EP3447299A1 - Adjusting ring - Google Patents

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EP3447299A1
EP3447299A1 EP17187569.3A EP17187569A EP3447299A1 EP 3447299 A1 EP3447299 A1 EP 3447299A1 EP 17187569 A EP17187569 A EP 17187569A EP 3447299 A1 EP3447299 A1 EP 3447299A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bearing
collar portion
axial
radial
adjusting ring
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.)
Pending
Application number
EP17187569.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Lothar Brückmann
Peter Vorwerk
Michael Schweighöfer
Martin Lohse
Robert Walz
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
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 Pfeiffer Vacuum GmbH filed Critical Pfeiffer Vacuum GmbH
Priority to EP17187569.3A priority Critical patent/EP3447299A1/en
Priority to JP2018155742A priority patent/JP6709259B2/en
Publication of EP3447299A1 publication Critical patent/EP3447299A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • F04D19/048Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps comprising magnetic bearings
    • 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
    • F04D29/05Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/056Bearings
    • F04D29/058Bearings magnetic; electromagnetic
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00Components
    • F05D2240/50Bearings
    • F05D2240/51Magnetic
    • F05D2240/511Magnetic with permanent magnets

Definitions

  • the present invention relates to an adjusting ring with an adjusting portion for axially aligning a radially inner first bearing portion of a bearing of a vacuum pump, in particular turbomolecular pump, in the direction of a longitudinal center axis of the bearing relative to a radially outer second bearing portion of the bearing of the vacuum pump.
  • Such an adjustment ring for a bearing of a vacuum pump is basically known.
  • the bearing serves to support a relative to a stator about a rotation axis rotatable rotor of the vacuum pump and usually consists of two bearing portions, of which one is disposed radially within the other.
  • a bearing section here is assigned to the stator and the other bearing section to the rotor. Radially between the bearing sections is a gap, which is also referred to as a bearing gap.
  • Undesirable foreign bodies e.g. Particles can get into the space over time and settle there, which can lead to increased friction between the bearing sections and a consequent higher power consumption and premature wear of the bearing and worst case to a total failure of the vacuum pump.
  • a magnetic bearing comprises at least one pair of magnets, in particular Permanent magnets, wherein the stator-side bearing portion and the rotor-side bearing portions each comprise a magnet of the magnet pair.
  • the magnets of the magnetic bearing generate a static stray magnetic field both during standstill of the vacuum pump and dynamic, i.e., in the operation of the vacuum pump. time-varying, magnetic stray field, which additionally superimposes the static magnetic stray field.
  • the dynamic stray magnetic field is emitted essentially at the rotational frequency of the rotor and is due to unavoidable production-related locally occurring variances in the magnetic field strength and field alignment of the magnets of the rotor-side bearing section.
  • the static and / or dynamic stray magnetic field may impair high-sensitivity applications, for example, by deflecting an electron beam of an electron microscope due to the Lorentz force, which may lead to aberrations or a reduction in the resolution of the electron microscope. Also, the stray magnetic field may affect the magnetization of a vacuum-deposited high-sensitivity magnetic thin film.
  • eddy currents can be induced in the rotating rotor.
  • the eddy currents lead to a deceleration of the rotor, so that an increased power requirement is necessary to maintain a certain rotor speed.
  • the eddy currents cause heating of the rotor, which can significantly reduce the bearing gap due to thermal expansion.
  • the thermal expansion of the rotor can be so strong that the rotor, in particular with a small gap of the bearing gap, comes into contact with the stator and is consequently braked.
  • the vacuum pump can come to a complete standstill or even be damaged.
  • An object of the invention is to provide a way to protect a bearing gap from contamination and a magnetic field shield.
  • an adjusting ring with the features of claim 1 and in particular by the fact that a circumferential collar emerges from the adjusting portion of the adjusting ring, which has a radially outwardly extending radial collar portion.
  • the invention is based on the general idea of an already existing adjustment for the axial alignment of a first bearing portion relative to a second bearing portion of a bearing to a protective function of a bearing gap between the bearing portions from contamination, i. prior to deposition of debris, by providing the adjustment ring with a circumferential collar which emerges from an adjustment portion of the adjustment ring and which has a radially outwardly extending radial collar portion.
  • a further advantage is that with the aid of the radial collar portion of the adjusting ring at least partially and at best complete magnetic shielding of the rotor from external magnetic fields and / or vice versa protection of magnetically sensitive applications in front of a stray magnetic field of a magnetic bearing used for storage is possible.
  • the longitudinal central axis of the bearing may correspond to the axis of rotation of the rotor.
  • the adjustment is not limited to the application in vacuum pumps, but in principle can be used wherever it takes an axial alignment of two bearing sections of a bearing and protection from contamination or a shielding of magnetic fields is desirable.
  • the adjusting ring may have an at least approximately circular peripheral profile and be made of a round steel, in particular a stainless steel round bar, by a machining process, such as turning or milling.
  • the adjusting ring is preferably made of one piece, so that the adjusting portion and collar of the adjusting ring are integrally formed.
  • the adjusting section and the collar are separate components which are joined together to form the adjusting ring, for example by shrinking, gluing, soldering, welding or the like.
  • the adjusting portion and the radial collar portion are separate and joined to form the adjusting components.
  • the adjustment ring may not only have an at least approximately circular peripheral profile, but also any other circumferential profile, such as a polygonal circumferential profile.
  • a hexagonal circumferential profile may be particularly favorable, as a result of which the adjusting ring can be rotated in a particularly simple manner by means of a tool, in particular by means of an open-end wrench.
  • the adjusting ring can be made not only of a round steel but also of any other metallic material or other suitable material, for example of a plastic or a ceramic.
  • the adjustment portion and the collar may be made of different materials.
  • the adjustment section and / or the radial collar section may consist of different materials.
  • the setting at least partially a ferromagnetic, especially soft magnetic, and / or comprising electrically conductive material.
  • the ferromagnetic material is characterized by a relative magnetic permeability that is significantly greater than 1.
  • the ferromagnetic material comprises at least one of iron (Fe), nickel (Ni), cobalt (Co), or an alloy of at least two of these metals , Moreover, alloys of aluminum / nickel / cobalt (Al / Ni / Co) or samarium / cobalt (Sm / Co) are conceivable.
  • a ferrimagnetic ceramic material may be used, such as a ferrite. In general, the higher the magnetic permeability of the material making up the adjustment ring, the better the magnetic shielding.
  • the adjusting ring may comprise an electrically conductive, in particular a diamagnetic or paramagnetic, material, such as Example copper, aluminum, non-ferromagnetic alloys of copper and / or aluminum or non-ferromagnetic steels.
  • the advantage lies in the fact that the dynamic magnetic fields generated by the rotating rotor and mainly disturbing for magnetically sensitive applications can be shielded particularly effectively.
  • the magnetic shield is based on induction effects, which are caused in the electrically conductive material by the alternating magnetic field and which are dependent on the frequency of the dynamic magnetic field or alternating magnetic field and the specific internal electrical resistance of the electrically conductive material.
  • Another advantage of using electrically conductive, in particular non-ferromagnetic, materials is that more and / or more cost-effective and / or more resistant to the gases to be pumped materials are available compared to ferromagnetic materials.
  • the magnetically shielding effect of the adjusting ring makes it possible at best to dispense with additional magnetic shielding, so that a number of components can be reduced and / or material and manufacturing costs can be saved.
  • the adjusting ring may further comprise an axial collar portion, which projects at an angle from the radial collar portion.
  • the adjustment section and / or the radial collar section and / or the axial collar section can consist of different materials. It is understood that the adjusting portion and the radial and axial collar portion but can also be integrally formed with each other. Alternatively, the adjustment portion and / or the radial collar portion and / or the axial collar portion be separate and joined to form the adjustment components.
  • the axial collar section preferably emerges from this at a radially outer edge region of the radial collar section.
  • a spring element can be arranged in the axial direction between the adjusting section of the adjusting ring and the stator-side bearing section of the bearing.
  • the adjusting portion for the purpose of axial prestressing and / or fixing of the stator-side bearing portion may have a plurality of stacked in the axial direction components, viewed in the axial direction between at least two components of the adjusting portion forming stack of components at least one spring element may be arranged can. It will be appreciated that the radial collar portion may emerge from one of the components of the stack.
  • the adjustment section comprises at least two components stacked axially one above the other and if one of the components shows the radial collar section, then the or each component of the adjustment section without radial collar section and the component with radial collar section can be rotated relative to one another.
  • the radial collar section may have at least one bore penetrating the radial collar section, so that the or each component of the adjustment section is freely accessible without a radial collar section.
  • the or each component of the adjustment without radial collar portion for example by means of a tool rotate relative to the component with radial collar portion to align by rotation of the or each component without collar portion the stator bearing portion in the axial direction with respect to the rotor-side bearing portion.
  • the protective function against impurities and / or the shielding against magnetic fields can be improved even further by the adjusting ring having, in addition to the radial collar section and / or axial collar section just described, further radial and / or axial collar sections.
  • at least one further radial collar portion and / or a further axial collar portion protrude from the aforementioned radial or axial collar portion.
  • several radial and axial collar sections alternate.
  • a plurality of radial and axial collar portions may alternate such that the entirety of the collar portions seen in cross-section has a rectangular modulation.
  • a step-like modulation of several radial and axial collar sections is conceivable.
  • two axial collar portions may be angled such that the two axial collar portions face in opposite directions, ie, the radial collar portion and the two axial portions substantially correspond to T or Y tilted by about 90 ° also emerge from an axial collar portion two radial collar sections.
  • the adjusting ring may have a circumferential collar which emerges from an adjusting portion of the adjusting ring, wherein the circumferential collar has a radially outwardly extending first radial collar portion and resulting therefrom an angled axial collar portion and a second radial collar portion radially extending the first radial collar portion extended to the outside.
  • Such an adjustment ring has, viewed in cross-section, as it were, a T-shaped collar.
  • the advantage of a so configured adjustment ring is in a stronger magnetic Shielding by the first and second radial collar portion and a better protection against contamination by the axial and first radial collar portion.
  • the radial collar portion has a smaller axial dimension than the adjustment portion, i. the radial collar portion is seen in the direction of the longitudinal center axis of the bearing thinner than the adjustment portion.
  • the axial collar portion and the adjustment portion may have at least approximately equal axial dimensions, or in other words, the adjustment portion and the axial collar portion seen in the direction of the longitudinal center axis of the bearing at least approximately the same length. It is understood that the adjustment section and the axial section can in principle also have different axial dimensions. If the adjusting ring comprises a plurality of radial and / or axial collar sections, the axial dimensions of all radial collar sections and / or of all axial collar sections can be at least approximately the same. It is understood, however, that at least two radial and / or two axial collar sections may also have different axial dimensions.
  • the invention also relates to a bearing for a vacuum pump, in particular turbomolecular pump, with a radially inner first bearing portion, a radially outer second bearing portion and an adjusting ring, which serves for the axial alignment of the first bearing portion relative to the second bearing portion in the direction of the longitudinal center axis of the bearing ,
  • the bearing according to the invention is characterized in that the radially extending collar portion spans the second bearing portion in the radial direction. If the adjusting ring has an axial collar portion, the second bearing portion is arranged in the radial direction between the adjusting portion and the axial collar portion of the adjusting ring.
  • a particularly good protective effect against undesired deposition of foreign bodies in the bearing gap can be achieved if the axial collar portion partially overlaps axially with the second bearing portion.
  • the bearing comprises a locking ring for locking the second bearing portion, which is arranged in the radial direction at least in sections between the adjusting portion and the axial collar portion.
  • the protective effect of the adjusting ring can be further increased if the locking ring defines together with the adjusting ring an annular gap with multi-angled cross-section.
  • the annular gap forms a sort of labyrinth, in which foreign bodies can get caught before they reach the bearing gap.
  • the or each radial collar portion and / or the or each axial collar portion of the adjusting ring can be configured such that together with the adjusting ring or the second bearing portion spanned by a radial portion in the radial direction achieves a pumping action becomes.
  • at least one of the collar sections may have groove-like, in particular spiral groove-like, structures which, together with the locking ring or the second bearing section spanned by the adjusting ring, form a pumping system based on the Holweck and / or Siegbahn pumping principle.
  • the pumping action of such a pumping system is such that the gas delivery direction is directed away from the bearing gap, so as to oppose an undesirable foreign body counterflow, so that the foreign body can not get into the bearing gap or at least a penetration of the foreign body is difficult in the bearing gap.
  • the bearing is a magnetic bearing, wherein the first and second bearing portion each comprises at least one magnet.
  • the magnet may be a permanent magnet, in particular a monolithic permanent magnet.
  • the invention is directed to a vacuum pump with a rotatably mounted relative to a stator rotor and a bearing for supporting the rotor on the stator, wherein the stator is preferably arranged radially inside the rotor.
  • the adjusting ring can be threadedly engaged with the stator so that the stator-side bearing section can be axially aligned by rotation of the adjusting ring about the longitudinal central axis of the bearing with respect to the rotor-side bearing section.
  • the stator and the adjusting ring have a complementary thread to each other, with a particularly accurate alignment of stator workedem and rotor punem bearing section can be achieved by a fine thread.
  • turbomolecular pump 10 comprises a pump inlet 14 surrounded by an inlet flange 12 and a plurality of pumping stages for conveying the gas present at the pump inlet 14 to a in Fig. 1 not shown pump outlet.
  • a rotatable relative to a stator 17 rotor 18 with a about a rotational axis 20 rotatably mounted rotor shaft 22 is arranged, wherein the stator 17 is located radially inside the rotor 18.
  • the turbomolecular pump 10 comprises a plurality of pump-effectively connected in series turbomolecular pumping stages with a plurality of attached to the rotor shaft 22 rotor disks 24 and in the axial direction between the rotor disks 24 stator 26th
  • the stator 26 are by spacer rings 28 at a desired axial distance from one another held.
  • the rotor-side part of the Holweckpumptreatmentn comprises a rotor shaft connected to the rotor hub 30 and two fixed to the rotor hub 30 and carried by this cylinder jacket Holweckrotorhülsen 32, 34, which are coaxial with the axis of rotation 20 oriented and nested in the radial direction.
  • two cylinder jacket-shaped Holweckstatorhülsen 36, 38 are provided, which are also coaxial with the axis of rotation 20 oriented and nested in the radial direction.
  • the pump-active surfaces of the Holweckpumpgen are each formed by each other with the formation of a narrow radial Holweckspalts radial lateral surfaces of a Holweckrotorhülse 32, 34 and a Holweckstatorhülse 36, 38.
  • one of the pump-active surfaces is smooth - mainly that of Holweckrotorhülse 32, 34 - and the opposite pump-active surface of Holweckstatorhülse 36, 38 has a structuring with helically around the rotation axis 20 in the axial direction extending grooves, in which the rotation of the rotor 18, the gas is propelled and thereby pumped.
  • the rotatable mounting of the rotor shaft 22 is effected by a roller bearing 40 in the region of the pump outlet and in the region of the pump inlet 14 by a bearing 42, which is formed in the illustrated embodiment as a permanent magnet bearing 42.
  • the permanent magnet bearing 42 comprises a rotor-side bearing portion 44 and a stator-side bearing portion 46, each having a ring stack of a plurality of in the axial direction, i. in the direction of a longitudinal central axis 47 of the permanent magnet bearing 42, stacked permanent magnetic rings 48, 50, wherein the magnetic rings 48, 50 opposite to form a radial bearing gap 52.
  • the longitudinal central axis 47 of the permanent magnet bearing 42 and the axis of rotation 20 of the rotor 18 coincide.
  • the stator-side bearing portion 46 forms a first bearing portion 46 of the bearing 42, which is arranged radially within the rotor-side bearing portion 44 (second bearing portion 44).
  • first bearing portion 46 of the bearing 42 which is arranged radially within the rotor-side bearing portion 44 (second bearing portion 44).
  • second bearing portion 44 For axial alignment of the stator-side bearing portion 46 with respect to the rotor-side bearing portion 44 is provided with the stator 17 in threaded engagement adjusting ring 53.
  • the stator-side bearing section 46 can be axially aligned with respect to the rotor-side bearing section 44 by rotation of the adjusting ring 53 about the axis of rotation 20.
  • adjustment ring 53 is a conventional adjustment ring 53, which is inventively replaced by an adjustment ring 84, as it is based on Fig. 2 will be described.
  • the spring element 51 may, however, also be, for example, a helical compression spring or any other spring element which, in the described rotation of the adjusting ring 53, opposes a restoring force to the stator-side bearing section 46 axially displaced axially in the direction of the rolling bearing 40.
  • the rotor-side bearing portion 44 is held by a locking ring 55 on the rotor 18.
  • the locking ring 55 has a holding portion 57 a for holding the magnetic rings 50 of the rotor-side bearing portion 44 on the rotor 18.
  • the holding portion 57 a is connected to a radially outwardly extending attachment portion 57 c of the locking ring 55 by means of a radially outwardly extending intermediate portion 57 b.
  • the attachment portion 57c is seen in the circumferential direction with several extending in the radial direction bores 59, which serve not shown locking screws for mounting the locking ring 55 on the rotor 18.
  • Unlike the one in Fig. 1 shown locking ring 55 has the in Fig.
  • Locking ring 55 shown one out of the holding portion 57 a and extending radially outwardly and axially angled in the direction of the rolling bearing 40 intermediate portion 57 b, which in turn merges into the radially outwardly extending mounting portion 57 c.
  • an emergency or fishing camp 54 is provided within the magnetic bearing 42, which is designed as an unlubricated roller bearing and idles in normal operation of the turbomolecular pump 10 without contact and only with an excessive radial deflection of the rotor 18 with respect to the stator engages to a radial Stop for the rotor 18, which prevents a collision of the rotor-side structures with the stator-side structures.
  • the emergency bearing 54 thus defines the maximum radial deflection of the rotor 18th
  • a conical injection nut 56 with an outer diameter increasing towards the rolling bearing 40 is provided on the rotor shaft 22.
  • the spray nut 56 is in sliding contact with at least one wiper of a plurality of stacked absorbent disks 58 having an operating means such as e.g. a lubricant for the rolling bearing 40 are soaked.
  • the resource is transmitted by capillary action of the resource storage on the wiper on the rotating spray nut 56 and due to the centrifugal force along the spray nut in the direction of increasing outer diameter of the spray nut 56 to the rolling bearing 40 promoted towards where it for example fulfills a lubricating function.
  • Turbomolecular pump 10 includes an engine compartment 60 into which rotor shaft 22 extends.
  • the engine compartment 60 is sealed in the region of the entry of the rotor shaft 22 by a victory track 62 with respect to a working or suction chamber of the turbomolecular pump 10.
  • a barrier gas inlet 64 allows delivery of a barrier gas into the engine compartment 60.
  • a drive motor 66 is arranged, which serves for the rotational driving of the rotor 18.
  • the drive motor 66 comprises a motor stator 68 with a core 70 and with several in Fig. 1 only schematically illustrated coils 72 which are defined in provided on the radially inner side of the core 70 grooves of the core 70.
  • the core 70 consists of a laminated core with several in the axial direction stacked sheet metal discs made of a soft magnetic material.
  • the rotor of the drive motor 77 which is also referred to as an armature, is formed by the rotor shaft 22, which extends through the motor stator 68 therethrough.
  • a permanent magnet assembly 74 is fixed radially on the outside.
  • a radial motor gap 76 is formed, via which the motor stator 68 and the permanent magnet arrangement 74 influence magnetically for transmission of the drive torque.
  • the permanent magnet assembly 74 is fixed to the rotor shaft 22 by means of gluing and / or shrinking and / or pressing.
  • the permanent magnet arrangement 74 comprises a soft-magnetic yoke 75a made of iron sheets or solid iron and a permanent magnet 75b.
  • An encapsulation 80 which is designed as a CFK or stainless steel sleeve, surrounds the permanent magnet arrangement 74 on its radial outer side and seals it against the motor gap 76.
  • a balancing ring 78 is further attached by gluing and / or shrinking and / or pressing, which has threaded holes for receiving balancing weights.
  • the balancing ring 78 has no direct mechanical connection to the permanent magnet assembly 74 in order to transmit any axial constraining forces on the permanent magnet assembly 74.
  • a control and power supply unit 82 is configured to supply the drive motor 66 with electrical energy during operation of the turbomolecular pump 10.
  • Fig. 2 shows the adjusting ring 84 according to the invention, which can be used in functional terms instead of the conventional adjustment ring 53 described above.
  • the adjusting ring 84 comprises an adjusting portion 86 for axially aligning the stator bearing portion 46 relative to the rotor-side Lürabschnit 44. From the adjustment portion 86 is a radially encircling collar 88 protrudes, which has a radially outwardly extending radial collar portion 90 and one of this at a Having radially outer edge portion 92 of the radial collar portion 90 resulting angled axial collar portion 94.
  • the adjustment portion 86, the radial collar portion 90, and the axial collar portion 94 are integrally formed. It is understood that the adjusting ring 84 in addition to the in Fig. 2 shown radial and axial collar portion 90, 94 may also have at least one further radial and / or axial collar portion.
  • the radial collar portion 90 has a smaller axial dimension than the adjustment portion 86. Moreover, the axial dimensions of the axial collar portion 94 and the adjustment portion 86 are at least approximately equal.
  • the axial dimensions of the adjustment portion 86 and the axial collar portion 94 of the adjustment ring 84 are between 2 and 10 mm, preferably between 3 and 7 mm and more preferably between 4 and 6 mm.
  • the radial collar portion 90 is dimensioned such that its axial dimension is between 0.5 and 2.5 mm, preferably between 0.7 and 2.0 mm and more preferably between 0.8 and 1.5 mm.
  • the adjusting ring 84 has an outer diameter of 45 to 55 mm, preferably 47 to 53 mm and particularly preferably 49 to 50 mm.
  • Such a thing dimensioned adjustment ring 84 is used in a turbomolecular pump 10 with a rotor 18 is used, whose outer diameter is about 160 mm. It is understood that the dimensions of the adjusting ring 84 may deviate from the above-mentioned dimensions of the adjusting ring 84, depending on the size of the turbomolecular pump 10 or the rotor outer diameter.
  • the adjusting ring 84 For magnetic shielding of the rotor 18 from external magnetic fields and for protecting a recipient to be evacuated (not shown) from a magnetic field generated by the permanent magnetic bearing 42, the adjusting ring 84 at least one ferromagnetic, in particular soft magnetic, and / or electrically conductive material.
  • the radial collar portion 90 of the collar 88 spans the second bearing portion 44 in the radial direction, whereas the axial collar portion 94 of the collar 88 partially overlaps with the second bearing portion 44 seen in the axial direction.
  • the radial collar portion 90 of the collar 88 radially spans the retaining portion 57a and the radially aligned component of the intermediate portion 57b of the locking ring 55 for securing the second bearing portion 44, whereas the axial collar portion 94 of the collar 88 engages the axially angled component of the intermediate portion 57b of the locking ring 55 overlaps, so that the locking ring 55 between the axial collar portion 94 and the adjusting portion 86 of the adjusting ring 84 is arranged in sections. More specifically, the holding portion 57a and the intermediate portion 57b of the lock ring 55 are disposed between the axial collar portion 94 and the adjusting portion 86 of the adjusting ring 84.
  • a magnetic shield can be achieved where the magnetic field is created by the permanent magnet bearing 42 and where a shield of the Rotor 18 is relevant before external magnetic fields.
  • the adjusting ring 84 exposes the pump-active region of the turbomolecular pump 10 formed by the rotor disks 24 and stator disks 26, so that a pumping action of the turbomolecular pump 10 is not impaired or only insignificantly impaired.
  • adjusting ring 84 can be dispensed with an additional magnetic shielding device, which would span the pump inlet 14 usually in the form of a grid completely or almost completely.
  • the adjustment ring 84 is better accessible for adjustment purposes via the pump inlet 14, whereby the handling of the turbomolecular pump 10 is much easier.
  • the circumferential collar 88 has a first radial collar portion 90 projecting from the adjustment portion 86 and an axial collar portion 94 angled therefrom, wherein a second radial collar portion emerges from the first radial collar portion 90, so that yourself the first radial collar portion 90 is radially inward of the second radial collar portion.
  • the collar 88 of the adjusting ring 84 has a larger diameter, whereby the magnetic shielding effect of the adjusting ring 84 can be increased.
  • an outer edge of the second radial collar portion is aligned at least approximately aligned with an origin 98 of the first rotor disk 24 facing the pump inlet 14 in the axial direction.
  • the origin 98 is that thickened section of the rotor disk 24 which serves to support the rotor disk 24 on the rotor 18 and from which rotor blades 100 of the rotor disk 24 extend in a tapering manner radially outwards.
  • a rounded or beveled intermediate portion 102 located between the origin 98 of the rotor disk 24 and a rotor blade 100 of the rotor disk 24 is a rounded or beveled intermediate portion 102. If the slope of the intermediate portion 102 is continued in the direction of the pump inlet 14 mentally, the slope can also the outer edge of the second radial collar portion of the collar 88 define when the slope and the second radial collar portion are at least approximately at the same axial height. As a result, the outer edge of the second radial collar portion defines the collar 88 of the adjustment ring 84 in a region located radially between the intermediate portion 102 of the rotor disk 24 and the intermediate portion 57b of the lock ring 55.
  • the axial collar portion 94 is not aligned parallel to the axis of rotation 20 of the rotor 18, but can also extend obliquely to this, ie the axial collar portion 94 is not orthogonal out of the radial collar portion 90 angled out, but under one of 90th ° deviating angle.
  • the collar 88 of the adjusting ring 84 has a plurality of radial and axial collar portions, so that the collar 88 continues in the direction of the first pump inlet 14 facing rotor disk 24 stepped.
  • the radial collar portion 90 and / or the axial collar portion 94 of the adjustment ring 84 and / or the locking ring 55 may have structures (not shown), in particular groove-like and preferably spiral groove-like structures, which are facing the labyrinthine annular gap 96 and by means of which a pumping system based on the Holweck and / or Siegbahn pumping principle is formed.
  • the pumping action of such a pumping system is such that the gas delivery direction is directed away from the bearing gap 52, so as to counteract an undesirable foreign body counterflow, so that the foreign body can not enter the bearing gap 52 or at least a penetration of the foreign body into the bearing gap 52 difficult is.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Einstellring mit einem Einstellabschnitt zur axialen Ausrichtung eines radial innen liegenden ersten Lagerabschnitts eines Lagers einer Vakuumpumpe, insbesondere Turbomolekularpumpe, in Richtung einer Längsmittelachse des Lagers relativ zu einem radial außen liegenden zweiten Lagerabschnitt des Lagers der Vakuumpumpe, dadurch gekennzeichnet, dass ein umlaufender Kragen aus dem Einstellabschnitt des Einstellrings hervorgeht, welcher einen sich radial nach außen erstreckenden radialen Kragenabschnitt aufweist. Ferner ist die Erfindung auf ein Lager für eine Vakuumpumpe mit einem derartigen Lager und auf eine Vakuumpumpe mit einem solchen Lager gerichtet.The invention relates to an adjusting ring with an adjusting portion for the axial alignment of a radially inner first bearing portion of a bearing of a vacuum pump, in particular turbomolecular pump, in the direction of a longitudinal center axis of the bearing relative to a radially outer second bearing portion of the bearing of the vacuum pump, characterized in that a circumferential Collar emerges from the adjusting portion of the adjusting ring, which has a radially outwardly extending radial collar portion. Furthermore, the invention is directed to a bearing for a vacuum pump with such a bearing and to a vacuum pump with such a bearing.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Einstellring mit einem Einstellabschnitt zur axialen Ausrichtung eines radial innen liegenden ersten Lagerabschnitts eines Lagers einer Vakuumpumpe, insbesondere Turbomolekularpumpe, in Richtung einer Längsmittelachse des Lagers relativ zu einem radial außen liegenden zweiten Lagerabschnitt des Lagers der Vakuumpumpe.The present invention relates to an adjusting ring with an adjusting portion for axially aligning a radially inner first bearing portion of a bearing of a vacuum pump, in particular turbomolecular pump, in the direction of a longitudinal center axis of the bearing relative to a radially outer second bearing portion of the bearing of the vacuum pump.

Ein derartiger Einstellring für ein Lager einer Vakuumpumpe ist grundsätzlich bekannt. Das Lager dient dabei zur Lagerung eines bezüglich eines Stators um eine Rotationsachse drehbaren Rotors der Vakuumpumpe und besteht üblicherweise aus zwei Lagerabschnitten, von welchen der eine radial innerhalb des anderen angeordnet ist. Ein Lagerabschnitt ist hierbei dem Stator und der andere Lagerabschnitt dem Rotor zugeordnet. Radial zwischen den Lagerabschnitten befindet sich ein Zwischenraum, welcher auch als Lagerspalt bezeichnet wird.Such an adjustment ring for a bearing of a vacuum pump is basically known. The bearing serves to support a relative to a stator about a rotation axis rotatable rotor of the vacuum pump and usually consists of two bearing portions, of which one is disposed radially within the other. A bearing section here is assigned to the stator and the other bearing section to the rotor. Radially between the bearing sections is a gap, which is also referred to as a bearing gap.

Unerwünschte Fremdkörper, z.B. Partikel, können im Laufe der Zeit in den Zwischenraum gelangen und sich dort ablagern, was zu erhöhter Reibung zwischen den Lagerabschnitten und einem hierdurch bedingten höheren Stromverbrauch sowie einem vorzeitigem Verschleiß des Lagers und schlimmstenfalls zu einem Totalausfall der Vakuumpumpe führen kann.Undesirable foreign bodies, e.g. Particles can get into the space over time and settle there, which can lead to increased friction between the bearing sections and a consequent higher power consumption and premature wear of the bearing and worst case to a total failure of the vacuum pump.

Für Hochvakuumanwendungen werden zur Lagerung des Rotors vakuumseitig vornehmlich schmiermittelfreie Lager verwendet, wie zum Beispiel Magnetlager, um eine Kontamination eines zu evakuierenden Rezipienten mit Schmiermittel zu vermeiden. Ein Magnetlager umfasst mindestens ein Paar von Magneten, insbesondere Permanentmagneten, wobei der statorseitige Lagerabschnitt und der rotorseitige Lagerabschnitte jeweils ein Magnet des Magnetpaares umfasst.For high vacuum applications, the storage of the rotor on the vacuum side primarily uses lubricant-free bearings, such as magnetic bearings, in order to avoid contamination of a recipient to be evacuated with lubricant. A magnetic bearing comprises at least one pair of magnets, in particular Permanent magnets, wherein the stator-side bearing portion and the rotor-side bearing portions each comprise a magnet of the magnet pair.

Die Magnete des Magnetlagers erzeugen sowohl während des Stillstands der Vakuumpumpe ein statisches magnetisches Streufeld als auch im Betrieb der Vakuumpumpe ein dynamisches, d.h. zeitlich variables, magnetisches Streufeld, welches das statische magnetische Streufeld zusätzlich überlagert. Das dynamische magnetische Streufeld wird im Wesentlichen mit der Drehfrequenz des Rotors emittiert und ist auf unvermeidbare, herstellungsbedingt lokal auftretende Varianzen der magnetischen Feldstärke und Feldausrichtung der Magnete des rotorseitigen Lagerabschnitts zurückzuführen.The magnets of the magnetic bearing generate a static stray magnetic field both during standstill of the vacuum pump and dynamic, i.e., in the operation of the vacuum pump. time-varying, magnetic stray field, which additionally superimposes the static magnetic stray field. The dynamic stray magnetic field is emitted essentially at the rotational frequency of the rotor and is due to unavoidable production-related locally occurring variances in the magnetic field strength and field alignment of the magnets of the rotor-side bearing section.

Das statische und/oder dynamische magnetische Streufeld kann hochempfindliche Anwendungen beeinträchtigten, beispielsweise indem ein Elektronenstrahl eines Elektronenmikroskops infolge der Lorentzkraft ablenkt wird, was zu Abbildungsfehlern bzw. einer Verringerung des Auflösungsvermögens des Elektronenmikroskops führen kann. Auch kann das magnetische Streufeld die Magnetisierung einer unter Vakuum abgeschiedenen hochempfindlichen magnetischen Dünnschicht beeinflussen.The static and / or dynamic stray magnetic field may impair high-sensitivity applications, for example, by deflecting an electron beam of an electron microscope due to the Lorentz force, which may lead to aberrations or a reduction in the resolution of the electron microscope. Also, the stray magnetic field may affect the magnetization of a vacuum-deposited high-sensitivity magnetic thin film.

Auch können während des Betriebs der Vakuumpumpe in einer Umgebung mit, insbesondere starken, Magnetfeldquellen Wirbelströme in dem rotierenden Rotor induziert werden. Die Wirbelströme führen zu einer Abbremsung des Rotors, so dass zur Aufrechterhaltung einer bestimmten Rotordrehzahl ein erhöhter Strombedarf nötig ist. Überdies bewirken die Wirbelströme eine Erwärmung des Rotors, wodurch sich der Lagerspalt infolge einer Wärmeausdehnung merklich verringern kann. Im schlimmsten Fall kann die Wärmeausdehnung des Rotors derart stark sein, dass der Rotor, insbesondere bei geringem Spaltmaß des Lagerspalts, mit dem Stator in Kontakt gelangt und infolgedessen abgebremst wird. Dabei kann die Vakuumpumpe vollständig zum Stillstand kommen oder sogar beschädigt werden.Also, during operation of the vacuum pump in an environment with, in particular strong, magnetic field sources, eddy currents can be induced in the rotating rotor. The eddy currents lead to a deceleration of the rotor, so that an increased power requirement is necessary to maintain a certain rotor speed. Moreover, the eddy currents cause heating of the rotor, which can significantly reduce the bearing gap due to thermal expansion. In the worst case, the thermal expansion of the rotor can be so strong that the rotor, in particular with a small gap of the bearing gap, comes into contact with the stator and is consequently braked. The vacuum pump can come to a complete standstill or even be damaged.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit zum Schutz eines Lagerspalts vor Verunreinigung sowie eine Magnetfeldabschirmung zu schaffen.An object of the invention is to provide a way to protect a bearing gap from contamination and a magnetic field shield.

Die Aufgabe wird durch einen Einstellring mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst und insbesondere dadurch, dass ein umlaufender Kragen aus dem Einstellabschnitt des Einstellrings hervorgeht, welcher einen sich radial nach außen erstreckenden radialen Kragenabschnitt aufweist.The object is achieved by an adjusting ring with the features of claim 1 and in particular by the fact that a circumferential collar emerges from the adjusting portion of the adjusting ring, which has a radially outwardly extending radial collar portion.

Der Erfindung liegt der allgemeine Gedanke zugrunde, einen bereits ohnehin vorhandenen Einstellring zur axialen Ausrichtung eines ersten Lagerabschnitts bezüglich eines zweiten Lagerabschnitts eines Lagers um eine Schutzfunktion eines zwischen den Lagerabschnitten vorliegenden Lagerspalts vor Verunreinigung, d.h. vor Ablagerung von Fremdkörpern, zu erweitern, indem der Einstellring mit einem umlaufenden Kragen versehen wird, welcher aus einem Einstellabschnitt des Einstellrings hervorgeht und welcher einen radial nach außen erstreckenden radialen Kragenabschnitt aufweist. Hierdurch gelangt allenfalls noch eine minimale, insbesondere unschädliche, Menge von Fremdkörpern in den Lagerspalt, bestenfalls wird das Eindringen von Fremdkörpern in den Lagerspalt vollständig unterbunden. Hieraus ergibt sich der Vorteil einer längeren Lebensdauer des Lagers sowie eines geringeren Stromverbrauchs, da aufgrund der reduzierten Anzahl von Fremdkörpern zwischen den Lagerabschnitten weniger Reibung entsteht. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass mit Hilfe des radialen Kragenabschnitts des Einstellrings eine zumindest teilweise und bestenfalls vollständige magnetische Abschirmung des Rotors vor externen Magnetfeldern und/oder umgekehrt ein Schutz magnetisch sensibler Anwendungen vor einem magnetischen Streufeld eines zur Lagerung verwendeten Magnetlagers möglich ist.The invention is based on the general idea of an already existing adjustment for the axial alignment of a first bearing portion relative to a second bearing portion of a bearing to a protective function of a bearing gap between the bearing portions from contamination, i. prior to deposition of debris, by providing the adjustment ring with a circumferential collar which emerges from an adjustment portion of the adjustment ring and which has a radially outwardly extending radial collar portion. As a result, at most still reaches a minimum, especially harmless, amount of foreign bodies in the bearing gap, at best, the penetration of foreign bodies is completely suppressed in the bearing gap. This results in the advantage of a longer life of the bearing and a lower power consumption, since due to the reduced number of foreign bodies between the bearing sections less friction arises. A further advantage is that with the aid of the radial collar portion of the adjusting ring at least partially and at best complete magnetic shielding of the rotor from external magnetic fields and / or vice versa protection of magnetically sensitive applications in front of a stray magnetic field of a magnetic bearing used for storage is possible.

Unter der axialen Ausrichtung des einen Lagerabschnitts bezüglich des anderen Lagerabschnitts ist in diesem Kontext eine Ausrichtung der beiden Lagerabschnitte zueinander in Richtung der Längsmittelachse des Lagers zu verstehen. Insbesondere kann dabei die Längsmittelachse des Lagers der Rotationsachse des Rotors entsprechen.Under the axial orientation of the one bearing portion with respect to the other bearing portion is in this context an orientation of the two bearing sections to understand each other in the direction of the longitudinal center axis of the bearing. In particular, the longitudinal central axis of the bearing may correspond to the axis of rotation of the rotor.

Es sei darauf hingewiesen, dass der Einstellring nicht auf die Anwendung in Vakuumpumpen beschränkt ist, sondern grundsätzlich überall dort eingesetzt werden kann, wo es einer axialen Ausrichtung zweier Lagerabschnitte eines Lagers bedarf und ein Schutz vor Verunreinigung bzw. eine Abschirmung von Magnetfeldern wünschenswert ist.It should be noted that the adjustment is not limited to the application in vacuum pumps, but in principle can be used wherever it takes an axial alignment of two bearing sections of a bearing and protection from contamination or a shielding of magnetic fields is desirable.

Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.Advantageous embodiments of the invention are described in the dependent claims, the description and the drawings.

Der Einstellring kann ein zumindest annähernd kreisförmiges Umfangsprofil aufweisen und aus einem Rundstahl, insbesondere einem Rundstahl aus Edelstahl, durch ein spanendes Fertigungsverfahren, wie zum Beispiel Drehen oder Fräsen, hergestellt sein. Hierbei wird der Einstellring vorzugsweise aus einem Stück gefertigt, so dass der Einstellabschnitt und Kragen des Einstellrings einstückig ausgebildet sind. Es ist aber auch denkbar, dass der Einstellabschnitt und der Kragen separate Bauteile sind, welche zur Bildung des Einstellrings miteinander gefügt werden, zum Beispiel durch Aufschrumpfen, Kleben, Löten, Schweißen oder dergleichen. Überdies ist auch denkbar, dass der Einstellabschnitt und der radiale Kragenabschnitt separate und zur Bildung des Einstellrings gefügte Bauteile sind.The adjusting ring may have an at least approximately circular peripheral profile and be made of a round steel, in particular a stainless steel round bar, by a machining process, such as turning or milling. Here, the adjusting ring is preferably made of one piece, so that the adjusting portion and collar of the adjusting ring are integrally formed. But it is also conceivable that the adjusting section and the collar are separate components which are joined together to form the adjusting ring, for example by shrinking, gluing, soldering, welding or the like. Moreover, it is also conceivable that the adjusting portion and the radial collar portion are separate and joined to form the adjusting components.

Der Einstellring kann nicht nur ein zumindest annähernd kreisförmiges Umfangsprofil aufweisen, sondern auch ein beliebiges anderes Umfangsprofil, wie zum Beispiel ein polygonales Umfangsprofil. Besonders günstig kann dabei ein hexagonales Umfangsprofil sein, wodurch sich der Einstellring auf besonders einfache Weise mittels eines Werkzeugs, insbesondere mittels eines Maulschlüssels, verdrehen lässt.The adjustment ring may not only have an at least approximately circular peripheral profile, but also any other circumferential profile, such as a polygonal circumferential profile. In this case, a hexagonal circumferential profile may be particularly favorable, as a result of which the adjusting ring can be rotated in a particularly simple manner by means of a tool, in particular by means of an open-end wrench.

Es versteht sich, dass der Einstellring nicht nur aus einem Rundstahl sondern auch aus einem beliebigen anderen metallischen Material oder einem anderen geeigneten Material gefertigt sein kann, beispielsweise aus einem Kunststoff oder einer Keramik. Außerdem können der Einstellabschnitt und der Kragen aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Ferner ist auch denkbar, dass der Einstellabschnitt und/oder der radiale Kragenabschnitt aus unterschiedlichen Materialien bestehen können.It is understood that the adjusting ring can be made not only of a round steel but also of any other metallic material or other suitable material, for example of a plastic or a ceramic. In addition, the adjustment portion and the collar may be made of different materials. Furthermore, it is also conceivable that the adjustment section and / or the radial collar section may consist of different materials.

Zur noch besseren magnetischen Abschirmung des Rotors gegenüber externen Magnetfeldern und/oder der Umgebung der Vakuumpumpe gegenüber eines von einem Magnetlager zur Lagerung des Rotors erzeugten magnetischen Streufelds bzw. Magnetfelds ist es vorteilhaft, wenn der Einstellring zumindest abschnittsweise ein ferromagnetisches, insbesondere weichmagnetisches, und/oder elektrisch leitfähiges Material aufweist.For even better magnetic shielding of the rotor relative to external magnetic fields and / or the environment of the vacuum pump relative to a magnetic bearing field generated by a magnetic bearing for supporting the rotor magnetic field or magnetic field, it is advantageous if the setting at least partially a ferromagnetic, especially soft magnetic, and / or comprising electrically conductive material.

Mit Hilfe des ferromagnetischen Materials können sowohl statische als auch dynamische Magnetfelder zuverlässig abgeschirmt werden. Das ferromagnetische Material zeichnet sich durch eine relative magnetische Permeabilität aus, die signifikant größer ist als 1. Vorzugsweise umfasst das ferromagnetische Material zumindest eines der Metalle Eisen (Fe), Nickel (Ni), Cobalt (Co) oder eine Legierung aus zumindest zwei dieser Metalle. Überdies sind Legierungen aus Aluminium/Nickel/Cobalt (Al/Ni/Co) oder Samarium/Cobalt (Sm/Co) denkbar. Anstelle des ferromagnetischen Materials kann aber auch ein ferrimagnetischer keramischer Werkstoff verwendet werden, wie zum Beispiel ein Ferrit. Allgemein gilt, dass die magnetische Abschirmung umso besser ist, je höher die magnetische Permeabilität des Materials ist, aus welchem der Einstellring besteht.With the help of the ferromagnetic material both static and dynamic magnetic fields can be reliably shielded. The ferromagnetic material is characterized by a relative magnetic permeability that is significantly greater than 1. Preferably, the ferromagnetic material comprises at least one of iron (Fe), nickel (Ni), cobalt (Co), or an alloy of at least two of these metals , Moreover, alloys of aluminum / nickel / cobalt (Al / Ni / Co) or samarium / cobalt (Sm / Co) are conceivable. Instead of the ferromagnetic material but also a ferrimagnetic ceramic material may be used, such as a ferrite. In general, the higher the magnetic permeability of the material making up the adjustment ring, the better the magnetic shielding.

Zusätzlich oder alternativ kann der Einstellring ein elektrisch leitfähiges, insbesondere ein diamagnetisches oder paramagnetisches, Material aufweisen, wie zum Beispiel Kupfer, Aluminium, nicht-ferromagnetische Legierungen aus Kupfer und/oder Aluminium oder nicht-ferromagnetische Stähle.Additionally or alternatively, the adjusting ring may comprise an electrically conductive, in particular a diamagnetic or paramagnetic, material, such as Example copper, aluminum, non-ferromagnetic alloys of copper and / or aluminum or non-ferromagnetic steels.

Bei der Verwendung eines elektrisch leitfähigen, insbesondere nicht-ferromagnetischen, Materials ist der Vorteil darin zu sehen, dass die vom rotierenden Rotor erzeugten und für magnetisch sensible Anwendungen hauptsächlich störenden dynamischen Magnetfelder besonders effektiv abgeschirmt werden können. Die magnetische Abschirmung beruht hierbei auf Induktionseffekten, welche in dem elektrisch leitfähigen Material durch das magnetische Wechselfeld hervorgerufen werden und welche von der Frequenz des dynamischen Magnetfelds bzw. magnetischen Wechselfelds sowie von dem spezifischen inneren elektrischen Widerstand des elektrisch leitfähigen Materials abhängig sind. Ein weiterer Vorteil bei der Verwendung von elektrisch leitfähigen, insbesondere nicht-ferromagnetischen, Materialien besteht darin, dass im Vergleich zu ferromagnetischen Materialien mehr und/oder kostengünstigere und/oder gegenüber den abzupumpenden Gasen beständigere Materialien zur Verfügung stehen.When using an electrically conductive, in particular non-ferromagnetic, material, the advantage lies in the fact that the dynamic magnetic fields generated by the rotating rotor and mainly disturbing for magnetically sensitive applications can be shielded particularly effectively. The magnetic shield is based on induction effects, which are caused in the electrically conductive material by the alternating magnetic field and which are dependent on the frequency of the dynamic magnetic field or alternating magnetic field and the specific internal electrical resistance of the electrically conductive material. Another advantage of using electrically conductive, in particular non-ferromagnetic, materials is that more and / or more cost-effective and / or more resistant to the gases to be pumped materials are available compared to ferromagnetic materials.

Ferner sei angemerkt, dass durch die magnetisch abschirmende Wirkung des Einstellrings bestenfalls auf eine zusätzliche magnetische Abschirmung verzichtet werden kann, so dass sich eine Bauteilanzahl verringern und/oder Material sowie Herstellungskosten einsparen lassen.It should also be noted that the magnetically shielding effect of the adjusting ring makes it possible at best to dispense with additional magnetic shielding, so that a number of components can be reduced and / or material and manufacturing costs can be saved.

Zur Verbesserung der Schutzfunktion gegenüber Verunreinigungen und/oder der Abschirmung gegenüber Magnetfeldern kann der Einstellring ferner einen axialen Kragenabschnitt aufweisen, welcher abgewinkelt aus dem radialen Kragenabschnitt hervorgeht. Grundsätzlich können der Einstellabschnitt und/oder der radiale Kragenabschnitt und/oder der axiale Kragenabschnitt aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Es versteht sich, dass der Einstellabschnitt sowie der radiale und axiale Kragenabschnitt aber auch einstückig miteinander ausgebildet sein können. Alternativ können der Einstellabschnitt und/oder der radiale Kragenabschnitt und/oder der axiale Kragenabschnitt separate und zur Bildung des Einstellrings gefügte Bauteile sein.In order to improve the protective function against impurities and / or the shielding against magnetic fields, the adjusting ring may further comprise an axial collar portion, which projects at an angle from the radial collar portion. In principle, the adjustment section and / or the radial collar section and / or the axial collar section can consist of different materials. It is understood that the adjusting portion and the radial and axial collar portion but can also be integrally formed with each other. Alternatively, the adjustment portion and / or the radial collar portion and / or the axial collar portion be separate and joined to form the adjustment components.

Bevorzugt geht der axiale Kragenabschnitt an einem radial außenliegenden Randbereich des radialen Kragenabschnitts aus diesem hervor.The axial collar section preferably emerges from this at a radially outer edge region of the radial collar section.

Um den statorseitigen Lagerabschnitt in axialer Richtung vorzuspannen und/oder zu fixieren kann in axialer Richtung gesehen zwischen dem Einstellabschnitt des Einstellrings und dem statorseitigen Lagerabschnitt des Lagers ein Federelement angeordnet sein. Auch ist denkbar, dass der Einstellabschnitt zum Zweck der axialen Vorspannung und/oder Fixierung des statorseitigen Lagerabschnitts mehrere in axialer Richtung übereinander gestapelten Bestandteile aufweisen kann, wobei in axialer Richtung gesehen zwischen wenigstens zwei Bestandteilen des den Einstellabschnitt bildenden Stapels von Bestandteilen mindestens ein Federelement angeordnet sein kann. Es versteht sich, dass der radiale Kragenabschnitt aus einem der Bestandteile des Stapels hervorgehen kann.In order to pretension and / or fix the stator-side bearing section in the axial direction, a spring element can be arranged in the axial direction between the adjusting section of the adjusting ring and the stator-side bearing section of the bearing. It is also conceivable that the adjusting portion for the purpose of axial prestressing and / or fixing of the stator-side bearing portion may have a plurality of stacked in the axial direction components, viewed in the axial direction between at least two components of the adjusting portion forming stack of components at least one spring element may be arranged can. It will be appreciated that the radial collar portion may emerge from one of the components of the stack.

Umfasst der Einstellabschnitt mindestens zwei axial übereinander gestapelte Bestandteile und geht aus einem der Bestandteile der radiale Kragenabschnitt hervor, so können der oder jeder Bestandteil des Einstellabschnitts ohne radialen Kragenabschnitt und der Bestandteil mit radialem Kragenabschnitt relativ zueinander verdrehbar sein. Hierbei kann der radiale Kragenabschnitt mindestens eine den radialen Kragenabschnitt durchdringende Bohrung aufweisen, so dass der oder jeder Bestandteil des Einstellabschnitts ohne radialen Kragenabschnitt frei zugänglich ist. Hierdurch lässt sich der oder jeder Bestandteil des Einstellabschnitts ohne radialen Kragenabschnitt beispielsweise mit Hilfe eines Werkzeugs relativ zu dem Bestandteil mit radialen Kragenabschnitt verdrehen, um durch Verdrehung des oder jedes Bestandteils ohne Kragenabschnitt den statorseitigen Lagerabschnitt in axialer Richtung bezüglich des rotorseitigen Lagerabschnitts auszurichten. Grundsätzlich können die Bestandteile des Einstellabschnitts mit und ohne radialen Kragenabschnitt auch derart miteinander verbunden, insbesondere drehsicher miteinander verbunden, sein, dass eine Verdrehung des radialen und/oder axialen Kragenabschnitts eine Verdrehung des oder jedes Bestandteils des Einstellabschnitts ohne radialen Kragenabschnitt bewirkt.If the adjustment section comprises at least two components stacked axially one above the other and if one of the components shows the radial collar section, then the or each component of the adjustment section without radial collar section and the component with radial collar section can be rotated relative to one another. In this case, the radial collar section may have at least one bore penetrating the radial collar section, so that the or each component of the adjustment section is freely accessible without a radial collar section. As a result, the or each component of the adjustment without radial collar portion, for example by means of a tool rotate relative to the component with radial collar portion to align by rotation of the or each component without collar portion the stator bearing portion in the axial direction with respect to the rotor-side bearing portion. Basically, the components of the adjustment section with and Without radial collar portion also connected to each other, in particular rotatably connected to each other, be that a rotation of the radial and / or axial collar portion causes a rotation of the or each component of the adjustment section without radial collar portion.

Die Schutzfunktion gegenüber Verunreinigungen und/oder die Abschirmung gegenüber Magnetfeldern lassen bzw. lässt sich noch weiter verbessern, indem der Einstellring neben den bzw. dem eben beschriebenen radialen Kragenabschnitt und/oder axialen Kragenabschnitt weitere radiale und/oder axiale Kragenabschnitte aufweist. Bevorzugt gehen bzw. geht mindestens ein weiterer radialer Kragenabschnitt und/oder ein weiterer axialer Kragenabschnitt aus dem vorstehend erwähnten radialen oder axialen Kragenabschnitt hervor. Vorteilhafterweise wechseln sich mehrere radiale und axiale Kragenabschnitte ab. Dabei können sich mehrere radiale und axiale Kragenabschnitte derart abwechseln, dass die Gesamtheit der Kragenabschnitte im Querschnitt gesehen eine Rechteckmodulation aufweist. Auch ist eine stufenartige Modulation mehrerer radialer und axialer Kragenabschnitte denkbar. Überdies können aus einem radialen Kragenabschnitt zwei axiale Kragenabschnitte dergestalt abgewinkelt hervorgehen, dass die beiden axialen Kragenabschnitte in entgegengesetzte Richtungen weisen, d.h. der radiale Kragenabschnitt und die beiden axialen Abschnitte entsprechen im Wesentlichen einem um ca. 90° gekippten T oder Y. In entsprechender Weise können auch aus einem axialen Kragenabschnitt zwei radiale Kragenabschnitte hervorgehen. Insbesondere kann der Einstellring einen umlaufender Kragen aufweisen, welcher aus einem Einstellabschnitt des Einstellrings hervorgeht, wobei der umlaufende Kragen einen sich radial nach außen erstreckenden ersten radialen Kragenabschnitt aufweist und daraus hervorgehend einen abgewinkelten axialen Kragenabschnitt sowie einen zweiten radialen Kragenabschnitt, welcher den ersten radialen Kragenabschnitt radial nach außen verlängert. Ein derartiger Einstellring weist im Querschnitt betrachtet gewissermaßen einen T-förmigen Kragen auf. Der Vorteil eines so ausgestalteten Einstellrings liegt in einer stärkeren magnetischen Abschirmung durch den ersten und zweiten radialen Kragenabschnitt und einer besseren Schutzwirkung gegen Verunreinigungen durch den axialen sowie ersten radialen Kragenabschnitt.The protective function against impurities and / or the shielding against magnetic fields can be improved even further by the adjusting ring having, in addition to the radial collar section and / or axial collar section just described, further radial and / or axial collar sections. Preferably, at least one further radial collar portion and / or a further axial collar portion protrude from the aforementioned radial or axial collar portion. Advantageously, several radial and axial collar sections alternate. In this case, a plurality of radial and axial collar portions may alternate such that the entirety of the collar portions seen in cross-section has a rectangular modulation. Also, a step-like modulation of several radial and axial collar sections is conceivable. Moreover, from a radial collar portion, two axial collar portions may be angled such that the two axial collar portions face in opposite directions, ie, the radial collar portion and the two axial portions substantially correspond to T or Y tilted by about 90 ° also emerge from an axial collar portion two radial collar sections. In particular, the adjusting ring may have a circumferential collar which emerges from an adjusting portion of the adjusting ring, wherein the circumferential collar has a radially outwardly extending first radial collar portion and resulting therefrom an angled axial collar portion and a second radial collar portion radially extending the first radial collar portion extended to the outside. Such an adjustment ring has, viewed in cross-section, as it were, a T-shaped collar. The advantage of a so configured adjustment ring is in a stronger magnetic Shielding by the first and second radial collar portion and a better protection against contamination by the axial and first radial collar portion.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der radiale Kragenabschnitt eine geringere axiale Abmessung auf als der Einstellabschnitt, d.h. der radiale Kragenabschnitt ist in Richtung der Längsmittelachse des Lagers gesehen dünner als der Einstellabschnitt. Zusätzlich oder alternativ können der axiale Kragenabschnitt und der Einstellabschnitt zumindest annähernd gleiche axiale Abmessungen aufweisen, oder anders ausgedrückt sind der Einstellabschnitt und der axiale Kragenabschnitt in Richtung der Längsmittelachse des Lagers gesehen zumindest annähernd gleich lang. Es versteht sich, dass der Einstellabschnitt und der axiale Abschnitt grundsätzlich auch unterschiedliche axiale Abmessungen aufweisen können. Umfasst der Einstellring mehrere radiale und/oder axiale Kragenabschnitte, so können die axialen Abmessungen aller radialen Kragenabschnitte und/oder aller axialen Kragenabschnitte zumindest annähernd gleich sein. Es versteht sich, dass aber auch mindestens zwei radiale und/oder zwei axiale Kragenabschnitte unterschiedliche axiale Abmessungen aufweisen können.According to an advantageous embodiment, the radial collar portion has a smaller axial dimension than the adjustment portion, i. the radial collar portion is seen in the direction of the longitudinal center axis of the bearing thinner than the adjustment portion. Additionally or alternatively, the axial collar portion and the adjustment portion may have at least approximately equal axial dimensions, or in other words, the adjustment portion and the axial collar portion seen in the direction of the longitudinal center axis of the bearing at least approximately the same length. It is understood that the adjustment section and the axial section can in principle also have different axial dimensions. If the adjusting ring comprises a plurality of radial and / or axial collar sections, the axial dimensions of all radial collar sections and / or of all axial collar sections can be at least approximately the same. It is understood, however, that at least two radial and / or two axial collar sections may also have different axial dimensions.

Die Erfindung betrifft auch ein Lager für eine Vakuumpumpe, insbesondere Turbomolekularpumpe, mit einem radial innen liegenden ersten Lagerabschnitt, einem radial außen liegenden zweiten Lagerabschnitt und einem Einstellring, welcher zur axialen Ausrichtung des ersten Lagerabschnitts relativ zu dem zweiten Lagerabschnitt in Richtung der Längsmittelachse des Lagers dient. Das erfindungsgemäße Lager zeichnet sich dadurch aus, dass der sich radial erstreckende Kragenabschnitt den zweiten Lagerabschnitt in radialer Richtung überspannt. Sofern der Einstellring einen axialen Kragenabschnitt aufweist, ist der zweite Lagerabschnitt in radialer Richtung gesehen zwischen dem Einstellabschnitt und dem axialen Kragenabschnitt des Einstellrings angeordnet.The invention also relates to a bearing for a vacuum pump, in particular turbomolecular pump, with a radially inner first bearing portion, a radially outer second bearing portion and an adjusting ring, which serves for the axial alignment of the first bearing portion relative to the second bearing portion in the direction of the longitudinal center axis of the bearing , The bearing according to the invention is characterized in that the radially extending collar portion spans the second bearing portion in the radial direction. If the adjusting ring has an axial collar portion, the second bearing portion is arranged in the radial direction between the adjusting portion and the axial collar portion of the adjusting ring.

Eine besonders gute Schutzwirkung gegenüber einer unerwünschten Ablagerung von Fremdkörpern in dem Lagerspalt lässt sich erreichen, wenn der axiale Kragenabschnitt teilweise mit dem zweiten Lagerabschnitt axial überlappt.A particularly good protective effect against undesired deposition of foreign bodies in the bearing gap can be achieved if the axial collar portion partially overlaps axially with the second bearing portion.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführung umfasst das Lager einen Arretierungsring zur Arretierung des zweiten Lagerabschnitts, welcher in radialer Richtung gesehen zumindest abschnittsweise zwischen dem Einstellabschnitt und dem axialen Kragenabschnitt angeordnet ist.According to an advantageous embodiment, the bearing comprises a locking ring for locking the second bearing portion, which is arranged in the radial direction at least in sections between the adjusting portion and the axial collar portion.

Die Schutzwirkung des Einstellrings lässt sich noch weiter erhöhen, wenn der Arretierungsring zusammen mit dem Einstellring einen Ringspalt mit mehrfach abgewinkeltem Querschnitt definiert. Der Ringspalt bildet gewissermaßen ein Labyrinth, in welchem sich Fremdkörper verfangen können, bevor diese zu dem Lagerspalt gelangen.The protective effect of the adjusting ring can be further increased if the locking ring defines together with the adjusting ring an annular gap with multi-angled cross-section. The annular gap forms a sort of labyrinth, in which foreign bodies can get caught before they reach the bearing gap.

An dieser Stelle sei angemerkt, dass der oder jeder radiale Kragenabschnitt und/oder der oder jeder axiale Kragenabschnitt des Einstellrings derart ausgestaltet sein kann bzw. können, dass zusammen mit dem Einstellring oder dem von einem radialen Abschnitt in radialer Richtung überspannten zweiten Lagerabschnitt eine Pumpwirkung erzielt wird. Beispielsweise kann mindestens einer der Kragenabschnitte rillenartige, insbesondere spiral-rillenartige, Strukturen aufweisen, welche zusammen mit dem Arretierungsring oder dem vom Einstellring überspannten zweiten Lagerabschnitt ein auf dem Holweck- und/oder Siegbahn-Pumpprinzip basierendes Pumpsystem zu bilden. Vorzugsweise ist die Pumpwirkung eines solchen Pumpsystems derart, dass die Gasförderrichtung von dem Lagerspalt weggerichtet ist, um so einem unerwünschten Fremdkörper eine Gegenströmung entgegenzusetzen, so dass der Fremdkörper nicht in den Lagerspalt gelangen kann oder zumindest ein Vordringen des Fremdkörpers in den Lagerspalt erschwert ist.It should be noted at this point that the or each radial collar portion and / or the or each axial collar portion of the adjusting ring can be configured such that together with the adjusting ring or the second bearing portion spanned by a radial portion in the radial direction achieves a pumping action becomes. For example, at least one of the collar sections may have groove-like, in particular spiral groove-like, structures which, together with the locking ring or the second bearing section spanned by the adjusting ring, form a pumping system based on the Holweck and / or Siegbahn pumping principle. Preferably, the pumping action of such a pumping system is such that the gas delivery direction is directed away from the bearing gap, so as to oppose an undesirable foreign body counterflow, so that the foreign body can not get into the bearing gap or at least a penetration of the foreign body is difficult in the bearing gap.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Lager ein Magnetlager, wobei der erste und zweite Lagerabschnitt jeweils mindestens einen Magneten umfasst. Bei dem Magneten kann es sich um einen Permanentmagneten handeln, insbesondere um einen monolithischen Permanentmagneten.According to a preferred embodiment, the bearing is a magnetic bearing, wherein the first and second bearing portion each comprises at least one magnet. The magnet may be a permanent magnet, in particular a monolithic permanent magnet.

Ferner ist die Erfindung auf eine Vakuumpumpe gerichtet mit einem relativ zu einem Stator drehbar gelagerten Rotor und einem Lager zur Lagerung des Rotors an dem Stator, wobei der Stator vorzugsweise radial innerhalb des Rotors angeordnet ist.Furthermore, the invention is directed to a vacuum pump with a rotatably mounted relative to a stator rotor and a bearing for supporting the rotor on the stator, wherein the stator is preferably arranged radially inside the rotor.

Zur axialen Ausrichtung des statorseitigen Lagerabschnitts bezüglich des rotorseitigen Lagerabschnitts kann der Einstellring mit dem Stator in Gewindeeingriff stehen, so dass sich der statorseitige Lagerabschnitt durch Verdrehung des Einstellrings um die Längsmittelachse des Lagers bezüglich des rotorseitigen Lagerabschnitts axial ausrichten lässt. Hierfür weisen Stator und der Einstellring ein komplementär zueinander ausgebildetes Gewinde auf, wobei sich eine besonders exakte Ausrichtung von statorseitigem und rotorseitigem Lagerabschnitt durch ein Feingewinde erreichen lässt.For axial alignment of the stator-side bearing section with respect to the rotor-side bearing section, the adjusting ring can be threadedly engaged with the stator so that the stator-side bearing section can be axially aligned by rotation of the adjusting ring about the longitudinal central axis of the bearing with respect to the rotor-side bearing section. For this purpose, the stator and the adjusting ring have a complementary thread to each other, with a particularly accurate alignment of statorseitigem and rotorseitigem bearing section can be achieved by a fine thread.

Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft anhand einer möglichen Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1
eine Querschnittsansicht einer Turbomolekularpumpe mit einem nicht erfindungsgemäßen Einstellring; und
Fig. 2
eine Detailansicht der Turbomolekularpumpe von Fig. 1 mit einem erfindungsgemäßen Einstellring.
The invention will now be described purely by way of example with reference to a possible embodiment with reference to the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1
a cross-sectional view of a turbomolecular pump with a not inventive adjustment ring; and
Fig. 2
a detailed view of the turbomolecular pump of Fig. 1 with an adjustment ring according to the invention.

Die in Fig. 1 gezeigte Turbomolekularpumpe 10 umfasst einen von einem Einlassflansch 12 umgebenen Pumpeneinlass 14 sowie mehrere Pumpstufen zur Förderung des an dem Pumpeneinlass 14 anstehenden Gases zu einem in Fig. 1 nicht dargestellten Pumpenauslass. In einem Gehäuse 16 der Turbomolekularpumpe 10 ist ein bezüglich eines Stators 17 drehbarer Rotor 18 mit einer um eine Rotationsachse 20 drehbar gelagerten Rotorwelle 22 angeordnet, wobei sich der Stator 17 radial innerhalb des Rotors 18 befindet.In the Fig. 1 shown turbomolecular pump 10 comprises a pump inlet 14 surrounded by an inlet flange 12 and a plurality of pumping stages for conveying the gas present at the pump inlet 14 to a in Fig. 1 not shown pump outlet. In a housing 16 of the turbomolecular pump 10, a rotatable relative to a stator 17 rotor 18 with a about a rotational axis 20 rotatably mounted rotor shaft 22 is arranged, wherein the stator 17 is located radially inside the rotor 18.

Zur Erzeugung einer Pumpwirkung umfasst die Turbomolekularpumpe 10 mehrere pumpwirksam miteinander in Serie geschaltete turbomolekulare Pumpstufen mit mehreren an der Rotorwelle 22 befestigten Rotorscheiben 24 und in axialer Richtung zwischen den Rotorscheiben 24 angeordneten Statorscheiben 26. Die Statorscheiben 26 sind durch Distanzringe 28 in einem gewünschten axialen Abstand zueinander gehalten.To generate a pumping action, the turbomolecular pump 10 comprises a plurality of pump-effectively connected in series turbomolecular pumping stages with a plurality of attached to the rotor shaft 22 rotor disks 24 and in the axial direction between the rotor disks 24 stator 26th The stator 26 are by spacer rings 28 at a desired axial distance from one another held.

Des Weiteren sind drei in radialer Richtung ineinander angeordnete und pumpwirksam miteinander in Serie geschaltete Holweckpumpstufen vorgesehen. Der rotorseitige Teil der Holweckpumpstufen umfasst eine mit der Rotorwelle 22 verbundene Rotornabe 30 und zwei an der Rotornabe 30 befestigte und von dieser getragene zylindermantelförmige Holweckrotorhülsen 32, 34, die koaxial zu der Rotationsachse 20 orientiert und in radialer Richtung ineinander geschachtelt sind. Ferner sind zwei zylindermantelförmige Holweckstatorhülsen 36, 38 vorgesehen, die ebenfalls koaxial zu der Rotationsachse 20 orientiert und in radialer Richtung ineinander geschachtelt sind.Furthermore, three Holweckpumpstufen arranged one inside the other in the radial direction and pump-connected in series with one another are provided. The rotor-side part of the Holweckpumpstufen comprises a rotor shaft connected to the rotor hub 30 and two fixed to the rotor hub 30 and carried by this cylinder jacket Holweckrotorhülsen 32, 34, which are coaxial with the axis of rotation 20 oriented and nested in the radial direction. Furthermore, two cylinder jacket-shaped Holweckstatorhülsen 36, 38 are provided, which are also coaxial with the axis of rotation 20 oriented and nested in the radial direction.

Die pumpaktiven Oberflächen der Holweckpumpstufen sind jeweils durch die einander unter Ausbildung eines engen radialen Holweckspalts gegenüber liegenden radialen Mantelflächen jeweils einer Holweckrotorhülse 32, 34 und einer Holweckstatorhülse 36, 38 gebildet. Dabei ist jeweils eine der pumpaktiven Oberflächen glatt ausgebildet - vorwiegend diejenige der Holweckrotorhülse 32, 34 - und die gegenüberliegende pumpaktive Oberfläche der Holweckstatorhülse 36, 38 weist eine Strukturierung mit schraubenlinienförmig um die Rotationsachse 20 herum in axialer Richtung verlaufenden Nuten auf, in denen bei der Rotation des Rotors 18 das Gas vorangetrieben und dadurch gepumpt wird.The pump-active surfaces of the Holweckpumpstufen are each formed by each other with the formation of a narrow radial Holweckspalts radial lateral surfaces of a Holweckrotorhülse 32, 34 and a Holweckstatorhülse 36, 38. In each case, one of the pump-active surfaces is smooth - mainly that of Holweckrotorhülse 32, 34 - and the opposite pump-active surface of Holweckstatorhülse 36, 38 has a structuring with helically around the rotation axis 20 in the axial direction extending grooves, in which the rotation of the rotor 18, the gas is propelled and thereby pumped.

Die drehbare Lagerung der Rotorwelle 22 wird durch ein Wälzlager 40 im Bereich des Pumpenauslasses und im Bereich des Pumpeneinlasses 14 durch ein Lager 42 bewirkt, welches in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Permanentmagnetlager 42 ausgebildet ist.The rotatable mounting of the rotor shaft 22 is effected by a roller bearing 40 in the region of the pump outlet and in the region of the pump inlet 14 by a bearing 42, which is formed in the illustrated embodiment as a permanent magnet bearing 42.

Das Permanentmagnetlager 42 umfasst einen rotorseitgen Lagerabschnitt 44 und einen statorseitigen Lagerabschnitt 46, welche jeweils einen Ringstapel aus mehreren in axialer Richtung, d.h. in Richtung einer Längsmittelachse 47 des Permanentmagnetlagers 42, aufeinander gestapelten permanentmagnetischen Ringen 48, 50 umfassen, wobei sich die Magnetringe 48, 50 unter Ausbildung eines radialen Lagerspalts 52 gegenüberliegen. Wie anhand der Figuren zu erkennen ist, fallen die Längsmittelachse 47 des Permanentmagnetlagers 42 und die Rotationsachse 20 des Rotors 18 zusammen.The permanent magnet bearing 42 comprises a rotor-side bearing portion 44 and a stator-side bearing portion 46, each having a ring stack of a plurality of in the axial direction, i. in the direction of a longitudinal central axis 47 of the permanent magnet bearing 42, stacked permanent magnetic rings 48, 50, wherein the magnetic rings 48, 50 opposite to form a radial bearing gap 52. As can be seen from the figures, the longitudinal central axis 47 of the permanent magnet bearing 42 and the axis of rotation 20 of the rotor 18 coincide.

Der statorseitige Lagerabschnitt 46 bildet einen ersten Lagerabschnitt 46 des Lagers 42, welcher radial innerhalb des rotorseitigen Lagerabschnitts 44 (zweiter Lagerabschnitt 44) angeordnet ist. Zur axialen Ausrichtung des statorseitigen Lagerabschnitts 46 bezüglich des rotorseitigen Lagerabschnitts 44 ist ein mit dem Stator 17 in Gewindeeingriff stehender Einstellring 53 vorgesehen. Dabei lässt sich der statorseitige Lagerabschnitt 46 bezüglich des rotorseitigen Lagerabschnitts 44 durch Verdrehung des Einstellrings 53 um die Rotationsachse 20 axial ausrichten. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Einstellring 53 handelt es sich um einen konventionellen Einstellring 53, welcher erfindungsgemäß durch einen Einstellring 84 ersetzt wird, wie er anhand von Fig. 2 noch beschrieben wird.The stator-side bearing portion 46 forms a first bearing portion 46 of the bearing 42, which is arranged radially within the rotor-side bearing portion 44 (second bearing portion 44). For axial alignment of the stator-side bearing portion 46 with respect to the rotor-side bearing portion 44 is provided with the stator 17 in threaded engagement adjusting ring 53. In this case, the stator-side bearing section 46 can be axially aligned with respect to the rotor-side bearing section 44 by rotation of the adjusting ring 53 about the axis of rotation 20. At the in Fig. 1 shown adjustment ring 53 is a conventional adjustment ring 53, which is inventively replaced by an adjustment ring 84, as it is based on Fig. 2 will be described.

Eine Verdrehung des Einstellrings 53 derart, dass der statorseitige Lagerabschnitt 46 in Richtung des im Bereich des Pumpenauslasses befindlichen Wälzlagers 40 axial verstellt wird, bewirkt eine axiale Verschiebung des statorseitigen Lagerabschnitts 46 entgegen der Rückstellkraft eines Federelements 51, welches hier durch mehrere übereinandergestapelte Tellerfedern gebildet ist. Das Federelement 51 kann aber auch beispielsweise eine Schraubendruckfeder oder ein beliebiges anderes Federelement sein, welches bei der beschriebenen Verdrehung des Einstellrings 53 dem dadurch in Richtung des Wälzlagers 40 axial verschobenen statorseitigen Lagerabschnitt 46 eine Rückstellkraft entgegensetzt.A rotation of the adjusting ring 53 such that the stator-side bearing portion 46 is axially displaced in the direction of the located in the pump outlet 40, causes axial displacement of the stator bearing portion 46 against the restoring force of a spring element 51, which is formed here by a plurality of stacked disc springs. The spring element 51 may, however, also be, for example, a helical compression spring or any other spring element which, in the described rotation of the adjusting ring 53, opposes a restoring force to the stator-side bearing section 46 axially displaced axially in the direction of the rolling bearing 40.

Der rotorseitige Lagerabschnitt 44 wird durch einen Arretierungsring 55 an dem Rotor 18 gehalten. Der Arretierungsring 55 weist einen Halteabschnitt 57a zur Halterung der Magnetringe 50 des rotorseitigen Lagerabschnitts 44 an dem Rotor 18 auf. Der Halteabschnitt 57a ist mittels eines sich radial nach außen erstreckenden Zwischenabschnitts 57b mit einem sich radial nach außen erstreckenden Befestigungsabschnitt 57c des Arretierungsrings 55 verbunden. Der Befestigungsabschnitt 57c ist in Umfangsrichtung gesehen mit mehreren sich in radialer Richtung erstreckenden Bohrungen 59 durchsetzt, welche dazu dienen, hier nicht dargestellte Feststellschrauben zur Befestigung des Arretierungsrings 55 an dem Rotor 18 aufzunehmen. Anders als bei dem in Fig. 1 dargestellten Arretierungsring 55 weist der in Fig. 2 gezeigte Arretierungsring 55 einen aus dem Halteabschnitt 57a hervorgehenden und sich radial nach außen erstreckenden sowie in Richtung des Wälzlagers 40 axial abgewinkelten Zwischenabschnitt 57b auf, welcher wiederum in den sich radial nach außen erstreckenden Befestigungsabschnitt 57c übergeht.The rotor-side bearing portion 44 is held by a locking ring 55 on the rotor 18. The locking ring 55 has a holding portion 57 a for holding the magnetic rings 50 of the rotor-side bearing portion 44 on the rotor 18. The holding portion 57 a is connected to a radially outwardly extending attachment portion 57 c of the locking ring 55 by means of a radially outwardly extending intermediate portion 57 b. The attachment portion 57c is seen in the circumferential direction with several extending in the radial direction bores 59, which serve not shown locking screws for mounting the locking ring 55 on the rotor 18. Unlike the one in Fig. 1 shown locking ring 55 has the in Fig. 2 Locking ring 55 shown one out of the holding portion 57 a and extending radially outwardly and axially angled in the direction of the rolling bearing 40 intermediate portion 57 b, which in turn merges into the radially outwardly extending mounting portion 57 c.

Wieder zurückkommend auf Fig. 1 ist innerhalb des Magnetlagers 42 ein Not- bzw. Fanglager 54 vorgesehen, welches als ungeschmiertes Wälzlager ausgebildet ist und im normalen Betrieb der Turbomolekularpumpe 10 ohne Berührung leerläuft und erst bei einer übermäßigen radialen Auslenkung des Rotors 18 gegenüber dem Stator in Eingriff gelangt, um einen radialen Anschlag für den Rotor 18 zu bilden, der eine Kollision der rotorseitigen Strukturen mit den statorseitigen Strukturen verhindert. Das Notlager 54 definiert somit die maximale radiale Auslenkung des Rotors 18.Coming back on again Fig. 1 an emergency or fishing camp 54 is provided within the magnetic bearing 42, which is designed as an unlubricated roller bearing and idles in normal operation of the turbomolecular pump 10 without contact and only with an excessive radial deflection of the rotor 18 with respect to the stator engages to a radial Stop for the rotor 18, which prevents a collision of the rotor-side structures with the stator-side structures. The emergency bearing 54 thus defines the maximum radial deflection of the rotor 18th

Im Bereich des Wälzlagers 40 ist an der Rotorwelle 22 eine konische Spritzmutter 56 mit einem zu dem Wälzlager 40 hin zunehmenden Außendurchmesser vorgesehen. Die Spritzmutter 56 steht mit zumindest einem Abstreifer eines mehrere aufeinander gestapelte saugfähige Scheiben 58 umfassenden Betriebsmittelspeichers in gleitendem Kontakt, welche mit einem Betriebsmittel wie z.B. einem Schmiermittel für das Wälzlager 40 getränkt sind.In the region of the roller bearing 40, a conical injection nut 56 with an outer diameter increasing towards the rolling bearing 40 is provided on the rotor shaft 22. The spray nut 56 is in sliding contact with at least one wiper of a plurality of stacked absorbent disks 58 having an operating means such as e.g. a lubricant for the rolling bearing 40 are soaked.

Im Betrieb der Turbomolekularpumpe 10 wird das Betriebsmittel durch kapillare Wirkung von dem Betriebsmittelspeicher über den Abstreifer auf die rotierende Spritzmutter 56 übertragen und infolge der Zentrifugalkraft entlang der Spritzmutter in Richtung des größer werdenden Außendurchmessers der Spritzmutter 56 zu dem Wälzlager 40 hin gefördert, wo es zum Beispiel eine schmierende Funktion erfüllt.In operation of the turbomolecular pump 10, the resource is transmitted by capillary action of the resource storage on the wiper on the rotating spray nut 56 and due to the centrifugal force along the spray nut in the direction of increasing outer diameter of the spray nut 56 to the rolling bearing 40 promoted towards where it for example fulfills a lubricating function.

Die Turbomolekularpumpe 10 umfasst einen Motorraum 60, in den sich die Rotorwelle 22 hinein erstreckt. Der Motorraum 60 ist im Bereich des Eintritts der Rotorwelle 22 durch eine Siegbahnstufe 62 gegenüber einem Arbeits- bzw. Schöpfraum der Turbomolekularpumpe 10 abgedichtet. Ein Sperrgaseinlass 64 ermöglicht die Zuführung eines Sperrgases in den Motorraum 60.Turbomolecular pump 10 includes an engine compartment 60 into which rotor shaft 22 extends. The engine compartment 60 is sealed in the region of the entry of the rotor shaft 22 by a victory track 62 with respect to a working or suction chamber of the turbomolecular pump 10. A barrier gas inlet 64 allows delivery of a barrier gas into the engine compartment 60.

In dem Motorraum 60 ist ein Antriebsmotor 66 angeordnet, welcher zum drehenden Antreiben des Rotors 18 dient. Der Antriebsmotor 66 umfasst einen Motorstator 68 mit einem Kern 70 und mit mehreren in Fig. 1 nur schematisch dargestellten Spulen 72, die in an der radialen Innenseite des Kerns 70 vorgesehenen Nuten des Kerns 70 festgelegt sind. Der Kern 70 besteht aus einem Blechpaket mit mehreren in axialer Richtung aufeinander gestapelten Blechscheiben aus einem weichmagnetischen Material.In the engine compartment 60, a drive motor 66 is arranged, which serves for the rotational driving of the rotor 18. The drive motor 66 comprises a motor stator 68 with a core 70 and with several in Fig. 1 only schematically illustrated coils 72 which are defined in provided on the radially inner side of the core 70 grooves of the core 70. The core 70 consists of a laminated core with several in the axial direction stacked sheet metal discs made of a soft magnetic material.

Der Läufer des Antriebsmotors 77, welcher auch als Anker bezeichnet wird, ist durch die Rotorwelle 22 gebildet, die sich durch den Motorstator 68 hindurch erstreckt. Auf dem sich durch den Motorstator 68 hindurch erstreckenden Abschnitt der Rotorwelle 22 ist radial außenseitig eine Permanentmagnetanordnung 74 festgelegt. Zwischen dem Motorstator 68 und dem sich durch den Motorstator 68 hindurch erstreckenden Abschnitt der Rotorwelle 22 ist ein radialer Motorspalt 76 ausgebildet, über den sich der Motorstator 68 und die Permanentmagnetanordnung 74 zur Übertragung des Antriebsmoments magnetisch beeinflussen.The rotor of the drive motor 77, which is also referred to as an armature, is formed by the rotor shaft 22, which extends through the motor stator 68 therethrough. On the extending through the motor stator 68 through portion of the rotor shaft 22, a permanent magnet assembly 74 is fixed radially on the outside. Between the motor stator 68 and the section of the rotor shaft 22 extending through the motor stator 68, a radial motor gap 76 is formed, via which the motor stator 68 and the permanent magnet arrangement 74 influence magnetically for transmission of the drive torque.

Die Permanentmagnetanordnung 74 ist an der Rotorwelle 22 mittels Kleben und/oder Schrumpfen und/oder Aufpressen fixiert. Die Permanentmagnetanordnung 74 umfasst einen weichmagnetischen Rückschluss 75a aus Eisenblechen oder aus massivem Eisen sowie einen Permanentmagneten 75b. Eine Kapselung 80, die als CFK- oder Edelstahlhülse ausgebildet ist, umgibt die Permanentmagnetanordnung 74 an deren radialer Außenseite und dichtet diese gegenüber dem Motorspalt 76 ab. Auf der Rotorwelle 22 ist ferner ein Wuchtring 78 mittels Kleben und/oder Schrumpfen und/oder Aufpressen angebracht, welcher Gewindebohrungen zur Aufnahme von Wuchtgewichten aufweist. Der Wuchtring 78 besitzt keine direkte mechanische Verbindung zur Permanentmagnetanordnung 74, um keine axialen Zwangskräfte auf die Permanentmagnetanordnung 74 zu übertragen.The permanent magnet assembly 74 is fixed to the rotor shaft 22 by means of gluing and / or shrinking and / or pressing. The permanent magnet arrangement 74 comprises a soft-magnetic yoke 75a made of iron sheets or solid iron and a permanent magnet 75b. An encapsulation 80, which is designed as a CFK or stainless steel sleeve, surrounds the permanent magnet arrangement 74 on its radial outer side and seals it against the motor gap 76. On the rotor shaft 22, a balancing ring 78 is further attached by gluing and / or shrinking and / or pressing, which has threaded holes for receiving balancing weights. The balancing ring 78 has no direct mechanical connection to the permanent magnet assembly 74 in order to transmit any axial constraining forces on the permanent magnet assembly 74.

Eine Steuer- und Stromversorgungseinheit 82 ist dazu eingerichtet, den Antriebsmotor 66 während des Betriebs der Turbomolekularpumpe 10 mit elektrischer Energie zu versorgen.A control and power supply unit 82 is configured to supply the drive motor 66 with electrical energy during operation of the turbomolecular pump 10.

Fig. 2 zeigt den erfindungsgemäßen Einstellring 84, welcher in funktioneller Hinsicht anstelle des vorstehend beschriebenen konventionellen Einstellrings 53 verwendet werden kann. Fig. 2 shows the adjusting ring 84 according to the invention, which can be used in functional terms instead of the conventional adjustment ring 53 described above.

Der erfindungsgemäße Einstellring 84 umfasst einen Einstellabschnitt 86 zur axialen Ausrichtung des statorseitigen Lagerabschnitts 46 relativ zu dem rotorseitigen Lagerabschnit 44. Aus dem Einstellabschnitt 86 geht ein radial umlaufender Kragen 88 hervor, welcher einen sich radial nach außen erstreckenden radialen Kragenabschnitt 90 und einen aus diesem an einem radial außenliegenden Randbereich 92 des radialen Kragenabschnitts 90 hervorgehenden abgewinkelten axialen Kragenabschnitt 94 aufweist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind der Einstellabschnitt 86, der radiale Kragenabschnitt 90 und der axiale Kragenabschnitt 94 einstückig ausgebildet. Es versteht sich, dass der Einstellring 84 neben dem in Fig. 2 dargestellten radialen und axialen Kragenabschnitt 90, 94 auch mindestens einen weiteren radialen und/oder axialen Kragenabschnitt aufweisen kann.The adjusting ring 84 according to the invention comprises an adjusting portion 86 for axially aligning the stator bearing portion 46 relative to the rotor-side Lagerabschnit 44. From the adjustment portion 86 is a radially encircling collar 88 protrudes, which has a radially outwardly extending radial collar portion 90 and one of this at a Having radially outer edge portion 92 of the radial collar portion 90 resulting angled axial collar portion 94. In the illustrated embodiment, the adjustment portion 86, the radial collar portion 90, and the axial collar portion 94 are integrally formed. It is understood that the adjusting ring 84 in addition to the in Fig. 2 shown radial and axial collar portion 90, 94 may also have at least one further radial and / or axial collar portion.

In Richtung der Längsmittelachse 47 des Permanentmagnetlagers 42 gesehen weist der radiale Kragenabschnitt 90 eine geringere axiale Abmessung auf als der Einstellabschnitt 86. Überdies sind die axialen Abmessungen des axialen Kragenabschnitts 94 und des Einstellabschnitts 86 zumindest annähernd gleich.Viewed in the direction of the longitudinal center axis 47 of the permanent magnet bearing 42, the radial collar portion 90 has a smaller axial dimension than the adjustment portion 86. Moreover, the axial dimensions of the axial collar portion 94 and the adjustment portion 86 are at least approximately equal.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegen die axialen Abmessungen des Einstellabschnitts 86 und des axialen Kragenabschnitts 94 des Einstellrings 84 zwischen 2 und 10 mm, bevorzugt zwischen 3 und 7 mm und besonders bevorzugt zwischen 4 und 6 mm. Der radiale Kragenabschnitt 90 ist derart bemessen, dass seine axiale Abmessung zwischen 0,5 und 2,5 mm, vorzugsweise zwischen 0,7 und 2,0 mm und besonders bevorzugt zwischen 0,8 und 1,5 mm liegt. Ferner weist der Einstellring 84 einen Außendurchmesser von 45 bis 55 mm, vorzugsweise von 47 bis 53 mm und besonders bevorzugt von 49 bis 50 mm auf. Ein derart dimensionierter Einstellring 84 kommt bei einer Turbomolekularpumpe 10 mit einem Rotor 18 zum Einsatz, dessen Außendurchmesser ca. 160 mm beträgt. Es versteht sich, dass die Abmessungen des Einstellrings 84 von den vorstehend genannten Dimensionierungen des Einstellrings 84 je nach Größe der Turbomolekularpumpe 10 bzw. des Rotoraußendurchmessers abweichen können.In the illustrated embodiment, the axial dimensions of the adjustment portion 86 and the axial collar portion 94 of the adjustment ring 84 are between 2 and 10 mm, preferably between 3 and 7 mm and more preferably between 4 and 6 mm. The radial collar portion 90 is dimensioned such that its axial dimension is between 0.5 and 2.5 mm, preferably between 0.7 and 2.0 mm and more preferably between 0.8 and 1.5 mm. Furthermore, the adjusting ring 84 has an outer diameter of 45 to 55 mm, preferably 47 to 53 mm and particularly preferably 49 to 50 mm. Such a thing dimensioned adjustment ring 84 is used in a turbomolecular pump 10 with a rotor 18 is used, whose outer diameter is about 160 mm. It is understood that the dimensions of the adjusting ring 84 may deviate from the above-mentioned dimensions of the adjusting ring 84, depending on the size of the turbomolecular pump 10 or the rotor outer diameter.

Zur magnetischen Abschirmung des Rotors 18 vor externen Magnetfeldern sowie zum Schutz eines zu evakuierenden Rezipienten (nicht gezeigt) vor einem vom Permanentmagnetlager 42 erzeugten Magnetfeld weist der Einstellring 84 zumindest ein ferromagnetisches, insbesondere weichmagnetisches, und/oder ein elektrisch leitfähiges Material auf.For magnetic shielding of the rotor 18 from external magnetic fields and for protecting a recipient to be evacuated (not shown) from a magnetic field generated by the permanent magnetic bearing 42, the adjusting ring 84 at least one ferromagnetic, in particular soft magnetic, and / or electrically conductive material.

Wie anhand von Fig. 2 zu erkennen ist, überspannt der radiale Kragenabschnitt 90 des Kragens 88 den zweiten Lagerabschnitt 44 in radialer Richtung, wohingegen der axiale Kragenabschnitt 94 des Kragens 88 mit dem zweiten Lagerabschnitt 44 in axialer Richtung gesehen teilweise überlappt. Konkret überspannt der radiale Kragenabschnitt 90 des Kragens 88 in radialer Richtung den Halteabschnitt 57a sowie die radial ausgerichtete Komponente des Zwischenabschnitts 57b des zur Befestigung des zweiten Lagerabschnitts 44 vorgesehenen Arretierungsrings 55, wohingegen der axiale Kragenabschnitt 94 des Kragens 88 mit der axial abgewinkelten Komponente des Zwischenabschnitts 57b des Arretierungsrings 55 überlappt, so dass der Arretierungsring 55 zwischen dem axialen Kragenabschnitt 94 und dem Einstellabschnitt 86 des Einstellrings 84 abschnittsweise angeordnet ist. Genauer gesagt sind der Halteabschnitt 57a und der Zwischenabschnitt 57b des Arretierungsrings 55 zwischen dem axialen Kragenabschnitt 94 und dem Einstellabschnitt 86 des Einstellrings 84 angeordnet.As based on Fig. 2 it can be seen, the radial collar portion 90 of the collar 88 spans the second bearing portion 44 in the radial direction, whereas the axial collar portion 94 of the collar 88 partially overlaps with the second bearing portion 44 seen in the axial direction. Specifically, the radial collar portion 90 of the collar 88 radially spans the retaining portion 57a and the radially aligned component of the intermediate portion 57b of the locking ring 55 for securing the second bearing portion 44, whereas the axial collar portion 94 of the collar 88 engages the axially angled component of the intermediate portion 57b of the locking ring 55 overlaps, so that the locking ring 55 between the axial collar portion 94 and the adjusting portion 86 of the adjusting ring 84 is arranged in sections. More specifically, the holding portion 57a and the intermediate portion 57b of the lock ring 55 are disposed between the axial collar portion 94 and the adjusting portion 86 of the adjusting ring 84.

Durch die vorstehend beschriebene Ausgestaltung des Kragens 88 des Einstellrings 84 lässt sich eine magnetische Abschirmung dort erreichen, wo das Magnetfeld durch das Permanentmagnetlager 42 entsteht bzw. wo eine Abschirmung des Rotors 18 vor externen Magnetfeldern relevant ist. Gleichzeitig lässt der Einstellring 84 den durch die Rotorscheiben 24 und Statorscheiben 26 gebildeten pumpaktiven Bereich der Turbomolekularpumpe 10 frei, so dass eine Pumpwirkung der Turbomolekularpumpe 10 nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigt wird.By the above-described embodiment of the collar 88 of the adjusting ring 84, a magnetic shield can be achieved where the magnetic field is created by the permanent magnet bearing 42 and where a shield of the Rotor 18 is relevant before external magnetic fields. At the same time, the adjusting ring 84 exposes the pump-active region of the turbomolecular pump 10 formed by the rotor disks 24 and stator disks 26, so that a pumping action of the turbomolecular pump 10 is not impaired or only insignificantly impaired.

Durch den erfindungsgemäßen Einstellring 84 kann auf eine zusätzliche magnetische Abschirmvorrichtung verzichtet werden, welche den Pumpeneinlass 14 üblicherweise in Form eines Gitters vollständig oder nahezu vollständig überspannen würde. Somit ist der Einstellring 84 für Justagezwecke über den Pumpeneinlass 14 besser zugänglich, wodurch sich die Handhabbarkeit der Turbomolekularpumpe 10 deutlich erleichtert.By adjusting ring 84 according to the invention can be dispensed with an additional magnetic shielding device, which would span the pump inlet 14 usually in the form of a grid completely or almost completely. Thus, the adjustment ring 84 is better accessible for adjustment purposes via the pump inlet 14, whereby the handling of the turbomolecular pump 10 is much easier.

Ebenfalls ist anhand von Fig. 2 zu erkennen, dass der radiale Kragenabschnitt 90 des Kragens 88 und die radiale Komponente des Zwischenabschnitts 57b des Arretierungsrings 55 sowie der axiale Kragenabschnitt 94 des Kragens 88 und die axiale Komponente des Zwischenabschnitts 57b des Arretierungsrings 55 zumindest annähernd parallel zueinander angeordnet sind, wobei die jeweiligen Abschnitte des Einstellrings 84 zu den entsprechenden Abschnitten des Arretierungsrings 55 beabstandet sind, so dass letztendlich zwischen dem Einstellring 84 und Arretierungsring 55 ein labyrinthartiger Ringspalt 96 mit mehrfach abgewinkeltem Querschnitt gebildet wird. In dem labyrinthartigen Ringspalt 96 können sich Fremdkörper verfangen, bevor diese den Lagerspalt 52 erreichen, so dass im Ergebnis der Lagerspalt 52 besonders wirksam vor Verunreinigungen durch Fremdkörper geschützt ist.Likewise is based on Fig. 2 it can be seen that the radial collar portion 90 of the collar 88 and the radial component of the intermediate portion 57b of the locking ring 55 and the axial collar portion 94 of the collar 88 and the axial component of the intermediate portion 57b of the locking ring 55 are at least approximately parallel to each other, wherein the respective sections of the adjusting ring 84 are spaced to the corresponding portions of the locking ring 55, so that ultimately between the adjusting ring 84 and locking ring 55, a labyrinthine annular gap 96 is formed with multi-angled cross-section. In the labyrinthine annular gap 96 foreign bodies can get caught before they reach the bearing gap 52, so that as a result, the bearing gap 52 is particularly effectively protected against contamination by foreign bodies.

Gemäß einer nicht dargestellten vorteilhaften Weiterbildung des Einstellungsrings 84 weist der umlaufende Kragen 88 einen aus dem Einstellabschnitt 86 hervorgehenden ersten radialen Kragenabschnitt 90 und daraus abgewinkelt hervorgehend einen axialen Kragenabschnitt 94 auf, wobei aus dem ersten radialen Kragenabschnitt 90 zusätzlich ein zweiter radialer Kragenabschnitt hervorgeht, so dass sich der erste radiale Kragenabschnitt 90 radial innerhalb des zweiten radialen Kragenabschnitts befindet. Hierdurch weist der Kragen 88 des Einstellrings 84 einen größeren Durchmesser auf, wodurch die magnetische Abschirmwirkung des Einstellrings 84 gesteigert werden kann.According to an advantageous embodiment of the adjusting ring 84, not shown, the circumferential collar 88 has a first radial collar portion 90 projecting from the adjustment portion 86 and an axial collar portion 94 angled therefrom, wherein a second radial collar portion emerges from the first radial collar portion 90, so that yourself the first radial collar portion 90 is radially inward of the second radial collar portion. As a result, the collar 88 of the adjusting ring 84 has a larger diameter, whereby the magnetic shielding effect of the adjusting ring 84 can be increased.

Vorzugsweise ist ein Außenrand des zweiten radialen Kragenabschnitts in axialer Richtung gesehen mit einem Ursprung 98 der ersten dem Pumpeneinlass 14 zugewandten Rotorscheibe 24 zumindest annähernd fluchtend ausgerichtet. Als Ursprung 98 wird jener verdickte Abschnitt der Rotorscheibe 24 bezeichnet, welcher zur Lagerung der Rotorscheibe 24 an dem Rotor 18 dient und von welchem sich Rotorflügel 100 der Rotorscheibe 24 verjüngend radial nach außen erstrecken.Preferably, an outer edge of the second radial collar portion is aligned at least approximately aligned with an origin 98 of the first rotor disk 24 facing the pump inlet 14 in the axial direction. The origin 98 is that thickened section of the rotor disk 24 which serves to support the rotor disk 24 on the rotor 18 and from which rotor blades 100 of the rotor disk 24 extend in a tapering manner radially outwards.

Wie besonders anhand von Fig. 2 zu erkennen ist, befindet sich zwischen dem Ursprung 98 der Rotorscheibe 24 und einem Rotorflügel 100 der Rotorscheibe 24 ein abgerundeter bzw. abgeschrägter Zwischenbereich 102. Wird die Schräge des Zwischenbereichs 102 in Richtung des Pumpeneinlasses 14 gedanklich fortgesetzt, so kann die Schräge auch den Außenrand des zweiten radialen Kragenabschnitts des Kragens 88 definieren, wenn sich die Schräge und der zweite radiale Kragenabschnitt zumindest annähernd auf gleicher axialer Höhe befinden. Demzufolge begrenzt der Außenrand des zweiten radialen Kragenabschnitts den Kragen 88 des Einstellrings 84 in einem Bereich, welcher sich radial zwischen dem Zwischenbereich 102 der Rotorscheibe 24 und dem Zwischenabschnitt 57b des Arretierungsrings 55 befindet.How especially by Fig. 2 can be seen, located between the origin 98 of the rotor disk 24 and a rotor blade 100 of the rotor disk 24 is a rounded or beveled intermediate portion 102. If the slope of the intermediate portion 102 is continued in the direction of the pump inlet 14 mentally, the slope can also the outer edge of the second radial collar portion of the collar 88 define when the slope and the second radial collar portion are at least approximately at the same axial height. As a result, the outer edge of the second radial collar portion defines the collar 88 of the adjustment ring 84 in a region located radially between the intermediate portion 102 of the rotor disk 24 and the intermediate portion 57b of the lock ring 55.

Überdies ist auch denkbar, dass der axiale Kragenabschnitt 94 nicht parallel zur Rotationsachse 20 des Rotors 18 ausgerichtet ist, sondern auch schräg zu dieser verlaufen kann, d.h. der axiale Kragenabschnitt 94 geht nicht orthogonal aus dem radialen Kragenabschnitt 90 abgewinkelt hervor, sondern unter einem von 90° abweichenden Winkel. Ferner ist auch denkbar, dass der Kragen 88 des Einstellrings 84 mehrere radiale und axiale Kragenabschnitte aufweist, so dass der Kragen 88 sich in Richtung der ersten dem Pumpeneinlass 14 zugewandten Rotorscheibe 24 abgestuft fortsetzt.Moreover, it is also conceivable that the axial collar portion 94 is not aligned parallel to the axis of rotation 20 of the rotor 18, but can also extend obliquely to this, ie the axial collar portion 94 is not orthogonal out of the radial collar portion 90 angled out, but under one of 90th ° deviating angle. Furthermore, it is also conceivable that the collar 88 of the adjusting ring 84 has a plurality of radial and axial collar portions, so that the collar 88 continues in the direction of the first pump inlet 14 facing rotor disk 24 stepped.

Um die Schutzwirkung vor Verunreinigung noch weiter zu verbessern, können bzw. kann der radiale Kragenabschnitt 90 und/oder der axiale Kragenabschnitt 94 des Einstellrings 84 und/oder der Arretierungsring 55 Strukturen (nicht dargestellt), insbesondere rillenartige und bevorzugt spiralförmige rillenartige Strukturen, aufweisen, welche dem labyrinthartige Ringspalt 96 zugewandt sind und mittels welchen ein auf dem Holweck- und/oder Siegbahn-Pumpprinzip basierendes Pumpsystem gebildet wird. Vorzugsweise ist die Pumpwirkung eines solchen Pumpsystems derart, dass die Gasförderrichtung von dem Lagerspalt 52 weggerichtet ist, um so einem unerwünschten Fremdkörper eine Gegenströmung entgegenzusetzen, so dass der Fremdkörper nicht in den Lagerspalt 52 gelangen kann oder zumindest ein Vordringen des Fremdkörpers in den Lagerspalt 52 erschwert ist.In order to further improve the protective effect against contamination, the radial collar portion 90 and / or the axial collar portion 94 of the adjustment ring 84 and / or the locking ring 55 may have structures (not shown), in particular groove-like and preferably spiral groove-like structures, which are facing the labyrinthine annular gap 96 and by means of which a pumping system based on the Holweck and / or Siegbahn pumping principle is formed. Preferably, the pumping action of such a pumping system is such that the gas delivery direction is directed away from the bearing gap 52, so as to counteract an undesirable foreign body counterflow, so that the foreign body can not enter the bearing gap 52 or at least a penetration of the foreign body into the bearing gap 52 difficult is.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
TurbomolekularpumpeTurbo molecular pump
1212
Einlassflanschinlet flange
1414
Pumpeneinlasspump inlet
1616
Gehäusecasing
1717
Statorstator
1818
Rotorrotor
2020
Rotationsachseaxis of rotation
2222
Rotorwellerotor shaft
2424
Rotorscheiberotor disc
26, 26a, 26b26, 26a, 26b
Statorscheibestator
2828
Distanzringspacer
3030
Rotornaberotor hub
3232
HolweckrotorhülseHolweckrotorhülse
3434
HolweckrotorhülseHolweckrotorhülse
36,3836.38
HolweckstatorhülseHolweckstatorhülse
4040
WälzlagerRolling
4242
PermanentmagnetlagerPermanent magnetic bearings
4343
Lagerspaltbearing gap
4444
rotorseitiger Lagerabschnittrotor-side bearing section
4646
statorseitiger Lagerabschnittstator-side bearing section
4747
LängsmittelachseLongitudinal central axis
4848
Magnetringmagnetic ring
5050
Magnetringmagnetic ring
5151
Federelementspring element
5252
Lagerspaltbearing gap
5353
Einstellringadjustment
5454
Fanglagersafety bearing
5555
ArretierungsringRestraining
5656
Spritzmutterspray mother
57a57a
Halteabschnittholding section
57b57b
Zwischenabschnittintermediate section
57c57c
Befestigungsabschnittattachment section
5858
saugfähige Scheibeabsorbent disc
5959
Bohrungdrilling
6060
Motorraumengine compartment
6262
SiegbahnstufeSiegbahn stage
6464
SperrgaseinlassSealing gas inlet
6666
Antriebsmotordrive motor
6868
Motorstatormotor stator
7070
Kerncore
7272
SpuleKitchen sink
7474
PermanentmagnetanordnungPermanent magnet assembly
75a75a
weichmagnetischer Rückschlusssoft magnetic inference
75b75b
Permanentmagnetpermanent magnet
7676
Motorspaltmotor gap
7878
Wuchtringbalancing ring
8080
Kapselungencapsulation
8282
Steuer- und StromversorgungseinheitControl and power supply unit
8484
Einstellringadjustment
8686
Einstellabschnittadjusting
8888
Kragencollar
9090
radialer Kragenabschnittradial collar section
9292
Randbereichborder area
9494
axialer Kragenabschnittaxial collar section
9696
Ringspaltannular gap
9898
Ursprungorigin
100100
Rotorflügelrotor blades
102102
Zwischenbereichintermediate area

Claims (14)

Einstellring (84) mit einem Einstellabschnitt (86) zur axialen Ausrichtung eines radial innen liegenden ersten Lagerabschnitts (46) eines Lagers (42) einer Vakuumpumpe (10), insbesondere Turbomolekularpumpe (10), in Richtung einer Längsmittelachse (47) des Lagers (42) relativ zu einem radial außen liegenden zweiten Lagerabschnitt (44) des Lagers (42) der Vakuumpumpe (10),
dadurch gekennzeichnet, dass
ein umlaufender Kragen (88) aus dem Einstellabschnitt (86) des Einstellrings (84) hervorgeht, welcher einen sich radial nach außen erstreckenden radialen Kragenabschnitt (90) aufweist.
Adjusting ring (84) having an adjusting section (86) for axially aligning a radially inner first bearing section (46) of a bearing (42) of a vacuum pump (10), in particular turbomolecular pump (10), in the direction of a longitudinal central axis (47) of the bearing (42 ) relative to a radially outer second bearing portion (44) of the bearing (42) of the vacuum pump (10),
characterized in that
a circumferential collar (88) protruding from the adjustment portion (86) of the adjustment ring (84) having a radially outwardly extending radial collar portion (90).
Einstellring (84) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein axialer Kragenabschnitt (94) aus dem radialen Kragenabschnitt (90) abgewinkelt hervorgeht.
Adjusting ring (84) according to claim 1,
characterized in that
an axial collar portion (94) emerges angled out of the radial collar portion (90).
Einstellring (84) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der axiale Kragenabschnitt (94) an einem radial außenliegenden Randbereich (92) des radialen Kragenabschnitts (90) aus diesem hervorgeht.
Adjusting ring (84) according to claim 2,
characterized in that
the axial collar portion (94) on a radially outer edge region (92) of the radial collar portion (90) thereof emerges.
Einstellring (84) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3,
gekennzeichnet durch
mindestens einen weiteren radialen Kragenabschnitt, insbesondere welcher aus dem radialen Kragenabschnitt (90) oder dem axialen Kragenabschnitt (94) hervorgeht, und/oder
mindestens einen weiteren axialen Kragenabschnitt, insbesondere welcher aus dem radialen Kragenabschnitt (90) oder dem axialen Kragenabschnitt (94) hervorgeht.
Adjusting ring (84) according to at least one of claims 1 to 3,
marked by
at least one further radial collar portion, in particular which emerges from the radial collar portion (90) or the axial collar portion (94), and / or
at least one further axial collar portion, in particular which emerges from the radial collar portion (90) or the axial collar portion (94).
Einstellring (84) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
der oder jeder radiale Kragenabschnitt (90) eine geringere axiale Abmessung aufweist als der Einstellabschnitt (86) und/oder
der oder jeder axiale Kragenabschnitt (94) und der Einstellabschnitt (86) zumindest annähernd gleiche axiale Abmessungen aufweisen.
Adjustment ring (84) according to at least one of claims 1 to 4,
characterized in that
the or each radial collar portion (90) has a smaller axial dimension than the adjustment portion (86) and / or
the or each axial collar portion (94) and the adjustment portion (86) have at least approximately equal axial dimensions.
Einstellring (84) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Einstellring (84) zumindest abschnittsweise ein ferromagnetisches, insbesondere weichmagnetisches, und/oder elektrisch leitfähiges Material aufweist.
Adjusting ring (84) according to at least one of claims 1 to 5,
characterized in that
the adjusting ring (84) has, at least in sections, a ferromagnetic, in particular soft magnetic, and / or electrically conductive material.
Lager (42) für eine Vakuumpumpe (10), insbesondere Turbomolekularpumpe (10), mit einem radial innen liegenden ersten Lagerabschnitt (46), einem radial außen liegenden zweiten Lagerabschnitt (44) und einem Einstellring (84) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6 zur axialen Ausrichtung des ersten Lagerabschnitts (46) relativ zu dem zweiten Lagerabschnitt (44) in Richtung einer Längsmittelachse (47) des Lagers (42),
dadurch gekennzeichnet, dass
der sich radial erstreckende Kragenabschnitt (90) den zweiten Lagerabschnitt (44) in radialer Richtung überspannt.
Bearing (42) for a vacuum pump (10), in particular turbomolecular pump (10), with a radially inner first bearing section (46), a radially outer second bearing section (44) and an adjusting ring (84) according to at least one of claims 1 to 6 for axial alignment of the first bearing portion (46) relative to the second bearing portion (44) in the direction of a longitudinal center axis (47) of the bearing (42),
characterized in that
the radially extending collar portion (90) spans the second bearing portion (44) in the radial direction.
Lager (42) nach Anspruch 7 mit einem Einstellring nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
der axiale Kragenabschnitt (94) teilweise mit dem zweiten Lagerabschnitt (44) axial überlappt.
Bearing (42) according to claim 7 having an adjusting ring according to at least one of claims 2 to 6,
characterized in that
the axial collar portion (94) partially overlaps axially with the second bearing portion (44).
Lager (42) nach Anspruch 8,
gekennzeichnet durch
einen Arretierungsring (55) zur Arretierung des zweiten Lagerabschnitts (44), welcher in radialer Richtung gesehen zumindest abschnittsweise zwischen dem Einstellabschnitt (56) und dem axialen Kragenabschnitt (94) angeordnet ist.
Bearing (42) according to claim 8,
marked by
a locking ring (55) for locking the second bearing portion (44), which viewed in the radial direction at least in sections between the adjusting portion (56) and the axial collar portion (94) is arranged.
Lager (42) nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Arretierungsring (55) zusammen mit dem Einstellring (84) einen Ringspalt (96) mit mehrfach abgewinkeltem Querschnitt definiert.
Bearing (42) according to claim 9,
characterized in that
the locking ring (55) together with the adjusting ring (84) defines an annular gap (96) with a multi-angled cross-section.
Lager (42) nach zumindest einem der Ansprüche 7 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Lager (42) ein Magnetlager (42) ist und der erste und zweite Lagerabschnitt (46, 44) jeweils mindestens einen Magneten (48, 50) umfassen.
Bearing (42) according to at least one of claims 7 to 10,
characterized in that
the bearing (42) is a magnetic bearing (42) and the first and second bearing portions (46, 44) each comprise at least one magnet (48, 50).
Vakuumpumpe (10), insbesondere Turbomolekularpumpe (10), mit einem relativ zu einem Stator (17) drehbar gelagerten Rotor (18) und einem Lager (42) nach zumindest einem der Ansprüche 7 bis 11 zur Lagerung des Rotors (18) an dem Stator (17).Vacuum pump (10), in particular turbomolecular pump (10), having a rotor (18) rotatably mounted relative to a stator (17) and a bearing (42) according to at least one of claims 7 to 11 for supporting the rotor (18) on the stator (17). Vakuumpumpe (10) nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Stator (17) radial innerhalb des Rotors (18) angeordnet ist.
Vacuum pump (10) according to claim 12,
characterized in that
the stator (17) is arranged radially inside the rotor (18).
Vakuumpumpe (10) nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Einstellring (84) mit dem Stator (17) in Gewindeeingriff steht.
Vacuum pump (10) according to claim 12 or 13,
characterized in that
the adjusting ring (84) is in threaded engagement with the stator (17).
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