EP1852613B1 - Vakuumpumpe mit Gehäuse - Google Patents

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EP1852613B1
EP1852613B1 EP07008039.5A EP07008039A EP1852613B1 EP 1852613 B1 EP1852613 B1 EP 1852613B1 EP 07008039 A EP07008039 A EP 07008039A EP 1852613 B1 EP1852613 B1 EP 1852613B1
Authority
EP
European Patent Office
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vacuum pump
vacuum
housing
pump
accordance
Prior art date
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EP07008039.5A
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English (en)
French (fr)
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EP1852613A2 (de
EP1852613A3 (de
Inventor
Bernd Hofmann
Tobias Stoll
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.)
Pfeiffer Vacuum GmbH
Original Assignee
Pfeiffer Vacuum GmbH
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Publication date
Application filed by Pfeiffer Vacuum GmbH filed Critical Pfeiffer Vacuum GmbH
Publication of EP1852613A2 publication Critical patent/EP1852613A2/de
Publication of EP1852613A3 publication Critical patent/EP1852613A3/de
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Publication of EP1852613B1 publication Critical patent/EP1852613B1/de
Active legal-status Critical Current
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00—Axial-flow pumps
    • F04D19/02—Multi-stage pumps
    • F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
    • F04D19/042—Turbomolecular vacuum pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00—Axial-flow pumps
    • F04D19/02—Multi-stage pumps
    • F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
    • F04D19/046—Combinations of two or more different types of pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/60—Mounting; Assembling; Disassembling
    • F04D29/601—Mounting; Assembling; Disassembling specially adapted for elastic fluid pumps

Definitions

  • the invention relates to a vacuum pump with a housing, with a rotor having a shaft and pump-active rotor structures, a pump-active stator structures having stator, with bearing means and drive means.
  • Vacuum pumps together with vacuum chambers form vacuum systems with which a variety of tasks can be performed. These tasks range from the production of solid-state coatings to the analysis of gases to the optics columns of high-resolution electron microscopes. The technical development places ever higher demands on vacuum tightness and compactness of the vacuum systems.
  • differential pumping in which a system of vacuum chambers communicate with each other, with the individual vacuum chambers maintained at different gas pressures.
  • the European patent EP 1 090 231 A1 presents a vacuum pump which has a double housing.
  • An inner housing holds the rotor / stator area and the drive / storage area of the pump together. This housing is then slid into an outer housing which is adapted to the application.
  • the double housing is expensive because it uses more components than a single housing. This brings both a very high cost in component manufacturing and component assembly with it.
  • the surfaces on which the housing touch must be machined with high precision.
  • the risk of virtual leaks increases with the number of components required for the housing. Seals must be provided between the individual casings, which increase the risk of leaks due to their high number.
  • additional space must be provided, therefore, the gas flow is correspondingly complex.
  • the object of the invention is to provide a vacuum pump which avoids the problems of a double housing, has a compact construction and has a low parts requirement.
  • a vacuum pump having the features of the first claim. Because the housing of the vacuum pump serving to hold the pump-active stator structures has at least one vacuum chamber, the number of components required is significantly reduced. Fewer flanges and other housing junctions are needed so that the vacuum tightness is increased and the component cost is also reduced. A total of creates a very compact unit. Since the flange connections between the vacuum chamber and the vacuum pump, as are necessary in the prior art, omitted, the vacuum tightness is significantly increased. This makes it possible to achieve lower ultimate pressures with the vacuum pump.
  • the claims 2 to 10 are advantageous developments of the vacuum pump.
  • a further reduction in the number of components is achieved when a subassembly assembly includes at least a portion of the bearing and drive means.
  • a further advantageous development is to form one of the bearing means as a permanent magnet bearing and thus to support a shaft end rotatable.
  • These bearings do not require any lubricants and are wear-free so that they can be used with advantages in a vacuum pump of high vacuum quality.
  • the development according to claim 7 provides to provide a closable by a lid opening. This allows easy access to a vacuum chamber, so that, for example, maintenance work is possible or arranged in the vacuum chamber components, such as an experiment, can be easily replaced. To preserve the vacuum tightness, two seals are provided, one of which is located between the opening and the second seal.
  • This arrangement can be improved by providing between at least two of the seals an annular channel in which negative pressure is generated.
  • the pressure drop between atmosphere and vacuum is gradually reduced via the seals and thus reduces the resulting forces on the seals. Since the leak rate of a leak is the pressure difference between the inside and outside and the stepwise pressure drop means a smaller pressure difference across the seal, smaller leaks play a smaller role. If the power consumption of the negative pressure pump is measured, leaks in the seals can be detected.
  • the development according to claim 9 uses either the vacuum pump itself or a connected to the gas outlet fore pump to generate the negative pressure in the annular channel.
  • the necessary connection line can be arranged in the housing itself, so that a very compact design is created.
  • the development according to claim 10 provides to arrange at least one of the vacuum chambers in a slot which is inserted into a bore in the housing of the vacuum pump and is supported therein. This makes it possible to replace the vacuum chamber system of an existing vacuum pump and to adapt to changing needs. It is also possible to have vacuum chambers and vacuum pumps manufactured by different manufacturers. This reduces the costs, since manufacturing steps can take place in parallel, and ensures the optimal use of the relevant expertise.
  • Vacuum pump 1 shown has a housing 2 and a lower part assembly 3.
  • a shaft 4 is rotatably supported by bearing means 8 disposed at a first end and a permanent magnet bearing 17 disposed at the other end of the shaft.
  • This permanent magnet bearing is located on the high vacuum side of the pumping system and is fixed by a support structure 16 in the housing.
  • the pumping system has arranged on the shaft pump-active rotor structures 5 and fixedly installed pump-active stator 6.
  • the pump-active rotor and stator structures are designed as blades carrying disks, so that a vacuum pump is formed according to the known construction principle of the turbomolecular pump.
  • the invention is not limited to this type but also a combination of different types can be realized, depending on the pressure range to be generated.
  • the exemplary stator In addition to the pump-active stator structures, the exemplary stator also has spacers 7 which define an axial spacing of the stator structures from one another.
  • the stator components are first summarized by the housing 2 of the vacuum pump and in position set and held. Without the housing 2, this definition is not given, the remaining pump part would not be operational in itself.
  • the drive means 9 are provided in addition to bearing means 8, for example, electric coils which cooperate with arranged on the shaft permanent magnets and enable the shaft in rapid rotation.
  • the bearing means 8 may be designed as ball bearings, magnetic bearings or gas bearings.
  • the subassembly also still has the gas outlet channel 30 leading to a gas outlet port. If the vacuum pump itself does not compress to the atmosphere, a backing pump is connected to this gas outlet.
  • first vacuum chamber 20 is connected directly to the first pumping stage 22 of the pumping system.
  • the second vacuum chamber 21 is connected to an intermediate inlet 18 via a suction channel 10. Gas can be introduced into the second pumping stage 23 via this intermediate inlet. Gas from the first vacuum chamber 20 is thus promoted and compressed by the first and the second pumping stage, gas from the second vacuum chamber 21 only from the second pumping stage.
  • This principle can be extended by providing additional vacuum chambers in the housing 2. These can be connected to other intermediate inlets of the pumping system.
  • First and second vacuum chamber 20, 21 are connected to each other via a connection 25.
  • This can be a bore in the housing 2 or a diaphragm.
  • the second vacuum chamber may have an opening 26, through which, for example, a gas to be analyzed or a particle flow can be admitted.
  • the housing 2 has an opening which can be closed by a lid 11 and connected to the first vacuum chamber.
  • This cover makes it possible to maintain assemblies which are arranged in the first vacuum chamber. Seals are disposed around this opening with the first seal 12 surrounding the opening and the second seal 13 surrounding the first seal. Between the seals an annular channel 14 is provided, is generated in the negative pressure.
  • a connecting line 15 is provided in the housing, which opens either in one of the pumping stages of the vacuum pump or on the gas outlet channel 30. If the connection line does not open before the first pumping stage but at another point in the pumping system, the negative pressure generated between the seals is between the pressure in the first vacuum chamber 20 and the surroundings of the vacuum pump. As a result, the load on the individual seals is significantly reduced, since the pressure drop across the seal is lower. By measuring the driving power of the pump or stage used to generate the negative pressure, it is possible to infer leaks and faulty seals.
  • This first embodiment already shows a further advantage that can be achieved by the invention: If all the vacuum lines between the chambers, the chambers and the pumping stages and the annular channel are integrated in the housing, only one Vorvakuumflansch is necessary. Elaborate additional lines, which must be subsequently installed outside omitted.
  • the second figure shows how the invention can be applied to a three-chamber system.
  • a first chamber 31 in which high vacuum is generated
  • a second chamber 32 in which there is a medium vacuum
  • a third chamber 33 are provided in the housing 2 of the vacuum pump.
  • This third chamber is maintained at a pre-vacuum pressure level.
  • Pre-vacuum inlet 37 connected to the gas outlet channel 30 of the vacuum pump.
  • the second chamber is connected via a central inlet 36 to the pumping system of the vacuum pump.
  • stator components in this case stator disks 6 and spacers 7, are fixed and held only by the housing 2 in their position. Without the housing 2, this definition is not given, the remaining pump part would not be operational in itself. In general, it is necessary to optimize the conductances between the chambers and the respective parts of the pumping system.
  • a parameter for obtaining the optimization is the angle between the rotor axis 40 and the chamber axis 41. This parameter can be between 0 deg. ie a parallel arrangement, and 90 deg. , ie a vertical arrangement, vary.
  • a third embodiment shows Figure 3 , The peculiarity of this example is compared to the examples shown above in the vacuum chambers.
  • At least one of the vacuum chambers, in the present case even the two chambers 32 and 33, are arranged in a slot 44. This insert is inserted and fixed in a provided in the housing 2 of the vacuum pump 1 hole. If maintenance work or replacement of the drawer is to be expected, this fixation can be made detachable, for example with screws.
  • Seals 45 provide a seal against the housing.
  • the vacuum chambers 32 and 33 are interconnected, as well as the vacuum chamber 32 and provided in the housing 2 vacuum chamber 31. It can all or, as shown in the figure, only a part of the vacuum chambers may be provided in the slot 44.
  • the vacuum chambers 32 and 33 are connected via suction channels 42 and 43 with different parts of the pumping system of the vacuum pump, so that different pressures are achieved in the vacuum chambers.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe mit einem Gehäuse, mit einem Rotor, der eine Welle und pumpaktive Rotorstrukturen aufweist, einem pumpaktive Statorstrukturen aufweisenden Stator, mit Lagermitteln und Antriebsmitteln.
  • Vakuumpumpen bilden zusammen mit Vakuumkammern Vakuumsysteme, mit denen vielfältige Aufgaben erledigt werden. Diese Aufgaben reichen von der Herstellung von Festkörperschichten über die Analyse von Gasen bis hin zu Optiksäulen von hochauflösenden Elektronenmikroskopen. Die technische Entwicklung stellt immer höher Anforderungen an Vakuumdichtheit und Kompaktheit der Vakuumsysteme.
  • Einige gängige Anwendungen benutzen das sogenannte differentielle Pumpen, bei dem ein System von Vakuumkammern miteinander in Verbindung steht, wobei die einzelnen Vakuumkammern auf unterschiedlichen Gasdrücken gehalten werden.
  • Eine deutliche Vereinfachung des Aufbaus eines Pumpsystems für differentielles Pumpen wird in der DE 43 31 589 A1 vorgestellt. Anstelle einer Vielzahl von Pumpen übemimmt hier eine einzige Vakuumpumpe die Evakuierung der Vakuumkammern.
  • Das europäische Patent EP 1 090 231 A1 stellt eine Vakuumpumpe vor, die ein Doppelgehäuse besitzt. Ein inneres Gehäuse fasst den Rotor-/Statorbereich und den Antriebs-/Lagerbereich der Pumpe zusammen. Dieses Gehäuse wird dann in ein äußeres Gehäuse geschoben, welches an die Anwendung angepasst ist.
  • Diese Lösung weist schwerwiegende Nachteile auf: Das Doppelgehäuse ist teuer, da mehr Bauteile als bei einem Einfachgehäuse verwendet werden. Dies bringt sowohl einen sehr hohen Aufwand bei der Bauteilherstellung als auch der Bauteilmontage mit sich. Die Flächen, an denen sich die Gehäuse berühren, müssen hochgenau bearbeitet werden. Die Gefahr von virtuellen Lecks steigt mit der Anzahl der für das Gehäuse notwendigen Bauteile. Zwischen den einzelnen Gehäusen müssen Dichtungen vorgesehen werden, die durch ihre hohe Anzahl das Risiko von Leckagen erhöhen. Für das doppelte Gehäuse muss zusätzlicher Bauraum vorgesehen werden, daher wird die Gasführung entsprechend aufwändiger. Diese Probleme bestehen unabhängig von der Anzahl der im Vakuumsystem vorgesehenen Vakuumkammern.
  • Aus der EP 0 990 886 A1 ist eine Vakuumpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.
  • Aus der US 6 457 954 B1 , Abbildung 4, ist eine weitere Vakuumpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vakuumpumpe vorzustellen, die die Probleme eines doppelten Gehäuses vermeidet, einen möglichst kompakten Aufbau aufweist und einen geringen Teilebedarf besitzt.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vakuumpumpe mit den Merkmalen des ersten Anspruchs. Dadurch, dass das der Halterung der pumpaktiven Statorstrukturen dienende Gehäuse der Vakuumpumpe mindestens eine Vakuumkammer aufweist, wird die Anzahl der notwendigen Bauteile deutlich reduziert. Weniger Flansche und andere Gehäuseübergänge werden benötigt, so dass die Vakuumdichtheit erhöht wird und der Bauteilaufwand ebenfalls verringert wird. Insgesamt entsteht eine sehr kompakte Einheit. Da die Flanschverbindungen zwischen Vakuumkammer und Vakuumpumpe, wie sie im Stand der Technik notwendig sind, entfallen, ist die Vakuumdichtheit deutlich erhöht. Dies erlaubt es, niedrigere Enddrücke mit der Vakuumpumpe zu erreichen.
  • Die Ansprüche 2 bis 10 sind vorteilhafte Weiterbildungen der Vakuumpumpe.
  • Eine weitere Reduktion der Bauteilanzahl wird erzielt, wenn eine Unterteilbaugruppe wenigstens einen Teil der Lager- und Antriebsmittel beinhaltet.
  • Die Maßnahmen der Ansprüche 3 und 4 erlauben es, differentielles Pumpen in der Vakuumpumpe durchzuführen. Dazu werden an der Vakuumpumpe mehrere Pumpstufen vorgesehen, mit der jeweils eine Vakuumkammer verbunden ist, wobei die Vakuumkammern untereinander verbunden sein können. Auf diese Weise ist nur ein Bauteil als Gehäuse für die verschiedenen Kammern und die Vakuumpumpe notwendig, der Aufwand also minimiert und die Dichtheit erhöht.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung liegt darin, eines der Lagermittel als Permanentmagnetlager auszubilden und damit ein Wellenende drehbar zu unterstützen. Diese Lager kommen ohne Schmierstoffe aus und sind verschleißfrei, so dass sie mit Vorteilen in einer hochvakuumtauglichen Vakuumpumpe eingesetzt werden können.
  • Eine Weiterbildung erhöht die Vorteile bei der Erzeugung von Hochvakuum, indem die pumpaktiven Strukturen an Rotor und Stator durch Schaufeln gebildet werden. Dieses Pumpprinzip ist besonders gut geeignet, niedrige Drücke zu erreichen.
  • Die Weiterbildung nach Anspruch 7 sieht vor, eine durch einen Deckel verschließbare Öffnung vorzusehen. Diese erlaubt einen einfachen Zugang zu einer Vakuumkammer, so dass beispielsweise Wartungsarbeiten möglich sind oder in der Vakuumkammer angeordnete Komponenten, beispielsweise eines Experimentes, sehr leicht ausgetauscht werden können. Um die Vakuumdichtheit zu bewahren, sind zwei Dichtungen vorgesehen, wovon ein zwischen Öffnung und zweiter Dichtung angeordnet ist.
  • Diese Anordnung kann verbessert werden, indem zwischen wenigstens zwei der Dichtungen ein Ringkanal vorgesehen ist, in dem Unterdruck erzeugt wird. Damit wird der Druckabfall zwischen Atmosphäre und Vakuum stufenweise über die Dichtungen abgebaut und damit die resultierenden Kräfte auf die Dichtungen verringert. Da in die Leckrate einer Leckage die Druckdifferenz zwischen Innen- und Außenseite eingeht und der stufenweise Druckabfall eine kleinere Druckdifferenz über die Dichtung bedeutet, spielen kleinere Leckagen eine geringere Rolle. Wird die Leistungsaufnahme der zur Unterdruckerzeugung genutzten Pumpe gemessen, können darüber Leckagen an den Dichtungen festgestellt werden.
  • Die Weiterbildung nach Anspruch 9 nutzt entweder die Vakuumpumpe selbst oder eine an den Gasauslass angeschlossene Vorpumpe, um den Unterdruck im Ringkanal zu erzeugen. Dabei kann die notwendige Verbindungsleitung im Gehäuse selbst angeordnet sein, so dass eine sehr kompakte Bauweise entsteht.
  • Die Weiterbildung nach Anspruch 10 sieht vor, wenigstens eine der Vakuumkammern in einem Einschub anzuordnen, der in eine Bohrung im Gehäuse der Vakuumpumpe eingeschoben wird und darin gehaltert ist. Hierdurch ist es möglich, das Vakuumkammersystem einer bestehenden Vakuumpumpe auszuwechseln und sich ändernden Bedürfnissen neu anzupassen. Außerdem ist es möglich, Vakuumkammern und Vakuumpumpe von verschiedenen Herstellern fertigen zu lassen. Dies reduziert die Kosten, da Herstellungsschritte parallel zueinander stattfinden können, und sichert die optimale Nutzung des jeweiligen Fachwissens.
  • Mit Hilfe der Abbildungen soll die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert und ihre Vorteile vertieft werden. Es zeigen:
    • Fig. 1:
    Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vakuumpumpe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
    Fig. 2:
    Schnitt durch eine Vakuumpumpe gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
    Fig. 3:
    Schnitt durch eine Vakuumpumpe gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
  • Die in Abbildung 1 gezeigte Vakuumpumpe 1 weist eine Gehäuse 2 und eine Unterteilbaugruppe 3 auf. Eine Welle 4 ist durch an einem ersten Ende angeordnete Lagermittel 8 und einem am anderen Ende der Welle angeordneten Permanentmagnetlager 17 drehbar unterstützt. Dieses Permanentmagnetlager befindet sich auf der Hochvakuumseite des Pumpsystems und ist durch eine Trägerstruktur 16 im Gehäuse fixiert. Das Pumpsystem weist auf der Welle angeordnete pumpaktive Rotorstrukturen 5 und ortsfest installierte pumpaktive Statorstrukturen 6 auf. Im Beispiel sind die pumpaktiven Rotor- und Statorstrukturen als Schaufeln tragende Scheiben ausgeführt, so dass eine Vakuumpumpe nach dem bekannten Bauprinzip der Turbomolekularpumpe entsteht. Die Erfindung ist nicht auf diesen Typ beschränkt sondern es kann auch eine Kombination verschiedener Typen realisiert werden, je nach Druckbereich, der erzeugt werden soll. Denkbar sind beispielsweise Holweckstufen und ähnliches. Der beispielhafte Stator weist neben der pumpaktiven Statorstrukturen noch Distanzstücke 7 auf, die einen axialen Abstand der Statorstrukturen zueinander festlegen. Die Statorbauteile werden erst durch das Gehäuse 2 der Vakuumpumpe zusammengefasst und in ihrer Position festgelegt und gehaltert. Ohne das Gehäuse 2 ist diese Festlegung nicht gegeben, der verbleibende Pumpenteil wäre nicht in sich betriebsfähig.
  • In der Unterteilbaugruppe 3 sind neben Lagermitteln 8 noch die Antriebsmittel 9 vorgesehen, beispielsweise elektrische Spulen, die mit auf der Welle angeordneten Permanentmagneten zusammenwirken und die Welle in schnelle Drehung versetzen. Die Lagermittel 8 können als Kugellager, Magnetlager oder Gaslager ausgeführt sein. Die Unterteilbaugruppe weist außerdem noch den Gasauslasskanal 30 auf, der zu einem Gasauslassstutzen führt. Wenn die Vakuumpumpe selbst nicht bis zur Atmosphäre verdichtet, wird an diesen Gasauslassstutzen eine Vorvakuumpumpe angeschlossen.
  • Ebenfalls im Gehäuse angeordnet sind eine erste Vakuumkammern 20 und eine zweite Vakuumkammer 21, wobei in der ersten Vakuumkammer 20 ein niedrigerer Druck als in der zweiten Vakuumkammer 21 erzeugt wird. Hierzu ist die erste Vakuumkammer 20 direkt mit der ersten Pumpstufe 22 des Pumpsystems verbunden. Die zweite Vakuumkammer 21 ist über einen Saugkanal 10 mit einem Zwischeneinlass 18 verbunden. Über diesen Zwischeneinlass kann Gas in die zweite Pumpstufe 23 eingelassen werden. Gas aus der ersten Vakuumkammer 20 wird also von der ersten und der zweiten Pumpstufe gefördert und verdichtet, Gas aus der zweiten Vakuumkammer 21 nur von der zweiten Pumpstufe. Dieses Prinzip lässt sich noch erweitern, indem weitere Vakuumkammern im Gehäuse 2 vorgesehen werden. Diese können an weitere Zwischeneinlässe des Pumpsystems angeschlossen werden. Ebenfalls denkbar ist, eine der Kammern über einen im Gehäuse vorgesehenen Kanal mit dem Gasauslasskanal 30 zu verbinden. Erste und zweite Vakuumkammer 20, 21 sind über eine Verbindung 25 miteinander verbunden. Dies kann eine Bohrung im Gehäuse 2 oder eine Blende sein. Die zweite Vakuumkammer kann eine Öffnung 26 aufweisen, durch die beispielsweise ein zu analysierendes Gas oder ein Teilchenstrom eingelassen werden kann.
  • Das Gehäuse 2 weist eine Öffnung auf, die durch einen Deckel 11 verschlossen werden kann und mit der ersten Vakuumkammer verbunden ist. Dieser Deckel erlaubt es, Baugruppen zu warten, die in der ersten Vakuumkammer angeordnet sind. Um dieses Öffnung herum sind Dichtungen angeordnet, wobei die erste Dichtung 12 die Öffnung und die zweite Dichtung 13 die erste Dichtung umgibt. Zwischen den Dichtungen ist ein Ringkanal 14 vorgesehen, in dem Unterdruck erzeugt wird. Für diese Unterdruckerzeugung ist eine Verbindungsleitung 15 im Gehäuse vorgesehen, die entweder in einer der Pumpstufen der Vakuumpumpe oder am Gasauslasskanal 30 mündet. Wenn die Verbindungsleitung nicht vor der ersten Pumpstufe sondern an einer anderen Stelle im Pumpsystem mündet, liegt der zwischen den Dichtungen erzeugte Unterdruck zwischen dem Druck in der ersten Vakuumkammer 20 und der Umgebung der Vakuumpumpe. Hierdurch wird die Belastung der einzelnen Dichtungen deutlich reduziert, da der Druckabfall über die Dichtung geringer ist. Durch Messen der für die Erzeugung des Unterdrucks notwendigen Antriebsleistung der verwendeten Pumpe oder Pumpstufe ist es möglich, auf Leckagen und fehlerhafte Dichtungen zu schließen.
  • Dieses erste Ausführungsbeispiel zeigt bereits einen weiteren Vorteil auf, der durch die Erfindung erreicht werden kann: Wenn alle Vakuumleitungen zwischen den Kammern, den Kammern und den Pumpstufen sowie zum Ringkanal im Gehäuse integriert sind, ist nur ein Vorvakuumflansch notwendig. Aufwändige zusätzliche Leitungen, die nachträglich außen angebracht werden müssen, entfallen.
  • Die zweite Abbildung zeigt, wie die Erfindung auf ein Dreikammersystem angewendet werden kann. In dem Gehäuse 2 der Vakuumpumpe sind eine erste Kammer 31, in der Hochvakuum erzeugt wird, eine zweite Kammer 32, in der ein mittleres Vakuum vorliegt, und eine dritte Kammer 33 vorgesehen. Diese dritte Kammer wird auf einem Vorvakuumdruckniveau gehalten. Hierzu ist sie über einen Vorvakuumeinlass 37 mit dem Gasauslasskanal 30 der Vakuumpumpe verbunden. Die zweite Kammer ist über einen mittleren Einlass 36 mit dem Pumpsystem der Vakuumpumpe verbunden. Über einen Hochvakuumeinlass 35 besteht eine Verbindung zwischen dem Pumpsystem und der ersten Kammer 31. Gas, welches über den Hochvakuumeinlass 35 in das Pumpsystem gelangt, muss alle Teile des Pumpsystems durchströmen. Die Statorbauteile, hier Statorscheiben 6 und Distanzstücke 7, werden nur durch das Gehäuse 2 in ihrer Position festgelegt und gehaltert. Ohne das Gehäuse 2 ist diese Festlegung nicht gegeben, der verbleibende Pumpenteil wäre nicht in sich betriebsfähig. In der Regel ist es notwendig, die Leitwerte zwischen den Kammern und den jeweiligen Teilen des Pumpsystems zu optimieren. Ein Parameter zur Erlangung der Optimierung ist dabei der Winkel zwischen der Rotorachse 40 und der Kammerachse 41. Dieser Parameter kann zwischen 0 deg. , d.h. einer parallelen Anordnung, und 90 deg. , d.h. einer senkrechten Anordnung, variieren.
  • Ein drittes Ausführungsbeispiel zeigt Abbildung 3. Die Besonderheit dieses Beispiels liegt gegenüber den oben dargestellten Beispielen in den Vakuumkammern. Wenigstens eine der Vakuumkammern, im vorliegenden Fall sogar die beiden Kammern 32 und 33, sind in einem Einschub 44 angeordnet. Dieser Einschub wird in eine im Gehäuse 2 der Vakuumpumpe 1 vorgesehene Bohrung eingeschoben und fixiert. Sind Wartungsarbeiten oder ein Wechsel des Einschubes zu erwarten, kann diese Fixierung lösbar gestaltet werden, beispielsweise mit Schrauben. Dichtungen 45 sorgen für eine Abdichtung gegenüber dem Gehäuse. Die Vakuumkammern 32 und 33 sind untereinander verbunden, ebenso die Vakuumkammer 32 und die bereits im Gehäuse 2 vorgesehene Vakuumkammer 31. Es können alle oder, wie in der Abbildung gezeigt, nur ein Teil der Vakuumkammern in dem Einschub 44 vorgesehen sein. Die Vakuumkammern 32 und 33 sind über Saugkanäle 42 und 43 mit verschiedenen Teilen des Pumpsystems der Vakuumpumpe verbunden, so dass unterschiedliche Drücke in den Vakuumkammern erreicht werden.

Claims (10)

  1. Vakuumpumpe (1) mit einem Gehäuse (2), das mindestens eine Vakuumkammer (20, 21,31,32, 33) aufweist, mit einem Rotor, der eine Welle (4) und pumpaktive Rotorstrukturen (5) aufweist, einem Stator, der pumpaktive Statorstrukturen (6) und Distanzstücke (7) aufweist, welche einen axialen Abstand der Statorstrukturen (6) zueinander festlegen, mit Lagermitteln (8, 17) und Antriebsmitteln (9),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die pumpaktiven Statorstrukturen (6) und die Distanzstücke (7) nur durch das Gehäuse (2) der Vakuumpumpe (1) in ihrer Position festgelegt und gehaltert sind.
  2. Vakuumpumpe (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    sie eine Unterteilbaugruppe (3) aufweist, die wenigstens einen Teil der Lagermittel (8, 17) und Antriebsmittel (9) beinhaltet.
  3. Vakuumpumpe (1) nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Vakuumpumpe zwei oder mehr Pumpstufen (22, 23) aufweist und im Gehäuse (2) zwei oder mehr Kammern (20, 21, 31, 32, 33) vorgesehen sind, die untereinander und jeweils mit einer Pumpstufe (22, 23) verbunden sind.
  4. Vakuumpumpe (1) nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Gasdruck in mindestens zwei der Kammern (20, 21) ungleich ist.
  5. Vakuumpumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Lagermittel (8, 17) ein im Gehäuse (2) angeordnetes Permanentmagnetlager (17) umfassen, welches ein Wellenende drehbar unterstützt.
  6. Vakuumpumpe (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die pumpaktiven Rotorstrukturen (5) und pumpaktiven Statorstrukturen (6) wenigstens einer Pumpstufe (22, 23) durch Schaufeln gebildet werden.
  7. Vakuumpumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    wenigstens eine Kammer (20, 21) eine durch einen lösbaren Deckel (11) verschließbare Öffnung aufweist, die von wenigstens zwei Dichtungen (12, 13) abgedichtet wird.
  8. Vakuumpumpe (1) nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    in einem zwischen den beiden Dichtungen (12, 13) angeordneten Ringkanal (14) Unterdruck erzeugt wird.
  9. Vakuumpumpe (1) nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    zwischen dem Ringkanal (14) und einer Pumpstufe (22, 23) oder einem Gasauslasskanal (30) eine im Gehäuse integrierte Verbindungsleitung (15) vorgesehen ist.
  10. Vakuumpumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    wenigstens eine der Vakuumkammern (20, 21, 31, 32, 33) in einem Einschub (44) angeordnet ist, der im Gehäuse (2) gehaltert ist.
EP07008039.5A 2006-05-04 2007-04-20 Vakuumpumpe mit Gehäuse Active EP1852613B1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006020710A DE102006020710A1 (de) 2006-05-04 2006-05-04 Vakuumpumpe mit Gehäuse

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Publication Number Publication Date
EP1852613A2 EP1852613A2 (de) 2007-11-07
EP1852613A3 EP1852613A3 (de) 2014-04-02
EP1852613B1 true EP1852613B1 (de) 2019-02-27

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ID=38051882

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Application Number Title Priority Date Filing Date
EP07008039.5A Active EP1852613B1 (de) 2006-05-04 2007-04-20 Vakuumpumpe mit Gehäuse

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