EP3657021A1 - Vacuum pump - Google Patents

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EP3657021A1
EP3657021A1 EP18207551.5A EP18207551A EP3657021A1 EP 3657021 A1 EP3657021 A1 EP 3657021A1 EP 18207551 A EP18207551 A EP 18207551A EP 3657021 A1 EP3657021 A1 EP 3657021A1
Authority
EP
European Patent Office
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holweck
stator
vacuum pump
pump
thread
Prior art date
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Granted
Application number
EP18207551.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP3657021B1 (en
Inventor
Jan Hofmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pfeiffer Vacuum GmbH
Original Assignee
Pfeiffer Vacuum GmbH
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Publication date
Application filed by Pfeiffer Vacuum GmbH filed Critical Pfeiffer Vacuum GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/522—Casings; Connections of working fluid for axial pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00—Axial-flow pumps
    • F04D19/02—Multi-stage pumps
    • F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
    • F04D19/044—Holweck-type pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00—Axial-flow pumps
    • F04D19/02—Multi-stage pumps
    • F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
    • F04D19/046—Combinations of two or more different types of pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/20—Three-dimensional
    • F05D2250/23—Three-dimensional prismatic
    • F05D2250/232—Three-dimensional prismatic conical

Definitions

  • the present invention relates to a vacuum pump, in particular a turbomolecular vacuum pump, with an inlet, an outlet, and at least two Holweck stages, which are concentric with respect to a common axis of rotation, in the pumping direction between the inlet and the outlet.
  • Vacuum pumps are used in various fields of technology. Depending on the requirements, the vacuum pumps have one or more pump stages.
  • a Holweck pump stage (also simply referred to here as the Holweck stage) belongs to the genus of molecular vacuum pumps and generates a molecular flow by rotating the Holweck rotor relative to the Holweck stator.
  • a vacuum pump can comprise one or more Holweck stages, with several Holweck stages being able to pump both in series and in parallel with one another. Holweck stages are typically used in turbomolecular vacuum pumps and are followed by one or more turbomolecular pump stages.
  • a Holweck stage comprises a Holweck rotor and a Holweck stator, the Holweck rotor having a rotor shaft to which one or more Holweck sleeves (hereinafter also referred to as rotor sleeves) are concentrically attached by means of a disk-shaped Holweck hub, for example.
  • the Holweck stator is provided with a single or multi-start Holweck thread. The gas molecules to be conveyed are conveyed from an inlet to an outlet by the rotating movement of the Holweck rotor relative to the Holweck stator along the threads.
  • a thread course comprises a circumferential Holweck channel delimited by walls of a web, in which the gas molecules are conveyed when the rotor sleeve rotates relative to the stator.
  • Backflow losses To minimize the width of the radial gap (Holweck gap) between the top of the web and the rotor sleeve must be kept small.
  • Two consecutive Holweck stages can comprise a common Holweck stator, which is provided on both sides with a Holweck thread, hereinafter also referred to as "double-sided", and which is located between two rotor sleeves.
  • the web height at a specific point in the axial direction should be understood to mean half the difference between the nominal diameter of the Holweck thread and its groove base diameter at this point. Consequently, the web height is equal to the thread depth at the point in question.
  • the Holweck steps each comprise a Holweck thread and a Holweck sleeve rotating about the axis of rotation, and that in the Holweck steps the web height of the Holweck thread decreases in the pumping direction.
  • the invention is based on the general idea of not leaving the web height constant in at least two successive Holweck stages.
  • at least two Holweck stages each with its own Holweck stator or a common Holweck stator, can follow one another, each of which is conical.
  • the inlet of the Holweck arrangement is the actual inlet of the vacuum pump. Otherwise, if, for example, according to a preferred embodiment, a turbomolecular pump stage (hereinafter also simply turbo stage) is connected upstream, then the inlet of the Holweck arrangement is located downstream of the outlet of the turbo stage. Irrespective of this, one or more further Holweck stages can be connected upstream and / or downstream of the concentric Holweck stages.
  • three or more concentrically arranged Holweck stages can be provided, each with a web height that decreases in the pumping direction. Two consecutive Holweck stages can have a common Holweck stator. Such a special configuration is discussed in more detail below.
  • the Holweck stages can connect to a turbo stage.
  • two consecutive Holweck stages comprise a common Holweck stator provided on both sides with a Holweck thread and a Holweck sleeve rotating around the axis of rotation, the web height of both on the outside of the Holweck stator and on the inside of the Holweck stator Holweck thread decreases in the pumping direction.
  • a turbo stage is followed by three concentrically arranged Holweck stages, each with a web height that decreases in the pumping direction, the last two Holweck stages in the pumping direction having the common Holweck stator.
  • the vacuum pump can have an intermediate inlet, which is directly assigned to the inlet of the outer holweck stage, between the outer holweck stage of these two holweck stages and the first holweck stage in the pumping direction.
  • split-flow vacuum pumps which are known to the person skilled in the art are generally known and do not need to be explained in more detail here.
  • the size of the Holweck gap may change slightly during operation of the pump due to the centrifugal force acting on the rotating rotor sleeve.
  • the extent of the change may depend on the axial position, i.e. a constant width of the Holweck gap in the axial direction when the rotor sleeve is stationary can vary in the axial direction during operation.
  • the outside of the Holweck stator has an outer groove base diameter, which increases in the pumping direction.
  • the inside of the Holweck stator has an inner groove base diameter, which decreases in the pumping direction.
  • the outer groove base diameter preferably increases in the pump direction and the inner groove base diameter decreases in the pump direction.
  • the groove base diameter is to be understood here as the diameter of the Holweck stator based on the base of the respective Holweck channel at the respective axial position (hereinafter also “locally”).
  • the groove base diameter on the outside of the Holweck stator is the smallest locally Diameter and on the inside of the Holweck stator the locally largest diameter.
  • the inlet-side groove base diameter on the outside of the Holweck stator is smaller than the inlet-side groove base diameter on the inside of the Holweck stator.
  • the groove base of the outer holweck step at its inlet is located closer to the axis of rotation than the inlet-side groove bottom of the inner holweck step.
  • an (outer) conicity angle defined by the groove bottom of the outer Holweck thread and an (inner) conicity angle defined by the groove bottom of the inner Holweck thread are different from one another.
  • the outer taper angle is preferably larger than the inner taper angle.
  • the following specific values and ratios relate to a Holweck stator with an axial length of 50mm, but can also be within the specified value ranges for a different axial length.
  • a preferred value for the size of the Holweck gap is 0.3 mm.
  • the outer taper angle can be between 5 and 15 °, preferably between 8 ° and 10 ° and in particular around 9.1 °.
  • the inner taper angle can be between 1 ° and 5 °, preferably between 2 ° and 4 ° and in particular approximately 3.1 °.
  • the ratio of double web height to groove base diameter on the outer Holweck thread on the inlet side is greater than 0.1, preferably greater than 0.15, and in particular approximately 0.19.
  • the ratio of double web height to groove base diameter on the inner Holweck thread on the inlet side is greater than 0.4, preferably greater than 0.6, and in particular approximately 0.8.
  • Relatively large web heights on the inlet side can ensure sufficient stability of the Holweck stator with at the same time a relatively small wall thickness of the Holweck stator.
  • the (local) wall thickness of the Holweck stator is half the difference between the outer groove base diameter and the inner groove base diameter at the relevant axial location.
  • the ratio of the web height on the inlet side to the wall height on the outlet side is less than 0.1, preferably less than 0.25, and in particular about 0.23.
  • the ratio of the inlet-side web height to the outlet-side web height on the inner Holweck thread is less than 0.5, preferably less than 0.4 and in particular about 0.36.
  • the Holweck stator has a constant wall thickness along its axial extent.
  • the outer taper angle is equal to the inner taper angle.
  • the Holweck stator has an increasing wall thickness along its axial extent, in particular in the pumping direction of the outer Holweck step, the wall thickness preferably increasing steadily.
  • the increasing wall thickness goes hand in hand with different conicity angles of the two Holweck steps. Different requirements can be placed on the two Holweck stages. Different Holweck threads can be formed on the outside and inside. That the wall thickness increases in the pumping direction of the outer Holweck step means that the taper angle of the outer Holweck thread is greater than the taper angle of the inner Holweck thread.
  • the wall thickness of the Holweck stator is minimal in the area of the maximum web height.
  • the web height can contribute to the stability of the Holweck stator, so that comparatively small wall thicknesses can be present in the area of relatively large web heights.
  • the minimum wall thickness of the Holweck stator is preferably less than 2 mm, preferably less than 1.5 mm and particularly preferably approximately 1 mm.
  • the Holweck stator is made of aluminum.
  • the Holweck stator is manufactured integrally, in particular milled from one piece.
  • 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 housing 119 of the vacuum pump 111.
  • the housing 119 comprises a 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 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 from the gas conveyed by the pump into the engine compartment 137, in which the electric motor 125 in the vacuum pump 111 is housed, can be brought.
  • two coolant connections 139 are arranged in the lower part 121, one of the coolant connections being provided as an inlet and the other coolant connection being provided as an outlet for coolant, which can be guided into the vacuum pump for cooling purposes.
  • 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 to a certain extent in a hanging manner.
  • 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 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 connected in series with one another with effective pumping, with a plurality of radial rotor disks 155 fastened to the rotor shaft 153 and stator disks 157 arranged between the rotor disks 155 and fixed in the 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.
  • 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 the latter.
  • the radial inner surface of the inner Holweck stator sleeve 169 lies against the radial outer surface of the inner Holweck rotor sleeve 165 opposite to form a radial Holweck gap 175 and forms the inner Holweck pumping stage with this.
  • 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. This means that the nested Holweck pump stages are connected in series.
  • a connection channel 179 to the outlet 117 can also be provided.
  • the above-mentioned 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 is provided in the area of the pump outlet 117 and a permanent magnet bearing 183 in the area of the pump inlet 115.
  • a conical spray nut 185 is provided on the rotor shaft 153 with an outer diameter increasing toward the roller bearing 181.
  • the spray nut 185 is in sliding contact with at least one scraper of an operating fluid reservoir.
  • the operating medium storage comprises a plurality of absorbent disks 187 stacked on top of one another, 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 92 to the roller bearing 181, where it e.g. fulfills a lubricating function.
  • the roller bearing 181 and the operating fluid storage 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 surrounds the ring magnets 195 radially 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 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.
  • a plate spring 213 can also be provided between the fastening ring 211 and the ring magnet 197.
  • 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 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 enter the engine compartment 137 via the sealing gas connection 135.
  • the electric motor 125 can use process gas, for example, in front of process gas Corrosive parts of the process gas are protected.
  • 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 brought about by the forevacuum 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.
  • a Holweck arrangement according to the invention as described below with reference to 6 to 8 is described, in particular in a vacuum pump according to the 1 to 5 be used.
  • the Fig. 6 and 7 only show the Holweck arrangement of a vacuum pump 11, for example a turbomolecular pump, with three Holweck stages, also referred to below simply as the pump stage.
  • the vacuum pump comprises a rotor shaft 15 which is rotatably mounted about an axis of rotation 13.
  • a rotor hub 17 is arranged on the rotor shaft 15 and carries two cylindrical rotor sleeves 19.
  • the internal Holweck stator 21 positioned between the two rotor sleeves 19 is double-sided in the manner according to the invention, ie provided on both sides with a Holweck thread 37, 39 ( Fig. 7 ).
  • the outer Holweck stator 23, which can be formed, for example, by the pump housing, is arranged radially outside the outer rotor sleeve 19.
  • the outer Holweck stator 23 and the outer rotor sleeve 19 form a first Holweck stage 25.
  • the outer rotor sleeve 19 also forms with the inner Holweck stator 21, more precisely with the outside thereof, a second pump stage 27, which is also referred to here as the outer pump or Holweck stage.
  • Arrows indicate the pumping direction and thus the direction of conveyance of the gas molecules conveyed in the Holweck stages 25, 27, 29.
  • the pumping direction runs from an inlet 33 of the Holweck arrangement 25, 27, 29 to an outlet 35 of the pump stage 25, 27, 29.
  • the vacuum pump can have an intermediate inlet, not shown, which is directly assigned to the inlet of the outer Holweck stage .
  • This intermediate inlet can be, for example, a "splitflow" inlet, from which gas molecules to be conveyed - as in Fig. 6 indicated by a dashed line - can flow to the inlet of the outer Holweckcut 27.
  • the Holweck stator 21 according to the invention is shown in FIG Fig. 7 described in more detail.
  • Fig. 7 is a detailed view of the Fig. 6 . A section along the axis of rotation 13 through one half of the Holweck arrangement is shown.
  • the pump direction illustrated by arrows extends from the outer Holweck stage 27 from its inlet to its outlet.
  • the outlet of the outer holweck stage 27 is consequently located on the outside of the holweck stator 21.
  • the outlet of the inner holweck stage 29 connects to it.
  • the inlet is accordingly located on the inside of the Holweck stator 21.
  • the pumping direction runs from this inlet to the outlet of the inner Holweck stage 29.
  • the Holweck stator 21 has an outer thread 37 and an inner thread 39.
  • the webs 41 of the threads 37, 39 each have a web height 43 that decreases in the pumping direction, that is, the thread depth decreases, the top side of the web lying both outside and inside on a circular cylinder about the axis of rotation 13, around a constant Holweck gap 47 with the respective rotor sleeve 19 to form.
  • This is achieved by a conical shape of the Holweck stator 21 both on the inside and on the outside, the conicity angle being larger on the outside than on the inside.
  • the size of the Holweck gap 47 can change slightly during operation of the pump due to the effective centrifugal force.
  • the taper angles are in Fig. 6 and 7 Exaggeratedly large for illustration only and in concrete embodiments amount to (see also Fig. 8 ) preferably not more than 10 °.
  • the wall thickness of the Holweck stator 21 is not constant.
  • the wall thickness of the Holweck stator 21 increases in the pumping direction of the outer pump stage 27.
  • the wall thickness at the inlet of the outer pump stage 27 and thus at the outlet of the inner pump stage 29 is minimal and smaller than at the outlet of the outer pump stage 27 and thus at the inlet of the inner pump stage 29.
  • Fig. 8 shows a longitudinal section along the axis of rotation 13 of a possible specific embodiment of a Holweck stator 21.
  • the Holweck stator 21 has an inside with an internal Holweck thread and an outside with an outer Holweck thread. Arrows again illustrate the pumping direction of the respective pump stage.
  • the geometry of the Holweck stator 21 according to Fig. 8 corresponds qualitatively to that of in Fig. 7 schematic, not to scale Holweck stator 21.
  • the wall thickness of the Holweck stator 21 consequently increases again in the pumping direction of the outer pump stage and in the pumping direction of the inner pump stage, while the height of each with its top on a circular cylinder around the axis of rotation 13 lying webs 41 decreases both in the pumping direction of the outer pump stage 27 and in the pumping direction of the inner pump stage 29.
  • the conicity of the two pump stages is defined in each case by the groove base 53, 55, ie by the respective groove base 53, 55 - as in FIG Fig. 8 shown - a cone is defined with a conicity angle , the conicity angle ⁇ a relating to the outer groove base 53 and the conicity angle ⁇ i relating to the inner groove base 55.
  • the taper angle ⁇ a is larger than the taper angle ⁇ i ., Which results in the changing wall thickness. If the two taper angles ⁇ a , ⁇ i were the same size, the wall thickness would be constant.
  • Such a Holweck stator 21 would also be conical on both sides in the manner according to the invention.
  • the outer groove base diameter at the inlet of the outer pump stage is in Fig. 8 with NGDAE, the outer groove base diameter at the outlet of the outer pump stage with NGDAA, the inner groove base diameter at the inlet of the inner pump stage with NGDIE and the inner groove base diameter at the outlet of the inner pump stage with NGDIA.
  • the axial positions of the inlets and outlets are defined here by the respective axial end of the Holweck stator.
  • NGDAE is slightly smaller than NGDIE.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe, insbesondere Turbomolekularvakuumpumpe, mit einem Einlass, einem Auslass, und wenigstens zwei bezüglich einer gemeinsamen Rotationsachse konzentrischen, in Pumprichtung zwischen dem Einlass und dem Auslass aufeinanderfolgenden Holweckstufen, die jeweils ein Holweckgewinde und eine um die Rotationsachse rotierende Holweckhülse umfassen und bei denen die Steghöhe des Holweckgewindes jeweils in Pumprichtung abnimmt.The invention relates to a vacuum pump, in particular a turbomolecular vacuum pump, having an inlet, an outlet, and at least two concentric wake-up stages which are concentric with respect to a common axis of rotation, in the pumping direction between the inlet and the outlet, each comprising a Holweck thread and a Holweckhülse rotating about the axis of rotation and at which the web height of the Holweck thread decreases in the pumping direction.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe, insbesondere Turbomolekularvakuumpumpe, mit einem Einlass, einem Auslass, und wenigstens zwei bezüglich einer gemeinsamen Rotationsachse konzentrischen, in Pumprichtung zwischen dem Einlass und dem Auslass aufeinanderfolgenden Holweckstufen.The present invention relates to a vacuum pump, in particular a turbomolecular vacuum pump, with an inlet, an outlet, and at least two Holweck stages, which are concentric with respect to a common axis of rotation, in the pumping direction between the inlet and the outlet.

Vakuumpumpen werden in verschiedenen Gebieten der Technik eingesetzt. Je nach Anforderung weisen die Vakuumpumpen eine oder mehrere Pumpstufen auf. Eine Holweck-Pumpstufe (hier auch einfach als Holweckstufe bezeichnet) gehört zur Gattung der Molekularvakuumpumpen und erzeugt durch die Drehung des Holweckrotors relativ zu dem Holweckstator eine molekulare Strömung. Eine Vakuumpumpe kann eine oder mehrere Holweckstufen umfassen, wobei mehrere Holweckstufen sowohl seriell als auch parallel zueinander pumpen können. Holweckstufen werden typischerweise in Turbomolekularvakuumpumpen eingesetzt und einer oder mehreren Turbomolekularpumpstufen nachgeschaltet.Vacuum pumps are used in various fields of technology. Depending on the requirements, the vacuum pumps have one or more pump stages. A Holweck pump stage (also simply referred to here as the Holweck stage) belongs to the genus of molecular vacuum pumps and generates a molecular flow by rotating the Holweck rotor relative to the Holweck stator. A vacuum pump can comprise one or more Holweck stages, with several Holweck stages being able to pump both in series and in parallel with one another. Holweck stages are typically used in turbomolecular vacuum pumps and are followed by one or more turbomolecular pump stages.

Eine Holweckstufe umfasst einen Holweckrotor und einen Holweckstator, wobei der Holweckrotor eine Rotorwelle aufweist, an welcher mittels einer z.B. scheibenförmigen Holwecknabe eine oder mehrere Holweckhülsen (im Folgenden auch als Rotorhülsen bezeichnet) konzentrisch angebracht sind. Der Holweckstator ist mit einem ein- oder mehrgängigen Holweckgewinde versehen. Die zu fördernden Gasmoleküle werden durch die rotierende Bewegung des Holweckrotors relativ zum Holweckstator entlang der Gewindegänge von einem Einlass zu einem Auslass gefördert. Ein Gewindegang umfasst einen durch Wände eines Steges begrenzten umlaufenden Holweckkanal, in welchem die Gasmoleküle gefördert werden, wenn sich die Rotorhülse relativ zum Stator dreht. Um Rückströmungsverluste zu minimieren, muss die Weite des radialen Spaltes (Holweckspalt) zwischen der Oberseite des Steges und der Rotorhülse klein gehalten werden.A Holweck stage comprises a Holweck rotor and a Holweck stator, the Holweck rotor having a rotor shaft to which one or more Holweck sleeves (hereinafter also referred to as rotor sleeves) are concentrically attached by means of a disk-shaped Holweck hub, for example. The Holweck stator is provided with a single or multi-start Holweck thread. The gas molecules to be conveyed are conveyed from an inlet to an outlet by the rotating movement of the Holweck rotor relative to the Holweck stator along the threads. A thread course comprises a circumferential Holweck channel delimited by walls of a web, in which the gas molecules are conveyed when the rotor sleeve rotates relative to the stator. Backflow losses To minimize the width of the radial gap (Holweck gap) between the top of the web and the rotor sleeve must be kept small.

Es sind sogenannte "gefaltete" Holweck-Anordnungen bekannt, bei denen mehrere Holweckstufen konzentrisch ineinander angeordnet sind, so dass die Pumprichtungen von radial unmittelbar aufeinanderfolgenden Holweckstufen einander entgegengesetzt sind. Zwei aufeinanderfolgende Holweckstufen, eine (radial) äußere Holweckstufe und eine (radial) innere Holweckstufe, können einen gemeinsamen, beidseitig mit einem Holweckgewinde versehenen, im Folgenden auch als "doppelseitig" bezeichneten Holweckstator umfassen, der sich zwischen zwei Rotorhülsen befindet.So-called "folded" Holweck arrangements are known, in which a plurality of Holweck stages are arranged concentrically one inside the other, so that the pump directions of radially successive Holweck stages are opposite to each other. Two consecutive Holweck stages, a (radially) outer Holweck stage and a (radially) inner Holweck stage, can comprise a common Holweck stator, which is provided on both sides with a Holweck thread, hereinafter also referred to as "double-sided", and which is located between two rotor sleeves.

Ferner ist es grundsätzlich bekannt, sogenannte "konische" Holweckstufen vorzusehen, bei denen der Holweckstator derart ausgebildet ist, dass die Steghöhe in Pumprichtung abnimmt. Dies wird bei über die axiale Länge des Holweckstators auf einem konstanten Durchmesser liegenden Stegoberseiten dadurch erreicht, dass der sogenannte Nutgrunddurchmesser in Pumprichtung zunimmt. Es hat sich gezeigt, dass derartige konische Holweckstufen verbesserte Pumpeigenschaften aufweisen.Furthermore, it is known in principle to provide so-called "conical" Holweck stages, in which the Holweck stator is designed such that the web height decreases in the pumping direction. This is achieved in the case of web tops lying on a constant diameter over the axial length of the Holweck stator in that the so-called groove base diameter increases in the pumping direction. It has been shown that such conical Holweck stages have improved pump properties.

Unter der Steghöhe an einer bestimmten Stelle in axialer Richtung soll im Rahmen der vorliegenden Offenbarung die halbe Differenz zwischen dem Nenndurchmesser des Holweckgewindes und dessen Nutgrunddurchmesser an dieser Stelle zu verstehen sein. Folglich ist die Steghöhe gleich der Gewindetiefe an der betreffenden Stelle.In the context of the present disclosure, the web height at a specific point in the axial direction should be understood to mean half the difference between the nominal diameter of the Holweck thread and its groove base diameter at this point. Consequently, the web height is equal to the thread depth at the point in question.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Pumpeigenschaften einer Vakuumpumpe der eingangs genannten Art zu optimieren, ohne andere Eigenschaften der Vakuumpumpe wie insbesondere die mechanische Stabilität, insbesondere die Stabilität der Holweckstufen, negativ zu beeinflussen.It is an object of the present invention to optimize the pump properties of a vacuum pump of the type mentioned at the outset without adversely affecting other properties of the vacuum pump, such as in particular the mechanical stability, in particular the stability of the Holweck stages.

Diese Aufgabe wird durch eine Vakuumpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a vacuum pump with the features of claim 1.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Holweckstufen jeweils ein Holweckgewinde und eine um die Rotationsachse rotierende Holweckhülse umfassen, und dass bei den Holweckstufen die Steghöhe des Holweckgewindes jeweils in Pumprichtung abnimmt.According to the invention, it is provided that the Holweck steps each comprise a Holweck thread and a Holweck sleeve rotating about the axis of rotation, and that in the Holweck steps the web height of the Holweck thread decreases in the pumping direction.

Der Erfindung liegt der allgemeine Gedanke zugrunde, in wenigstens zwei aufeinander folgenden Holweckstufen die Steghöhe nicht konstant zu belassen. Beispielsweise können zumindest zwei entweder jeweils einen eigenen Holweckstator oder einen gemeinsamen Holweckstator aufweisende Holweckstufen aufeinander folgen, die jeweils konisch ausgebildet sind.The invention is based on the general idea of not leaving the web height constant in at least two successive Holweck stages. For example, at least two Holweck stages, each with its own Holweck stator or a common Holweck stator, can follow one another, each of which is conical.

Es hat sich überraschend gezeigt, dass diese Maßnahme verbesserte Pumpeigenschaften mit sich bringt, ohne zu einer inakzeptablen Beeinträchtigung der Stabilität der Holweckanordnung zu führen.It has surprisingly been found that this measure brings about improved pump properties without leading to an unacceptable impairment of the stability of the Holweck arrangement.

Durch die Erfindung kann folglich die Pumpleistung einer Holweckanordnung bei weiterhin ausreichender mechanischer Stabilität verbessert werden.As a result, the pump performance of a Holweck arrangement can be improved by the invention while still having sufficient mechanical stability.

Wenn die Vakuumpumpe keine der Holweckanordnung vorgeschaltete weitere Pumpstufe aufweist, handelt es sich bei dem Einlass der Holweckanordnung um den eigentlichen Einlass der Vakuumpumpe. Anderenfalls, wenn z.B. gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eine Turbomolekularpumpstufe (im Folgenden auch einfach Turbostufe) vorgeschaltet ist, dann befindet sich der Einlass der Holweckanordnung stromabwärts des Auslasses der Turbostufe. Unabhängig davon können den konzentrischen Holweckstufen eine oder mehrere weitere Holweckstufen vorgeschaltet und/oder nachgeschaltet sein.If the vacuum pump has no further pump stage upstream of the Holweck arrangement, the inlet of the Holweck arrangement is the actual inlet of the vacuum pump. Otherwise, if, for example, according to a preferred embodiment, a turbomolecular pump stage (hereinafter also simply turbo stage) is connected upstream, then the inlet of the Holweck arrangement is located downstream of the outlet of the turbo stage. Irrespective of this, one or more further Holweck stages can be connected upstream and / or downstream of the concentric Holweck stages.

Bei einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung können drei oder mehr konzentrisch angeordnete Holweckstufen mit jeweils in Pumprichtung abnehmender Steghöhe vorgesehen sein. Zwei aufeinander folgende Holweckstufen können einen gemeinsamen Holweckstator aufweisen. Auf eine derartige spezielle Ausgestaltung wird nachstehend näher eingegangen.In one possible embodiment of the invention, three or more concentrically arranged Holweck stages can be provided, each with a web height that decreases in the pumping direction. Two consecutive Holweck stages can have a common Holweck stator. Such a special configuration is discussed in more detail below.

Die Holweckstufen können sich an eine Turbostufe anschließen.The Holweck stages can connect to a turbo stage.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass zwei aufeinander folgende Holweckstufen einen gemeinsamen, beidseitig mit einem Holweckgewinde versehenen Holweckstator und jeweils eine um die Rotationsachse rotierende Holweckhülse umfassen, wobei sowohl auf der Außenseite des Holweckstators als auch auf der Innenseite des Holweckstators die Steghöhe des Holweckgewindes jeweils in Pumprichtung abnimmt.According to a preferred embodiment of the invention it is provided that two consecutive Holweck stages comprise a common Holweck stator provided on both sides with a Holweck thread and a Holweck sleeve rotating around the axis of rotation, the web height of both on the outside of the Holweck stator and on the inside of the Holweck stator Holweck thread decreases in the pumping direction.

Es hat sich überraschend gezeigt, dass diese Maßnahme zum einen verbesserte Pumpeigenschaften mit sich bringt und zum anderen selbst bei unveränderter Breite des von den beiden Rotorhülsen begrenzten Ringraumes nicht zu einer inakzeptablen Beeinträchtigung der Stabilität des gemeinsamen Holweckstators führt.It has surprisingly been found that this measure on the one hand brings improved pump properties and on the other hand does not lead to an unacceptable impairment of the stability of the common Holweck stator even if the width of the annular space delimited by the two rotor sleeves is not changed.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung schließen sich an eine Turbostufe drei konzentrisch angeordnete Holweckstufen mit jeweils in Pumprichtung abnehmender Steghöhe an, wobei die in Pumprichtung letzten beiden Holweckstufen den gemeinsamen Holweckstator aufweisen. Zwischen der äußeren Holweckstufe dieser beiden Holweckstufen und der in Pumprichtung ersten Holweckstufe kann die Vakuumpumpe einen Zwischeneinlass aufweisen, der direkt dem Einlass der äußeren Holweckstufe zugeordnet ist. Eine derartige Anordnung kann insbesondere bei sogenannten Split-Flow-Vakuumpumpen zum Einsatz kommen, die dem Fachmann grundsätzlich bekannt sind und hier nicht näher erläutert zu werden brauchen.In a preferred embodiment, a turbo stage is followed by three concentrically arranged Holweck stages, each with a web height that decreases in the pumping direction, the last two Holweck stages in the pumping direction having the common Holweck stator. The vacuum pump can have an intermediate inlet, which is directly assigned to the inlet of the outer holweck stage, between the outer holweck stage of these two holweck stages and the first holweck stage in the pumping direction. Such an arrangement can be used in particular in so-called split-flow vacuum pumps, which are known to the person skilled in the art are generally known and do not need to be explained in more detail here.

Generell ist der Vollständigkeit halber zu erwähnen, dass sich während des Betriebs der Pumpe die Größe des Holweckspaltes aufgrund der auf die sich drehende Rotorhülse auswirkenden Zentrifugalkraft geringfügig ändern kann. Das Ausmaß der Änderung kann von der axialen Position abhängig sein, d.h. eine bei stehender Rotorhülse in axialer Richtung konstante Breite des Holweckspaltes kann während des Betriebs in axialer Richtung variieren.For the sake of completeness, it should generally be mentioned that the size of the Holweck gap may change slightly during operation of the pump due to the centrifugal force acting on the rotating rotor sleeve. The extent of the change may depend on the axial position, i.e. a constant width of the Holweck gap in the axial direction when the rotor sleeve is stationary can vary in the axial direction during operation.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind auch in den abhängigen Ansprüchen, der folgenden Beschreibung und den Figuren angegeben.Further embodiments of the invention are also specified in the dependent claims, the following description and the figures.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Außenseite des Holweckstators einen äußeren Nutgrunddurchmesser auf, welcher in Pumprichtung zunimmt.According to one embodiment, the outside of the Holweck stator has an outer groove base diameter, which increases in the pumping direction.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Innenseite des Holweckstators einen inneren Nutgrunddurchmesser auf, welcher in Pumprichtung abnimmt.According to a further embodiment, the inside of the Holweck stator has an inner groove base diameter, which decreases in the pumping direction.

Bevorzugt nimmt der äußere Nutgrunddurchmesser in Pumprichtung zu und der innere Nutgrunddurchmesser in Pumprichtung ab.The outer groove base diameter preferably increases in the pump direction and the inner groove base diameter decreases in the pump direction.

Auf diese Weise lassen sich jeweils in Pumprichtung abnehmende Steghöhen der Holweckgewinde in Verbindung mit zylindrischen Holweckhülsen erzielen.In this way, web heights of the Holweck thread that decrease in the pumping direction can be achieved in connection with cylindrical Holweck sleeves.

Unter dem Nutgrunddurchmesser ist hierbei der auf den Grund des jeweiligen Holweckkanals bezogene Durchmesser des Holweckstators an der jeweiligen axialen Stelle (nachfolgend auch "lokal") zu verstehen. Mit anderen Worten ist der Nutgrunddurchmesser an der Außenseite des Holweckstators der lokal kleinste Durchmesser und auf der Innenseite des Holweckstators der lokal größte Durchmesser.The groove base diameter is to be understood here as the diameter of the Holweck stator based on the base of the respective Holweck channel at the respective axial position (hereinafter also “locally”). In other words, the groove base diameter on the outside of the Holweck stator is the smallest locally Diameter and on the inside of the Holweck stator the locally largest diameter.

Gemäß einer Weiterbildung ist der einlassseitige Nutgrunddurchmesser an der Außenseite des Holweckstators kleiner als der einlassseitige Nutgrunddurchmesser an der Innenseite des Holweckstators.According to a development, the inlet-side groove base diameter on the outside of the Holweck stator is smaller than the inlet-side groove base diameter on the inside of the Holweck stator.

Mit anderen Worten ist der Nutgrund der äußeren Holweckstufe an deren Einlass näher an der Rotationsachse gelegen als der einlassseitige Nutgrund der inneren Holweckstufe. Mit einer derartigen Formgebung des Holweckstators lässt sich eine besonders hohe Pumpleistung erzielen. Insbesondere lassen sich hierdurch jeweils einlassseitig vergleichsweise große Steghöhen erreichen.In other words, the groove base of the outer holweck step at its inlet is located closer to the axis of rotation than the inlet-side groove bottom of the inner holweck step. With such a shape of the Holweck stator, a particularly high pumping capacity can be achieved. In particular, this allows comparatively large web heights to be achieved on the inlet side.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind ein durch den Nutgrund des äußeren Holweckgewindes definierter (äußerer) Konizitätswinkel und ein durch den Nutgrund des inneren Holweckgewindes definierter (innerer) Konizitätswinkel voneinander verschieden. Bevorzugt ist der äußere Konizitätswinkel größer als der innere Konizitätswinkel.According to a further embodiment, an (outer) conicity angle defined by the groove bottom of the outer Holweck thread and an (inner) conicity angle defined by the groove bottom of the inner Holweck thread are different from one another. The outer taper angle is preferably larger than the inner taper angle.

Die nachfolgenden konkreten Werte und Verhältnisse beziehen sich auf einen Holweckstator mit einer axialen Baulänge von 50mm, können aber bei einer anderen axialen Baulänge ebenfalls innerhalb der jeweils angegebenen Wertebereiche liegen. Ein bevorzugter Wert für die Größe des Holweckspaltes ist 0,3mm.The following specific values and ratios relate to a Holweck stator with an axial length of 50mm, but can also be within the specified value ranges for a different axial length. A preferred value for the size of the Holweck gap is 0.3 mm.

Der äußere Konizitätswinkel kann zwischen 5 und 15°, bevorzugt zwischen 8° und 10° und insbesondere bei etwa 9,1° liegen.The outer taper angle can be between 5 and 15 °, preferably between 8 ° and 10 ° and in particular around 9.1 °.

Der innere Konizitätswinkel kann zwischen 1° und 5°, bevorzugt zwischen 2° und 4° und insbesondere bei etwa 3,1° liegen.The inner taper angle can be between 1 ° and 5 °, preferably between 2 ° and 4 ° and in particular approximately 3.1 °.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist am äußeren Holweckgewinde einlassseitig das Verhältnis von doppelter Steghöhe zu Nutgrunddurchmesser größer als 0,1, bevorzugt größer als 0,15, und insbesondere etwa 0,19.According to a further embodiment, the ratio of double web height to groove base diameter on the outer Holweck thread on the inlet side is greater than 0.1, preferably greater than 0.15, and in particular approximately 0.19.

Ferner kann vorgesehen sein, dass am inneren Holweckgewinde einlassseitig das Verhältnis von doppelter Steghöhe zu Nutgrunddurchmesser größer als 0,4, bevorzugt größer als 0,6, und insbesondere etwa 0,8 ist.It can further be provided that the ratio of double web height to groove base diameter on the inner Holweck thread on the inlet side is greater than 0.4, preferably greater than 0.6, and in particular approximately 0.8.

Relativ große einlassseitige Steghöhen können eine ausreichende Stabilität des Holweckstators bei gleichzeitig relativ geringer Wandstärke des Holweckstators sicherstellen.Relatively large web heights on the inlet side can ensure sufficient stability of the Holweck stator with at the same time a relatively small wall thickness of the Holweck stator.

Bei der (lokalen) Wandstärke des Holweckstators handelt es sich um die Hälfte der Differenz zwischen dem äußeren Nutgrunddurchmesser und dem inneren Nutgrunddurchmesser an der betreffenden axialen Stelle.The (local) wall thickness of the Holweck stator is half the difference between the outer groove base diameter and the inner groove base diameter at the relevant axial location.

Gemäß einer Weiterbildung ist am äußeren Holweckgewinde das Verhältnis von einlassseitiger Steghöhe zu auslassseitiger Steghöhe kleiner als 0,1, bevorzugt kleiner als 0,25, und insbesondere etwa 0,23.According to a further development, the ratio of the web height on the inlet side to the wall height on the outlet side is less than 0.1, preferably less than 0.25, and in particular about 0.23.

Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass am inneren Holweckgewinde das Verhältnis von einlassseitiger Steghöhe zu auslassseitiger Steghöhe kleiner als 0,5, bevorzugt kleiner als 0,4 und insbesondere etwa 0,36 ist.Furthermore, it can be provided that the ratio of the inlet-side web height to the outlet-side web height on the inner Holweck thread is less than 0.5, preferably less than 0.4 and in particular about 0.36.

Es hat sich gezeigt, dass die vorstehend genannten Ausgestaltungen jeweils für sich genommen und auch in beliebiger Kombination zu besonders guten Pumpleistungen der Holweckanordnung führen, ohne die Stabilität des doppelseitigen Holweckstators zu beeinträchtigen.It has been shown that the above-mentioned configurations are taken on their own and, in any combination, lead to particularly good pumping capacities of the Holweck arrangement without impairing the stability of the double-sided Holweck stator.

Gemäß einer Ausführungsform weist der Holweckstator entlang seiner axialen Erstreckung eine konstante Wandstärke auf.According to one embodiment, the Holweck stator has a constant wall thickness along its axial extent.

Bei konstanter Wandstärke ist der äußere Konizitätswinkel gleich dem inneren Konizitätswinkel.With a constant wall thickness, the outer taper angle is equal to the inner taper angle.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Holweckstator entlang seiner axialen Erstreckung, insbesondere in Pumprichtung der äußeren Holweckstufe, eine zunehmende Wandstärke auf, wobei bevorzugt die Wandstärke stetig zunimmt.According to a further embodiment, the Holweck stator has an increasing wall thickness along its axial extent, in particular in the pumping direction of the outer Holweck step, the wall thickness preferably increasing steadily.

Die zunehmende Wandstärke geht mit unterschiedlichen Konizitätswinkeln der beiden Holweckstufen einher. An die beiden Holweckstufen können unterschiedliche Anforderungen gestellt werden. Hierfür können außen und innen unterschiedliche Holweckgewinde ausgebildet werden. Dass die Wandstärke in Pumprichtung der äußeren Holweckstufe zunimmt, bedeutet, dass der Konizitätswinkel des äußeren Holweckgewindes größer ist als der Konizitätswinkel des inneren Holweckgewindes.The increasing wall thickness goes hand in hand with different conicity angles of the two Holweck steps. Different requirements can be placed on the two Holweck stages. Different Holweck threads can be formed on the outside and inside. That the wall thickness increases in the pumping direction of the outer Holweck step means that the taper angle of the outer Holweck thread is greater than the taper angle of the inner Holweck thread.

Bei einer Weiterbildung ist die Wandstärke des Holweckstators im Bereich maximaler Steghöhe minimal.In a further development, the wall thickness of the Holweck stator is minimal in the area of the maximum web height.

Es wurde erkannt, dass die Steghöhe zur Stabilität des Holweckstators beitragen kann, so dass im Bereich relativ großer Steghöhen vergleichsweise geringe Wandstärken vorhanden sein können.It was recognized that the web height can contribute to the stability of the Holweck stator, so that comparatively small wall thicknesses can be present in the area of relatively large web heights.

Bevorzugt beträgt die minimale Wandstärke des Holweckstators weniger als 2 mm, bevorzugt weniger als 1,5 mm und insbesondere bevorzugt etwa 1 mm.The minimum wall thickness of the Holweck stator is preferably less than 2 mm, preferably less than 1.5 mm and particularly preferably approximately 1 mm.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Holweckstator aus Aluminium gefertigt.According to one embodiment, the Holweck stator is made of aluminum.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Holweckstator integral gefertigt, insbesondere aus einem Stück gefräst.According to a further embodiment, the Holweck stator is manufactured integrally, in particular milled from one piece.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1
eine perspektivische Ansicht einer nicht erfindungsgemäßen 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
schematisch einen Längsschnitt durch eine Holweckanordung mit drei Holweckstufen und einem doppelseitigen Holweckstator,
Fig. 7
eine Detailansicht von Fig. 6,
Fig. 8
in einem Längsschnitt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Holweckstators.
The invention is described below by way of example with reference to the accompanying figures. Show it:
Fig. 1
2 shows a perspective view of a turbomolecular pump not according to the invention,
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
schematically shows a longitudinal section through a Holweck arrangement with three Holweck steps and a double-sided Holweck stator,
Fig. 7
a detailed view of Fig. 6 ,
Fig. 8
in a longitudinal section an embodiment of a Holweck stator according to the invention.

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 Gehäuses 119 der Vakuumpumpe 111. Das Gehäuse 119 umfasst ein Unterteil 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 housing 119 of the vacuum pump 111. The housing 119 comprises a 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 Gehäuse 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 Unterteils 121 ist ferner noch ein Sperrgasanschluss 135, der auch als Spülgasanschluss bezeichnet wird, angeordnet, über welchen Spülgas zum Schutz des Elektromotors 125 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 Unterteil 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 housing 119 of the turbomolecular pump 111, via which the vacuum pump 111 can be flooded. In the area of the 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 from the gas conveyed by the pump into the engine compartment 137, in which the electric motor 125 in the vacuum pump 111 is housed, can be brought. Furthermore, two coolant connections 139 are arranged in the lower part 121, one of the coolant connections being provided as an inlet and the other coolant connection being provided as an outlet for coolant, which can be guided 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 to a certain extent in a hanging manner. 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 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 Gehäuse 119 ist ein Rotor 149 angeordnet, der eine um eine Rotationsachse 151 drehbare Rotorwelle 153 aufweist.A rotor 149 is arranged in the 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 Gehäuse 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 connected in series with one another with effective pumping, with a plurality of radial rotor disks 155 fastened to the rotor shaft 153 and stator disks 157 arranged between the rotor disks 155 and fixed in the 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. 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 innere 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 the latter. The radial inner surface of the inner Holweck stator sleeve 169 lies against the radial outer surface of the inner Holweck rotor sleeve 165 opposite to form a radial Holweck gap 175 and forms the inner Holweck pumping stage with this.

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. This means that 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 above-mentioned 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.For the rotatable mounting of the rotor shaft 153, a roller bearing 181 is provided in the area of the pump outlet 117 and a permanent magnet bearing 183 in the area of the pump inlet 115.

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 spray nut 185 is in sliding contact with at least one scraper of an operating fluid reservoir. The operating medium storage comprises a plurality of absorbent disks 187 stacked on top of one another, 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 92 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.During 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 92 to the roller bearing 181, where it e.g. fulfills a lubricating function. The roller bearing 181 and the operating fluid storage 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 Gehäuses 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 surrounds the ring magnets 195 radially 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 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. A plate spring 213 can also be provided between the fastening ring 211 and the ring magnet 197.

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 Gehäuse 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 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 enter the engine compartment 137 via the sealing gas connection 135. The electric motor 125 can use process gas, for example, in front of process gas Corrosive parts of the process gas are protected. 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 brought about by the forevacuum 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.

Eine erfindungsgemäße Holweckanordnung, wie sie nachfolgend anhand der Fig. 6 bis 8 beschrieben wird, kann insbesondere in einer Vakuumpumpe gemäß den Fig. 1 bis 5 eingesetzt werden.A Holweck arrangement according to the invention, as described below with reference to 6 to 8 is described, in particular in a vacuum pump according to the 1 to 5 be used.

Die Fig. 6 und 7 zeigen nur die Holweckanordnung einer Vakuumpumpe 11, beispielsweise einer Turbomolekularpumpe, mit drei nachstehend jeweils auch einfach als Pumpstufe bezeichneten Holweckstufen. Die Vakuumpumpe umfasst eine um eine Rotationsachse 13 drehbar gelagerte Rotorwelle 15. An der Rotorwelle 15 ist eine Rotornabe 17 angeordnet, welche zwei zylindrische Rotorhülsen 19 trägt.The Fig. 6 and 7 only show the Holweck arrangement of a vacuum pump 11, for example a turbomolecular pump, with three Holweck stages, also referred to below simply as the pump stage. The vacuum pump comprises a rotor shaft 15 which is rotatably mounted about an axis of rotation 13. A rotor hub 17 is arranged on the rotor shaft 15 and carries two cylindrical rotor sleeves 19.

Des Weiteren sind zwei Holweckstatoren 21, 23 vorgesehen. Der innenliegende, zwischen den beiden Rotorhülsen 19 positionierte Holweckstator 21 ist in erfindungsgemäßer Weise doppelseitig ausgebildet, d.h. beidseitig mit einem Holweckgewinde 37, 39 versehen (Fig. 7). Radial außerhalb der äußeren Rotorhülse 19 ist der äußere Holweckstator 23 angeordnet, der z.B. von dem Pumpengehäuse gebildet werden kann. Der äußere Holweckstator 23 und die äußere Rotorhülse 19 bilden eine erste Holweckstufe 25. Die äußere Rotorhülse 19 bildet zusätzlich mit dem inneren Holweckstator 21, genauer gesagt mit dessen Außenseite, eine zweite Pumpstufe 27, die hier auch als äußere Pump- oder Holweckstufe bezeichnet wird. Die innere Rotorhülse 19 und die Innenseite des Holweckstators 21 bilden eine dritte Pumpstufe 29, die hier auch als innere Pump- oder Holweckstufe bezeichnet wird. Pfeile zeigen die Pumprichtung und damit die Förderrichtung der in den Holweckstufen 25, 27, 29 geförderten Gasmoleküle an.Furthermore, two Holweck stators 21, 23 are provided. The internal Holweck stator 21 positioned between the two rotor sleeves 19 is double-sided in the manner according to the invention, ie provided on both sides with a Holweck thread 37, 39 ( Fig. 7 ). The outer Holweck stator 23, which can be formed, for example, by the pump housing, is arranged radially outside the outer rotor sleeve 19. The outer Holweck stator 23 and the outer rotor sleeve 19 form a first Holweck stage 25. The outer rotor sleeve 19 also forms with the inner Holweck stator 21, more precisely with the outside thereof, a second pump stage 27, which is also referred to here as the outer pump or Holweck stage. Form the inner rotor sleeve 19 and the inside of the Holweck stator 21 a third pump stage 29, which is also referred to here as the inner pump or Holweck stage. Arrows indicate the pumping direction and thus the direction of conveyance of the gas molecules conveyed in the Holweck stages 25, 27, 29.

Die Pumprichtung verläuft dabei von einem Einlass 33 der Holweckanordnung 25, 27, 29 zu einem Auslass 35 der Pumpstufe 25, 27, 29. Wie im Einleitungsteil erwähnt, kann die Vakuumpumpe einen nicht dargestellten Zwischeneinlass aufweisen, der direkt dem Einlass der äußeren Holweckstufe zugeordnet ist. Dieser Zwischeneinlass kann beispielsweise ein "Splitflow"-Einlass sein, von dem zu fördernde Gasmoleküle - wie in Fig. 6 durch eine gestrichelte Linie angedeutet - zum Einlass der äußeren Holweckstufe 27 strömen können.The pumping direction runs from an inlet 33 of the Holweck arrangement 25, 27, 29 to an outlet 35 of the pump stage 25, 27, 29. As mentioned in the introduction, the vacuum pump can have an intermediate inlet, not shown, which is directly assigned to the inlet of the outer Holweck stage . This intermediate inlet can be, for example, a "splitflow" inlet, from which gas molecules to be conveyed - as in Fig. 6 indicated by a dashed line - can flow to the inlet of the outer Holweckstufe 27.

Der erfindungsgemäße Holweckstator 21 wird anhand der Fig. 7 genauer beschrieben.The Holweck stator 21 according to the invention is shown in FIG Fig. 7 described in more detail.

Fig. 7 ist eine Detailansicht der Fig. 6. Dargestellt ist ein Schnitt entlang der Rotationsachse 13 durch eine Hälfte der Holweckanordnung. Fig. 7 is a detailed view of the Fig. 6 . A section along the axis of rotation 13 through one half of the Holweck arrangement is shown.

Die durch Pfeile veranschaulichte Pumprichtung verläuft bei der äußeren Holweckstufe 27 von deren Einlass zu deren Auslass. Der Auslass der äußeren Holweckstufe 27 befindet sich folglich an der Außenseite des Holweckstators 21. An deren Auslass schließt sich der Einlass der inneren Holweckstufe 29 an. Der Einlass befindet sich demnach an der Innenseite des Holweckstators 21. Die Pumprichtung verläuft von diesem Einlass zu dem Auslass der inneren Holweckstufe 29.The pump direction illustrated by arrows extends from the outer Holweck stage 27 from its inlet to its outlet. The outlet of the outer holweck stage 27 is consequently located on the outside of the holweck stator 21. The outlet of the inner holweck stage 29 connects to it. The inlet is accordingly located on the inside of the Holweck stator 21. The pumping direction runs from this inlet to the outlet of the inner Holweck stage 29.

Der Holweckstator 21 weist ein äußeres Gewinde 37 und ein inneres Gewinde 39 auf. Die Stege 41 der Gewinde 37, 39 besitzen jeweils eine in Pumprichtung abnehmende Steghöhe 43, d.h. die Gewindetiefe nimmt ab, wobei die Stegoberseite sowohl außen als auch innen auf einem Kreiszylinder um die Rotationsachse 13 liegt, um einen konstanten Holweckspalt 47 mit der jeweiligen Rotorhülse 19 zu bilden. Dies wird durch eine konische Form des Holweckstators 21 sowohl auf der Innenseite als auch auf der Außenseite erreicht, wobei der Konizitätswinkel auf der Außenseite größer ist als auf der Innenseite.The Holweck stator 21 has an outer thread 37 and an inner thread 39. The webs 41 of the threads 37, 39 each have a web height 43 that decreases in the pumping direction, that is, the thread depth decreases, the top side of the web lying both outside and inside on a circular cylinder about the axis of rotation 13, around a constant Holweck gap 47 with the respective rotor sleeve 19 to form. This is achieved by a conical shape of the Holweck stator 21 both on the inside and on the outside, the conicity angle being larger on the outside than on the inside.

Wie eingangs bereits erwähnt, kann sich während des Betriebs der Pumpe die Größe der Holweckspaltes 47 aufgrund der wirksamen Zentrifugalkraft geringfügig ändern.As already mentioned at the beginning, the size of the Holweck gap 47 can change slightly during operation of the pump due to the effective centrifugal force.

Die Konizitätswinkel sind in Fig. 6 und 7 lediglich zur Veranschaulichung übertrieben groß dargestellt und betragen in konkreten Ausführungsformen (vgl. auch Fig. 8) vorzugsweise nicht mehr als 10°.The taper angles are in Fig. 6 and 7 Exaggeratedly large for illustration only and in concrete embodiments amount to (see also Fig. 8 ) preferably not more than 10 °.

Aufgrund der unterschiedlich großen Konizitätswinkel ist die Wandstärke des Holweckstators 21 nicht konstant. Hier nimmt die Wandstärke des Holweckstators 21 in Pumprichtung der äußeren Pumpstufe 27 zu. Mit anderen Worten ist die Wandstärke am Einlass der äußeren Pumpstufe 27 und somit am Auslass der inneren Pumpstufe 29 minimal und kleiner als am Auslass der äußeren Pumpstufe 27 und somit am Einlass der inneren Pumpstufe 29.Due to the different taper angles, the wall thickness of the Holweck stator 21 is not constant. Here the wall thickness of the Holweck stator 21 increases in the pumping direction of the outer pump stage 27. In other words, the wall thickness at the inlet of the outer pump stage 27 and thus at the outlet of the inner pump stage 29 is minimal and smaller than at the outlet of the outer pump stage 27 and thus at the inlet of the inner pump stage 29.

Fig. 8 zeigt in einem Längsschnitt entlang der Rotationsachse 13 eine mögliche konkrete Ausführungsform eines Holweckstators 21. Der Holweckstator 21 weist eine Innenseite mit einem inneren Holweckgewinde und eine Außenseite mit einem äußeren Holweckgewinde auf. Pfeile veranschaulichen wiederum die Pumprichtung der jeweiligen Pumpstufe. Fig. 8 shows a longitudinal section along the axis of rotation 13 of a possible specific embodiment of a Holweck stator 21. The Holweck stator 21 has an inside with an internal Holweck thread and an outside with an outer Holweck thread. Arrows again illustrate the pumping direction of the respective pump stage.

Die Geometrie des Holweckstators 21 gemäß Fig. 8 entspricht qualitativ jener des in Fig. 7 schematisch, nicht maßstabsgerecht dargestellten Holweckstators 21. Die Wandstärke des Holweckstators 21 nimmt folglich wiederum in Pumprichtung der äußeren Pumpstufe zu und in Pumprichtung der inneren Pumpstufe ab, während die Höhe der jeweils mit ihrer Oberseite auf einem Kreiszylinder um die Rotationsachse 13 liegenden Stege 41 sowohl in Pumprichtung der äußeren Pumpstufe 27 als auch in Pumprichtung der inneren Pumpstufe 29 abnimmt.The geometry of the Holweck stator 21 according to Fig. 8 corresponds qualitatively to that of in Fig. 7 schematic, not to scale Holweck stator 21. The wall thickness of the Holweck stator 21 consequently increases again in the pumping direction of the outer pump stage and in the pumping direction of the inner pump stage, while the height of each with its top on a circular cylinder around the axis of rotation 13 lying webs 41 decreases both in the pumping direction of the outer pump stage 27 and in the pumping direction of the inner pump stage 29.

Die Konizität der beiden Pumpstufen ist jeweils durch den Nutgrund 53, 55 definiert, d.h. durch den jeweiligen Nutgrund 53, 55 ist - wie in Fig. 8 gezeigt - ein Konus mit einem Konizitätswinkel festgelegt, wobei sich der Konizitätswinkel αa auf den äußeren Nutgrund 53 und der Konizitätswinkel αi auf den inneren Nutgrund 55 bezieht. Der Konizitätswinkel αa ist größer als der Konizitätswinkel αi., woraus die sich verändernde Wandstärke resultiert. Wären die beiden Konizitätswinkel αa, αi gleich groß, ergäbe sich eine konstante Wandstärke. Ein solcher Holweckstator 21 wäre ebenfalls in erfindungsgemäßer Weise beidseitig konisch ausgebildet.The conicity of the two pump stages is defined in each case by the groove base 53, 55, ie by the respective groove base 53, 55 - as in FIG Fig. 8 shown - a cone is defined with a conicity angle , the conicity angle α a relating to the outer groove base 53 and the conicity angle α i relating to the inner groove base 55. The taper angle α a is larger than the taper angle α i ., Which results in the changing wall thickness. If the two taper angles α a , α i were the same size, the wall thickness would be constant. Such a Holweck stator 21 would also be conical on both sides in the manner according to the invention.

Der äußere Nutgrunddurchmesser am Einlass der äußeren Pumpstufe ist in Fig. 8 mit NGDAE, der äußere Nutgrunddurchmesser am Auslass der äußeren Pumpstufe mit NGDAA, der innere Nutgrunddurchmesser am Einlass der inneren Pumpstufe mit NGDIE und der innere Nutgrunddurchmesser am Auslass der inneren Pumpstufe mit NGDIA bezeichnet. Die axialen Lagen der Einlässe und Auslässe sind hier durch das jeweilige axiale Ende des Holweckstators definiert. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist NGDAE geringfügig kleiner als NGDIE. Es sind aber auch Ausführungsformen mit NGDAE > NGDIE oder mit NGDAE = NGDIE möglich.The outer groove base diameter at the inlet of the outer pump stage is in Fig. 8 with NGDAE, the outer groove base diameter at the outlet of the outer pump stage with NGDAA, the inner groove base diameter at the inlet of the inner pump stage with NGDIE and the inner groove base diameter at the outlet of the inner pump stage with NGDIA. The axial positions of the inlets and outlets are defined here by the respective axial end of the Holweck stator. In the illustrated embodiment, NGDAE is slightly smaller than NGDIE. However, embodiments with NGDAE> NGDIE or with NGDAE = NGDIE are also possible.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1111
VakuumpumpeVacuum pump
1313
RotationsachseAxis of rotation
1515
RotorwelleRotor shaft
1717th
HolwecknabeHolweck hub
1919th
HolweckhülseHolweck sleeve
2121st
doppelseitiger Holweckstatordouble-sided Holweck stator
2323
äußerer Holweckstatorouter Holweck stator
2525th
erste Holweckstufefirst holweck stage
2727th
zweite, äußere Holweckstufesecond, outer Holweck stage
2929
dritte, innere Holweckstufethird, inner Holweck stage
3333
Einlassinlet
3535
AuslassOutlet
3737
äußeres Holweckgewindeexternal Holweck thread
3939
inneres Holweckgewindeinternal Holweck thread
4141
Stegweb
4343
SteghöheWeb height
4747
HolweckspaltHolweckspalt
5353
äußerer Nutgrundouter groove bottom
5555
innerer Nutgrundinner groove bottom
111111
TurbomolekularpumpeTurbomolecular pump
113113
EinlassflanschInlet flange
115115
PumpeneinlassPump inlet
117117
PumpenauslassPump outlet
119119
Gehäusecasing
121121
UnterteilLower part
123123
ElektronikgehäuseElectronics housing
125125
ElektromotorElectric motor
127127
ZubehöranschlussAccessory connector
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
αi α i
innerer Konizitätswinkelinner taper angle
αa α a
äußerer Konizitätswinkelouter taper angle
NGDAENGDAE
äußerer Nutgrunddurchmesser am Einlassouter groove base diameter at the inlet
NGDAANGDAA
äußerer Nutgrunddurchmesser am Auslassouter groove base diameter at the outlet
NGDIENGDIE
innerer Nutgrunddurchmesser am Einlassinner groove base diameter at the inlet
NGDIANGDIA
innerer Nutgrunddurchmesser am Auslassinner groove base diameter at the outlet

Claims (15)

Vakuumpumpe (11), insbesondere Turbomolekularvakuumpumpe, mit einem Einlass (33),
einem Auslass (35), und
wenigstens zwei bezüglich einer gemeinsamen Rotationsachse (13) konzentrischen, in Pumprichtung zwischen dem Einlass (33) und dem Auslass (35) aufeinander folgenden Holweckstufen (25, 27, 29), die jeweils ein Holweckgewinde (37, 39) und eine um die Rotationsachse (13) rotierende Holweckhülse (19) umfassen und bei denen die Steghöhe (43) des Holweckgewindes (37, 39) jeweils in Pumprichtung abnimmt.Vacuum pump (11), in particular turbomolecular vacuum pump, with an inlet (33),
an outlet (35), and
at least two Holweck stages (25, 27, 29) which are concentric with respect to a common axis of rotation (13) and follow one another in the pumping direction between the inlet (33) and the outlet (35), each having a Holweck thread (37, 39) and one around the axis of rotation (13) comprise rotating Holweck sleeve (19) and in which the web height (43) of the Holweck thread (37, 39) decreases in the pumping direction. Vakuumpumpe (11) nach Anspruch 1,
wobei zwei aufeinander folgende Holweckstufen (27, 29) einen gemeinsamen, beidseitig mit einem Holweckgewinde (37, 39) versehenen Holweckstator (21) umfassen, und wobei sowohl auf der Außenseite des Holweckstators (21) als auch auf der Innenseite des Holweckstators (21) die Steghöhe (43) des Holweckgewindes (37, 39) jeweils in Pumprichtung abnimmt.Vacuum pump (11) according to claim 1,
wherein two successive Holweck stages (27, 29) comprise a common Holweck stator (21) provided on both sides with a Holweck thread (37, 39), and wherein both on the outside of the Holweck stator (21) and on the inside of the Holweck stator (21) the web height (43) of the Holweck thread (37, 39) decreases in the pumping direction. Vakuumpumpe (11) nach Anspruch 2,
wobei die Außenseite des gemeinsamen Holweckstators (21) einen äußeren Nutgrunddurchmesser aufweist, welcher in Pumprichtung zunimmt.Vacuum pump (11) according to claim 2,
wherein the outside of the common Holweck stator (21) has an outer groove base diameter, which increases in the pumping direction. Vakuumpumpe (11) nach Anspruch 2 oder 3,
wobei die Innenseite des gemeinsamen Holweckstators (21) einen inneren Nutgrunddurchmesser aufweist, welcher in Pumprichtung abnimmt.Vacuum pump (11) according to claim 2 or 3,
wherein the inside of the common Holweck stator (21) has an inner groove base diameter, which decreases in the pumping direction. Vakuumpumpe (11) nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
wobei der äußere Nutgrunddurchmesser in Pumprichtung zunimmt und der innere Nutgrunddurchmesser in Pumprichtung abnimmt.Vacuum pump (11) according to one of claims 2 to 4,
the outer groove base diameter increases in the pump direction and the inner groove base diameter decreases in the pump direction. Vakuumpumpe (11) nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
wobei der einlassseitige Nutgrunddurchmesser (NGDAE) an der Außenseite des Holweckstators (21) kleiner ist als der einlassseitige Nutgrunddurchmesser (NGDIE) an der Innenseite des Holweckstators (21).Vacuum pump (11) according to one of claims 2 to 5,
wherein the inlet-side groove base diameter (NGDAE) on the outside of the Holweck stator (21) is smaller than the inlet-side groove base diameter (NGDIE) on the inside of the Holweck stator (21). Vakuumpumpe (11) nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
wobei ein durch den Nutgrund (53) des äußeren Holweckgewindes (37) definierter Konizitätswinkel (αa) und ein durch den Nutgrund (55) des inneren Holweckgewindes (39) definierter Konizitätswinkel (αi) voneinander verschieden sind.Vacuum pump (11) according to one of claims 2 to 6,
wherein a conicity angle (α a ) defined by the groove bottom (53) of the outer Holweck thread (37) and a conicity angle (α i ) defined by the groove bottom (55) of the inner Holweck thread (39) are different from each other. Vakuumpumpe (11) nach einem der Ansprüche 2 bis 7,
wobei ein durch den Nutgrund (53) des äußeren Holweckgewindes (37) definierter Konizitätswinkel (αa) zwischen 5° und 15° liegt, bevorzugt zwischen 8° und 10° liegt, und insbesondere etwa 9,1° beträgt und/oder wobei ein durch den Nutgrund (55) des inneren Holweckgewindes (39) definierter Konizitätswinkel (αi) zwischen 1° und 5° liegt, bevorzugt zwischen 2° und 4° liegt, und insbesondere etwa 3,1° beträgt.Vacuum pump (11) according to one of claims 2 to 7,
wherein a conicity angle (α a ) defined by the groove base (53) of the outer Holweck thread (37) is between 5 ° and 15 °, preferably between 8 ° and 10 °, and in particular is approximately 9.1 ° and / or where a conicity angle (α i ) defined by the groove bottom (55) of the internal Holweck thread (39) is between 1 ° and 5 °, preferably between 2 ° and 4 °, and in particular is approximately 3.1 °. Vakuumpumpe (11) nach einem der Ansprüche 2 bis 8,
wobei am äußeren Holweckgewinde (37) einlassseitig das Verhältnis von doppelter Steghöhe (43) zu Nutgrunddurchmesser größer als 0,10 ist, bevorzugt größer als 0,15 ist, und insbesondere etwa 0,19 beträgt und/oder wobei am inneren Holweckgewinde (39) einlassseitig das Verhältnis von doppelter Steghöhe (43) zu Nutgrunddurchmesser größer als 0,4 ist, bevorzugt größer als 0,6 ist, und insbesondere etwa 0,8 beträgt.Vacuum pump (11) according to one of claims 2 to 8,
the ratio of double web height (43) to groove base diameter on the outer Holweck thread (37) on the inlet side being greater than 0.10, preferably greater than 0.15, and in particular being approximately 0.19 and / or wherein the inner Holweck thread (39) the ratio of double web height (43) to groove base diameter is greater than 0.4, preferably greater than 0.6, and in particular is approximately 0.8. Vakuumpumpe (11) nach einem der Ansprüche 2 bis 9,
wobei am äußeren Holweckgewinde (37) das Verhältnis von einlassseitiger Steghöhe (43) zu auslassseitiger Steghöhe (43) kleiner als 0,3 ist, bevorzugt kleiner als 0,25 ist, und insbesondere etwa 0,23 beträgt und/oder wobei am inneren Holweckgewinde (39) das Verhältnis von einlassseitiger Steghöhe (43) zu auslassseitiger Steghöhe (43) kleiner als 0,5 ist, bevorzugt kleiner als 0,4 ist, und insbesondere etwa 0,36 beträgt.Vacuum pump (11) according to one of claims 2 to 9,
the ratio of the inlet-side web height (43) to the outlet-side web height (43) on the outer Holweck thread (37) being less than 0.3, preferably less than 0.25, and in particular being about 0.23 and / or being on the inner Holweck thread (39) the ratio of the inlet-side web height (43) to the outlet-side web height (43) is less than 0.5, preferably less than 0.4, and in particular is approximately 0.36. Vakuumpumpe (11) nach einem der Ansprüche 2 bis 10,
wobei der Holweckstator (21) entlang seiner axialen Erstreckung eine konstante Wandstärke (45) aufweist.Vacuum pump (11) according to one of claims 2 to 10,
the Holweck stator (21) having a constant wall thickness (45) along its axial extent. Vakuumpumpe (11) nach einem der Ansprüche 2 bis 11,
wobei der Holweckstator (21) entlang seiner axialen Erstreckung, insbesondere in Pumprichtung der äußeren Holweckstufe (27), eine zunehmende Wandstärke (45) aufweist, wobei bevorzugt die Wandstärke (45) stetig zunimmt.Vacuum pump (11) according to one of claims 2 to 11,
wherein the Holweck stator (21) has an increasing wall thickness (45) along its axial extent, in particular in the pumping direction of the outer Holweck step (27), the wall thickness (45) preferably increasing steadily. Vakuumpumpe (11) nach einem der Ansprüche 2 bis 12,
wobei die Wandstärke (45) des Holweckstators (21) im Bereich maximaler Steghöhe (43) der äußeren Holweckstufe (27) minimal ist.Vacuum pump (11) according to one of claims 2 to 12,
the wall thickness (45) of the Holweck stator (21) being minimal in the area of the maximum web height (43) of the outer Holweck step (27). Vakuumpumpe (11) nach einem der Ansprüche 2 bis 13,
wobei die minimale Wandstärke (45) des Holweckstators (21) weniger als 2mm, bevorzugt weniger als 1,5mm und insbesondere bevorzugt etwa 1mm beträgt.Vacuum pump (11) according to one of claims 2 to 13,
the minimum wall thickness (45) of the Holweck stator (21) being less than 2 mm, preferably less than 1.5 mm and particularly preferably approximately 1 mm. Vakuumpumpe (11) nach einem der Ansprüche 2 bis 14,
wobei der Holweckstator (21) aus Aluminium gefertigt ist und/oder wobei der Holweckstator (21) integral gefertigt, insbesondere aus einem Stück gefräst, ist.Vacuum pump (11) according to one of claims 2 to 14,
wherein the Holweck stator (21) is made of aluminum and / or wherein the Holweck stator (21) is made integrally, in particular milled from one piece.
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