EP3626971A1 - Vacuum pump - Google Patents

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EP3626971A1
EP3626971A1 EP19194646.6A EP19194646A EP3626971A1 EP 3626971 A1 EP3626971 A1 EP 3626971A1 EP 19194646 A EP19194646 A EP 19194646A EP 3626971 A1 EP3626971 A1 EP 3626971A1
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EP
European Patent Office
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pump
vacuum
circuit board
channel
gas barrier
Prior art date
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Granted
Application number
EP19194646.6A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP3626971B1 (en
Inventor
Jinou Wang
Dirk Hopf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pfeiffer Vacuum GmbH
Original Assignee
Pfeiffer Vacuum GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Pfeiffer Vacuum GmbH filed Critical Pfeiffer Vacuum GmbH
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Publication of EP3626971A1 publication Critical patent/EP3626971A1/en
Priority to JP2020085580A priority patent/JP7092825B2/en
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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
    • F04D19/042Turbomolecular vacuum pumps
    • 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
    • F04D19/044Holweck-type pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00Pumping installations or systems
    • F04D25/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/06Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D25/068Mechanical details of the pump control unit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00Pumping installations or systems
    • F04D25/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/06Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D25/0693Details or arrangements of the wiring

Definitions

  • the invention relates to a vacuum pump, in particular a turbomolecular pump, with a vacuum chamber, which is separated from a pressure chamber in a vacuum-tight manner by a circuit board, and to a method for producing a vacuum pump.
  • Vacuum pumps are known from the prior art which have a glass bushing with insulated solder connections for carrying out signals from a vacuum chamber into a pressure chamber. With a large number of signals to be carried out, however, a circuit board is much cheaper to carry out as a vacuum. A vacuum pump with such a circuit board is also known, but cannot be used when pumping corrosive gases, since corrosive process gas could damage the circuit board. For such applications as e.g. are relevant in the semiconductor industry, a more complex glass bushing with solder connections must be used.
  • this object is achieved by a vacuum pump with the features of claim 1 and a method for producing a vacuum pump with the features of claim 13.
  • a vacuum pump according to the invention in particular a turbomolecular pump, comprises a vacuum space delimited by a pump housing and also a vacuum chamber Circuit board, the pump housing having a connection opening which is closed in a vacuum-tight manner by the circuit board, so that the circuit board separates the vacuum space from a pressure chamber, the circuit board being preceded by a gas barrier spaced apart from the circuit board.
  • the invention is based on the general idea of keeping the process gas away from the board. This has the advantage that corrosive process gas can be pumped without it coming into contact with the board and damaging it. As a result, the vacuum pump according to the invention has more flexible uses.
  • the board can also be used as a vacuum feedthrough when pumping corrosive process gases, which is a simpler and cheaper solution than a glass feedthrough with soldered connections. The vacuum pump according to the invention can thus be manufactured more economically.
  • the gas barrier is at least approximately gas-tight and at least substantially prevents the pumped gas from passing through. It is arranged in the vacuum chamber of the vacuum pump so that the process gas is kept away from the board. So that the circuit board and possibly its electrical connection connections are not impaired by the gas barrier, the gas barrier is not in direct contact with the circuit board and / or the connection connections. This also has the advantage that the circuit board and connection connections are accessible for maintenance, modification and / or repair even in the presence of the gas barrier, so that, for example, the circuit board can be easily replaced.
  • the circuit board While there may be a negative pressure generated by at least one pump stage in the operating state of the vacuum pump in the vacuum space, the circuit board separates the vacuum space from a pressure space in which for example, atmospheric pressure can prevail.
  • a leak rate of the board as a vacuum feedthrough can be at least essentially negligible.
  • the gas barrier of the vacuum pump has a potting compound. This can advantageously be used for casting at least a section of the vacuum space with any geometry and with components that may be included therein.
  • a potting compound as a gas barrier can fill the vacuum space or a section thereof at least approximately gas-tight without the use of additional sealants.
  • the gas barrier can be formed in various ways depending on the material. For example, a potting compound in a flowable state can be poured into an area of the vacuum space provided for receiving the gas barrier, where the potting compound then hardens. Gas barriers of a different design can be introduced into the vacuum chamber of the vacuum pump in a suitable manner.
  • the gas barrier of the vacuum pump can have a self-expanding material property.
  • the gas barrier can be introduced as a solid in a section of the vacuum space and expanded there. Both the solid body can have shape memory properties and can be compressed to be introduced into the vacuum space in order to enable independent, passive expansion later on, and an aid or material can be used to perform a forced expansion.
  • the vacuum pump preferably has at least one connecting conductor which extends through the gas barrier and which is connected to the circuit board, in particular to a side of the circuit board facing the gas barrier.
  • the other end of the electrical connection conductor can be connected to a motor, an actuator and / or a sensor system of the vacuum pump, so that signals can be transmitted through the gas barrier between the circuit board and the motor, the actuator system and / or the sensor system of the vacuum pump.
  • connection conductor to the circuit board is advantageously a plug connection. This is, especially with a large number of connection conductors, inexpensive and at the same time more convenient to use than soldered connections.
  • plug connections are advantageous with regard to assembly, repair and / or maintenance of the vacuum pump, since they can be detached and reconnected without being destroyed.
  • the connecting conductor can also be attached to the circuit board in a non-detachable manner, in particular it can be soldered on.
  • the connecting conductor can have an at least approximately gas-tight sheath in the area of the gas barrier, at least in sections, in particular in an end area of the gas barrier.
  • the connection conductor can be surrounded in regions along its circumference by a material which prevents gas from penetrating into the insulation of the connection conductor or into the interior of the connection conductor.
  • Suitable wraps are, for example, shrink sleeves, in particular with an internal adhesive or other sealants.
  • the gas barrier is arranged in a first pump part of the pump and is not in contact with a second pump part of the Pump that defines a pumping area of the vacuum space.
  • the gas barrier according to this embodiment does not touch a part of the pump housing of the second pump part.
  • the pump parts can in particular be separate components of the vacuum pump, which are connected to one another, for example screwed, in the assembled vacuum pump.
  • the first pump part can be, for example, a pump lower part, the second pump part a pump upper part.
  • the pump area of the vacuum space can include one or more pump stages of the vacuum pump, as well as at least partially include a motor, an actuator system and / or a sensor system of the vacuum pump.
  • the gas lock is only arranged in the first pump part without being in contact with the second pump part, this can facilitate the insertion of the gas lock on the one hand, and on the other hand the assembly and / or disassembly of the vacuum pump and thus maintenance, modification and / or repair of the pump make it easier because the pump parts can be handled separately and defective components can be replaced more easily.
  • the gas barrier is arranged in a channel which is formed in the pump housing and communicates with the vacuum space.
  • the channel can extend from the connection opening to a pump region of the vacuum pump through the pump housing.
  • the channel can be dimensioned such that, in addition to the gas barrier, it can accommodate one or more connecting conductors for connecting the circuit board to a motor, an actuator system and / or a sensor system.
  • the channel can have dimensions that also allow a connector of a connecting conductor to be passed through for connection to the circuit board.
  • the channel can be so wide that the diagonal dimensions of the largest board mating connectors required can be carried out.
  • the channel can have an angled or curved area which is filled by the gas barrier.
  • a channel arrangement is advantageous in order to keep the gas barrier away from the circuit board and / or the connection connections.
  • the angled or curved area of the channel can act like a siphon in that the gas barrier only fills the curved or angled area, while the areas of the channel or the vacuum space adjoining the gas barrier remain free of the material of the gas barrier.
  • a channel can have a V-shaped or U-shaped section which is filled with the gas barrier up to a certain level, the areas of the channel in front of and / or behind the gas barrier remaining free.
  • the pump part which comprises the channel
  • the pump part can be oriented in a potting orientation for the potting step in such a way that the potting compound only reaches the siphon-like angled or curved area until the channel is completely filled with the gas barrier is.
  • the pump part with the gas lock can be positioned as desired in the operating state of the pump.
  • the angled region of the channel is formed by at least two intersecting bores, in particular blind bores, and / or milling in at least part of the pump.
  • the angled channel can be easily formed in a pump part.
  • the different bores, blind bores and / or millings can originate from the same surface or from different surfaces of the pump part, the resulting channel being able to extend from the connection opening adjoining the pressure chamber to a pump region of the vacuum pump.
  • Additional bores, blind bores and / or millings can advantageously supplement the course of the channel, so that connecting conductors and / or plug connectors can be received in the channel.
  • the channel can be formed by introducing separate components, for example by means of elbows or other elements.
  • the angled area of the channel can be angled several times like a labyrinth.
  • the channel can run in such a way that the direction has to be changed significantly several times if it is crossed.
  • the directions can be at right angles to each other, other angles being possible within the framework of the design.
  • the channel can in turn be trough-like or siphon-like in some areas, which allows the connection conductor to be passed from the circuit board to the pumping area of the vacuum pump and a gas-tight filling of the channel or a channel section with a gas barrier.
  • the angled region of the channel can be defined by a surface of the pump housing and an angle piece attached to the pump housing.
  • the angle piece can be a separate component which is attached to the pump housing and which has at least two sections, the surfaces of which extend at an angle to one another.
  • the surfaces can enclose a right angle with one another, other angles also being possible.
  • an open channel can be arranged in the pump housing, which is developed into a channel with an angled geometry by installing a separate component, in particular an elbow.
  • additional bores, blind bores and / or millings can be arranged in the pump housing in addition to the open channel.
  • a more compact duct can advantageously be used, since only the dimensions of the open duct may have to be large enough to pass a plug connector of a connecting conductor, while the angled region of the duct only has to accommodate the connecting conductor itself, but not the plug.
  • An open channel also provides easy access to all edges that are created during manufacture within the channel, so that they are easily deburred and / or rounded can. This advantageously prevents damage to the connection conductor or its insulation.
  • a sealing element is advantageously arranged between the angle piece and the pump housing.
  • the sealing element can be, for example, an O-ring or a sealing cord.
  • the angled channel can also be sealed in the area of the separately attached angle piece, so that in particular when a casting compound is used as a gas barrier, the casting compound is prevented from escaping during the casting.
  • the sealing element can be omitted when using different types of gas barriers or when using highly viscous potting compound.
  • a space volume of the vacuum area remaining between the gas barrier and the circuit board can, for example, be connected at least approximately neither to a pump area of the vacuum space nor to the pressure space, and is therefore also referred to below as dead space.
  • a pressure difference between the dead space and the adjacent pumping area of the vacuum space separated by the gas barrier and / or a pressure difference between the dead space and the adjacent pressure space separated by the circuit board accordingly does not lead to an immediate pressure adjustment between the dead space and the pumping area of the vacuum space and / or the pressure room.
  • a remaining leakage gas flow which can be determined on the basis of a leak rate between the pumping area of the vacuum space and the dead space or between the pressure space and the dead space, can lead to a gradual pressure compensation, which, however, can last for several hours or even several months at low leakage rates can take place.
  • a region of the vacuum space delimited by the gas barrier and the circuit board is connected to a secondary gas source.
  • the secondary gas source advantageously provides, for example, sealing gas, protective gas, inert gas or flood gas in order to create a defined atmosphere within the dead space which is free of corrosive constituents.
  • a protective gas atmosphere can effectively prevent undesirable gas diffusion from the pumping area of the vacuum space through the gas barrier into the dead space, even if the gas barrier should have a non-negligible leak rate.
  • the pressure in the dead space during operation of the vacuum pump could equal that of the pumping area of the vacuum space, for example a gas in the dead space under a higher pressure can slowly diffuse into the pumping area of the vacuum space.
  • gas can, for example, diffuse back into the dead space again according to the leakage rate of the gas barrier. If the gas diffusing into the dead space still contains traces of corrosive process gases, these could damage the circuit board as a vacuum bushing.
  • a protective gas atmosphere generated by means of a secondary gas source can advantageously prevent this.
  • the secondary gas source can be connected to the dead space in various ways, for example by a cross connection in the form of a bore or a covered channel to another gas inlet of a secondary gas source already existing in the vacuum pump and / or by a cross-connection to another area floodable by a secondary gas source and / or by a separate connection of the dead space to the secondary gas source.
  • the invention further relates to a method for producing a vacuum pump.
  • This provides to provide a vacuum space delimited by a pump housing and a circuit board, to form a connection opening in the pump housing, to seal the connection opening in a vacuum-tight manner by the circuit board, so that the circuit board separates the vacuum space from a pressure chamber, and to form a gas barrier in front of the circuit board on the vacuum side, which is spaced from the board.
  • a channel with an angled or curved region can be formed in the pump housing, at least one connecting conductor can be laid through the duct, a gas barrier can be formed in the angled or curved region of the channel, the connecting conductor can be connected to the circuit board, and the board can be attached to the pump housing in a vacuum-tight manner.
  • the channel can be formed in one part by the pump housing or in several parts by the pump housing and / or additional components, for example angle pieces, sleeve elements, or the like.
  • the sequence of the process steps can be varied depending on the specific design of the channel and the other components. If an open duct with an elbow is used, for example, the connecting conductor can first be laid through the open duct before the elbow is installed angled channel is formed. The same applies to alternatives or in addition to the other process steps.
  • the turbomolecular pump 111 shown comprises a pump inlet 115 surrounded by an inlet flange 113, to which a recipient, not shown, can be connected in a manner known per se.
  • the gas from the recipient can be sucked out of the recipient via the pump inlet 115 and conveyed through the pump to a pump outlet 117, to which a backing pump, such as a rotary vane pump, can be connected.
  • the inlet flange 113 forms in accordance with the orientation of the vacuum pump Fig. 1 the upper end of the pump housing 119 of the vacuum pump 111.
  • the pump housing 119 comprises a pump lower part 121, on which an electronics housing 123 is arranged on the side. Electrical and / or electronic components of the vacuum pump 111 are accommodated in the electronics housing 123, for example for operating an electric motor 125 arranged in the vacuum pump. Several connections 127 for accessories are provided on the electronics housing 123.
  • a data interface 129 for example in accordance with the RS485 standard, and a power supply connection 131 are arranged on the electronics housing 123.
  • a flood inlet 133 in particular in the form of a flood valve, is provided on the pump housing 119 of the turbomolecular pump 111, via which the vacuum pump 111 can be flooded.
  • a sealing gas connection 135, which is also referred to as a purge gas connection via which purge gas to protect the electric motor 125 (see, for example, FIG Fig. 3 ) can be brought in front of the gas conveyed by the pump into the engine compartment 137, in which the electric motor 125 is accommodated in the vacuum pump 111.
  • the lower side 141 of the vacuum pump can serve as a standing surface, so that the vacuum pump 111 can be operated standing on the underside 141.
  • the vacuum pump 111 can also be attached to a recipient via the inlet flange 113 and can thus be operated in a manner of hanging.
  • the vacuum pump 111 can be designed so that it can also be operated if it is aligned in a different way than in FIG Fig. 1 is shown.
  • Embodiments of the vacuum pump can also be realized, in which the underside 141 cannot be arranged facing downwards, but turned to the side or directed upwards.
  • various screws 143 are also arranged, by means of which components of the vacuum pump, which are not further specified here, are fastened to one another.
  • a bearing cover 145 is attached to the underside 141.
  • Fastening bores 147 are also arranged on the underside 141, via which the pump 111 can be fastened, for example, to a support surface.
  • a coolant line 148 is shown in which the coolant introduced and discharged via the coolant connections 139 can circulate.
  • the vacuum pump comprises a plurality of process gas pump stages for conveying the process gas present at the pump inlet 115 to the pump outlet 117.
  • a rotor 149 is arranged in the pump housing 119 and has a rotor shaft 153 rotatable about an axis of rotation 151.
  • the turbomolecular pump 111 comprises a plurality of turbomolecular pump stages which are connected to one another in a pumping manner with a plurality of radial rotor disks 155 attached to the rotor shaft 153 and stator disks 157 arranged between the rotor disks 155 and fixed in the pump housing 119.
  • a rotor disk 155 and an adjacent stator disk 157 each form a turbomolecular one Pump stage.
  • the stator disks 157 are held at a desired axial distance from one another by spacer rings 159.
  • the vacuum pump also comprises Holweck pump stages which are arranged one inside the other in the radial direction and have a pumping effect and are connected in series with one another.
  • the rotor of the Holweck pump stages comprises a rotor hub 161 arranged on the rotor shaft 153 and two cylindrical jacket-shaped Holweck rotor sleeves 163, 165 fastened to and supported by the rotor hub 161, which are oriented coaxially to the axis of rotation 151 and nested one inside the other in the radial direction.
  • two cylindrical jacket-shaped Holweck stator sleeves 167, 169 are provided, which are also oriented coaxially to the axis of rotation 151 and are nested one inside the other in the radial direction.
  • the pump-active surfaces of the Holweck pump stages are formed by the lateral surfaces, that is to say by the radial inner and / or outer surfaces, of the Holweck rotor sleeves 163, 165 and of the Holweck stator sleeves 167, 169.
  • the radial inner surface of the outer Holweck stator sleeve 167 lies opposite the radial outer surface of the outer Holweck rotor sleeve 163 with the formation of a radial Holweck gap 171 and forms with it the first Holweck pump stage following the turbomolecular pumps.
  • the radial inner surface of the outer Holweck rotor sleeve 163 faces the radial outer surface of the inner Holweck stator sleeve 169 with the formation of a radial Holweck gap 173 and forms a second Holweck pump stage with this.
  • the radial inner surface of the inner Holweck stator sleeve 169 lies opposite the radial outer surface of the inner Holweck rotor sleeve 165, forming a radial Holweck gap 175, and forms the third Holweck pumping stage therewith.
  • a radially extending channel can be provided, via which the radially outer Holweck gap 171 is connected to the central Holweck gap 173.
  • a radially extending channel can be provided at the upper end of the inner Holweck stator sleeve 169, via which the central Holweck gap 173 is connected to the radially inner Holweck gap 175.
  • a connection channel 179 to the outlet 117 can also be provided.
  • the aforementioned pump-active surfaces of the Holweck stator sleeves 163, 165 each have a plurality of Holweck grooves running spirally around the axis of rotation 151 in the axial direction, while the opposite lateral surfaces of the Holweck rotor sleeves 163, 165 are smooth and the gas for operating the Drive the vacuum pump 111 in the Holweck grooves.
  • a roller bearing 181 in the area of the pump outlet 117 and a permanent magnet bearing 183 in the area of the pump inlet 115 are provided for rotatably mounting the rotor shaft 153.
  • a conical spray nut 185 is provided on the rotor shaft 153 with an outer diameter increasing toward the roller bearing 181.
  • the injection nut 185 is in sliding contact with at least one scraper of an operating fluid reservoir.
  • the resource storage includes a plurality of absorbent disks 187 stacked one on top of the other, which are impregnated with an operating medium for the roller bearing 181, for example with a lubricant.
  • the operating medium is transferred by capillary action from the operating medium storage via the wiper to the rotating spray nut 185 and, as a result of the centrifugal force along the spray nut 185, is conveyed in the direction of the increasing outer diameter of the spray nut 185 to the roller bearing 181, where it e.g. fulfills a lubricating function.
  • the roller bearing 181 and the operating fluid reservoir are enclosed in the vacuum pump by a trough-shaped insert 189 and the bearing cover 145.
  • the permanent magnet bearing 183 comprises a bearing half 191 on the rotor side and a bearing half 193 on the stator side, each of which comprises an annular stack of a plurality of permanent magnetic rings 195, 197 stacked on one another in the axial direction.
  • the ring magnets 195, 197 lie opposite one another to form a radial bearing gap 199, the rotor-side ring magnets 195 being arranged radially on the outside and the stator-side ring magnets 197 being arranged radially on the inside.
  • the magnetic field present in the bearing gap 199 causes magnetic repulsive forces between the ring magnets 195, 197, which cause the rotor shaft 153 to be supported radially.
  • the rotor-side ring magnets 195 are carried by a carrier section 201 of the rotor shaft 153, which radially surrounds the ring magnets 195 on the outside.
  • the stator-side ring magnets 197 are carried by a stator-side support section 203 which extends through the ring magnets 197 and is suspended from radial struts 205 of the pump housing 119.
  • Parallel to the axis of rotation 151, the rotor-side ring magnets 195 are fixed by a cover element 207 coupled to the carrier section 203.
  • the stator-side ring magnets 197 are fixed parallel to the axis of rotation 151 in one direction by a fastening ring 209 connected to the carrier section 203 and a fastening ring 211 connected to the carrier section 203. Between the mounting ring 211 and the ring magnet 197, a plate spring 213 can also be provided.
  • An emergency or catch bearing 215 is provided within the magnetic bearing, which runs empty without contact during normal operation of the vacuum pump 111 and only comes into engagement with an excessive radial deflection of the rotor 149 relative to the stator in order to provide a radial stop for the rotor 149 to form, since a collision of the rotor-side structures with the stator-side structures is prevented.
  • the catch bearing 215 is designed as an unlubricated roller bearing and forms a radial gap with the rotor 149 and / or the stator, which causes the catch bearing 215 to be disengaged in normal pumping operation.
  • the radial deflection at which the catch bearing 215 engages is dimensioned large enough that the catch bearing 215 does not engage during normal operation of the vacuum pump, and at the same time is small enough so that the rotor-side structures collide with the stator-side structures under all circumstances is prevented.
  • the vacuum pump 111 comprises the electric motor 125 for rotatingly driving the rotor 149.
  • the armature of the electric motor 125 is formed by the rotor 149, the rotor shaft 153 of which extends through the motor stator 217.
  • a permanent magnet arrangement can be arranged radially on the outside or embedded on the section of the rotor shaft 153 which extends through the motor stator 217.
  • an intermediate space 219 is arranged which comprises a radial motor gap, via which the motor stator 217 and the permanent magnet arrangement for transmitting the drive torque can magnetically influence one another.
  • the motor stator 217 is fixed in the pump housing within the motor space 137 provided for the electric motor 125.
  • a sealing gas which is also referred to as a purge gas and which can be, for example, air or nitrogen, can get into the engine compartment 137.
  • the electric motor 125 can be protected from process gas, for example from corrosive portions of the process gas, by means of the sealing gas.
  • the engine compartment 137 can also be evacuated via the pump outlet 117, ie in the engine compartment 137 there is at least approximately the vacuum pressure caused by the fore-vacuum pump connected to the pump outlet 117.
  • a so-called and known labyrinth seal 223 can also be provided between the rotor hub 161 and a wall 221 delimiting the motor space 137, in particular in order to achieve a better seal of the motor space 217 with respect to the radially outside Holweck pump stages.
  • Fig. 6 shows a first embodiment of a pump lower part 121 of the turbomolecular pump 111 in an assembled operating state.
  • the turbomolecular pump 111 has a vacuum space V delimited by the pump housing 119, which is separated from a pressure space D by means of a circuit board 241 as a vacuum bushing.
  • the circuit board 241 is attached in a vacuum-tight manner to the pump housing 119 in the region of a connection opening 225 using an O-ring 243.
  • the vacuum space V comprises an angled channel 224, in which a gas barrier 231 is arranged, which is arranged upstream of the circuit board 241 on the vacuum side and keeps the process gas away from the circuit board 241 and the connection connections of the circuit board 241.
  • the gas barrier 231 is a casting compound which has a region 229 (9) angled like a siphon.
  • Figure 7B ) of channel 224 is filled gas-tight.
  • connection conductors 233 which extend through the gas barrier 231 up to an opening 239 to a pump area 240 ( Fig. 8 ) of the turbomolecular pump 111.
  • the connection conductors 233 have plug connectors 235 which are connected to the circuit board 241.
  • the plug connectors 235 and the adjoining sections of the connecting conductors 233 are received in a receiving space 226 of the angled channel 224.
  • the connection conductors 233 can be connected to a motor, an actuator system and / or a sensor system of the turbomolecular pump 111.
  • the potting compound 231 is not in contact with the circuit board 241 or the plug connectors 235, so that the contacts cannot be adversely affected by the gas barrier 231, in particular by the potting compound.
  • the gas barrier 231 and the circuit board 241 thus define an area of the vacuum space V, referred to as dead space T, which is at least substantially non-gas-connected to the pump area 240 and the pressure space D.
  • a secondary gas source (not shown) can be connected to the dead space T, which can allow flooding of the dead space T with a protective gas in order to keep corrosive process gas from the circuit board 241 even more effectively.
  • the pump lower part 121 is oriented as required in the operating state or can be arranged in any orientation as required, since the hardened casting compound 231 remains effective as a gas barrier under all orientations.
  • the potting compound 231 in the embodiment shown is arranged exclusively in the lower pump part 121 and is not in contact with an upper pump part 249 ( Fig. 8 ) that defines the pumping area 240 of the vacuum space.
  • the pump lower part 121 can therefore advantageously be easily dismantled for service, maintenance and repair purposes and handled separately. Additional flexibility in the assembly and disassembly of the turbomolecular pump 111 results from the fact that the connection connections of the circuit board 241 are designed to be pluggable, which for example enables the circuit board 241 to be easily replaced.
  • FIG. 7A to 7C outline the manufacture of the first embodiment of the pump lower part 121 Fig. 6 .
  • other components of the turbomolecular pump 111 arranged in the pump lower part 121 are not shown.
  • Figure 7A shows that the section of the channel 224 provided for receiving the gas barrier 231 is made of two intersecting blind bores 227a and 227b, which extend from opposite sides of the pump lower part 121 and intersect at an angle of 90 ° in the exemplary embodiment shown. It goes without saying that, depending on the design constraints, other angles are also possible.
  • a first blind bore 227a extends in the pump housing 119 from the side of the designated pressure chamber D and defines the connection opening 225.
  • a second blind bore 227b defines the opening 239 to the pump region 240 of the turbomolecular pump 111.
  • the pump housing 119 has a third blind bore in the region of the connection opening 225 227c, which extends the channel 224 by a receiving space 226 for receiving electrical or electronic connection components.
  • the third and first blind bores 227c, 227a intersect at an angle of 45 °, with other angles also being possible here.
  • Figure 7B shows the total cross section of the resulting channel 224.
  • the channel 224 In the area of the intersecting first and second blind bores 227a, 227b, the channel 224 has an area with an angled contour 229, which is oriented to the right in the orientation of the pump lower part 121 shown.
  • the Figure 7C shows the pump lower part 121 during the insertion of the gas barrier 231 in a potting orientation, which in the exemplary embodiment shown rotates the pump lower part 121 in comparison to the operating state Fig. 6 90 ° to the right.
  • Through channel 224 are first Leads 233 are laid, which on the part of the connection opening 225 have plug connectors 235 for connection to the circuit board 241.
  • the dimension of the channel 224 is selected so that the connection conductors 233 and the plug connectors 235 can be implemented.
  • a sealing groove 237 is provided for receiving the O-ring 243 for vacuum-tight mounting of the circuit board 241.
  • the gas barrier 231 is designed as a potting compound which is initially sufficiently flowable to be introduced into the channel 224 by potting and which then hardens there.
  • the pump lower part 121 is positioned as shown such that the angled area 229 forms the lowest point of the channel 224 in the manner of a siphon.
  • the potting compound 231 is introduced into the siphon-like area 229 of the channel 224 through the connection opening 225 and / or the opening 239 to the pump area 240 until the channel 224 is sealed gas-tight.
  • the connecting conductors 233 are cast in the casting compound 231.
  • the areas in front of and behind the potting compound remain free of the gas barrier 231, so that the potting compound does not come into contact with the circuit board 241 or its connection connections.
  • the pump lower part 121 remains in the orientation shown until the potting compound 231 has hardened.
  • Fig. 8 shows a second embodiment of a pump lower part 121 of a turbomolecular pump 111 in an assembled operating state and 9A to 9C outline the manufacture of the second embodiment.
  • the second embodiment is that in Fig. 6 shown first embodiment largely similar, which is why the differences between the embodiments will be discussed in particular below.
  • Fig. 8 shows the pump lower part 121, which has a circuit board 241 as a vacuum feedthrough and an angled channel 224, in which a gas barrier 231 is arranged.
  • Another pump part here an upper pump part 249, which the Pump region 240 of the turbomolecular pump 111 is defined, is mounted on the pump lower part 121 and sealed with an O-ring arranged in a sealing groove 247.
  • the channel 224 is made of two blind holes 227a and 227b, which intersect at an angle of 90 °, wherein other angles can also be selected taking into account the structural conditions.
  • Both blind holes 227a, 227b are made from the same side of the lower pump part 121, here from the side of the pump area 240, so that the holes define an opening 239 to the pump area 240 and a further hole 251 in the pump housing 119.
  • a milling 245 on the opposite side of the pump lower part 121 completes the passage of the angled channel 224 to the side of the connection opening 225.
  • the connection opening 225 for the circuit board 241 can be made smaller as a vacuum feedthrough, since the milling 245 is at a right angle to the surface of the pump housing 119.
  • Figure 9B shows the overall cross section of the resulting channel 224.
  • the intersecting blind bores 227a and 227b form a region 229 of the channel 224 which is angled in the manner of a siphon.
  • Figure 9C shows the pump lower part 121 in an orientation during the introduction of a casting compound as a gas barrier 231 in a casting orientation. Since both blind holes 227a, 227b in Figure 9A Are executed from the same side of the pump housing 119, the pump upper part 249 must already be mounted during the casting in order to seal the drilling opening 251 with the casting compound 231.
  • the opening 239 establishes the communication of the channel 224 with the pump region 240 of the turbomolecular pump 111.
  • the pump lower part 121 and the pump upper part 249 with the connection conductors 233 carried out are placed in such a way that the siphon-like region 229 can be filled with casting compound 231 from the connection opening 225.
  • the drilling opening 251 is also filled with the potting compound 231 and sealed by contact with the pump upper part 249.
  • the circuit board 241 can be connected to the plug connectors 235 of the connecting conductors 233 and can be mounted in a vacuum-tight manner over the connection opening 225 of the pump lower part 121, so that the circuit board separates the vacuum space V from the pressure space D.
  • the pump lower part 121 and the pump upper part 249 can then be oriented as intended for the operation of the turbomolecular pump 111, in particular the pump lower part 121 can be oriented downwards and the pump upper part 249 can be oriented upwards ( Fig. 8 ).
  • FIG Fig. 10 shown in cross section, the steps for manufacturing such a pump lower part 121 are in 11A to 11C outlined.
  • the embodiment shown has a channel 224 which is angled several times like a labyrinth. The angled area is limited in some areas by the surface of the pump housing 119, in some areas by an angle piece 259 fastened to the pump housing 119.
  • FIG 11A shows the pump lower part 121 viewed from the side of the pump region 240 of the turbomolecular pump 111 and the angle piece 259 before assembly.
  • the pump lower part 121 is drilled through with an open channel 253 and additionally has a first recess 255a and a second recess 255b adjoining it for receiving connecting conductors 233.
  • a mounting area is provided for mounting the angle piece 259 on the pump lower part 121 260 provided.
  • a sealing groove 257 surrounds the open channel 253 and the recesses 255a, 255b, so that a sealing element 261 can be arranged between the angle piece 259 and the pump housing 119.
  • Figure 11B shows a cross section through the pump lower part 121 with the open channel 253 and the recesses 255a, 255b. Due to the open design, all edges 262 are easily accessible for processing. In particular, they can be deburred or rounded off so that the connecting conductors 233 or their insulation are not damaged.
  • the open channel 253 as well as the recesses 255a, 255b and the assembled angle piece 259 form a labyrinthine channel 224, the walls of which are formed by the pump housing 119 and the angle piece 259 attached to it.
  • the channel 224 has an angled area 229, which is provided to receive a gas barrier 231, for example a potting compound.
  • a gas barrier 231 for example a potting compound.
  • the open channel 253 need not have a dimension over its entire extent that allows the plug connectors 235 to be passed through. Rather, the angled area 229 only has to provide space for the connecting conductors 233, which allows a compact dimension of the channel.
  • a sealing cord 261 guided in the sealing groove 257 between the angle piece 259 and the pump housing 119 seals the channel 224.
  • the pump lower part 121 is positioned in a potting orientation after the connection conductors 233 have been passed through the open channel 253 and the angle piece 259 has been assembled to form the labyrinthine channel 224, so that the angled area 229 is potted from the port opening 225 can be done ( Figure 11D ).
  • the sealing cord 261 seals the area 229 when using a less viscous one Casting compound, but can be omitted for a more viscous casting compound.
  • the connecting conductors 233 can be connected to the circuit board 241 by means of the plug connectors 235, the circuit board 241 can be mounted in a vacuum-tight manner on the pump housing 119 above the connection opening 225 and the pump lower part 121 can be oriented as intended for the operation of the turbomolecular pump 111 and connected to a pump top 249 of the pump.
  • the connecting conductors 233 in FIG Fig. 12 in the area of the gas barrier 231, at least in sections, an at least approximately gas-tight casing 265.
  • a gas-tight sheathing 265 prevents gas entry into the surface or insulation of the connecting conductors 233 and thus possible gas passage through the Potting compound 231 along the connection conductor 233.
  • a gas-tight sheath 265 can be achieved by means of shrink tubing, in particular shrink tubing with an internal adhesive.
  • connection points 267 to a motor, an actuator system and / or a sensor system of the turbomolecular pump 111 can also be embedded in a casting compound 269 at the end of the connection conductor 233 facing away from the circuit board 241, as in FIG Fig. 12 is shown.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe, insbesondere eine Turbomolekularpumpe (111), die einen durch ein Pumpengehäuse (119) begrenzten Vakuumraum (V) sowie eine Platine (241) umfasst, wobei des Pumpengehäuse eine Anschlussöffnung (225) aufweist, die durch die Platine vakuumdicht verschlossen ist, sodass die Platine den Vakuumraum von einem Druckraum (D) trennt, und wobei der Platine vakuumseitig eine zu der Platine beabstandete Gassperre (231) ist.The invention relates to a vacuum pump, in particular a turbomolecular pump (111), which comprises a vacuum space (V) delimited by a pump housing (119) and a circuit board (241), the pump housing having a connection opening (225) which is closed in a vacuum-tight manner by the circuit board so that the circuit board separates the vacuum chamber from a pressure chamber (D), and the circuit board is a gas barrier (231) spaced apart from the circuit board on the vacuum side.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe, insbesondere eine Turbomolekularpumpe, mit einem Vakuumraum, der durch eine Platine vakuumdicht von einem Druckraum abgetrennt ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Vakuumpumpe.The invention relates to a vacuum pump, in particular a turbomolecular pump, with a vacuum chamber, which is separated from a pressure chamber in a vacuum-tight manner by a circuit board, and to a method for producing a vacuum pump.

Aus dem Stand der Technik sind Vakuumpumpen bekannt, die eine Glasdurchführung mit isolierten Lötverbindungen für die Durchführung von Signalen aus einem Vakuumraum in einen Druckraum aufweisen. Bei einer Vielzahl an durchzuführenden Signalen ist jedoch eine Platine als Vakuumdurchführung wesentlich günstiger. Eine Vakuumpumpe mit einer solchen Platine ist ebenfalls bekannt, kann beim Pumpen von Korrosivgasen jedoch nicht eingesetzt werden, da korrosives Prozessgas die Platine beschädigen könnte. Für derartige Anwendungen, wie sie z.B. in der Halbleiterindustrie relevant sind, muss daher auf eine aufwändigere Glasdurchführung mit Lötverbindungen zurückgegriffen werden.Vacuum pumps are known from the prior art which have a glass bushing with insulated solder connections for carrying out signals from a vacuum chamber into a pressure chamber. With a large number of signals to be carried out, however, a circuit board is much cheaper to carry out as a vacuum. A vacuum pump with such a circuit board is also known, but cannot be used when pumping corrosive gases, since corrosive process gas could damage the circuit board. For such applications as e.g. are relevant in the semiconductor industry, a more complex glass bushing with solder connections must be used.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vakuumpumpe bereitzustellen, die wirtschaftlicher herstellbar sowie flexibler einsetzbar ist.Starting from this prior art, it is an object of the present invention to provide a vacuum pump that is more economical to manufacture and more flexible to use.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Vakuumpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung einer Vakuumpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 13.According to the invention, this object is achieved by a vacuum pump with the features of claim 1 and a method for producing a vacuum pump with the features of claim 13.

Eine erfindungsgemäße Vakuumpumpe, insbesondere Turbomolekularpumpe, umfasst einen durch ein Pumpengehäuse begrenzten Vakuumraum sowie eine Platine, wobei das Pumpengehäuse eine Anschlussöffnung aufweist, die durch die Platine vakuumdicht verschlossen ist, sodass die Platine den Vakuumraum von einem Druckraum trennt, wobei der Platine vakuumseitig eine zu der Platine beabstandete Gassperre vorgelagert ist.A vacuum pump according to the invention, in particular a turbomolecular pump, comprises a vacuum space delimited by a pump housing and also a vacuum chamber Circuit board, the pump housing having a connection opening which is closed in a vacuum-tight manner by the circuit board, so that the circuit board separates the vacuum space from a pressure chamber, the circuit board being preceded by a gas barrier spaced apart from the circuit board.

Der Erfindung liegt der allgemeine Gedanke zugrunde, das Prozessgas von der Platine fernzuhalten. Dies hat den Vorteil, dass korrosives Prozessgas gepumpt werden kann, ohne dass es in Kontakt mit der Platine kommt und diese beschädigt. Dadurch weist die erfindungsgemäße Vakuumpumpe flexiblere Einsatzmöglichkeiten auf. In der erfindungsgemäßen Vakuumpumpe kann auch beim Pumpen von korrosiven Prozessgasen die Platine als Vakuumdurchführung eingesetzt werden, was eine einfachere und günstigere Lösung ist als eine Glasdurchführung mit Lötverbindungen. Somit ist die erfindungsgemäße Vakuumpumpe wirtschaftlicher herstellbar.The invention is based on the general idea of keeping the process gas away from the board. This has the advantage that corrosive process gas can be pumped without it coming into contact with the board and damaging it. As a result, the vacuum pump according to the invention has more flexible uses. In the vacuum pump according to the invention, the board can also be used as a vacuum feedthrough when pumping corrosive process gases, which is a simpler and cheaper solution than a glass feedthrough with soldered connections. The vacuum pump according to the invention can thus be manufactured more economically.

Die Gassperre ist zumindest annähernd gasdicht und verhindert zumindest im Wesentlichen das Hindurchtreten des gepumpten Gases. Sie ist in dem Vakuumraum der Vakuumpumpe so angeordnet, dass das Prozessgas von der Platine ferngehalten wird. Damit die Platine und gegebenenfalls deren elektrische Anschlussverbindungen nicht durch die Gassperre beeinträchtigt werden, steht die Gassperre nicht in direktem Kontakt mit der Platine und/oder den Anschlussverbindungen. Dies hat zudem den Vorteil, dass Platine und Anschlussverbindungen auch in Gegenwart der Gassperre für Wartung, Modifikation und/oder Reparatur zugänglich sind, sodass beispielsweise die Platine einfach ausgetauscht werden kann.The gas barrier is at least approximately gas-tight and at least substantially prevents the pumped gas from passing through. It is arranged in the vacuum chamber of the vacuum pump so that the process gas is kept away from the board. So that the circuit board and possibly its electrical connection connections are not impaired by the gas barrier, the gas barrier is not in direct contact with the circuit board and / or the connection connections. This also has the advantage that the circuit board and connection connections are accessible for maintenance, modification and / or repair even in the presence of the gas barrier, so that, for example, the circuit board can be easily replaced.

Während in dem Vakuumraum im Betriebszustand der Vakuumpumpe ein durch mindestens eine Pumpstufe erzeugter Unterdruck vorliegen kann, trennt die Platine als Vakuumdurchführung den Vakuumraum von einem Druckraum ab, in dem beispielsweise Atmosphärendruck herrschen kann. Eine Leckrate der Platine als Vakuumdurchführung kann zumindest im Wesentlichen vernachlässigbar sein.While there may be a negative pressure generated by at least one pump stage in the operating state of the vacuum pump in the vacuum space, the circuit board separates the vacuum space from a pressure space in which for example, atmospheric pressure can prevail. A leak rate of the board as a vacuum feedthrough can be at least essentially negligible.

Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen.Advantageous embodiments of the invention can be found in the subclaims, the description and the drawing.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Gassperre der Vakuumpumpe eine Vergussmasse auf. Diese kann vorteilhaft zum Vergießen zumindest eines Abschnitts des Vakuumraums mit beliebiger Geometrie und mit gegebenenfalls darin umfassten Bauteilen verwendet werden. Eine Vergussmasse als Gassperre kann den Vakuumraum oder einen Abschnitt davon ohne den Einsatz zusätzlicher Dichtmittel zumindest annähernd gasdicht ausfüllen.According to one embodiment, the gas barrier of the vacuum pump has a potting compound. This can advantageously be used for casting at least a section of the vacuum space with any geometry and with components that may be included therein. A potting compound as a gas barrier can fill the vacuum space or a section thereof at least approximately gas-tight without the use of additional sealants.

Das Ausbilden der Gassperre kann materialabhängig auf verschiedene Arten erfolgen. Beispielsweise kann eine Vergussmasse in einem fließfähigen Zustand in einen zur Aufnahme der Gassperre vorgesehenen Bereich des Vakuumraums eingegossen werden, wo die Vergussmasse anschließend aushärtet. Anders ausgebildete Gassperren können auf jeweils geeignete Weise in den Vakuumraum der Vakuumpumpe eingebracht werden. Beispielsweise kann die Gassperre der Vakuumpumpe eine selbstexpandierende Materialeigenschaft aufweisen. Weiterhin kann die Gassperre als Festkörper in einen Abschnitt des Vakuumraums eingebracht und dort expandiert werden. Dabei kann sowohl der Festkörper Formgedächtniseigenschaften aufweisen und zum Einbringen in den Vakuumraum komprimiert werden, um eine spätere eigenständige, passive Expansion zu ermöglichen, als auch ein Hilfsmittel oder -stoff eingesetzt werden, um eine erzwungene Expansion auszuführen.The gas barrier can be formed in various ways depending on the material. For example, a potting compound in a flowable state can be poured into an area of the vacuum space provided for receiving the gas barrier, where the potting compound then hardens. Gas barriers of a different design can be introduced into the vacuum chamber of the vacuum pump in a suitable manner. For example, the gas barrier of the vacuum pump can have a self-expanding material property. Furthermore, the gas barrier can be introduced as a solid in a section of the vacuum space and expanded there. Both the solid body can have shape memory properties and can be compressed to be introduced into the vacuum space in order to enable independent, passive expansion later on, and an aid or material can be used to perform a forced expansion.

Bevorzugt weist die Vakuumpumpe zumindest einen Anschlussleiter auf, der sich durch die Gassperre erstreckt und der mit der Platine verbunden ist, insbesondere mit einer der Gassperre zugewandten Seite der Platine. Das andere Ende des elektrischen Anschlussleiters kann an einen Motor, eine Aktorik und/oder eine Sensorik der Vakuumpumpe angeschlossen sein, sodass Signale durch die Gassperre zwischen der Platine und dem Motor, der Aktorik und/oder der Sensorik der Vakuumpumpe übermittelt werden können.The vacuum pump preferably has at least one connecting conductor which extends through the gas barrier and which is connected to the circuit board, in particular to a side of the circuit board facing the gas barrier. The other end of the electrical connection conductor can be connected to a motor, an actuator and / or a sensor system of the vacuum pump, so that signals can be transmitted through the gas barrier between the circuit board and the motor, the actuator system and / or the sensor system of the vacuum pump.

Vorteilhafterweise ist die Verbindung des Anschlussleiters mit der Platine eine Steckverbindung. Dies ist, insbesondere bei einer Vielzahl von Anschlussleitern, günstig und zugleich komfortabler in der Handhabung als Lötverbindungen. Zudem sind Steckverbindungen vorteilhaft in Hinblick auf Montage, Reparatur und/oder Wartung der Vakuumpumpe, da sie zerstörungsfrei lösbar und wieder verbindbar sein können. Alternativ kann der Anschlussleiter auch unlösbar an der Platine angebracht sein, insbesondere kann er angelötet sein.The connection of the connection conductor to the circuit board is advantageously a plug connection. This is, especially with a large number of connection conductors, inexpensive and at the same time more convenient to use than soldered connections. In addition, plug connections are advantageous with regard to assembly, repair and / or maintenance of the vacuum pump, since they can be detached and reconnected without being destroyed. Alternatively, the connecting conductor can also be attached to the circuit board in a non-detachable manner, in particular it can be soldered on.

Der Anschlussleiter kann im Bereich der Gassperre zumindest abschnittsweise, insbesondere in einem Endbereich der Gassperre, eine zumindest annähernd gasdichte Umhüllung aufweisen. Insbesondere kann der Anschlussleiter bereichsweise entlang seines Umfangs von einem Material umgeben sein, das ein Eindringen von Gas in die Isolierung des Anschlussleiters oder ins Innere des Anschlussleiters verhindert. Dadurch kann ein Gasaustausch durch die Gassperre hindurch über die Oberfläche des Anschlussleiters bzw. gegebenenfalls über die Innen- oder Außenseite der Isolierung des Anschlussleiters noch wirksamer verhindert werden. Geeignet sind als Umhüllung beispielsweise Schrumpfschläuche, insbesondere mit Innenkleber oder auch andere Dichtmittel. Diese können insbesondere in einem Endbereich der Gassperre eingesetzt werden, d. h. in den Bereichen der Gassperre, die direkt mit dem platinenseitigen oder pumpbereichseitigen Bereich des Vakuumraums und gegebenenfalls den darin befindlichen Gasen in Kontakt stehen.The connecting conductor can have an at least approximately gas-tight sheath in the area of the gas barrier, at least in sections, in particular in an end area of the gas barrier. In particular, the connection conductor can be surrounded in regions along its circumference by a material which prevents gas from penetrating into the insulation of the connection conductor or into the interior of the connection conductor. As a result, gas exchange through the gas barrier over the surface of the connection conductor or, if appropriate, over the inside or outside of the insulation of the connection conductor can be prevented even more effectively. Suitable wraps are, for example, shrink sleeves, in particular with an internal adhesive or other sealants. These can be used in particular in an end region of the gas barrier, i. H. in the areas of the gas barrier that are in direct contact with the circuit board-side or pump area-side area of the vacuum space and possibly with the gases located therein.

Die Gassperre ist gemäß einer Ausführungsform in einem ersten Pumpenteil der Pumpe angeordnet und steht nicht in Kontakt zu einem zweiten Pumpenteil der Pumpe, welcher einen Pumpbereich des Vakuumraums definiert. Insbesondere berührt die Gassperre gemäß dieser Ausführungsform nicht einen Teil des Pumpengehäuses des zweiten Pumpenteils. Die Pumpenteile können hierbei insbesondere separate Bauteile der Vakuumpumpe sein, die in der montierten Vakuumpumpe miteinander verbunden, beispielsweise verschraubt, sind. Der erste Pumpenteil kann beispielsweise ein Pumpenunterteil sein, der zweite Pumpenteil ein Pumpenoberteil. Der Pumpbereich des Vakuumraums kann eine oder mehrere Pumpstufen der Vakuumpumpe beinhalten, sowie auch einen Motor, eine Aktorik und/oder eine Sensorik der Vakuumpumpe zumindest teilweise umfassen.According to one embodiment, the gas barrier is arranged in a first pump part of the pump and is not in contact with a second pump part of the Pump that defines a pumping area of the vacuum space. In particular, the gas barrier according to this embodiment does not touch a part of the pump housing of the second pump part. The pump parts can in particular be separate components of the vacuum pump, which are connected to one another, for example screwed, in the assembled vacuum pump. The first pump part can be, for example, a pump lower part, the second pump part a pump upper part. The pump area of the vacuum space can include one or more pump stages of the vacuum pump, as well as at least partially include a motor, an actuator system and / or a sensor system of the vacuum pump.

Ist die Gassperre nur in dem ersten Pumpenteil angeordnet, ohne in Kontakt mit dem zweiten Pumpenteil zu stehen, kann das einerseits das Einbringen der Gassperre erleichtern, andererseits auch die Montage und/oder Demontage der Vakuumpumpe und somit Wartung, Modifikation und/oder Reparatur der Pumpe erleichtern, da eine separate Handhabung der Pumpenteile sowie ein vereinfachter Austausch defekter Baugruppen erfolgen kann.If the gas lock is only arranged in the first pump part without being in contact with the second pump part, this can facilitate the insertion of the gas lock on the one hand, and on the other hand the assembly and / or disassembly of the vacuum pump and thus maintenance, modification and / or repair of the pump make it easier because the pump parts can be handled separately and defective components can be replaced more easily.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Gassperre in einem Kanal angeordnet, der in dem Pumpengehäuse ausgebildet ist und mit dem Vakuumraum kommuniziert. Insbesondere kann der Kanal sich von der Anschlussöffnung bis zu einem Pumpbereich der Vakuumpumpe durch das Pumpengehäuse erstrecken. Der Kanal kann so bemessen sein, dass er zusätzlich zu der Gassperre einen oder mehrere Anschlussleiter zur Verbindung der Platine mit einem Motor, einer Aktorik und/oder einer Sensorik aufnehmen kann. Der Kanal kann Abmessungen aufweisen, die auch ein Durchführen eines Steckverbinders eines Anschlussleiters zur Verbindung mit der Platine erlauben. Insbesondere kann der Kanal so weit sein, dass die Diagonalmaße der größten benötigten Platinen-Gegenstecker durchführbar sind.According to one embodiment, the gas barrier is arranged in a channel which is formed in the pump housing and communicates with the vacuum space. In particular, the channel can extend from the connection opening to a pump region of the vacuum pump through the pump housing. The channel can be dimensioned such that, in addition to the gas barrier, it can accommodate one or more connecting conductors for connecting the circuit board to a motor, an actuator system and / or a sensor system. The channel can have dimensions that also allow a connector of a connecting conductor to be passed through for connection to the circuit board. In particular, the channel can be so wide that the diagonal dimensions of the largest board mating connectors required can be carried out.

Der Kanal kann einen abgewinkelten oder gekrümmten Bereich aufweisen, der durch die Gassperre ausgefüllt ist. Eine derartige Kanalanordnung ist vorteilhaft, um die Gassperre von der Platine und/oder den Anschlussverbindungen fernzuhalten. Der abgewinkelte oder gekrümmte Bereich des Kanals kann siphonartig wirken, indem die Gassperre nur den gekrümmten oder abgewinkelten Bereich ausfüllt, während die an die Gassperre angrenzenden Bereiche des Kanals bzw. des Vakuumraums frei von dem Material der Gassperre bleiben. Beispielsweise kann ein Kanal einen V-förmigen oder U-förmigen Abschnitt aufweisen, der mit der Gassperre bis zu einem bestimmten Niveau aufgefüllt ist, wobei die Bereiche des Kanals vor und/oder hinter der Gassperre frei bleiben. Insbesondere wenn eine Vergussmasse zum Einsatz kommt, kann für den Arbeitsgang des Vergießens der Pumpenteil, der den Kanal umfasst, so in einer Vergießausrichtung orientiert werden, dass die Vergussmasse ausschließlich in den siphonartig abgewinkelten oder gekrümmten Bereich gelangt, bis der Kanal vollumfänglich mit der Gassperre ausgefüllt ist. Nach dem Aushärten der Vergussmasse kann der Pumpenteil mit der Gassperre im Betriebszustand der Pumpe beliebig positioniert werden.The channel can have an angled or curved area which is filled by the gas barrier. Such a channel arrangement is advantageous in order to keep the gas barrier away from the circuit board and / or the connection connections. The angled or curved area of the channel can act like a siphon in that the gas barrier only fills the curved or angled area, while the areas of the channel or the vacuum space adjoining the gas barrier remain free of the material of the gas barrier. For example, a channel can have a V-shaped or U-shaped section which is filled with the gas barrier up to a certain level, the areas of the channel in front of and / or behind the gas barrier remaining free. In particular, if a potting compound is used, the pump part, which comprises the channel, can be oriented in a potting orientation for the potting step in such a way that the potting compound only reaches the siphon-like angled or curved area until the channel is completely filled with the gas barrier is. After the casting compound has hardened, the pump part with the gas lock can be positioned as desired in the operating state of the pump.

Gemäß einer Ausführungsform ist der abgewinkelte Bereich des Kanals durch zumindest zwei sich kreuzende Bohrungen, insbesondere Sackbohrungen, und/oder Fräsungen in mindestens einem Teil der Pumpe gebildet. Auf diese Art kann der abgewinkelte Kanal auf einfache Weise in einem Pumpenteil ausgebildet werden. Die unterschiedlichen Bohrungen, Sackbohrungen und/oder Fräsungen können von derselben Oberfläche oder von verschiedenen Oberflächen des Pumpenteils ausgehen, wobei sich der resultierende Kanal von der an den Druckraum angrenzenden Anschlussöffnung zu einem Pumpbereich der Vakuumpumpe erstrecken kann. Zusätzliche Bohrungen, Sackbohrungen und/oder Fräsungen können den Verlauf des Kanals vorteilhaft ergänzen, sodass Anschlussleiter und/oder Steckverbinder in dem Kanal aufgenommen werden können. Alternativ oder zusätzlich kann der Kanal durch das Einbringen von separaten Bauelementen ausgeformt werden, beispielsweise mittels Winkelstücken oder anderen Elementen. Der abgewinkelte Bereich des Kanals kann labyrinthartig mehrfach abgewinkelt sein. Insbesondere kann der Kanal derart verlaufen, dass bei einem gedachten Durchschreiten mehrfach die Richtung wesentlich geändert werden muss. Dabei können beispielsweise die Richtungen in jeweils rechten Winkeln zueinander stehen, wobei andere Winkel im Rahmen der konstruktiven Gegebenheiten möglich sind. Dadurch kann der Kanal wiederum bereichsweise wannenartig bzw. siphonartig ausgebildet sein, was das Durchführen des Anschlussleiters von der Platine zum Pumpbereich der Vakuumpumpe und ein gasdichtes Ausfüllen des Kanals oder eines Kanalabschnitts mit einer Gassperre erlaubt.According to one embodiment, the angled region of the channel is formed by at least two intersecting bores, in particular blind bores, and / or milling in at least part of the pump. In this way, the angled channel can be easily formed in a pump part. The different bores, blind bores and / or millings can originate from the same surface or from different surfaces of the pump part, the resulting channel being able to extend from the connection opening adjoining the pressure chamber to a pump region of the vacuum pump. Additional bores, blind bores and / or millings can advantageously supplement the course of the channel, so that connecting conductors and / or plug connectors can be received in the channel. Alternatively or additionally, the channel can be formed by introducing separate components, for example by means of elbows or other elements. The angled area of the channel can be angled several times like a labyrinth. In particular, the channel can run in such a way that the direction has to be changed significantly several times if it is crossed. For example, the directions can be at right angles to each other, other angles being possible within the framework of the design. As a result, the channel can in turn be trough-like or siphon-like in some areas, which allows the connection conductor to be passed from the circuit board to the pumping area of the vacuum pump and a gas-tight filling of the channel or a channel section with a gas barrier.

Der abgewinkelte Bereich des Kanals kann durch eine Oberfläche des Pumpengehäuses und ein an dem Pumpengehäuse befestigtes Winkelstück definiert sein. Insbesondere kann das Winkelstück ein separates Bauteil sein, das an dem Pumpengehäuse angebracht ist und das zumindest zwei Abschnitte aufweist, deren Oberflächen sich winklig zueinander erstrecken. Insbesondere können die Oberflächen einen rechten Winkel miteinander einschließen, wobei auch andere Winkel möglich sind.The angled region of the channel can be defined by a surface of the pump housing and an angle piece attached to the pump housing. In particular, the angle piece can be a separate component which is attached to the pump housing and which has at least two sections, the surfaces of which extend at an angle to one another. In particular, the surfaces can enclose a right angle with one another, other angles also being possible.

Beispielsweise kann ein offener Kanal in dem Pumpengehäuse angeordnet sein, der durch die Montage eines separaten Bauteils, insbesondere eines Winkelstücks, zu einem Kanal mit abgewinkelter Geometrie weitergebildet ist. Zur Aufnahme einer abgewinkelten Oberfläche des Winkelstücks können zusätzlich zu dem offenen Kanal weitere Bohrungen, Sackbohrungen und/oder Fräsungen in dem Pumpengehäuse angeordnet sein. Dadurch kann vorteilhaft ein kompakterer Kanal Anwendung finden, da nur die Abmessungen des offenen Kanals gegebenenfalls groß genug zum Durchführen eines Steckverbinders eines Anschlussleiters sein müssen, während der abgewinkelte Bereich des Kanals nur den Anschlussleiter selbst, nicht aber den Stecker aufnehmen muss. Ein offener Kanal bietet zudem einfachen Zugang zu allen Kanten, die bei der Herstellung innerhalb des Kanals entstehen, sodass diese leicht entgratet und/oder abgerundet werden können. Dadurch kann vorteilhaft eine Beschädigung des Anschlussleiters bzw. dessen Isolierung vermieden werden.For example, an open channel can be arranged in the pump housing, which is developed into a channel with an angled geometry by installing a separate component, in particular an elbow. To accommodate an angled surface of the contra-angle, additional bores, blind bores and / or millings can be arranged in the pump housing in addition to the open channel. As a result, a more compact duct can advantageously be used, since only the dimensions of the open duct may have to be large enough to pass a plug connector of a connecting conductor, while the angled region of the duct only has to accommodate the connecting conductor itself, but not the plug. An open channel also provides easy access to all edges that are created during manufacture within the channel, so that they are easily deburred and / or rounded can. This advantageously prevents damage to the connection conductor or its insulation.

Vorteilhafterweise ist ein Dichtelement zwischen dem Winkelstück und dem Pumpengehäuse angeordnet. Das Dichtelement kann beispielsweise ein O-Ring oder eine Dichtschnur sein. Hierdurch kann der abgewinkelte Kanal auch im Bereich des separat angebrachten Winkelstücks abgedichtet werden, sodass insbesondere bei Anwendung einer Vergussmasse als Gassperre ein Ausdringen der Vergussmasse während des Vergießens verhindert wird. Das Dichtelement kann bei Verwendung andersartiger Gassperren oder bei Verwendung hoch viskoser Vergussmasse weggelassen werden.A sealing element is advantageously arranged between the angle piece and the pump housing. The sealing element can be, for example, an O-ring or a sealing cord. As a result, the angled channel can also be sealed in the area of the separately attached angle piece, so that in particular when a casting compound is used as a gas barrier, the casting compound is prevented from escaping during the casting. The sealing element can be omitted when using different types of gas barriers or when using highly viscous potting compound.

Ein zwischen Gassperre und Platine verbleibendes Raumvolumen des Vakuumbereichs kann beispielsweise zumindest annähernd weder mit einem Pumpbereich des Vakuumraums noch mit dem Druckraum gasführend verbunden sein und wird daher im Folgenden auch als Totraum bezeichnet. Ein Druckunterschied zwischen dem Totraum und dem durch die Gassperre getrennten, daran angrenzenden Pumpbereich des Vakuumraums und/oder ein Druckunterschied zwischen dem Totraum und dem durch die Platine getrennten, daran angrenzenden Druckraum führt entsprechend zu keiner unmittelbaren Druckangleichung zwischen dem Totraum und dem Pumpbereich des Vakuumraums und/oder dem Druckraum. Unter Umständen kann ein verbleibender Leckgasstrom, der auf Basis einer Leckrate zwischen dem Pumpbereich des Vakuumraums und dem Totraum bzw. zwischen dem Druckraum und dem Totraum bestimmbar ist, zu einem schleichenden Druckausgleich führen, der jedoch bei niedrigen Leckraten beispielsweise über mehrere Stunden oder auch mehrere Monate hinweg erfolgen kann.A space volume of the vacuum area remaining between the gas barrier and the circuit board can, for example, be connected at least approximately neither to a pump area of the vacuum space nor to the pressure space, and is therefore also referred to below as dead space. A pressure difference between the dead space and the adjacent pumping area of the vacuum space separated by the gas barrier and / or a pressure difference between the dead space and the adjacent pressure space separated by the circuit board accordingly does not lead to an immediate pressure adjustment between the dead space and the pumping area of the vacuum space and / or the pressure room. Under certain circumstances, a remaining leakage gas flow, which can be determined on the basis of a leak rate between the pumping area of the vacuum space and the dead space or between the pressure space and the dead space, can lead to a gradual pressure compensation, which, however, can last for several hours or even several months at low leakage rates can take place.

Gemäß einer Ausführungsform ist ein durch die Gassperre und die Platine begrenzter Bereich des Vakuumraums an eine sekundäre Gasquelle angeschlossen. Vorteilhafterweise stellt die sekundäre Gasquelle beispielsweise Sperrgas, Schutzgas, Inertgas oder Flutgas bereit, um eine definierte Atmosphäre innerhalb des Totraums zu schaffen, die frei von korrosiven Bestandteilen ist. Mittels einer solchen Schutzgasatmosphäre kann unerwünschte Gasdiffusion aus dem Pumpbereich des Vakuumraums durch die Gassperre hindurch in den Totraum wirksam verhindert werden, selbst wenn die Gassperre eine nicht vernachlässigbare Leckrate aufweisen sollte.According to one embodiment, a region of the vacuum space delimited by the gas barrier and the circuit board is connected to a secondary gas source. The secondary gas source advantageously provides, for example, sealing gas, protective gas, inert gas or flood gas in order to create a defined atmosphere within the dead space which is free of corrosive constituents. Such a protective gas atmosphere can effectively prevent undesirable gas diffusion from the pumping area of the vacuum space through the gas barrier into the dead space, even if the gas barrier should have a non-negligible leak rate.

In diesem Fall könnte sich der Druck in dem Totraum während des Betriebs der Vakuumpumpe dem des Pumpbereichs des Vakuumraums angleichen, wobei beispielsweise ein in dem Totraum unter einem höheren Druck stehendes Gas langsam in den Pumpbereich des Vakuumraums diffundieren kann. Bei einer anschließenden Abschaltung der Vakuumpumpe und einem Fluten des Pumpbereichs des Vakuumraums kann beispielsweise erneut Gas entsprechend der Leckrate der Gassperre zurück aus dem Pumpbereich des Vakuumraums in den Totraum diffundieren. Falls das in den Totraum diffundierende Gas noch Spuren von korrosiven Prozessgasen enthält, könnten diese eine Beschädigung der Platine als Vakuumdurchführung verursachen. Eine mittels einer sekundären Gasquelle erzeugte Schutzgasatmosphäre kann dies vorteilhafterweise verhindern.In this case, the pressure in the dead space during operation of the vacuum pump could equal that of the pumping area of the vacuum space, for example a gas in the dead space under a higher pressure can slowly diffuse into the pumping area of the vacuum space. When the vacuum pump is subsequently switched off and the pumping area of the vacuum space is flooded, gas can, for example, diffuse back into the dead space again according to the leakage rate of the gas barrier. If the gas diffusing into the dead space still contains traces of corrosive process gases, these could damage the circuit board as a vacuum bushing. A protective gas atmosphere generated by means of a secondary gas source can advantageously prevent this.

Ohne Gassperre würden entlang der Kabelverbindungen große Mengen Schutzgas kontinuierlich während und nach dem Betrieb der Vakuumpumpe in Richtung des Pumpbereichs des Vakuumraums strömen müssen, um einen ausreichenden Schutz der Platine zu gewährleisten. In Kombination mit der zumindest annähernd gasdichten Gassperre beläuft sich der Mehrverbrauch des Schutzgases für die Herstellung einer definierten Atmosphäre in dem Totraum auf sehr geringe bis vernachlässigbare Mengen.Without a gas barrier, large amounts of protective gas would have to flow continuously along the cable connections during and after the operation of the vacuum pump in the direction of the pumping area of the vacuum space in order to ensure adequate protection of the circuit board. In combination with the at least approximately gas-tight gas barrier, the additional consumption of the protective gas for the production of a defined atmosphere in the dead space amounts to very small to negligible amounts.

Die sekundäre Gasquelle kann auf verschiedene Arten an den Totraum angeschlossen sein, beispielsweise durch eine Querverbindung in Form einer Bohrung oder eines abgedeckten Kanals zu einem anderen, bereits in der Vakuumpumpe existierenden Gaseinlass einer sekundären Gasquelle und/oder durch eine Querverbindung zu einem anderen durch eine sekundäre Gasquelle flutbaren Bereich und/oder durch einen separaten Anschluss des Totraums an die sekundäre Gasquelle.The secondary gas source can be connected to the dead space in various ways, for example by a cross connection in the form of a bore or a covered channel to another gas inlet of a secondary gas source already existing in the vacuum pump and / or by a cross-connection to another area floodable by a secondary gas source and / or by a separate connection of the dead space to the secondary gas source.

Weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Vakuumpumpe. Dieses sieht vor, einen durch ein Pumpengehäuse begrenzten Vakuumraum sowie eine Platine bereitzustellen, eine Anschlussöffnung in dem Pumpengehäuse auszubilden, die Anschlussöffnung durch die Platine vakuumdicht zu verschließen, sodass die Platine den Vakuumraum von einem Druckraum trennt, und eine der Platine vakuumseitig vorgelagerte Gassperre auszubilden, die zu der Platine beabstandet ist. Durch die so hergestellte Vakuumpumpe lassen sich die voranstehend genannten Vorteile entsprechend erreichen.The invention further relates to a method for producing a vacuum pump. This provides to provide a vacuum space delimited by a pump housing and a circuit board, to form a connection opening in the pump housing, to seal the connection opening in a vacuum-tight manner by the circuit board, so that the circuit board separates the vacuum space from a pressure chamber, and to form a gas barrier in front of the circuit board on the vacuum side, which is spaced from the board. The above-mentioned advantages can be achieved accordingly by the vacuum pump produced in this way.

Gemäß einer Ausführungsform kann ein Kanal mit einem abgewinkelten oder gekrümmten Bereich in dem Pumpengehäuse ausgebildet werden, zumindest ein Anschlussleiter durch den Kanal hindurch verlegt werden, eine Gassperre in dem abgewinkelten oder gekrümmten Bereich des Kanals ausgebildet werden, der Anschlussleiter mit der Platine verbunden werden, und die Platine vakuumdicht an dem Pumpengehäuse angebracht werden.According to one embodiment, a channel with an angled or curved region can be formed in the pump housing, at least one connecting conductor can be laid through the duct, a gas barrier can be formed in the angled or curved region of the channel, the connecting conductor can be connected to the circuit board, and the board can be attached to the pump housing in a vacuum-tight manner.

Dabei kann der Kanal einteilig durch das Pumpengehäuse oder mehrteilig durch das Pumpengehäuse und/oder zusätzliche Bauelemente, beispielsweise Winkelstücke, Hülsenelemente, oder ähnliches, ausgebildet werden.The channel can be formed in one part by the pump housing or in several parts by the pump housing and / or additional components, for example angle pieces, sleeve elements, or the like.

Je nach konkreter Ausgestaltung des Kanals und der anderen Komponenten kann die Reihenfolge der Verfahrensschritte variiert werden. Bei Verwendung eines offenen Kanals mit Winkelstück kann beispielsweise erst der Anschlussleiter durch den offenen Kanal verlegt werden, bevor durch die Montage des Winkelstücks ein abgewinkelter Kanal ausgebildet wird. Entsprechendes gilt für alternativ oder zusätzlich für die anderen Verfahrensschritte.The sequence of the process steps can be varied depending on the specific design of the channel and the other components. If an open duct with an elbow is used, for example, the connecting conductor can first be laid through the open duct before the elbow is installed angled channel is formed. The same applies to alternatives or in addition to the other process steps.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand vorteilhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Die Zeichnungen, die Zeichnungsbeschreibung und die Ansprüche zeigen zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen, jeweils schematisch:

Fig. 1
eine perspektivische Ansicht einer Turbomolekularpumpe;
Fig. 2
eine Ansicht der Unterseite der Turbomolekularpumpe von Fig. 1;
Fig. 3
einen Querschnitt der Turbomolekularpumpe längs der in Fig. 2 gezeigten Schnittlinie A-A;
Fig. 4
eine Querschnittsansicht der Turbomolekularpumpe längs der in Fig. 2 gezeigten Schnittlinie B-B;
Fig. 5
eine Querschnittsansicht der Turbomolekularpumpe längs der in Fig. 2 gezeigten Schnittlinie C-C;
Fig. 6
eine Querschnittsansicht eines Pumpenunterteils mit einem abgewinkelten Kanal, einer Gassperre sowie einer Platine als Vakuumdurchführung gemäß einer ersten Ausführungsform;
Fig. 7A
eine Fertigungsskizze zur Herstellung des Kanals von Fig. 6;
Fig. 7B
eine Querschnittsansicht des abgewinkelten Kanals von Fig. 6;
Fig. 7C
eine Querschnittsansicht des Pumpenunterteils von Fig. 6 in einer Vergießausrichtung;
Fig. 8
eine Querschnittsansicht eines Pumpenunterteils mit einem abgewinkelten Kanal, einer Gassperre sowie einer Platine als Vakuumdurchführung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 9A
eine Fertigungsskizze zur Herstellung des Kanals von Fig. 8;
Fig. 9B
eine Querschnittsansicht des abgewinkelten Kanals von Fig. 8;
Fig. 9C
eine Querschnittsansicht des Pumpenunterteils von Fig. 8 in einer Vergießausrichtung;
Fig. 10
eine Querschnittsansicht eines Pumpenunterteils mit einem abgewinkelten Kanal mit einem Winkelstück, einer Gassperre sowie einer Platine als Vakuumdurchführung gemäß einer dritten Ausführungsform;
Fig. 11A
eine Draufsicht auf das Pumpenunterteil und das Winkelstück aus Fig. 10;
Fig. 11
B eine Fertigungsskizze zur Herstellung des offenen Kanals von Fig. 10;
Fig. 11C
eine Querschnittsansicht des abgewinkelten Kanals mit Winkelstück von Fig. 10;
Fig. 11D
eine Querschnittsansicht des Pumpenunterteils von Fig. 10 in einer Vergießausrichtung;
Fig. 12
eine Querschnittsansicht einer Vakuumpumpe mit einem Pumpenunterteil der dritten Ausführungsform.
The invention is described below by way of example using advantageous embodiments with reference to the accompanying figures. The drawings, the description of the drawings and the claims show numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into useful further combinations. Each shows schematically:
Fig. 1
a perspective view of a turbomolecular pump;
Fig. 2
a bottom view of the turbomolecular pump of FIG Fig. 1 ;
Fig. 3
a cross section of the turbomolecular pump along the in Fig. 2 shown section line AA;
Fig. 4
a cross-sectional view of the turbomolecular pump along the in Fig. 2 shown section line BB;
Fig. 5
a cross-sectional view of the turbomolecular pump along the in Fig. 2 shown section line CC;
Fig. 6
a cross-sectional view of a pump lower part with an angled channel, a gas barrier and a circuit board as a vacuum bushing according to a first embodiment;
Figure 7A
a manufacturing sketch for the manufacture of the channel of Fig. 6 ;
Figure 7B
a cross-sectional view of the angled channel of Fig. 6 ;
Figure 7C
a cross-sectional view of the pump base of Fig. 6 in a potting orientation;
Fig. 8
a cross-sectional view of a pump lower part with an angled channel, a gas barrier and a circuit board as a vacuum bushing according to a second embodiment;
Figure 9A
a manufacturing sketch for the manufacture of the channel of Fig. 8 ;
Figure 9B
a cross-sectional view of the angled channel of Fig. 8 ;
Figure 9C
a cross-sectional view of the pump base of Fig. 8 in a potting orientation;
Fig. 10
a cross-sectional view of a pump lower part with an angled channel with an elbow, a gas barrier and a circuit board as a vacuum bushing according to a third embodiment;
Figure 11A
a plan view of the lower part of the pump and the elbow Fig. 10 ;
Fig. 11
B is a manufacturing sketch for the manufacture of the open channel of Fig. 10 ;
Figure 11C
a cross-sectional view of the angled channel with elbow of Fig. 10 ;
Figure 11D
a cross-sectional view of the pump base of Fig. 10 in a potting orientation;
Fig. 12
a cross-sectional view of a vacuum pump with a pump lower part of the third embodiment.

Die in Fig. 1 gezeigte Turbomolekularpumpe 111 umfasst einen von einem Einlassflansch 113 umgebenen Pumpeneinlass 115, an welchen in an sich bekannter Weise ein nicht dargestellter Rezipient angeschlossen werden kann. Das Gas aus dem Rezipienten kann über den Pumpeneinlass 115 aus dem Rezipienten gesaugt und durch die Pumpe hindurch zu einem Pumpenauslass 117 gefördert werden, an den eine Vorvakuumpumpe, wie etwa eine Drehschieberpumpe, angeschlossen sein kann.In the Fig. 1 The turbomolecular pump 111 shown comprises a pump inlet 115 surrounded by an inlet flange 113, to which a recipient, not shown, can be connected in a manner known per se. The gas from the recipient can be sucked out of the recipient via the pump inlet 115 and conveyed through the pump to a pump outlet 117, to which a backing pump, such as a rotary vane pump, can be connected.

Der Einlassflansch 113 bildet bei der Ausrichtung der Vakuumpumpe gemäß Fig. 1 das obere Ende des Pumpengehäuses 119 der Vakuumpumpe 111. Das Pumpengehäuse 119 umfasst ein Pumpenunterteil 121, an welchem seitlich ein Elektronikgehäuse 123 angeordnet ist. In dem Elektronikgehäuse 123 sind elektrische und/oder elektronische Komponenten der Vakuumpumpe 111 untergebracht, z.B. zum Betreiben eines in der Vakuumpumpe angeordneten Elektromotors 125. Am Elektronikgehäuse 123 sind mehrere Anschlüsse 127 für Zubehör vorgesehen. Außerdem sind eine Datenschnittstelle 129, z.B. gemäß dem RS485-Standard, und ein Stromversorgungsanschluss 131 am Elektronikgehäuse 123 angeordnet.The inlet flange 113 forms in accordance with the orientation of the vacuum pump Fig. 1 the upper end of the pump housing 119 of the vacuum pump 111. The pump housing 119 comprises a pump lower part 121, on which an electronics housing 123 is arranged on the side. Electrical and / or electronic components of the vacuum pump 111 are accommodated in the electronics housing 123, for example for operating an electric motor 125 arranged in the vacuum pump. Several connections 127 for accessories are provided on the electronics housing 123. In addition, a data interface 129, for example in accordance with the RS485 standard, and a power supply connection 131 are arranged on the electronics housing 123.

Am Pumpengehäuse 119 der Turbomolekularpumpe 111 ist ein Fluteinlass 133, insbesondere in Form eines Flutventils, vorgesehen, über den die Vakuumpumpe 111 geflutet werden kann. Im Bereich des Pumpenunterteils 121 ist ferner noch ein Sperrgasanschluss 135, der auch als Spülgasanschluss bezeichnet wird, angeordnet, über welchen Spülgas zum Schutz des Elektromotors 125 (siehe z.B. Fig. 3) vor dem von der Pumpe geförderten Gas in den Motorraum 137, in welchem der Elektromotor 125 in der Vakuumpumpe 111 untergebracht ist, gebracht werden kann. Im Pumpenunterteil 121 sind ferner noch zwei Kühlmittelanschlüsse 139 angeordnet, wobei einer der Kühlmittelanschlüsse als Einlass und der andere Kühlmittelanschluss als Auslass für Kühlmittel vorgesehen ist, das zu Kühlzwecken in die Vakuumpumpe geleitet werden kann.A flood inlet 133, in particular in the form of a flood valve, is provided on the pump housing 119 of the turbomolecular pump 111, via which the vacuum pump 111 can be flooded. In the area of the pump lower part 121 there is also a sealing gas connection 135, which is also referred to as a purge gas connection, via which purge gas to protect the electric motor 125 (see, for example, FIG Fig. 3 ) can be brought in front of the gas conveyed by the pump into the engine compartment 137, in which the electric motor 125 is accommodated in the vacuum pump 111. There are also two coolant connections in the pump lower part 121 139 arranged, wherein one of the coolant connections is provided as an inlet and the other coolant connection as an outlet for coolant, which can be passed into the vacuum pump for cooling purposes.

Die untere Seite 141 der Vakuumpumpe kann als Standfläche dienen, sodass die Vakuumpumpe 111 auf der Unterseite 141 stehend betrieben werden kann. Die Vakuumpumpe 111 kann aber auch über den Einlassflansch 113 an einem Rezipienten befestigt werden und somit gewissermaßen hängend betrieben werden. Außerdem kann die Vakuumpumpe 111 so gestaltet sein, dass sie auch in Betrieb genommen werden kann, wenn sie auf andere Weise ausgerichtet ist als in Fig. 1 gezeigt ist. Es lassen sich auch Ausführungsformen der Vakuumpumpe realisieren, bei der die Unterseite 141 nicht nach unten, sondern zur Seite gewandt oder nach oben gerichtet angeordnet werden kann.The lower side 141 of the vacuum pump can serve as a standing surface, so that the vacuum pump 111 can be operated standing on the underside 141. However, the vacuum pump 111 can also be attached to a recipient via the inlet flange 113 and can thus be operated in a manner of hanging. In addition, the vacuum pump 111 can be designed so that it can also be operated if it is aligned in a different way than in FIG Fig. 1 is shown. Embodiments of the vacuum pump can also be realized, in which the underside 141 cannot be arranged facing downwards, but turned to the side or directed upwards.

An der Unterseite 141, die in Fig. 2 dargestellt ist, sind noch diverse Schrauben 143 angeordnet, mittels denen hier nicht weiter spezifizierte Bauteile der Vakuumpumpe aneinander befestigt sind. Beispielsweise ist ein Lagerdeckel 145 an der Unterseite 141 befestigt.At the bottom 141, which in Fig. 2 is shown, various screws 143 are also arranged, by means of which components of the vacuum pump, which are not further specified here, are fastened to one another. For example, a bearing cover 145 is attached to the underside 141.

An der Unterseite 141 sind außerdem Befestigungsbohrungen 147 angeordnet, über welche die Pumpe 111 beispielsweise an einer Auflagefläche befestigt werden kann.Fastening bores 147 are also arranged on the underside 141, via which the pump 111 can be fastened, for example, to a support surface.

In den Figuren 2 bis 5 ist eine Kühlmittelleitung 148 dargestellt, in welcher das über die Kühlmittelanschlüsse 139 ein- und ausgeleitete Kühlmittel zirkulieren kann.In the Figures 2 to 5 A coolant line 148 is shown in which the coolant introduced and discharged via the coolant connections 139 can circulate.

Wie die Schnittdarstellungen der Figuren 3 bis 5 zeigen, umfasst die Vakuumpumpe mehrere Prozessgaspumpstufen zur Förderung des an dem Pumpeneinlass 115 anstehenden Prozessgases zu dem Pumpenauslass 117.Like the sectional views of the Figures 3 to 5 show, the vacuum pump comprises a plurality of process gas pump stages for conveying the process gas present at the pump inlet 115 to the pump outlet 117.

In dem Pumpengehäuse 119 ist ein Rotor 149 angeordnet, der eine um eine Rotationsachse 151 drehbare Rotorwelle 153 aufweist.A rotor 149 is arranged in the pump housing 119 and has a rotor shaft 153 rotatable about an axis of rotation 151.

Die Turbomolekularpumpe 111 umfasst mehrere pumpwirksam miteinander in Serie geschaltete turbomolekulare Pumpstufen mit mehreren an der Rotorwelle 153 befestigten radialen Rotorscheiben 155 und zwischen den Rotorscheiben 155 angeordneten und in dem Pumpengehäuse 119 festgelegten Statorscheiben 157. Dabei bilden eine Rotorscheibe 155 und eine benachbarte Statorscheibe 157 jeweils eine turbomolekulare Pumpstufe. Die Statorscheiben 157 sind durch Abstandsringe 159 in einem gewünschten axialen Abstand zueinander gehalten.The turbomolecular pump 111 comprises a plurality of turbomolecular pump stages which are connected to one another in a pumping manner with a plurality of radial rotor disks 155 attached to the rotor shaft 153 and stator disks 157 arranged between the rotor disks 155 and fixed in the pump housing 119. A rotor disk 155 and an adjacent stator disk 157 each form a turbomolecular one Pump stage. The stator disks 157 are held at a desired axial distance from one another by spacer rings 159.

Die Vakuumpumpe umfasst außerdem in radialer Richtung ineinander angeordnete und pumpwirksam miteinander in Serie geschaltete Holweck-Pumpstufen. Der Rotor der Holweck-Pumpstufen umfasst eine an der Rotorwelle 153 angeordnete Rotornabe 161 und zwei an der Rotornabe 161 befestigte und von dieser getragene zylindermantelförmige Holweck-Rotorhülsen 163, 165, die koaxial zur Rotationsachse 151 orientiert und in radialer Richtung ineinander geschachtelt sind. Ferner sind zwei zylindermantelförmige Holweck-Statorhülsen 167, 169 vorgesehen, die ebenfalls koaxial zu der Rotationsachse 151 orientiert und in radialer Richtung gesehen ineinander geschachtelt sind.The vacuum pump also comprises Holweck pump stages which are arranged one inside the other in the radial direction and have a pumping effect and are connected in series with one another. The rotor of the Holweck pump stages comprises a rotor hub 161 arranged on the rotor shaft 153 and two cylindrical jacket-shaped Holweck rotor sleeves 163, 165 fastened to and supported by the rotor hub 161, which are oriented coaxially to the axis of rotation 151 and nested one inside the other in the radial direction. Furthermore, two cylindrical jacket-shaped Holweck stator sleeves 167, 169 are provided, which are also oriented coaxially to the axis of rotation 151 and are nested one inside the other in the radial direction.

Die pumpaktiven Oberflächen der Holweck-Pumpstufen sind durch die Mantelflächen, also durch die radialen Innen- und/oder Außenflächen, der Holweck-Rotorhülsen 163, 165 und der Holweck-Statorhülsen 167, 169 gebildet. Die radiale Innenfläche der äußeren Holweck-Statorhülse 167 liegt der radialen Außenfläche der äußeren Holweck-Rotorhülse 163 unter Ausbildung eines radialen Holweck-Spalts 171 gegenüber und bildet mit dieser die der Turbomolekularpumpen nachfolgende erste Holweck-Pumpstufe. Die radiale Innenfläche der äußeren Holweck-Rotorhülse 163 steht der radialen Außenfläche der inneren Holweck-Statorhülse 169 unter Ausbildung eines radialen Holweck-Spalts 173 gegenüber und bildet mit dieser eine zweite Holweck-Pumpstufe. Die radiale Innenfläche der inneren Holweck-Statorhülse 169 liegt der radialen Außenfläche der inneren Holweck-Rotorhülse 165 unter Ausbildung eines radialen Holweck-Spalts 175 gegenüber und bildet mit dieser die dritte Holweck-Pumpstufe.The pump-active surfaces of the Holweck pump stages are formed by the lateral surfaces, that is to say by the radial inner and / or outer surfaces, of the Holweck rotor sleeves 163, 165 and of the Holweck stator sleeves 167, 169. The radial inner surface of the outer Holweck stator sleeve 167 lies opposite the radial outer surface of the outer Holweck rotor sleeve 163 with the formation of a radial Holweck gap 171 and forms with it the first Holweck pump stage following the turbomolecular pumps. The radial inner surface of the outer Holweck rotor sleeve 163 faces the radial outer surface of the inner Holweck stator sleeve 169 with the formation of a radial Holweck gap 173 and forms a second Holweck pump stage with this. The radial inner surface of the inner Holweck stator sleeve 169 lies opposite the radial outer surface of the inner Holweck rotor sleeve 165, forming a radial Holweck gap 175, and forms the third Holweck pumping stage therewith.

Am unteren Ende der Holweck-Rotorhülse 163 kann ein radial verlaufender Kanal vorgesehen sein, über den der radial außenliegende Holweck-Spalt 171 mit dem mittleren Holweck-Spalt 173 verbunden ist. Außerdem kann am oberen Ende der inneren Holweck-Statorhülse 169 ein radial verlaufender Kanal vorgesehen sein, über den der mittlere Holweck-Spalt 173 mit dem radial innenliegenden Holweck-Spalt 175 verbunden ist. Dadurch werden die ineinander geschachtelten Holweck-Pumpstufen in Serie miteinander geschaltet. Am unteren Ende der radial innenliegenden Holweck-Rotorhülse 165 kann ferner ein Verbindungskanal 179 zum Auslass 117 vorgesehen sein.At the lower end of the Holweck rotor sleeve 163, a radially extending channel can be provided, via which the radially outer Holweck gap 171 is connected to the central Holweck gap 173. In addition, a radially extending channel can be provided at the upper end of the inner Holweck stator sleeve 169, via which the central Holweck gap 173 is connected to the radially inner Holweck gap 175. As a result, the nested Holweck pump stages are connected in series. At the lower end of the radially inner Holweck rotor sleeve 165, a connection channel 179 to the outlet 117 can also be provided.

Die vorstehend genannten pumpaktiven Oberflächen der Holweck-Statorhülsen 163, 165 weisen jeweils mehrere spiralförmig um die Rotationsachse 151 herum in axialer Richtung verlaufende Holweck-Nuten auf, während die gegenüberliegenden Mantelflächen der Holweck-Rotorhülsen 163, 165 glatt ausgebildet sind und das Gas zum Betrieb der Vakuumpumpe 111 in den Holweck-Nuten vorantreiben.The aforementioned pump-active surfaces of the Holweck stator sleeves 163, 165 each have a plurality of Holweck grooves running spirally around the axis of rotation 151 in the axial direction, while the opposite lateral surfaces of the Holweck rotor sleeves 163, 165 are smooth and the gas for operating the Drive the vacuum pump 111 in the Holweck grooves.

Zur drehbaren Lagerung der Rotorwelle 153 sind ein Wälzlager 181 im Bereich des Pumpenauslasses 117 und ein Permanentmagnetlager 183 im Bereich des Pumpeneinlasses 115 vorgesehen.A roller bearing 181 in the area of the pump outlet 117 and a permanent magnet bearing 183 in the area of the pump inlet 115 are provided for rotatably mounting the rotor shaft 153.

Im Bereich des Wälzlagers 181 ist an der Rotorwelle 153 eine konische Spritzmutter 185 mit einem zu dem Wälzlager 181 hin zunehmenden Außendurchmesser vorgesehen. Die Spritzmutter 185 steht mit mindestens einem Abstreifer eines Betriebsmittelspeichers in gleitendem Kontakt. Der Betriebsmittelspeicher umfasst mehrere aufeinander gestapelte saugfähige Scheiben 187, die mit einem Betriebsmittel für das Wälzlager 181, z.B. mit einem Schmiermittel, getränkt sind.In the area of the roller bearing 181, a conical spray nut 185 is provided on the rotor shaft 153 with an outer diameter increasing toward the roller bearing 181. The injection nut 185 is in sliding contact with at least one scraper of an operating fluid reservoir. The resource storage includes a plurality of absorbent disks 187 stacked one on top of the other, which are impregnated with an operating medium for the roller bearing 181, for example with a lubricant.

Im Betrieb der Vakuumpumpe 111 wird das Betriebsmittel durch kapillare Wirkung von dem Betriebsmittelspeicher über den Abstreifer auf die rotierende Spritzmutter 185 übertragen und in Folge der Zentrifugalkraft entlang der Spritzmutter 185 in Richtung des größer werdenden Außendurchmessers der Spritzmutter 185 zu dem Wälzlager 181 hin gefördert, wo es z.B. eine schmierende Funktion erfüllt. Das Wälzlager 181 und der Betriebsmittelspeicher sind durch einen wannenförmigen Einsatz 189 und den Lagerdeckel 145 in der Vakuumpumpe eingefasst.In the operation of the vacuum pump 111, the operating medium is transferred by capillary action from the operating medium storage via the wiper to the rotating spray nut 185 and, as a result of the centrifugal force along the spray nut 185, is conveyed in the direction of the increasing outer diameter of the spray nut 185 to the roller bearing 181, where it e.g. fulfills a lubricating function. The roller bearing 181 and the operating fluid reservoir are enclosed in the vacuum pump by a trough-shaped insert 189 and the bearing cover 145.

Das Permanentmagnetlager 183 umfasst eine rotorseitige Lagerhälfte 191 und eine statorseitige Lagerhälfte 193, welche jeweils einen Ringstapel aus mehreren in axialer Richtung aufeinander gestapelten permanentmagnetischen Ringen 195, 197 umfassen. Die Ringmagnete 195, 197 liegen einander unter Ausbildung eines radialen Lagerspalts 199 gegenüber, wobei die rotorseitigen Ringmagnete 195 radial außen und die statorseitigen Ringmagnete 197 radial innen angeordnet sind. Das in dem Lagerspalt 199 vorhandene magnetische Feld ruft magnetische Abstoßungskräfte zwischen den Ringmagneten 195, 197 hervor, welche eine radiale Lagerung der Rotorwelle 153 bewirken. Die rotorseitigen Ringmagnete 195 sind von einem Trägerabschnitt 201 der Rotorwelle 153 getragen, welcher die Ringmagnete 195 radial außenseitig umgibt. Die statorseitigen Ringmagnete 197 sind von einem statorseitigen Trägerabschnitt 203 getragen, welcher sich durch die Ringmagnete 197 hindurch erstreckt und an radialen Streben 205 des Pumpengehäuses 119 aufgehängt ist. Parallel zu der Rotationsachse 151 sind die rotorseitigen Ringmagnete 195 durch ein mit dem Trägerabschnitt 203 gekoppeltes Deckelelement 207 festgelegt. Die statorseitigen Ringmagnete 197 sind parallel zu der Rotationsachse 151 in der einen Richtung durch einen mit dem Trägerabschnitt 203 verbundenen Befestigungsring 209 sowie einen mit dem Trägerabschnitt 203 verbundenen Befestigungsring 211 festgelegt. Zwischen dem Befestigungsring 211 und den Ringmagneten 197 kann außerdem eine Tellerfeder 213 vorgesehen sein.The permanent magnet bearing 183 comprises a bearing half 191 on the rotor side and a bearing half 193 on the stator side, each of which comprises an annular stack of a plurality of permanent magnetic rings 195, 197 stacked on one another in the axial direction. The ring magnets 195, 197 lie opposite one another to form a radial bearing gap 199, the rotor-side ring magnets 195 being arranged radially on the outside and the stator-side ring magnets 197 being arranged radially on the inside. The magnetic field present in the bearing gap 199 causes magnetic repulsive forces between the ring magnets 195, 197, which cause the rotor shaft 153 to be supported radially. The rotor-side ring magnets 195 are carried by a carrier section 201 of the rotor shaft 153, which radially surrounds the ring magnets 195 on the outside. The stator-side ring magnets 197 are carried by a stator-side support section 203 which extends through the ring magnets 197 and is suspended from radial struts 205 of the pump housing 119. Parallel to the axis of rotation 151, the rotor-side ring magnets 195 are fixed by a cover element 207 coupled to the carrier section 203. The stator-side ring magnets 197 are fixed parallel to the axis of rotation 151 in one direction by a fastening ring 209 connected to the carrier section 203 and a fastening ring 211 connected to the carrier section 203. Between the mounting ring 211 and the ring magnet 197, a plate spring 213 can also be provided.

Innerhalb des Magnetlagers ist ein Not- bzw. Fanglager 215 vorgesehen, welches im normalen Betrieb der Vakuumpumpe 111 ohne Berührung leer läuft und erst bei einer übermäßigen radialen Auslenkung des Rotors 149 relativ zu dem Stator in Eingriff gelangt, um einen radialen Anschlag für den Rotor 149 zu bilden, da eine Kollision der rotorseitigen Strukturen mit den statorseitigen Strukturen verhindert wird. Das Fanglager 215 ist als ungeschmiertes Wälzlager ausgebildet und bildet mit dem Rotor 149 und/oder dem Stator einen radialen Spalt, welcher bewirkt, dass das Fanglager 215 im normalen Pumpbetrieb außer Eingriff ist. Die radiale Auslenkung, bei der das Fanglager 215 in Eingriff gelangt, ist groß genug bemessen, sodass das Fanglager 215 im normalen Betrieb der Vakuumpumpe nicht in Eingriff gelangt, und gleichzeitig klein genug, sodass eine Kollision der rotorseitigen Strukturen mit den statorseitigen Strukturen unter allen Umständen verhindert wird.An emergency or catch bearing 215 is provided within the magnetic bearing, which runs empty without contact during normal operation of the vacuum pump 111 and only comes into engagement with an excessive radial deflection of the rotor 149 relative to the stator in order to provide a radial stop for the rotor 149 to form, since a collision of the rotor-side structures with the stator-side structures is prevented. The catch bearing 215 is designed as an unlubricated roller bearing and forms a radial gap with the rotor 149 and / or the stator, which causes the catch bearing 215 to be disengaged in normal pumping operation. The radial deflection at which the catch bearing 215 engages is dimensioned large enough that the catch bearing 215 does not engage during normal operation of the vacuum pump, and at the same time is small enough so that the rotor-side structures collide with the stator-side structures under all circumstances is prevented.

Die Vakuumpumpe 111 umfasst den Elektromotor 125 zum drehenden Antreiben des Rotors 149. Der Anker des Elektromotors 125 ist durch den Rotor 149 gebildet, dessen Rotorwelle 153 sich durch den Motorstator 217 hindurch erstreckt. Auf den sich durch den Motorstator 217 hindurch erstreckenden Abschnitt der Rotorwelle 153 kann radial außenseitig oder eingebettet eine Permanentmagnetanordnung angeordnet sein. Zwischen dem Motorstator 217 und dem sich durch den Motorstator 217 hindurch erstreckenden Abschnitt des Rotors 149 ist ein Zwischenraum 219 angeordnet, welcher einen radialen Motorspalt umfasst, über den sich der Motorstator 217 und die Permanentmagnetanordnung zur Übertragung des Antriebsmoments magnetisch beeinflussen können.The vacuum pump 111 comprises the electric motor 125 for rotatingly driving the rotor 149. The armature of the electric motor 125 is formed by the rotor 149, the rotor shaft 153 of which extends through the motor stator 217. A permanent magnet arrangement can be arranged radially on the outside or embedded on the section of the rotor shaft 153 which extends through the motor stator 217. Between the motor stator 217 and the section of the rotor 149 which extends through the motor stator 217, an intermediate space 219 is arranged which comprises a radial motor gap, via which the motor stator 217 and the permanent magnet arrangement for transmitting the drive torque can magnetically influence one another.

Der Motorstator 217 ist in dem Pumpengehäuse innerhalb des für den Elektromotor 125 vorgesehenen Motorraums 137 festgelegt. Über den Sperrgasanschluss 135 kann ein Sperrgas, das auch als Spülgas bezeichnet wird, und bei dem es sich beispielsweise um Luft oder um Stickstoff handeln kann, in den Motorraum 137 gelangen. Über das Sperrgas kann der Elektromotor 125 vor Prozessgas, z.B. vor korrosiv wirkenden Anteilen des Prozessgases, geschützt werden. Der Motorraum 137 kann auch über den Pumpenauslass 117 evakuiert werden, d.h. im Motorraum 137 herrscht zumindest annäherungsweise der von der am Pumpenauslass 117 angeschlossenen Vorvakuumpumpe bewirkte Vakuumdruck.The motor stator 217 is fixed in the pump housing within the motor space 137 provided for the electric motor 125. Via the sealing gas connection 135, a sealing gas, which is also referred to as a purge gas and which can be, for example, air or nitrogen, can get into the engine compartment 137. The electric motor 125 can be protected from process gas, for example from corrosive portions of the process gas, by means of the sealing gas. The engine compartment 137 can also be evacuated via the pump outlet 117, ie in the engine compartment 137 there is at least approximately the vacuum pressure caused by the fore-vacuum pump connected to the pump outlet 117.

Zwischen der Rotornabe 161 und einer den Motorraum 137 begrenzenden Wandung 221 kann außerdem eine sog. und an sich bekannte Labyrinthdichtung 223 vorgesehen sein, insbesondere um eine bessere Abdichtung des Motorraums 217 gegenüber den radial außerhalb liegenden Holweck-Pumpstufen zu erreichen.A so-called and known labyrinth seal 223 can also be provided between the rotor hub 161 and a wall 221 delimiting the motor space 137, in particular in order to achieve a better seal of the motor space 217 with respect to the radially outside Holweck pump stages.

Fig. 6 zeigt eine erste Ausführungsform eines Pumpenunterteils 121 der Turbomolekularpumpe 111 in einem montierten Betriebszustand. Die Turbomolekularpumpe 111 weist einen durch das Pumpengehäuse 119 begrenzten Vakuumraum V auf, der mittels einer Platine 241 als Vakuumdurchführung von einem Druckraum D getrennt ist. Die Platine 241 ist im Bereich einer Anschlussöffnung 225 unter Verwendung eines O-Rings 243 vakuumdicht an dem Pumpengehäuse 119 angebracht. Fig. 6 shows a first embodiment of a pump lower part 121 of the turbomolecular pump 111 in an assembled operating state. The turbomolecular pump 111 has a vacuum space V delimited by the pump housing 119, which is separated from a pressure space D by means of a circuit board 241 as a vacuum bushing. The circuit board 241 is attached in a vacuum-tight manner to the pump housing 119 in the region of a connection opening 225 using an O-ring 243.

Der Vakuumraum V umfasst einen abgewinkelten Kanal 224, in dem eine Gassperre 231 angeordnet ist, die der Platine 241 vakuumseitig vorgelagert ist und das Prozessgas von der Platine 241 und den Anschlussverbindungen der Platine 241 fernhält. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Gassperre 231 eine Vergussmasse, die einen siphonartig abgewinkelten Bereich 229 (Fig. 7B) des Kanals 224 gasdicht ausfüllt.The vacuum space V comprises an angled channel 224, in which a gas barrier 231 is arranged, which is arranged upstream of the circuit board 241 on the vacuum side and keeps the process gas away from the circuit board 241 and the connection connections of the circuit board 241. In the exemplary embodiment shown, the gas barrier 231 is a casting compound which has a region 229 (9) angled like a siphon. Figure 7B ) of channel 224 is filled gas-tight.

Die Platine 241 ist mit Anschlussleitern 233 verbunden, die sich durch die Gassperre 231 hindurch bis zu einer Öffnung 239 zu einem Pumpbereich 240 (Fig. 8) der Turbomolekularpumpe 111 erstrecken. Die Anschlussleiter 233 weisen Steckverbinder 235 auf, die mit der Platine 241 verbunden sind. Die Steckverbinder 235 und die daran anschließenden Abschnitte der Anschlussleiter 233 sind in einem Aufnahmeraum 226 des abgewinkelten Kanals 224 aufgenommen. An ihrem dem Pumpbereich 240 zugewandten Ende können die Anschlussleiter 233 mit einem Motor, einer Aktorik und/oder einer Sensorik der Turbomolekularpumpe 111 verbunden sein.The circuit board 241 is connected to connection conductors 233 which extend through the gas barrier 231 up to an opening 239 to a pump area 240 ( Fig. 8 ) of the turbomolecular pump 111. The connection conductors 233 have plug connectors 235 which are connected to the circuit board 241. The plug connectors 235 and the adjoining sections of the connecting conductors 233 are received in a receiving space 226 of the angled channel 224. At their end facing the pump region 240, the connection conductors 233 can be connected to a motor, an actuator system and / or a sensor system of the turbomolecular pump 111.

Die Vergussmasse 231 steht nicht in Kontakt mit der Platine 241 oder den Steckverbindern 235, sodass keine Beeinträchtigung der Kontakte durch die Gassperre 231, insbesondere durch die Vergussmasse, entstehen kann. Die Gassperre 231 und die Platine 241 definieren somit einen als Totraum T bezeichneten Bereich des Vakuumraums V, der zumindest im Wesentlichen nicht gasführend mit dem Pumpbereich 240 und dem Druckraum D verbunden ist. An den Totraum T kann eine sekundäre Gasquelle (nicht gezeigt) angeschlossen werden, die ein Fluten des Totraums T mit einem Schutzgas ermöglichen kann, um korrosives Prozessgas noch wirksamer von der Platine 241 fernzuhalten. Das Pumpenunterteil 121 ist im Betriebszustand bedarfsgemäß ausgerichtet bzw. kann bedarfsgemäß in beliebiger Orientierung angeordnet werden, da die ausgehärtete Vergussmasse 231 als Gassperre unter allen Orientierungen wirksam bleibt.The potting compound 231 is not in contact with the circuit board 241 or the plug connectors 235, so that the contacts cannot be adversely affected by the gas barrier 231, in particular by the potting compound. The gas barrier 231 and the circuit board 241 thus define an area of the vacuum space V, referred to as dead space T, which is at least substantially non-gas-connected to the pump area 240 and the pressure space D. A secondary gas source (not shown) can be connected to the dead space T, which can allow flooding of the dead space T with a protective gas in order to keep corrosive process gas from the circuit board 241 even more effectively. The pump lower part 121 is oriented as required in the operating state or can be arranged in any orientation as required, since the hardened casting compound 231 remains effective as a gas barrier under all orientations.

Die Vergussmasse 231 ist in der gezeigten Ausführungsform ausschließlich im Pumpenunterteil 121 angeordnet und steht nicht in Kontakt mit einem Pumpenoberteil 249 (Fig. 8), das den Pumpbereich 240 des Vakuumraums definiert. Daher kann das Pumpenunterteil 121 vorteilhaft zu Service-, Wartungs- und Reparaturzwecken unkompliziert demontiert und separat gehandhabt werden. Zusätzliche Flexibilität bei der Montage und Demontage der Turbomolekularpumpe 111 ergibt sich dadurch, dass die Anschlussverbindungen der Platine 241 steckbar ausgeführt sind, was beispielsweise ein einfaches Austauschen der Platine 241 ermöglicht.The potting compound 231 in the embodiment shown is arranged exclusively in the lower pump part 121 and is not in contact with an upper pump part 249 ( Fig. 8 ) that defines the pumping area 240 of the vacuum space. The pump lower part 121 can therefore advantageously be easily dismantled for service, maintenance and repair purposes and handled separately. Additional flexibility in the assembly and disassembly of the turbomolecular pump 111 results from the fact that the connection connections of the circuit board 241 are designed to be pluggable, which for example enables the circuit board 241 to be easily replaced.

Fig. 7A bis 7C skizzieren die Fertigung der ersten Ausführungsform des Pumpenunterteils 121 aus Fig. 6. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind andere im Pumpenunterteil 121 angeordnete Komponenten der Turbomolekularpumpe 111 nicht gezeigt. 7A to 7C outline the manufacture of the first embodiment of the pump lower part 121 Fig. 6 . For reasons of clarity, other components of the turbomolecular pump 111 arranged in the pump lower part 121 are not shown.

Fig. 7A zeigt, dass der zur Aufnahme der Gassperre 231 vorgesehene Abschnitt des Kanals 224 aus zwei sich kreuzenden Sackbohrungen 227a und 227b gefertigt ist, die von gegenüberliegenden Seiten des Pumpenunterteils 121 ausgehen und sich im gezeigten Ausführungsbeispiel unter einem Winkel von 90° schneiden. Es versteht sich, dass je nach den konstruktiven Randbedingungen grundsätzlich auch andere Winkel in Betracht kommen. Eine erste Sackbohrung 227a geht im Pumpengehäuse 119 von der Seite des designierten Druckraums D aus und definiert die Anschlussöffnung 225. Eine zweite Sackbohrung 227b definiert die Öffnung 239 zu dem Pumpbereich 240 der Turbomolekularpumpe 111. Das Pumpengehäuse 119 weist im Bereich der Anschlussöffnung 225 eine dritte Sackbohrung 227c auf, die den Kanal 224 um einen Aufnahmeraum 226 zur Aufnahme von elektrischen oder elektronischen Anschlusskomponenten erweitert. Im gezeigten Ausführungsbeispiel schneiden sich die dritte und erste Sackbohrung 227c, 227a unter einem Winkel von 45°, wobei auch hier andere Winkel möglich sind. Figure 7A shows that the section of the channel 224 provided for receiving the gas barrier 231 is made of two intersecting blind bores 227a and 227b, which extend from opposite sides of the pump lower part 121 and intersect at an angle of 90 ° in the exemplary embodiment shown. It goes without saying that, depending on the design constraints, other angles are also possible. A first blind bore 227a extends in the pump housing 119 from the side of the designated pressure chamber D and defines the connection opening 225. A second blind bore 227b defines the opening 239 to the pump region 240 of the turbomolecular pump 111. The pump housing 119 has a third blind bore in the region of the connection opening 225 227c, which extends the channel 224 by a receiving space 226 for receiving electrical or electronic connection components. In the exemplary embodiment shown, the third and first blind bores 227c, 227a intersect at an angle of 45 °, with other angles also being possible here.

Fig. 7B zeigt den Gesamtquerschnitt des resultierenden Kanals 224. Im Bereich der sich kreuzenden ersten und zweiten Sackbohrung 227a, 227b weist der Kanal 224 einen Bereich mit abgewinkelter Kontur 229 auf, der in der gezeigten Orientierung des Pumpenunterteils 121 nach rechts orientiert ist. Figure 7B shows the total cross section of the resulting channel 224. In the area of the intersecting first and second blind bores 227a, 227b, the channel 224 has an area with an angled contour 229, which is oriented to the right in the orientation of the pump lower part 121 shown.

Die Fig. 7C zeigt das Pumpenunterteil 121 während des Einbringens der Gassperre 231 in einer Vergießausrichtung, welche im gezeigten Ausführungsbeispiel einer Drehung des Pumpenunterteils 121 im Vergleich zum Betriebszustand aus Fig. 6 um 90° nach rechts entspricht. Durch den Kanal 224 hindurch werden zuerst Anschlussleiter 233 verlegt, die seitens der Anschlussöffnung 225 Steckverbinder 235 zum Anschließen an die Platine 241 aufweisen. Die Abmessung des Kanals 224 ist hierbei so gewählt, dass die Anschlussleiter 233 und die Steckverbinder 235 durchgeführt werden können. Eine Dichtungsnut 237 ist zur Aufnahme des O-Rings 243 zur vakuumdichten Montage der Platine 241 vorgesehen.The Figure 7C shows the pump lower part 121 during the insertion of the gas barrier 231 in a potting orientation, which in the exemplary embodiment shown rotates the pump lower part 121 in comparison to the operating state Fig. 6 90 ° to the right. Through channel 224 are first Leads 233 are laid, which on the part of the connection opening 225 have plug connectors 235 for connection to the circuit board 241. The dimension of the channel 224 is selected so that the connection conductors 233 and the plug connectors 235 can be implemented. A sealing groove 237 is provided for receiving the O-ring 243 for vacuum-tight mounting of the circuit board 241.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Gassperre 231 als Vergussmasse ausgebildet, die vorerst ausreichend fließfähig ist, um durch Vergießen in den Kanal 224 eingebracht zu werden, und die anschließend dort aushärtet. Zum Vergießen wird das Pumpenunterteil 121 wie gezeigt derart positioniert, dass der abgewinkelte Bereich 229 nach Art eines Siphons den tiefsten Punkt des Kanals 224 bildet. Durch die Anschlussöffnung 225 und/oder die Öffnung 239 zum Pumpbereich 240 wird die Vergussmasse 231 in den siphonartigen Bereich 229 des Kanals 224 eingebracht, bis der Kanal 224 gasdicht verschlossen ist. Dabei werden die Anschlussleiter 233 in der Vergussmasse 231 eingegossen. Die Bereiche vor und hinter der Vergussmasse bleiben frei von der Gassperre 231, sodass die Vergussmasse nicht in Kontakt mit der Platine 241 oder deren Anschlussverbindungen kommt. Bis zum Aushärten der Vergussmasse 231 verbleibt das Pumpenunterteil 121 in der gezeigten Orientierung.In the exemplary embodiment shown, the gas barrier 231 is designed as a potting compound which is initially sufficiently flowable to be introduced into the channel 224 by potting and which then hardens there. For potting, the pump lower part 121 is positioned as shown such that the angled area 229 forms the lowest point of the channel 224 in the manner of a siphon. The potting compound 231 is introduced into the siphon-like area 229 of the channel 224 through the connection opening 225 and / or the opening 239 to the pump area 240 until the channel 224 is sealed gas-tight. The connecting conductors 233 are cast in the casting compound 231. The areas in front of and behind the potting compound remain free of the gas barrier 231, so that the potting compound does not come into contact with the circuit board 241 or its connection connections. The pump lower part 121 remains in the orientation shown until the potting compound 231 has hardened.

Fig. 8 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Pumpenunterteils 121 einer Turbomolekularpumpe 111 in einem montierten Betriebszustand und Fig. 9A bis 9C skizzieren die Fertigung der zweiten Ausführungsform. Die zweite Ausführungsform ist der in Fig. 6 gezeigten ersten Ausführungsform weitgehend ähnlich, weshalb im Folgenden insbesondere auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsformen eingegangen wird. Fig. 8 shows a second embodiment of a pump lower part 121 of a turbomolecular pump 111 in an assembled operating state and 9A to 9C outline the manufacture of the second embodiment. The second embodiment is that in Fig. 6 shown first embodiment largely similar, which is why the differences between the embodiments will be discussed in particular below.

Fig. 8 zeigt das Pumpenunterteil 121, das eine Platine 241 als Vakuumdurchführung und einen abgewinkelten Kanal 224 aufweist, in dem eine Gassperre 231 angeordnet ist. Ein weiterer Pumpenteil, hier ein Pumpenoberteil 249, das den Pumpbereich 240 der Turbomolekularpumpe 111 definiert, ist auf dem Pumpenunterteil 121 montiert und mit einem in einer Dichtungsnut 247 angeordneten O-Ring abgedichtet. Fig. 8 shows the pump lower part 121, which has a circuit board 241 as a vacuum feedthrough and an angled channel 224, in which a gas barrier 231 is arranged. Another pump part, here an upper pump part 249, which the Pump region 240 of the turbomolecular pump 111 is defined, is mounted on the pump lower part 121 and sealed with an O-ring arranged in a sealing groove 247.

Wie Fig. 9A zeigt, ist der Kanal 224 aus zwei Sackbohrungen 227a und 227b gefertigt, die sich unter einem Winkel von 90° schneiden, wobei unter Berücksichtigung der konstruktiven Gegebenheiten auch andere Winkel gewählt werden können. Beide Sackbohrungen 227a, 227b sind von derselben Seite des Pumpenunterteils 121 her ausgeführt, hier von der Seite des Pumpbereichs 240 her, sodass die Bohrungen eine Öffnung 239 zum Pumpbereich 240 sowie eine weitere Bohröffnung 251 im Pumpengehäuse 119 definieren. Eine Fräsung 245 an der gegenüberliegenden Seite des Pumpenunterteils 121 vervollständigt die Durchführung des abgewinkelten Kanals 224 zur Seite der Anschlussöffnung 225. Im Vergleich zum Kanal 224 von Fig. 6 kann hier die Anschlussöffnung 225 für die Platine 241 als Vakuumdurchführung kleiner ausgeführt werden, da die Fräsung 245 in einem rechten Winkel zu der Oberfläche des Pumpengehäuses 119 steht.How Figure 9A shows, the channel 224 is made of two blind holes 227a and 227b, which intersect at an angle of 90 °, wherein other angles can also be selected taking into account the structural conditions. Both blind holes 227a, 227b are made from the same side of the lower pump part 121, here from the side of the pump area 240, so that the holes define an opening 239 to the pump area 240 and a further hole 251 in the pump housing 119. A milling 245 on the opposite side of the pump lower part 121 completes the passage of the angled channel 224 to the side of the connection opening 225. In comparison to the channel 224 from FIG Fig. 6 Here, the connection opening 225 for the circuit board 241 can be made smaller as a vacuum feedthrough, since the milling 245 is at a right angle to the surface of the pump housing 119.

Fig. 9B zeigt den Gesamtquerschnitt des resultierenden Kanals 224. Die sich kreuzenden Sackbohrungen 227a und 227b bilden einen siphonartig gewinkelten Bereich 229 des Kanals 224 aus. Figure 9B shows the overall cross section of the resulting channel 224. The intersecting blind bores 227a and 227b form a region 229 of the channel 224 which is angled in the manner of a siphon.

Fig. 9C zeigt das Pumpenunterteil 121 in einer Orientierung während des Einbringens einer Vergussmasse als Gassperre 231 in einer Vergießausrichtung. Da beide Sackbohrungen 227a, 227b in Fig. 9A von derselben Seite des Pumpengehäuses 119 her ausgeführt sind, muss das Pumpenoberteil 249 bereits beim Vergießen montiert sein, um die Bohröffnung 251 mit der Vergussmasse 231 abzudichten. Die Öffnung 239 stellt die Kommunikation des Kanals 224 mit dem Pumpbereich 240 der Turbomolekularpumpe 111 her. Figure 9C shows the pump lower part 121 in an orientation during the introduction of a casting compound as a gas barrier 231 in a casting orientation. Since both blind holes 227a, 227b in Figure 9A Are executed from the same side of the pump housing 119, the pump upper part 249 must already be mounted during the casting in order to seal the drilling opening 251 with the casting compound 231. The opening 239 establishes the communication of the channel 224 with the pump region 240 of the turbomolecular pump 111.

Zum Vergießen des Kanals 224 mit einer Gassperre 231 werden das Pumpenunterteil 121 und das Pumpenoberteil 249 mit den durchgeführten Anschlussleitern 233 derart platziert, dass der siphonartig abgewinkelte Bereich 229 von der Anschlussöffnung 225 her mit Vergussmasse 231 befüllt werden kann. Dabei wird die Bohröffnung 251 ebenfalls mit der Vergussmasse 231 aufgefüllt und durch den Kontakt mit dem Pumpenoberteil 249 abgedichtet.In order to cast the channel 224 with a gas barrier 231, the pump lower part 121 and the pump upper part 249 with the connection conductors 233 carried out are placed in such a way that the siphon-like region 229 can be filled with casting compound 231 from the connection opening 225. The drilling opening 251 is also filled with the potting compound 231 and sealed by contact with the pump upper part 249.

Nach dem Aushärten der Vergussmasse 231 kann die Platine 241 mit den Steckverbindern 235 der Anschlussleiter 233 verbunden werden und vakuumdicht über der Anschlussöffnung 225 des Pumpenunterteils 121 montiert werden, sodass die Platine den Vakuumraum V von dem Druckraum D trennt. Das Pumpenunterteil 121 und das Pumpenoberteil 249 können dann für den Betrieb der Turbomolekularpumpe 111 bestimmungsgemäß ausgerichtet werden, insbesondere kann das Pumpenunterteil 121 nach unten und das Pumpenoberteil 249 nach oben ausgerichtet sein (Fig. 8).After the casting compound 231 has hardened, the circuit board 241 can be connected to the plug connectors 235 of the connecting conductors 233 and can be mounted in a vacuum-tight manner over the connection opening 225 of the pump lower part 121, so that the circuit board separates the vacuum space V from the pressure space D. The pump lower part 121 and the pump upper part 249 can then be oriented as intended for the operation of the turbomolecular pump 111, in particular the pump lower part 121 can be oriented downwards and the pump upper part 249 can be oriented upwards ( Fig. 8 ).

Eine dritte Ausführungsform eines Pumpenunterteils 121 ist in Fig. 10 im Querschnitt gezeigt, die Schritte zur Fertigung eines derartigen Pumpenunterteils 121 sind in Fig. 11A bis 11C skizziert. Die gezeigte Ausführungsform weist einen Kanal 224 auf, der labyrinthartig mehrfach abgewinkelt ist. Der abgewinkelte Bereich wird dabei bereichsweise durch die Oberfläche des Pumpengehäuses 119 begrenzt, bereichsweise durch ein an dem Pumpengehäuse 119 befestigtes Winkelstück 259.A third embodiment of a pump lower part 121 is shown in FIG Fig. 10 shown in cross section, the steps for manufacturing such a pump lower part 121 are in 11A to 11C outlined. The embodiment shown has a channel 224 which is angled several times like a labyrinth. The angled area is limited in some areas by the surface of the pump housing 119, in some areas by an angle piece 259 fastened to the pump housing 119.

Fig. 11A zeigt das Pumpenunterteil 121 in Draufsicht vonseiten des Pumpbereichs 240 der Turbomolekularpumpe 111 her betrachtet sowie das Winkelstück 259 vor der Montage. Das Pumpenunterteil 121 ist mit einem offenen Kanal 253 durchbohrt und weist daran angrenzend zusätzlich eine erste Aussparung 255a und eine zweite Aussparung 255b zur Aufnahme von Anschlussleitern 233 auf. Zur Montage des Winkelstücks 259 am Pumpenunterteil 121 ist ein Befestigungsbereich 260 vorgesehen. Eine Dichtungsnut 257 umgibt den offenen Kanal 253 und die Aussparungen 255a, 255b, sodass ein Dichtelement 261 zwischen dem Winkelstück 259 und dem Pumpengehäuse 119 angeordnet werden kann. Figure 11A shows the pump lower part 121 viewed from the side of the pump region 240 of the turbomolecular pump 111 and the angle piece 259 before assembly. The pump lower part 121 is drilled through with an open channel 253 and additionally has a first recess 255a and a second recess 255b adjoining it for receiving connecting conductors 233. A mounting area is provided for mounting the angle piece 259 on the pump lower part 121 260 provided. A sealing groove 257 surrounds the open channel 253 and the recesses 255a, 255b, so that a sealing element 261 can be arranged between the angle piece 259 and the pump housing 119.

Fig. 11B zeigt einen Querschnitt durch das Pumpenunterteil 121 mit dem offenen Kanal 253 und den Aussparungen 255a, 255b. Durch die offene Bauweise sind alle Kanten 262 gut zugänglich für eine Bearbeitung. Insbesondere können sie entgratet oder abgerundet werden, sodass die Anschlussleiter 233 bzw. deren Isolierung nicht beschädigt werden. Figure 11B shows a cross section through the pump lower part 121 with the open channel 253 and the recesses 255a, 255b. Due to the open design, all edges 262 are easily accessible for processing. In particular, they can be deburred or rounded off so that the connecting conductors 233 or their insulation are not damaged.

Wie in Fig. 11C gezeigt, bilden der offene Kanal 253 sowie die Aussparungen 255a, 255b und das montierte Winkelstück 259 einen labyrinthartigen Kanal 224 aus, dessen Wandungen durch das Pumpengehäuse 119 und das daran befestigte Winkelstück 259 gebildet werden. Der Kanal 224 weist einen abgewinkelten Bereich 229 auf, der dazu vorgesehen ist, eine Gassperre 231, beispielsweise eine Vergussmasse, aufzunehmen. Im Vergleich zu der in Fig. 6 bzw. Fig. 8 gezeigten ersten und zweiten Ausführungsform des Kanals 224 muss der offen ausgestaltete Kanal 253 nicht über seine Gesamterstreckung hinweg eine Abmessung aufweisen, die das Durchführen der Steckverbinder 235 erlaubt. Vielmehr muss der abgewinkelte Bereich 229 lediglich Platz für die Anschlussleiter 233 bieten, was eine kompakte Abmessung des Kanals erlaubt. Eine in der Dichtungsnut 257 zwischen Winkelstück 259 und Pumpengehäuse 119 geführte Dichtschnur 261 dichtet den Kanal 224 ab.As in Figure 11C shown, the open channel 253 as well as the recesses 255a, 255b and the assembled angle piece 259 form a labyrinthine channel 224, the walls of which are formed by the pump housing 119 and the angle piece 259 attached to it. The channel 224 has an angled area 229, which is provided to receive a gas barrier 231, for example a potting compound. Compared to that in Fig. 6 respectively. Fig. 8 In the first and second embodiment of the channel 224 shown, the open channel 253 need not have a dimension over its entire extent that allows the plug connectors 235 to be passed through. Rather, the angled area 229 only has to provide space for the connecting conductors 233, which allows a compact dimension of the channel. A sealing cord 261 guided in the sealing groove 257 between the angle piece 259 and the pump housing 119 seals the channel 224.

Zum Vergießen mit einer Vergussmasse als Gassperre 231 wird das Pumpenunterteil 121 nach Durchführen der Anschlussleiter 233 durch den offenen Kanal 253 und Montage des Winkelstücks 259 zur Ausbildung des labyrinthartigen Kanals 224 in einer Vergießausrichtung positioniert, sodass ein Vergießen des abgewinkelten Bereichs 229 von der Anschlussöffnung 225 her erfolgen kann (Fig. 11D). Die Dichtschnur 261 dichtet den Bereich 229 bei Verwendung einer geringer viskosen Vergussmasse ab, kann für eine höher viskose Vergussmasse aber weggelassen werden.For potting with a potting compound as a gas barrier 231, the pump lower part 121 is positioned in a potting orientation after the connection conductors 233 have been passed through the open channel 253 and the angle piece 259 has been assembled to form the labyrinthine channel 224, so that the angled area 229 is potted from the port opening 225 can be done ( Figure 11D ). The sealing cord 261 seals the area 229 when using a less viscous one Casting compound, but can be omitted for a more viscous casting compound.

Nach dem Aushärten der Vergussmasse 231 können die Anschlussleiter 233 mittels der Steckverbinder 235 mit der Platine 241 verbunden werden, die Platine 241 kann vakuumdicht an dem Pumpengehäuse 119 über der Anschlussöffnung 225 montiert werden und das Pumpenunterteil 121 kann für den Betrieb der Turbomolekularpumpe 111 bestimmungsgemäß ausgerichtet werden und mit einem Pumpenoberteil 249 der Pumpe verbunden werden.After the potting compound 231 has hardened, the connecting conductors 233 can be connected to the circuit board 241 by means of the plug connectors 235, the circuit board 241 can be mounted in a vacuum-tight manner on the pump housing 119 above the connection opening 225 and the pump lower part 121 can be oriented as intended for the operation of the turbomolecular pump 111 and connected to a pump top 249 of the pump.

Um einen Gasaustausch über die innere und/oder äußere Oberfläche der Isolierung der Anschlussleiter 233 durch die Vergussmasse 231 hindurch zwischen dem Pumpbereich 240 der Turbomolekularpumpe 111 und der Platine 241 zu vermeiden, weisen die Anschlussleiter 233 in Fig. 12 im Bereich der Gassperre 231 zumindest abschnittsweise eine zumindest annähernd gasdichte Umhüllung 265 auf. Insbesondere in den Endbereichen der Gassperre 231, die in direktem Kontakt mit dem Vakuumbereich V aufseiten des Pumpbereichs 240 oder aufseiten der Platine 241 stehen, verhindert eine gasdichte Umhüllung 265 einen Gaseintritt in die Oberfläche bzw. Isolierung der Anschlussleiter 233 und damit einen möglichen Gasdurchtritt durch die Vergussmasse 231 entlang der Anschlussleiter 233. Wie hier gezeigt, kann eine gasdichte Umhüllung 265 durch Schrumpfschläuche, insbesondere Schrumpfschläuche mit Innenkleber erzielt werden.In order to avoid gas exchange over the inner and / or outer surface of the insulation of the connecting conductors 233 through the sealing compound 231 between the pumping region 240 of the turbomolecular pump 111 and the circuit board 241, the connecting conductors 233 in FIG Fig. 12 in the area of the gas barrier 231, at least in sections, an at least approximately gas-tight casing 265. In particular in the end regions of the gas barrier 231, which are in direct contact with the vacuum region V on the side of the pump region 240 or on the side of the circuit board 241, a gas-tight sheathing 265 prevents gas entry into the surface or insulation of the connecting conductors 233 and thus possible gas passage through the Potting compound 231 along the connection conductor 233. As shown here, a gas-tight sheath 265 can be achieved by means of shrink tubing, in particular shrink tubing with an internal adhesive.

Um einen Gasaustausch über das Innere der Anschlussleiter 233 zu verhindern, können an dem der Platine 241 abgewandten Ende der Anschlussleiter 233 die Verbindungsstellen 267 zu einem Motor, einer Aktorik und/oder einer Sensorik der Turbomolekularpumpe 111 ebenfalls in eine Vergussmasse 269 eingebettet werden, wie in Fig. 12 gezeigt ist.In order to prevent gas exchange via the interior of the connection conductors 233, the connection points 267 to a motor, an actuator system and / or a sensor system of the turbomolecular pump 111 can also be embedded in a casting compound 269 at the end of the connection conductor 233 facing away from the circuit board 241, as in FIG Fig. 12 is shown.

BezugszeichenlisteReference list

111111
TurbomolekularpumpeTurbomolecular pump
113113
EinlassflanschInlet flange
115115
PumpeneinlassPump inlet
117117
PumpenauslassPump outlet
119119
PumpengehäusePump housing
121121
PumpenunterteilPump base
123123
ElektronikgehäuseElectronics housing
125125
ElektromotorElectric motor
127127
ZubehöranschlussAccessory connection
129129
DatenschnittstelleData interface
131131
StromversorgungsanschlussPower connector
133133
FluteinlassFlood inlet
135135
SperrgasanschlussSealing gas connection
137137
MotorraumEngine compartment
139139
KühlmittelanschlussCoolant connection
141141
Unterseitebottom
143143
Schraubescrew
145145
LagerdeckelBearing cap
147147
BefestigungsbohrungMounting hole
148148
KühlmittelleitungCoolant line
149149
Rotorrotor
151151
RotationsachseAxis of rotation
153153
RotorwelleRotor shaft
155155
RotorscheibeRotor disc
157157
StatorscheibeStator disc
159159
AbstandsringSpacer ring
161161
RotornabeRotor hub
163163
Holweck-RotorhülseHolweck rotor sleeve
165165
Holweck-RotorhülseHolweck rotor sleeve
167167
Holweck-StatorhülseHolweck stator sleeve
169169
Holweck-StatorhülseHolweck stator sleeve
171171
Holweck-SpaltHolweck gap
173173
Holweck-SpaltHolweck gap
175175
Holweck-SpaltHolweck gap
179179
VerbindungskanalConnecting channel
181181
Wälzlagerroller bearing
183183
PermanentmagnetlagerPermanent magnet bearings
185185
SpritzmutterSpray nut
187187
Scheibedisc
189189
Einsatzcommitment
191191
rotorseitige Lagerhälftehalf of the bearing on the rotor side
193193
statorseitige Lagerhälftestator side bearing half
195195
RingmagnetRing magnet
197197
RingmagnetRing magnet
199199
LagerspaltBearing gap
201201
TrägerabschnittBeam section
203203
TrägerabschnittBeam section
205205
radiale Streberadial strut
207207
DeckelelementCover element
209209
StützringSupport ring
211211
BefestigungsringMounting ring
213213
TellerfederBelleville spring
215215
Not- bzw. FanglagerEmergency or catch camp
217217
MotorstatorMotor stator
219219
ZwischenraumSpace
221221
WandungWall
223223
LabyrinthdichtungLabyrinth seal
224224
Kanalchannel
225225
AnschlussöffnungConnection opening
226226
AufnahmeraumRecording room
227a227a
erste Sackbohrungfirst blind hole
227b227b
zweite Sackbohrungsecond blind hole
227c227c
dritte Sackbohrungthird blind hole
229229
siphonartig abgewinkelter Bereichsiphon-like angled area
231231
GassperreGas barrier
233233
AnschlussleiterConnection conductor
235235
SteckverbinderConnectors
237237
Dichtungsnut für PlatineSealing groove for circuit board
239239
Öffnung zum PumpbereichOpening to the pump area
240240
PumpbereichPumping area
241241
Platinecircuit board
243243
O-RingO-ring
245245
FräsungMilling
247247
Dichtungsnut für das PumpenoberteilSealing groove for the upper part of the pump
249249
PumpenoberteilPump upper part
251251
BohröffnungDrill hole
253253
offener Kanalopen channel
255a255a
erste Aussparungfirst recess
255b255b
zweite Aussparungsecond recess
257257
Dichtungsnut für WinkelstückSealing groove for contra-angle
259259
WinkelstückElbow
260260
BefestigungsbereichFastening area
261261
DichtschnurSealing cord
262262
Kantenedge
265265
gasdichte Umhüllunggastight envelope
267267
Verbindungsstellen mit Motor, Aktorik und/oder SensorikConnection points with motor, actuators and / or sensors
269269
Vergussmasse der VerbindungsstellenPotting compound of the joints
VV
VakuumraumVacuum space
DD
DruckraumPressure room
TT
TotraumDead space

Claims (15)

Vakuumpumpe, insbesondere Turbomolekularpumpe (111), umfassend einen durch ein Pumpengehäuse (119) begrenzten Vakuumraum (V) sowie eine Platine (241), wobei das Pumpengehäuse (119) eine Anschlussöffnung (225) aufweist, die durch die Platine (241) vakuumdicht verschlossen ist, sodass die Platine (241) den Vakuumraum (V) von einem Druckraum (D) trennt, wobei der Platine (241) vakuumseitig eine zu der Platine (241) beabstandete Gassperre (231) vorgelagert ist. Vacuum pump, in particular turbomolecular pump (111), comprising a vacuum space (V) delimited by a pump housing (119) and a circuit board (241), wherein the pump housing (119) has a connection opening (225) which is closed in a vacuum-tight manner by the circuit board (241), so that the circuit board (241) separates the vacuum chamber (V) from a pressure chamber (D), wherein the circuit board (241) is preceded by a gas barrier (231) spaced apart from the circuit board (241). Vakuumpumpe (111) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Gassperre (231) eine Vergussmasse aufweist.
Vacuum pump (111) according to claim 1,
characterized in that
the gas barrier (231) has a potting compound.
Vakuumpumpe (111) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
sich zumindest ein Anschlussleiter (233) durch die Gassperre (231) erstreckt und mit der Platine (241) verbunden ist.
Vacuum pump (111) according to claim 1 or 2,
characterized in that
at least one connecting conductor (233) extends through the gas barrier (231) and is connected to the circuit board (241).
Vakuumpumpe (111) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verbindung des Anschlussleiters (233) mit der Platine (241) eine Steckverbindung ist.
Vacuum pump (111) according to claim 3,
characterized in that
the connection of the connecting conductor (233) to the circuit board (241) is a plug connection.
Vakuumpumpe (111) nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Anschlussleiter (233) im Bereich der Gassperre (231) zumindest abschnittsweise, insbesondere in einem Endbereich der Gassperre (231), eine zumindest annähernd gasdichte Umhüllung (265) aufweist.
Vacuum pump (111) according to claim 3 or 4,
characterized in that
the connecting conductor (233) has an at least approximately gas-tight sheath (265) in the region of the gas barrier (231), at least in sections, in particular in an end region of the gas barrier (231).
Vakuumpumpe (111) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Gassperre (231) in einem ersten Pumpenteil (121) der Vakuumpumpe (111) angeordnet ist und nicht in Kontakt mit einem zweiten Pumpenteil (249) der Vakuumpumpe (111) steht, welcher einen Pumpbereich (240) des Vakuumraums (V) definiert.
Vacuum pump (111) according to at least one of the preceding claims,
characterized in that
the gas barrier (231) is arranged in a first pump part (121) of the vacuum pump (111) and is not in contact with a second pump part (249) of the vacuum pump (111), which defines a pump area (240) of the vacuum space (V).
Vakuumpumpe (111) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Gassperre (231) in einem Kanal (224) angeordnet ist, der in dem Pumpengehäuse (119) ausgebildet ist und mit dem Vakuumraum (V) kommuniziert.
Vacuum pump (111) according to at least one of the preceding claims,
characterized in that
the gas barrier (231) is arranged in a channel (224) which is formed in the pump housing (119) and communicates with the vacuum space (V).
Vakuumpumpe (111) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Kanal (224) einen abgewinkelten oder gekrümmten Bereich (229) aufweist, der durch die Gassperre (231) ausgefüllt ist.
Vacuum pump (111) according to claim 7,
characterized in that
the channel (224) has an angled or curved region (229) which is filled by the gas barrier (231).
Vakuumpumpe (111) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
der abgewinkelte Bereich (229) des Kanals (224) durch zumindest zwei sich kreuzende Bohrungen, insbesondere Sackbohrungen (227a, 227b, 227c), und/oder Fräsungen (245) gebildet ist.
Vacuum pump (111) according to claim 8,
characterized in that
the angled region (229) of the channel (224) is formed by at least two intersecting bores, in particular blind bores (227a, 227b, 227c), and / or millings (245).
Vakuumpumpe (111) nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
der abgewinkelte Bereich (229) des Kanals (224) labyrinthartig mehrfach abgewinkelt ist.
Vacuum pump (111) according to claim 8 or 9,
characterized in that
the angled area (229) of the channel (224) is angled several times like a labyrinth.
Vakuumpumpe (111) nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
der abgewinkelte Bereich (229) des Kanals (224) durch eine Oberfläche des Pumpengehäuses (119) und ein an dem Pumpengehäuse (119) befestigtes Winkelstück (259) definiert ist.
Vacuum pump (111) according to claim 10,
characterized in that
the angled region (229) of the channel (224) is defined by a surface of the pump housing (119) and an angle piece (259) attached to the pump housing (119).
Vakuumpumpe (111) nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Dichtelement (261) zwischen dem Winkelstück (259) und dem Pumpengehäuse (119) angeordnet ist.
Vacuum pump (111) according to claim 11,
characterized in that
a sealing element (261) is arranged between the angle piece (259) and the pump housing (119).
Vakuumpumpe (111) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein durch die Gassperre (231) und die Platine (241) begrenzter Bereich des Vakuumraums (V) an eine sekundäre Gasquelle angeschlossen ist.
Vacuum pump (111) according to at least one of the preceding claims,
characterized in that
an area of the vacuum space (V) bounded by the gas barrier (231) and the circuit board (241) is connected to a secondary gas source.
Verfahren zur Herstellung einer Vakuumpumpe (111), bei dem
ein durch ein Pumpengehäuse (119) begrenzter Vakuumraum (V) sowie eine Platine (241) bereitgestellt werden,
eine Anschlussöffnung (225) in dem Pumpengehäuse (119) ausgebildet wird,
die Anschlussöffnung (225) durch die Platine (241) vakuumdicht verschlossen wird, sodass die Platine (241) den Vakuumraum (V) von einem Druckraum (D) trennt, und
eine der Platine (241) vakuumseitig vorgelagerte Gassperre (231) ausgebildet wird, die zu der Platine (241) beabstandet ist.
A method of manufacturing a vacuum pump (111) in which
a vacuum space (V) delimited by a pump housing (119) and a circuit board (241) are provided,
a connection opening (225) is formed in the pump housing (119),
the connection opening (225) is closed in a vacuum-tight manner by the circuit board (241), so that the circuit board (241) separates the vacuum chamber (V) from a pressure chamber (D), and
a gas barrier (231), which is arranged in front of the circuit board (241) on the vacuum side and is spaced apart from the circuit board (241).
Verfahren zur Herstellung einer Vakuumpumpe (111) nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Kanal (224) mit einem abgewinkelten oder gekrümmten Bereich (249) in dem Pumpengehäuse (119) ausgebildet wird,
zumindest ein Anschlussleiter (233) durch den Kanal (224) hindurch verlegt wird,
eine Gassperre (231) in dem abgewinkelten oder gekrümmten Bereich (229) des Kanals (224) ausgebildet wird,
der Anschlussleiter (233) mit einer Platine (241) verbunden wird, und die Platine (241) vakuumdicht an dem Pumpengehäuse (119) angebracht wird.
A method of manufacturing a vacuum pump (111) according to claim 14,
characterized in that
a channel (224) with an angled or curved region (249) is formed in the pump housing (119),
at least one connecting conductor (233) is laid through the channel (224),
a gas barrier (231) is formed in the angled or curved region (229) of the channel (224),
the connecting conductor (233) is connected to a circuit board (241), and the circuit board (241) is attached to the pump housing (119) in a vacuum-tight manner.
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