DE3508483A1 - HOUSING FOR A TURBOMOLECULAR VACUUM PUMP - Google Patents

HOUSING FOR A TURBOMOLECULAR VACUUM PUMP

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DE3508483A1 DE19853508483 DE3508483A DE3508483A1 DE 3508483 A1 DE3508483 A1 DE 3508483A1 DE 19853508483 DE19853508483 DE 19853508483 DE 3508483 A DE3508483 A DE 3508483A DE 3508483 A1 DE3508483 A1 DE 3508483A1
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Description

35084*35084 *

LEYBOLD-HERAEUS GMBHLEYBOLD-HERAEUS GMBH

Köln-BayentalCologne-Bayental

Gehäuse für eine TurbomolekularvakuumpumpeHousing for a turbo molecular vacuum pump

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gehäuse für eine Turbomolekularvakuumpumpe mit einem Anschlußflansch aus gutwärmeleitendem Werkstoff, z. B. Aluminium, und einem Gehäusemantel. Als Werkstoff für den Anschlußflansch können auch Kupfer oder Messing in Frage kommen.The invention relates to a housing for a turbo-molecular vacuum pump with a connecting flange made of a material that conducts heat well, e.g. B. aluminum, and one Housing jacket. Copper or brass can also be used as the material for the connection flange.

Turbomolekularvakuumpumpen gehören zu den Hoch- und Ultrahochvakuumpumpen, d. h., daß sie Enddrücke bis zuTurbomolecular vacuum pumps belong to the high and ultra high vacuum pumps, d. i.e. that they have ultimate pressures up to

— 1 Π
10 mbar erreichen. Um in einem Rezipienten einen solchen Enddruck in angemessener Zeit zu erzeugen, ist es erforderlieh, diesen auszuheizen, und zwar in der Regel bis zu 200° C, gelegentlich auch höher. Dadurch werden die in die Innenwandung des Rezipienten hineindiffundierten Gasmoleküle relativ schnell freigesetzt, die sonst über lange Zeiten das Erreichen des Enddruckes verhindern würden.- 1 Π
Reach 10 mbar. In order to generate such a final pressure in a recipient in a reasonable time, it is necessary to bake it out, usually up to 200 ° C., sometimes even higher. As a result, the gas molecules that have diffused into the inner wall of the recipient are released relatively quickly, which would otherwise prevent the final pressure from being reached for a long time.

In zunehmendem Maße werden Rezipienten, die Bestandteil von Ultrahochvakuum-Anlagen sind, einschließlich ihrer Anschlußflansche aus Aluminium gefertigt. In diesen Fällen ist es zweckmäßig, daß auch der Flansch der anzuschließenden Turbomolekularvakuumpumpe aus Aluminium besteht, da eine sichere UHV-Abdichtung - in der Regel mit einem metallischen Dichtring - nur dann gewährleistet ist, wenn Flansch und Gegenflansch aus gleichem Material (und damit gleichem Wärme-Ausdehnungskoeffizienten) bestehen. Bei UHV-Anlagen mit aus Aluminium bestehenden Rezipienten werden deshalb in der Regel Turbomolekularvakuumpumpen eingesetzt, deren Gehäuse einschließlich des Anschlußflansches ebenfalls aus Aluminium bestehen. Ähnlich liegen die Verhältnisse bei Rezipienten aus Kupfer oder Messing.Increasingly, recipients that are part of ultra-high vacuum systems, including their connection flanges made of aluminum. In these cases it is advisable that the flange of the to be connected Turbomolecular vacuum pump is made of aluminum as a secure UHV seal - usually with a metallic one Sealing ring - this is only guaranteed if the flange and mating flange are made of the same material (and thus the same Coefficient of thermal expansion). In UHV systems with recipients made of aluminum, Usually turbo-molecular vacuum pumps are used, the housing including the connecting flange is also made of Consist of aluminum. The situation is similar for recipients made of copper or brass.

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Nachteilig an einer solchen Anordnung ist, daß sich die Turbomolekularvakuumpumpe während des Ausheizens des Rezipienten ebenfalls stark erwärmt, was nicht nur für den Rotor - die Rotorfestigkeit, d. h. die Festigkeit der durch die Rotation auf Zug beanspruchten Aluminiumschaufeln, nimmt mit steigender Temperatur ab -,sondern auch für dessen Lagerung - das Lagerfett ist bei höheren Temperaturen (>130° C) nicht mehr stabil - unerwünscht ist.The disadvantage of such an arrangement is that the turbo-molecular vacuum pump during the bake-out of the The recipient is also very hot, which is not only important for the rotor - the rotor strength, i. H. the strength of the through the rotation of the tensile stressed aluminum blades, decreases with increasing temperature - but also for its storage - the bearing grease is no longer stable at higher temperatures (> 130 ° C) - is undesirable.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse für eine Turbomolekularvakuumpumpe zu schaffen, bei der die Gefahr einer unerwünscht starken Erwärmung während des Ausheizens des Rezipienten nicht mehr besteht.The present invention is based on the object of creating a housing for a turbomolecular vacuum pump, in which there is no longer any risk of undesirably strong heating during the heating of the recipient.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Gehäusemantel zumindest im sich an den Anschlußflansch anschließenden Bereich so ausgebildet ist, daß die Wärmeleitfähigkeit in diesem Bereich gering ist. Bei einer Turbomolekularvakuumpumpe mit einem in dieser Weise gestalteten Gehäuse verhindert die Wärmedurchgangssperre eine unerwünschte Aufheizung des Gehäuses und damit der darin befindlichen Bauteile, wie Rotor, Lagerung und dergleichen.According to the invention this object is achieved in that the The housing jacket is designed at least in the area adjoining the connecting flange in such a way that the thermal conductivity is low in this area. For a turbo molecular vacuum pump with a designed in this way Housing, the thermal barrier prevents undesired heating of the housing and thus the inside located components, such as rotor, bearings and the like.

In den Figuren 1 bis 6 sind unterschiedliche Gestaltungsmöglichkeiten für ein Gehäuse nach der Erfindung dargestellt In Figures 1 to 6 different design options for a housing according to the invention are shown

In allen Figuren sind der Gehäusemantel mit 1 und der die Anschlußöffnung 2 bildende bzw. umgebende Anschlußflansch mit 3 bezeichnet. Der Flansch 3 besteht aus Aluminium oder auch aus einem anderen Werkstoff mit guter Wärmeleitfähigkeit wie Messing oder Kupfer. Weitere Bauteile..der Turbomolekularvakuumpumpe sind nicht dargestellt, da sie nicht Gegenstand der Erfindung sind.In all figures, the housing jacket is indicated by 1 and the connecting flange which forms or surrounds the connecting opening 2 labeled 3. The flange 3 consists of aluminum or another material with good thermal conductivity like brass or copper. Other components of the turbo molecular vacuum pump are not shown since they are not the subject of the invention.

Beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2 schließt sich der Gehäusemantel 1 unmittelbar an den Flansch 3 an.In the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2, the housing jacket 1 adjoins the flange 3 directly.

EMSi-5^G i EDEMSi- 5 ^ G i ED

'_ 5 _ 35084813'_ 5 _ 35084813

Er besteht entweder nur im Bereich des Anschlußflansches (Abschnitt 1', Figur 2) oder insgesamt (Figur 1) aus einem Werkstoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit, z. B. Edelstahl, so daß der Wärmefluß vom Flansch 3 auf den Gehäusemantel 1 so stark behindert ist, daß eine unerwünscht hohe Erwärmung des Gehäusemantels während der Ausheizphase des nicht dargestellten Rezipienten verhindert ist.It either only exists in the area of the connection flange (Section 1 ', Figure 2) or as a whole (Figure 1) made of a material with low thermal conductivity, e.g. B. stainless steel, so that the flow of heat from the flange 3 to the housing jacket 1 is so severely hindered that an undesirably high level of heating of the housing jacket is prevented during the heating phase of the recipient, not shown.

Die weiteren Figuren 3 bis 6 zeigen Lösungen, bei denen sich zwischen dem Flansch 3 und dem Gehäusemantel 1 eine Wärmedurchgangssperre 4 befindet.The other FIGS. 3 to 6 show solutions in which there is a heat transmission barrier between the flange 3 and the housing jacket 1 4 is located.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3.besteht die Wärmedurchgangssperre 4 aus einem ringförmigen Abschnitt 5, der zwischen dem Gehäusemantel 1 und dem Flansch 3 eingeschweißt oder eingelötet ist und aus einem Werkstoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit, z. B. Edelstahl, besteht.In the embodiment according to FIG. 3, there is a thermal barrier 4 from an annular section 5 which is welded between the housing jacket 1 and the flange 3 or is soldered and made of a material with low thermal conductivity, e.g. B. stainless steel.

Fig. 4 zeigt ein ähnliches Ausführungsbeispiel wie Fig. 3. Die Wärmedurchgangssperre 4 besteht aus einem Ring 6, ebenfalls aus einem Werkstoff mit geringer Leitfähigkeit. Zusätzlich ist der Wärmefluß dadurch eingeschränkt, daß der ringförmige Abschnitt 6 teilweise eine verringerte Wandstärke aufweist.Fig. 4 shows a similar embodiment to Fig. 3. The thermal barrier 4 consists of a ring 6, also made of a material with low conductivity. In addition, the heat flow is restricted in that the annular section 6 partially has a reduced wall thickness.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 schließt sich an den Flansch 3 eine Wärmedurchgangssperre 4 an, die ebenfalls aus Aluminium besteht. Die Begrenzung des Wärmeflusses ist dadurch erreicht, daß ein mäanderförmig gestalteter Ringabschnitt 7 die Wärmedurchgangssperre 4 bildet.In the embodiment according to FIG. 5, a heat transfer barrier 4 adjoins the flange 3, which also is made of aluminum. The limitation of the heat flow is achieved in that a meander-shaped Ring section 7 forms the thermal barrier 4.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 befindet sich zwischen dem Anschlußflansch 2 und dem Gehäusemantel 1 ein Balgabschnitt 8. Dieser besteht aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit, vorzugsweise Edelstahl, so daß zwischen dem Flansch 3 und dem Gehäusemantel 1 eine wirksame Begrenzung des Wärmeflusses erreicht ist.In the embodiment of FIG. 6 is between the connecting flange 2 and the housing jacket 1 a bellows section 8. This consists of a material with a low Thermal conductivity, preferably stainless steel, so that between the flange 3 and the housing jacket 1 there is an effective limitation the heat flow is reached.

" " "" 350848$"" "" $ 350,848

Als Werkstoff für die Wärmedurchgangssperre kommt im wesentlichen Edelstahl in Frage. Edelstahl hat eine Wärmeleitfähigkeit von 15, die damit um den Faktor 14 kleiner ist als die Wärmeleitfähigkeit von Aluminium. Auch die Werkstoffe Nickel oder Bronze kommen als Materialien für die Wärmedurchgangs sperre in Frage.The material used for the thermal barrier is essentially stainless steel. Stainless steel has thermal conductivity of 15, which is 14 times smaller than the thermal conductivity of aluminum. Also the Materials nickel or bronze are possible materials for the heat transfer barrier.

Claims (8)

M8 LEYBOLD-HERAEUS GMBH Köln-Bayental Gehäuse für eine Turbomolekularvakuumpumpe PatentansprücheM8 LEYBOLD-HERAEUS GMBH Cologne-Bayental Housing for a turbo-molecular vacuum pump Patent claims 1. Gehäuse für eine Turbomolekularvakuumpumpe mit einem Anschlußflansch aus gutwärmeleitendem Werkstoff, z. B. Aluminium, und einem Gehäusemantel, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusemantel (1) zumindest im sich an den Anschlußflansch (3) anschließenden Bereich (V, 4) so ausgebildet ist, daß die Wärmeleitfähigkeit in diesem Bereich gering ist.1. Housing for a turbo molecular vacuum pump with a Connection flange made of a material that conducts heat well, e.g. B. aluminum, and a housing jacket, characterized in that the housing jacket (1) is at least partially attached to the connecting flange (3) adjoining area (V, 4) is designed so that the thermal conductivity in this area is low. 2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der sich an den Anschlußflansch (3) anschließende Gehäusemantel (1) zumindest im Bereich des Anschlußflansches aus einem Werkstoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit besteht.2. Housing according to claim 1, characterized characterized in that the housing jacket (1) adjoining the connecting flange (3) consists of a material with low thermal conductivity at least in the area of the connecting flange. 3. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sich zwischen Anschlußflansch (3) und Gehäusemantel (1) eine Wärmedurchgangssperre (4) befindet.3. Housing according to claim 1, characterized in that there is between Connection flange (3) and housing jacket (1) a thermal barrier (4) is located. 4. Gehäuse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß es einschließlich seines Anschlußflansches (2) aus Aluminium besteht und daß sich die Wärmedurchgangssperre (4) unmittelbar an den Flansch anschließt.4. Housing according to claim 3, characterized in that it is inclusive its connecting flange (2) is made of aluminum and that the thermal barrier (4) is directly attached connects the flange. 5. Gehäuse nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmedurchgangssperre (4) von einem Gehäuseabschnitt (5 bis 8) mit 5. Housing according to claim 3 or 4, characterized in that the heat transmission barrier (4) of a housing portion (5 to 8) with ORiGtNAL INSPECTEDORiGtNAL INSPECTED 350848350848 5 geringerer Wandstärke und/oder balgähnlicher Gestaltung gebildet wird. 5 smaller wall thickness and / or bellows-like design is formed. 6. Gehäuse nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiger6. Housing according to claim 3 or 4, characterized characterized in that an annular 10 Abschnitt (5, 6, 8) aus einem Werkstoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit die Wärmedurchgangssperre (4) bildet. 10 section (5, 6, 8) made of a material with low thermal conductivity forms the thermal barrier (4). 7. Gehäuse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Abschnitt7. Housing according to claim 6, characterized in that the annular portion 15 (5, 6, 8) eine verringerte Wandstärke und/oder eine balgähnliche Gestaltung hat.15 (5, 6, 8) a reduced wall thickness and / or a has a bellows-like design. 8. Gehäuse nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet , daß der die Wärme-8. Housing according to claim 6 or 7, characterized in that the heat 20 durchgangssperre (4) bildende ringförmige Abschnitt (5, 6, 8) aus Edelstahl besteht.20 passage barrier (4) forming annular section (5, 6, 8) is made of stainless steel. ORIGINAL EMSPECTEDORIGINAL EMSPECTED
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