DE2035063C3 - Laufrad für eine Turbomolekularpumpe - Google Patents

Description

feikränze mit schräg zur Radebene angestellten 4°

Schaufeln, wodurch schräge Kanäle gebildet werden. wobei α die Ausdehnung der Schaufeln (2) ir

Bekannt sind verschiedene Ausführungsformen von Richtung, d die Dicke der einzelnen Schaufeln, r den Lauf- und Leiträdern. Bei einer Ausführungsform Abfand des betrachteten Punktes (P) auf der werden die schrägen Kanäle in massive Scheiben ge- Schaufelfläche von der Radachse (M), ζ die Anzahl fräst. Die Kanäle und die sie begrenzenden Stege bzw. 45 der Schaufeln und α den Winkel der Tangentialebene Schaufeln haben etwa gleiche Dimensionen, d. h. nur (T) an die Schaufeln im betrachteten Punkt zur Radetwa die halbe Fläche des Schaufelkranzes ist in ebene (E) bedeuten.

axialer Richtung durchlässig. Eine andere Radart Durch diese Ausgestaltung eines Laufrades erreicht

wird aus einem dünnen, ebenen Blech durch Stanzen man bei gleichen Abmessungen und gleicher Dreh- und Herausdrehen der Schaufelflächen aus der Blech- 50 zahl eine wesentlich geringere Beanspruchung des ebene hergestellt. Der Schaufelkranz ist wegen der Tragkörpers durch die Fliehkraft bei fast gleichem geringen Blechstärke fast in seiner ganzen Fläche Saugvermogen wie es gestanzte Laufräder besitzen, durchlässig. Setzt man für die eingangs beschriebenen gefrästen

Schließlich sind auch noch Radtypen bekannt, bei Laufräder die Beanspruchung durch die Fliehkraft denen der Schaufelkranz aus einzeln eingesetzten 55 gleich 100%, so beträgt sie bei den beschriebenen, Schaufeln besteht, die an Ringen befestigt sind. gestanzten Laufrädern etwa 15O°/o, bei den erfin-

Eine Turbomolekularpumpe wird durch das Saug- dungsgemäßen Laufrädern nur etwa 6O°/o. Diese gevermögen und durch das Druckverhältnis, d.h. das ringere Beanspruchung der erfindungsgemäßen Räder Verhältnis der Drücke an der Auslaß- und an der erlaubt umgekehrt eine entsprechende Steigerung der Einlaßseite charakterisiert. Beide Eigenschaften hän- 60 Umfangsgeschwindigkeit, wobei zu beachten ist, daß gen stark von der Umfangsgeschwindigkeit des die Beanspruchung mit dem Quadrat der Umfangs-Schaufelkranzes der Laufräder ab. Man wählt daher geschwindigkeit zunimmt. Durch die erhöhte Umdie Umfangsgeschwindigkeit und damit die Drehzahl fangsgeschwindigkeit erhöhen sich entsprechend das der Pumpenwelle so hoch wie die Festigkeitseigen- Saugvermogen, welches proportional mit der Umschaften der Laufräder es zulassen. 65 fangsgeschwindigkeit wächst, und das Druckverhält-

Fiir die bisher bekannten, vorhergehend beschrie- nis, welches nach einem Exponentialgesetz mit der benen Räder ergibt sich, daß die Beanspruchung Umfangsgeschwindigkeit wächst. Zur Erzielung eines durch die Fliehkraft bei Laufrädern mit gefrästem bestimmten Druckverhältnisses einer Turbomolekular-

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pumpe kann man daher mit entsprechend weniger •Druckstufen, die aus je einem Laufrad und einem Leitrad bestehen, auskommen. Zur näheren Erläuterung zeigt

Abb. 1 die Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Laufrades,

Abb. 2a einen Teil der Abwicklung des Schaufelkranzes nach LinieS-B in Abb. 1,

Abb. 2b einen Teil der Abwicklung des Schaufelkranzes in Abstand r von der Achse des Rades,

A b b. 2 c einen Teil der Abwicklung des Schaufelkranzes nach Linie A-A in Abb. 1.

In den Abbildungen bedeuten 1 den hier ringförmigen Tragkörper der erfindungsgemäßen Räder und 2 die Schaufeln. Die Dicke der Schaufeln ist mit b bezeichnet, die Dicke des Schaufelkranzes, d. h. die axiale Ausdehnung der Schaufeln, mit α (Abb. 2b). Betrachtet man in Abb. 2b einen PunktP auf einer Schaufel im Abstand r voa der Achse des ; aaf einer Schaufel gilt:

_a d

1—:

tan« sin«

2n r

,. . Schaufeln im Schaufelwobei ζ die Anzam α«

kranz ist. „ T auf räder können sowohl

Die erfindungs8^ε^^ _{auch mit herkömm}. mit gleichartigen ^™£™. _Turbomolekularpumpe üchen Leitraüern » _{Di er}fi_ndungsgemäßen

zusammengebaut ^we™cu· ^ _{die Lauiräder}

Leiträder sind im wesenui _{schwächer dimen}.

aufgebaut. Der ^T»8»J)er f- _{keme Beanspru}.

sioniert ^ν噣?> ^d,™ ^tt
chung durch Fliehkräfte auftntt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

Schaufeikranz etwa zur Hälfte vom Tragkörper direkt

Patentanspruch: und zur Hälfte von den Schaufeln herrührt. Das

Saugvermogen dieser Radart ist wegen des unLaufrad für eine Turbomolekularpumpe mit günstigen Verhältnisses Schaufelbreite zu Kanaleinem Schaufelkranz aus schräg zur Radebene 5 breite kleiner als das Saugvermögsn der oben zweitangestellten, dünnwandigen Schaufeln gleicher genannten Radart. Bei d⁶¹,?^?^,^^*^^,.^ Dicke, die auf einem Tragkörper angeordnet sind, die Beanspruchung durch " "■-*-'- ^r*
dadurch gekennzeichnet, daß der Win- höher, weil bei gleichen
kel (α), welchen die Tangentialebene (T) einem liehe Belastung des Tragkörpers durch die
beliebigen Punkt (P) in der Schaufelfläche mit der io der Schaufeln etwa doppelt^so ^no(*_o ^ist _L"
Radebene (E) bildet, mit wachsendem Abstand ersten Art. Dies hat ζ " *'"
des betrachteten Punktes von der Radachse (M) Dimensionen die zweite 1
kontinuierlich abnimmt und die Bedingung er- Gesamtbelastung ergibt. Geht man bis an die zufüllt ist: lässige Grenze der Beanspruchung, so darf die zweit-

%S genannte Radart nur mit einer entsprechend geringe-

a , d ₌ 2nr _ren Drehzahl betrieben werden, wodurch der Vorteil

tan« sin« ~ ζ ' des an sich höheren Saugvermögens solcher Räder

wieder zum Teil verlorengeht. Die dritte, oben be-

wobei α die Ausdehnung der Schaufeln (2) in schriebene Radart liegt in ihren Festigkeitseigenaxialer Richtung, d die Dicke der einzelnen *° schäften noch ungünstiger als die zweite.
Schaufeln, r den Abstand des betrachteten Punk- Aufgabe der Erfindung ist es, ein Laufrad für

tes (P) auf der Schaufelfläche von der Radachse eine Turbomolekularpumpe zu schaffen, welches die (M), ζ die Anzahl der Schaufeln und <x den Winkel Festigkeitseigenschaften bezüglich der Zentrifugalder Tangentialebene (T) an die Schaufeln im be- belastung der bekannten gefrästen Räder übertrifft, trachteten Punkt der Radebene (E) bedeuten. »5 zugleich aber ein ähnlich hohes Saugvermögen wie

die bekannten gestanzten Räder erreicht.

Das erfindungsgemäße Laufrad für eine Turbomolekularpumpe mit einem Schaufelkranz aus schräg zur Radebene angestellten Schaufeln gleicher Dicke,

Die Erfindung bezieht sich auf ein Laufrad für eine 3« die auf einem Tragkörper angeordnet sind, ist da-Turbomolekularpumpe mit einem Schaufelkranz aus durch gekennzeichnet, daß der Winkel (a), welchen schräg zur Radebene angestellten, dünnwandigen die Tangentialebene (T) einem beliebigen Punkt (P) Schaufeln gleicher Dicke, die auf eiaem Tragkörper in der Schaufelfläche mit der Radebene (E) bildet, angeordnet sind. Solche Pumpen besitzen bekannt- mit wachsendem Abstand des betrachteten Punktes lieh eine Mehrzahl von auf einer gemeinsamen Welle 35 von der Radachse (M) kontinuierlich abnimmt und befestigten und mit dieser schnell rotierenden Lauf- die Bedingung erfüllt ist:
rädern, welche mit ähnlich geformten, feststehenden

Leiträdern zur Erzeugung des Pumpeffektes zu- __^a | "_ ₌

sammen wirken. Lauf- und Leiträder besitzen Schau- tan λ sin λ ζ