DE2309665A1 - Turbomolekularvakuumpumpe - Google Patents

Turbomolekularvakuumpumpe

Info

Publication number
DE2309665A1
DE2309665A1 DE19732309665 DE2309665A DE2309665A1 DE 2309665 A1 DE2309665 A1 DE 2309665A1 DE 19732309665 DE19732309665 DE 19732309665 DE 2309665 A DE2309665 A DE 2309665A DE 2309665 A1 DE2309665 A1 DE 2309665A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
bearing
pump according
bearings
shaft
rotor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19732309665
Other languages
English (en)
Other versions
DE2309665B2 (de
DE2309665C3 (de
Inventor
Ruediger Dr Ing Frank
Hansen Dr Ing Pfaff
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Original Assignee
Leybold Heraeus GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leybold Heraeus GmbH filed Critical Leybold Heraeus GmbH
Priority to DE2309665A priority Critical patent/DE2309665C3/de
Priority to FR7404943A priority patent/FR2219320B3/fr
Priority to CH272574A priority patent/CH594138A5/xx
Publication of DE2309665A1 publication Critical patent/DE2309665A1/de
Publication of DE2309665B2 publication Critical patent/DE2309665B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2309665C3 publication Critical patent/DE2309665C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00Axial-flow pumps
    • F04D19/02Multi-stage pumps
    • F04D19/04Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
    • F04D19/042Turbomolecular vacuum pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/06Lubrication
    • F04D29/063Lubrication specially adapted for elastic fluid pumps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)

Description

73.002
LEYBOLD-HERAEUS GMBH. & CO.KG Köln-Bayental
TurbomolekularVakuumpumpe
Die Erfindung betrifft eine Turbomolekularvakuumpumpe mit einem Rotor und einer mit dem Rotor verbundenen, in Lagern drehbar gehalterten Motorwelle.
Turbomolekularpumpen sind für den Einsatz als Hochvakuumpumpen bekannt. Sie arbeiten im molekularen Strömungsbereich und benötigen deshalb sehr hohe Drehzahlen, da die Förderwirkung durch Impulsübertragung der schnell rotierenden, am Rotor befestigten Schaufeln auf die Gasmoleküle zustande kommt und demnach die Umfangsgeschwindigkeit der Schaufeln in der Größenordnung der mittleren thermischen Geschwindigkeit der Gasmoleküle liegen muß.
Die sich daraus ergebende hohe Drehzahl stellt im Vakuum ein ernsthaftes Lagerproblem dar, das bihser mit noch vertretbarem Aufwand nicht zufriedenstellend gelöst ist. Es ist bekannt,zur Lagerung der Rotorwelle im Vakuum herkömmliche Kugellager zu verwenden (vergl. z.B-. DT-OS 2 119 857). Kugellager sind aber im Vakuum besonders anfällig und besitzen nicht die übliche Lebensdauer. Insbesondere stellen die Scnmierung und Kühlung ein Problem dar. Im Vakuum neigt das Lager dazu, auszutrocknen. Durch die fehlende Umgebung ist die Kühlung der Kugeln und des Käfigs schlecht. Beide Umstände führen dazu, daß das Lager bei Überbeanspruchung sofort beschädigt wird. Durch die Verwendung von Magnetlagern wird zwar eine Verbesserung erreicht, die jedoch einen überdurchschnittlich hohen Aufwand fordert, so daß bisher beim Serienbau
409836/01 US
• - 2 von Turbomolekularpumpen auf Magnetlager verzichtet wurde.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Turbomolekularvakuumpumpe mit einem Rotor und einer mit dem" Rotor verbundenen, in Lagern drehbar gehalterten Rotorwelle zu schaffen, deren Lagerung nicht nur den hohen Ansprüchen im Vakuum hinsichtlich der hohen Drehzahl und der langen Lebensdauer genügt, sondern auch - im Vergleich zu Magnetlagern - wesentlich preiswerter und raumsparender ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß alle Lager der Rotorwelle als Gleitlager ausgebildet sind. Es hat sich herausgestellt, daß die Lagerung einer in dieser Weise ausgebildeten Turbomolekularpumpe eine wesentlich größere Lebensdauer hat. Gegenüber Magnetlagern sind die Gleitlager wesentlich preiswerter und raumsparender.
Bei einer Turbomolekularpumpe mit vertikal angeordneter Rotorwelle sind vorteilhafterweise zwei radiale und ein axiales Gleitlager vorgesehen, wobei zwischen den radialen Gleitlagern der elektromotorische Antrieb vorgesehen ist. Als axiales Gleitlager findet zweckmäßig ein vom unteren halbkugelförmig ausgebildeten Wellenende und einer entsprechenden Lagerschale gebildetes Stützlager Verwendung. Eine derartige Lagerkombination hat sich bei Turbomolekularpumpen mit vertikal angeordneter Rotorwelle als besonders zweckmäßig erwiesen. Es können dabei hydrodynamische, hydrostatische oder beide Arten von Gleitlagern Verwendung finden. Insbesondere für das obere der beiden radialen Lager hat sich ein teilweise hydrostatisch bzw. hydrodynamisch arbeitendes Gleitlager als besonders vorteilhaft erwiesen.
Weiterhin ist es zweckmäßig, zusätzlich ein axiales, als Gleit- oder Kugellager ausgebildetes Fanglager vorzusehen. Dadurch kann dieWelle gegen ein Ausbrechen in axialer Richtung gesichert werden.
409836/0145
Zur Schmierung der Lager weist die Rotorwelle zweckmäßig eine als Schmiermittelkanal dienende zentrale Bohrung auf, die durch radial gerichtete Bohrungen in Höhe der radialen Gleitlager mit den Lagern in Verbindung steht. Bei vertikal angeordneter Rotorwelle kann dabei zumindest der untere Abschnitt des Schmiermittelkanals eine Form aufweisen, die beim Drehen der Welle eine Förderung des Schmiermittels nach oben bewirkt. Die Zuführung des Schmiermittels in die untere öffnung des Schmiermittelkanals kann mit Hilfe eines in die untere öffnung hineinragenden Röhrchens erfolgen. Dadurch ist es möglich, den Schmiermitteldruck nach Ausbildung des unteren Abschnittes des Schmiermittelkanals und der zugeführten Schmiermittelmenge zu regeln, so daß mit dieser ölpumpe sowohl hydrostatische als auch hydrodynamische Gleitlager versorgt werden können.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert werden.
In der Figur 1 ist eine erfindungsgemäß ausgebildete Turbomolekularvakuumpumpe 1 teilweise im Schnitt dargestellt. Der mit 2 bezeichnete Rotor mit den Rotorschaufeln 3 ist am Konus U der Welle 5 angebracht. Die Lagerung der Welle 5 besteht aus den Gleitlagern 6 und 7, deren zugehörige Lagerschalen mit 8 bzw. 9 bezeichnet sind. Außerdem ist ein axiales Gleitlager 10 (unteres Stützlager) vorgesehen, das vom unteren halbkugelförmig ausgebildeten Ende der Welle 5 und von einer entsprechend geformten Lagerschale 11 gebildet wird. Zur Sicherung der Welle 5 gegen ein Ausbrechen in axialer Richtung ist noch das Fanglager 12 vorgesehen, das aus einer kragenförmigen Erweiterung 16 an der Welle 5 besteht, welche mit der Lagerschale 9 des Gleitlagers 7 zusammenarbeitet. Der elektromotorische Antrieb 13 ist zwischen den beiden Gleitlagern 6 und 7 angeordnet.
409836/0145
-H-
Zur Versorgung der Gleitlager mit einem Schmiermittel, z.B. öl, weist die Welle 5 eine zentrale Bohrung IH auf, die über radial gerichtete Bohrungen 15 mit den Lagern 6 und7 in Verbindung steht. Die zentrale Bohrung 14 weist in ihrem unteren Bereich eine sich nach oben erweiternde konische Form auf, so daß das über das Röhrchen 17 zugeführte öl beim Drehen der Welle 5 nach oben gefördert wird. Das Röhrchen steht über den Kanal 18 mit einer ölkammer 19 in kommunizierender Verbindung.
Zur Beobachtung des ölstandes in der ölkammer 19 ist das Schauglas 20 vorgesehen. Die Schmierung des Gleitlagers 10 erfolgt über die Kanäle 21, die ebenfalls mit der ölkammer in Verbindung stehen.
Das öl wird durch die zentrale Bohrung 14 zu den zweckmäßig als Düsen ausgebildeten radialen Bohrungen 15 gefördert. Das aus den Bohrungen 15 gedrückte öl schmiert die Lager 6 und 7 und fällt unter anderen durch die Kanäle 22a und 22b sowie längs der Motorwicklung 13 in die ölkammer 19 zurück.
In den Figuren 2 und 3 ist das obere Gleitlager 6 nochmals dargestellt. Es ist als gemischtes hydrodynamisches und hydrostatisches Lager ausgebildet. Dazu weist die Lagerschale axial gerichtete, rinnenförmige Aussparungen 23 bis 26 auf (vergl. Figur 3). Die der ölzuführung dienende Bohrung 15 ist unmittelbar oberhalb des Lagers 6 angeordnet. Das öl fließt zwischen der Welle 5 und der Lagerschale 8 zurück.
Das axiale Fanglager 12 in Figur 1 ist als Gleitlager ausgebildet. Es besteht auch die Möglichkeit, dieses Fanglager als Kugellager auszubilden. Die Figur H zeigt eine solche Variante. Der innere Kugellagerring des Kugellagers 28 wird bei Bedarf von der kragenartigen Erweiterung 16 an der Welle 5 berührt. Die Schmierung erfolgt durch das durch den Kanal 22b zurückfließende öl.
409836/0145

Claims (12)

  1. ANSPRÜCHE
    /lJ Turbomolekularvakuumpumpe mit einem Rotor und einer mit dem Rotor verbundenen, in Lagern drehbar gehalterten Rotorwelle, dadurch gekennzeichnet, daß alle Lager (6,7,10) der Welle (5) als Gleitlager ausgebildet sind.
  2. 2. Pumpe nach Anspruch 1 mit vertikal angeordneter Rotorwelle, dadurch gekennzeichnet, daß zwei radiale (6,7) und ein axiales Gleitlager (10) vorgesehen sind.
  3. 3. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden radialen Gleitlagern (6,7) ein elektromotorischer Antrieb (13) vorgesehen ist.
  4. 4. Pumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als axiales Gleitlager (10) ein vom unteren, halbkugelförmig ausgebildeten Ende der Welle (5) und einer entsprechend geformten Lagerschale (11) gebildetes Stützlager vorgesehen ist.
  5. 5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis U, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein axiales als Gleit- oder Kugellager ausgebildetes Fanglager (12) vorgesehen ist.
  6. 6. Pumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Fanglager (12) aus einer kragenförmigen Erweiterung (16) an der Welle (5) besteht, die mit der Lagerschale (9) des Gleitlagers (7) zusammenarbeitet.
  7. 7. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6,dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorwelle eine als Schmiermittelkanal dienende zentrale Bohrung (1Ό aufweist,die durch radial gerichtete Bohrungen (15) in Höhe der radialen Gleitlager (6,7) mit den Lagern in Verbindung steht.
    409836/0U5
  8. 8. Pumpe nach Anspruch 7 und einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der untere Ab schnitt des Schmiarmittelkanals (14) eine Form aufweist, die beim Drehen der Welle (5) eine Förderung des Schmiermittels nach oben bewirkt, und daß im Bereich der unteren Öffnung des Schmiermittelkanals (IU) ein Röhrchen (17) für die Zuführung des Schmiermittels vorgesehen ist.
  9. 9. Pumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Röhrchen (17) mit einer ölkammer (19) in kommunizierender Verbindung steht.
  10. 10. Pumpe nach den Ansprüchen 4 und 9, dadurch gekennzeichnet,
    daß zur Ölversorgung des Gleitlagers(10) mit der öl- kajnmer (19) in Verbindung stehende ölkanäle (21) vorgesehen sind.
  11. 11. Pumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß hydrostatische, hydrodynamische oder teilweise hydrostatisch bzw. hydrodynamisch arbeitende Lager Verwendung finden.
  12. 12. Pumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
    ■die Lagerschalen (8) bzw. (9) axiale, rinnenförmige Aussparungen (23 bis 26) aufweisen.
    409836/0U5
    le
    e rs e i te
DE2309665A 1973-02-27 1973-02-27 Turbomolekular-Vakuumpumpe Expired DE2309665C3 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2309665A DE2309665C3 (de) 1973-02-27 1973-02-27 Turbomolekular-Vakuumpumpe
FR7404943A FR2219320B3 (de) 1973-02-27 1974-02-08
CH272574A CH594138A5 (de) 1973-02-27 1974-02-26

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2309665A DE2309665C3 (de) 1973-02-27 1973-02-27 Turbomolekular-Vakuumpumpe

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2309665A1 true DE2309665A1 (de) 1974-09-05
DE2309665B2 DE2309665B2 (de) 1980-11-06
DE2309665C3 DE2309665C3 (de) 1981-07-09

Family

ID=5873200

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2309665A Expired DE2309665C3 (de) 1973-02-27 1973-02-27 Turbomolekular-Vakuumpumpe

Country Status (3)

Country Link
CH (1) CH594138A5 (de)
DE (1) DE2309665C3 (de)
FR (1) FR2219320B3 (de)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4674952A (en) * 1983-10-07 1987-06-23 Sargent-Welch Scientific Company Turbo molecular pump with improved bearing assembly
US4806075A (en) * 1983-10-07 1989-02-21 Sargent-Welch Scientific Co. Turbomolecular pump with improved bearing assembly
US5069603A (en) * 1989-08-11 1991-12-03 Leybold Aktiengesellschaft Bearings for use in negative-pressure environments
DE102006049974A1 (de) * 2006-10-24 2008-04-30 Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh Turbomaschine
US7959423B2 (en) 2007-11-13 2011-06-14 Pfeiffer Vacuum Gmbh Vacuum pump with a lubricant pump
EP2728195A3 (de) * 2012-11-02 2015-07-08 Pfeiffer Vacuum Gmbh Vakuumpumpe
US20230313804A1 (en) * 2019-10-09 2023-10-05 Edwards Limited Vacuum pump comprising an axial magnetic bearing and a radial gas foil bearing

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4767265A (en) * 1983-10-07 1988-08-30 Sargent-Welch Scientific Co. Turbomolecular pump with improved bearing assembly
CA1240302A (en) * 1983-10-07 1988-08-09 Gordon E. Osterstrom Turbomolecular pump with improved bearing system
JPS62218692A (ja) * 1986-03-18 1987-09-26 Mitsubishi Electric Corp タ−ボ分子ポンプ装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB885954A (en) * 1960-03-08 1962-01-03 Arthur Pfeiffer G M B H Improvements in or relating to molecular pumps
FR1475765A (fr) * 1966-01-31 1967-04-07 Snecma Perfectionnements aux appareils à arbre vertical tournant à grande vitesse
US3399827A (en) * 1967-05-19 1968-09-03 Everett H. Schwartzman Vacuum pump system
DE2119857A1 (de) * 1971-04-23 1972-11-02 Leybold-Heraeus GmbH & Co KG, 5000 Köln Einrichtung zur Ölversorgung von Lagerstellen

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB885954A (en) * 1960-03-08 1962-01-03 Arthur Pfeiffer G M B H Improvements in or relating to molecular pumps
FR1475765A (fr) * 1966-01-31 1967-04-07 Snecma Perfectionnements aux appareils à arbre vertical tournant à grande vitesse
US3399827A (en) * 1967-05-19 1968-09-03 Everett H. Schwartzman Vacuum pump system
DE2119857A1 (de) * 1971-04-23 1972-11-02 Leybold-Heraeus GmbH & Co KG, 5000 Köln Einrichtung zur Ölversorgung von Lagerstellen

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4674952A (en) * 1983-10-07 1987-06-23 Sargent-Welch Scientific Company Turbo molecular pump with improved bearing assembly
US4806075A (en) * 1983-10-07 1989-02-21 Sargent-Welch Scientific Co. Turbomolecular pump with improved bearing assembly
US5069603A (en) * 1989-08-11 1991-12-03 Leybold Aktiengesellschaft Bearings for use in negative-pressure environments
DE102006049974A1 (de) * 2006-10-24 2008-04-30 Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh Turbomaschine
US7959423B2 (en) 2007-11-13 2011-06-14 Pfeiffer Vacuum Gmbh Vacuum pump with a lubricant pump
EP2728195A3 (de) * 2012-11-02 2015-07-08 Pfeiffer Vacuum Gmbh Vakuumpumpe
US20230313804A1 (en) * 2019-10-09 2023-10-05 Edwards Limited Vacuum pump comprising an axial magnetic bearing and a radial gas foil bearing

Also Published As

Publication number Publication date
FR2219320B3 (de) 1976-11-26
DE2309665B2 (de) 1980-11-06
DE2309665C3 (de) 1981-07-09
CH594138A5 (de) 1977-12-30
FR2219320A1 (de) 1974-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3345684C2 (de)
DE69404092T2 (de) Flüssigkeitsringpumpe mit ringtrommeln
DE3926577A1 (de) Vakuumpumpe mit einem rotor und mit unter vakuum betriebenen rotorlagerungen
EP1565663B1 (de) Turbomolekularvakuumpumpe
CH673052A5 (de)
DE2517973C2 (de) Lagerung für mit hoher Drehzahl rotierende, horizontale Spindeln von Spinnturbinen
EP0718541A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur Eigenschmierung der Wälzlager von Turbomaschinen
DE4212169C2 (de) Dynamisches Sperrsystem für das Schmieröl der Lager eines Zentrifugalkompressors
EP1487587B1 (de) Separator mit hydrohermetischer abdichtung der spindel
DE2533804C3 (de) Lager für den Rotor einer OE-Spinnmaschine
DE2304898A1 (de) Gasgeschmiertes lager
DE2309665A1 (de) Turbomolekularvakuumpumpe
DE2138152A1 (de) Turbomolekularvakuumpumpe
DE8717942U1 (de) Ölzuführungsvorrichtung für eine Rotationskolbenmaschine in Spiralbauweise
DE4200687A1 (de) Radiallager
DE2119857A1 (de) Einrichtung zur Ölversorgung von Lagerstellen
DE19915983A1 (de) Vakuumpumpe mit Gaslagerung
DE2539425C2 (de)
DE102017106942A1 (de) Hydrodynamische Kupplung
EP0188713B1 (de) Ölfördereinrichtung für Vakuumpumpen
DE2800047A1 (de) Stroemungsmaschine
EP3910192B1 (de) Wasserturbine und/oder wasserpumpe
DE60215418T2 (de) Schmierungsvorrichtung für Seitenkanalvakuumpumpen
DE3543669A1 (de) Oelfuehrung bei senkrechten wellen mit schraegkugellagerung in o-anordnung
DE2010403C3 (de) Einrichtung zur Zu- und Abfuhrung einer Kühlflüssigkeit fur mindestens einen in dem Rotor einer elektrischen Maschine angeordneten Kuhlkanal

Legal Events

Date Code Title Description
OD Request for examination
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee