den Rotorflügeln möglichst belastungsgerecht ausgebildet ist. Insbesondere bei einer derartigen Konstruktion ist es bevorzugt, dass das Nabenelement und die Rotorflügel einstückig ausgebildet sind. Es ist jedoch auch möglich, dass die Rotorflügel durch Einhängen, Einstecken in entsprechende Nuten und dergleichen mit der Nabe verbunden sind. Auch Kombinationen hiervon sind möglich, so dass zunächst eingehängte oder auf andere Art mit dem Nabenelement verbundene Flügelelemente anschließend über eine Faserlage in diesem Bereich mit dem Nabenelement verbunden werden.
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Ein Verbinden der Fasern kann durch anschließendes Vergießen, Verharzen oder dergleichen erfolgen. Zunächst kann aber auch, um eine exakte Position der Fasern zu definieren, ein Verkleben der Fasern miteinander erfolgen. Die Fasern können auch durch Sticken, Stricken oder dergleichen in der erforderlichen Richtung fixiert oder miteinander verbunden werden.
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Des Weiteren ist es bevorzugt, dass die Rotorflügel einen Anstellwinkel von 8°–50° aufweisen können.
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Mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Vakuumpumpen-Rotoren ist es insbesondere möglich, eine hohe Tipspeed von mehr als 400 m/s, insbesondere mehr als 500 m/s und besonders bevorzugt mehr als 600 m/s zu erreichen. Dies hat den erfindungswesentlichen Vorteil, dass die Rotoren auch zum Fördern leichter Gase, wie insbesondere Helium und Wasserstoff, geeignet sind. Auch ist es hierdurch möglich, bei hohen Förderleistungen Pumpenrotoren mit geringeren Durchmessern zu realisieren.
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Besonders bevorzugt ist es, dass eines der Zusatz-Flügelelemente, insbesondere sowohl die inneren als auch die äußeren Zusatz-Flügelelemente eine Radialschicht aus einem faserverstärkten Material, insbesondere faserverstärkten Kunststoff aufweisen. Des Weiteren ist es bevorzugt, dass eines der Zusatz-Flügelelemente, insbesondere die beiden äußeren Zusatz-Flügelelemente eine Spreadtow-Gewebeschicht aufweisen.
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Das mindestens eine Versteifungselement weist vorzugsweise ebenfalls Fasermaterial, insbesondere Kunststoff-Fasermaterial auf. Ein Teil der Fasern verläuft hierbei vorzugsweise in Umfangsrichtung. Hierdurch ist eine Tangentialschicht ausgebildet. Es ist bevorzugt, dass das mindestens eine Halteelement ebenfalls Fasern aufweist, die in Umfangsrichtung verlaufen, so dass weitere Tangentialschichten ausgebildet sind. Die insbesondere inneren Zusatz-Flügelelemente weisen als Hauptfaserrichtung in bevorzugter Ausführungsform radial verlaufende Fasern auf, so dass hierdurch Radialschichten ausgebildet sind. Bei den vorzugsweise vorgesehenen zwei äußeren Zusatz-Flügelelementen sind die Fasern gekreuzt zueinander angeordnet und insbesondere ein Spreadtow-Gewebe vorgesehen.
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Insbesondere durch die mehrschichtige Ausgestaltung des Vakuumpumpen-Rotors aus vorzugsweise unterschiedlichen Materiallagen mit besonders bevorzugten unterschiedlichen Ausrichtungen der Materialfasern ist es möglich, Vakuumpumpen-Rotoren herzustellen die extrem hohen Belastungen standhalten, sodass sehr hohe Tipspeeds erzielt werden können.
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Der vorstehend beschriebene Aufbau von Vakuumpumpen-Rotoren ist auch für andere schnelldrehende Rotoren, wie sie beispielsweise im Bereich Gebläse, Ventilatoren, Gasförderung verwendet werden, erfindungsgemäß bevorzugt, wobei dies eine unabhängige Erfindung darstellt.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung näher erläutert.
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Die Figur zeigt einen Ausschnitt eines Vakuumpumpen-Rotors in zusammengefügtem Zustand sowie teilweise als Explosionsdarstellung, wobei die Darstellung schematisch vereinfacht erfolgt.
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In der Figur ist zunächst schematisch ein Teil eines mehrlagigen Vakuumpumpen-Rotors mit miteinander verbundenen Materiallagen dargestellt. Hierbei ist ein Teil eines Nabenelements 10 dargestellt. Hierbei ist nur ein Kreisringsegment des kreisringförmigen Nabenelements 10 dargestellt. Das Nabenelement 10 umgibt beispielsweise eine Rotorwelle, mit der es fest verbunden ist. Üblicherweise sind mehrere derartige ringförmige Nabenelemente in axialer Richtung hintereinander angeordnet, sodass mehrere Vakuumpumpen-Stufen ausgebildet sind und beispielsweise einen Rotor für eine Turbomolekularpumpe ausbilden. Hierdurch können die einzelnen Nabenelemente mit einer Rotorwelle verbunden sein oder selbst die Rotorwelle ausbilden, indem sie entsprechend miteinander verbunden werden. Mit dem Nabenelement 10 sind in Umfangsrichtung jeweils radial verlaufende in einem Winkel angestellte Rotorflügel 12 verbunden, wobei zur Veranschaulichung nur ein einziger Rotorflügel 12 dargestellt ist.
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Zur Verdeutlichung des mehrschichtigen Aufbaus weist die Zeichnung ferner eine Explosionsdarstellung der einzelnen Schichten auf. Hierbei ist als mittlere Schicht ein Basiselement 14 dargestellt. Der Aufbau des gesamten Vakuumpumpen-Rotors in der dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist symmetrisch zu dem Basiselement 14 aufgebaut. Auf dem Basiselement 14 ist ein Versteifungselement 16 angeordnet, wobei symmetrisch zum Basiselement 14 auf der gegenüberliegenden Seite ein weiteres Versteifungselement symmetrisch zum dem dargestellten Versteifungselement 16 angeordnet ist. Entsprechendes gilt auch für die nächste Schicht, die durch ein inneres Zusatz-Flügelelement 18 ausgebildet ist, wobei das zweite Zusatz-Flügelelement 18 wiederum auf der gegenüberliegenden Seite symmetrisch zu dem Basiselement 14 vorgesehen ist. Entsprechend sind auch zwei äußere Zusatz-Flügelelemente 20 vorgesehen und wiederum symmetrisch zu dem Basiselement 14 angeordnet. Als weiteres Element sind zwei Halteelemente 22 vorgesehen, die wiederum symmetrisch zum Basiselement 14 angeordnet sind. Die Halteelemente 22 stellen hierbei die wesentlichen Elemente des Nabenelements 10 dar.
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Das Basiselement 14, welches die Symmetrieebene ausbildet, weist in der dargestellten bevorzugten Ausführungsform eine Außenkontur auf, die der Außenkontur des Flügels 12 entspricht. Das Basiselement 14 weist hierbei ein Nabenteil 24 auf, das in das Nabenelement 10 ragt bzw. zwischen den beiden Halteelementen 22 des Nabenelements 10 angeordnet ist. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die beiden Halteelemente 22 insbesondere ringförmig ausgebildet sind, wobei zwischen diesen beiden ringförmigen Halteelementen 22 mehrere Nabenteile entsprechend der Anzahl der Rotorflügel 12 angeordnet sind. Mit dem Nabenteil 24 ist ein Flügelfuß 26 verbunden und insbesondere einstückig ausgebildet. Der Flügelfuß 26 stellt das Verbindungselement zwischen dem Nabenteil und einem Flügelkopf 28 dar. Der Flügelkopf 28 ist hierbei der wesentliche Bestandteil des Rotorflügels 12. Das Basiselement 14 ist vorzugsweise einstückig ausgebildet und weist in bevorzugter Ausführungsform ein Kohlefaservlies auf.
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Die nächste Schicht ist durch die beiden einander gegenüberliegenden Versteifungselemente 16 ausgebildet. Die Außenkontur der Versteifungselemente 16 entspricht im dargestellten Ausführungsbeispiel der Außenkontur des Nabenteils 24 und des Flügelfußes 26. Gegebenenfalls ragt das Versteifungselement 16 nur in einen Teil des Flügelfußes 26. Das Versteifungselement weist an einer Innenseite ein Fixierelement 30 auf. Dieses ragt axial nach Außen und hintergreift jeweils die beiden Halteelemente 22. Das Versteifungselement 16 ist vorzugsweise als Tangentialschicht ausgebildet und weist insofern eine Vielzahl in Umfangsrichtung zur Aufnahme von Tangentialkräften geeignete Fasern auf. Hierbei ist der Dickengradient am Nabeninnenbereich hoch.
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Die nächste Materiallage ist durch die beiden inneren Zusatz-Flügelelemente 18 ausgebildet. Die Außenkontur der inneren Zusatz-Flügelelemente entspricht der Außenkontur des Basiselements. Die inneren Zusatz-Flügelelemente 18 weisen ebenfalls ein Fixierelement 32 auf, das die Halteelemente 22 entsprechend dem Fixierelement 32 radial hintergreift. Vorzugsweise sind die Materialfasern der inneren Zusatz-Flügelelemente 18 radial ausgerichtet, sodass diese Schichten als Radialschichten angesehen werden können.
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Die nächsten Materiallagen werden durch die äußeren Zusatz-Flügelelemente 20 ausgebildet. Die Außenkontur der äußeren Zusatz-Flügelelemente 20 entspricht wiederum der Außenkontur des Basiselements 14. Des Weiteren weisen auch die äußeren Zusatz-Flügelelemente 20 ein Fixierelement 34 auf, das wiederum die beiden Halteelemente 22 radial hintergreift. Bevorzugt ist es, dass die äußeren Zusatz-Flügelelemente 20 aus einem Spreadtow-Gewebe hergestellt sind.
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Die äußere Materiallage wird durch die beiden Halteelemente 22 ausgebildet, wobei sich diese nicht in den Rotorflügel 12 hinein strecken, sondern im Wesentlichen das Nabenelement ausbilden. Auch die Halteelemente 22 weisen vorzugsweise Materialfasern, insbesondere Kunststofffasern oder Kohlenstofffasern auf.
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Wesentlich für die Erfindung ist der mehrlagige Aufbau des Vakuumpumpen-Rotors. Die Ausgestaltung und die Materialwahl der einzelnen Lagen sind hierbei vorzugsweise derart gewählt, dass eine möglichst beanspruchungsgerechte Materialauswahl und ein beanspruchungsgerechter Faserverlauf realisiert sind. Hierdurch können Vakuumpumpen-Rotoren hergestellt werden, die äußerst hohen Beanspruchungen standhalten und insbesondere eine Tipspeed von mehr als 400 m/s, insbesondere mehr als 500 m/s und insbesondere mehr als 600 m/s realisieren können.
