EP4194700A1

EP4194700A1 - Vakuumpumpe mit einer holweck-pumpstufe mit veränderlicher holweck-geometrie

Info

Publication number: EP4194700A1
Application number: EP23168408.5A
Authority: EP
Inventors: Maximilian Birkenfeld; Heiko BRÜCK
Original assignee: Pfeiffer Vacuum Technology AG
Current assignee: Pfeiffer Vacuum Technology AG
Priority date: 2023-04-18
Filing date: 2023-04-18
Publication date: 2023-06-14

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe mit zumindest einer Holweck-Pumpstufe mit einem Einlass und einem Auslass in Pumprichtung stromabwärts des Einlasses. Die Holweck-Pumpstufe umfasst einen Holweck-Rotor mit einer Rotorhülse und einen Holweck-Stator mit einer Statorhülse, die unter Bildung eines Holweckspalts koaxial zu dem Holweck-Rotor angeordnet ist. Die Statorhülse weist ein Holweck-Gewinde mit mehreren Gewindenuten auf, die durch an der Statorhülse ausgebildete Stege und durch einen durch die Statorhülse gebildeten Nutgrund begrenzt sind. Die Statorhülse ist einstückig ausgebildet und zumindest ein Gewindeparameter des Holweck-Gewindes aus der Gruppe von Gewindeparametern, die aus der Anzahl der Stege, der Gewindesteigung, der Breite der Gewindenuten, der Breite der Stege und der Höhe der Stege über dem Nutgrund besteht, ändert sich über die axiale Erstreckung der Statorhülse .

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hier auch nur als Pumpe bezeichnete Vakuumpumpe, insbesondere eine Turbomolekularvakuumpumpe, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit zumindest einer Holweck-Pumpstufe.
Vakuumpumpen werden in verschiedenen Gebieten der Technik eingesetzt. Je nach Anforderung können Vakuumpumpen eine oder mehrere Pumpstufen aufweisen. Allgemein gehören Holweck-Pumpstufen zur Gattung der Molekularvakuumpumpen und erzeugen durch Drehung eines Holweck-Rotors relativ zu einem feststehenden Holweck-Stator eine molekulare Strömung. Grundsätzlich kann eine Vakuumpumpe eine oder mehrere Holweck-Pumpstufen umfassen, wobei mehrere Holweck-Pumpstufen sowohl seriell als auch parallel zueinander betrieben werden können. Typischerweise werden Holweck-Pumpstufen in Turbomolekularvakuumpumpen eingesetzt, wobei sie einer oder mehreren Turbomolekularpumpstufen in Strömungsrichtung nachgeschaltet sind.
Eine Holweck-Pumpstufe umfasst üblicherweise einen Holweck-Rotor und einen Holweck-Stator, wobei der Holweck-Rotor eine Rotorwelle aufweist, an welcher mittels einer zum Beispiel scheibenförmigen Holweck-Nabe eine oder mehrere Holweck-Rotorhülsen konzentrisch vorgesehen sind. Die Holweck-Statorhülse ist mit einem ein- oder mehrgängigen Holweck-Gewinde versehen. Die zu fördernden Gasmoleküle werden durch die rotierende Bewegung des Holweck-Rotors relativ zu dem Holweck-Stator entlang der Gewindegänge von einem Einlass zu einem Auslass der jeweiligen Holweck-Pumpstufe gefördert. Ein Gewindegang umfasst einen durch die Wände eines Stegs begrenzten spiralförmig umlaufenden Holweck-Kanal in Form einer Gewindenut, in der die Gasmoleküle gefördert werden, wenn sich die Rotorhülse relativ zur Statorhülse dreht.
Ferner sind sogenannte "gefaltete" Holweck-Anordnungen bekannt, bei denen mehrere Holweck-Pumpstufen konzentrisch zueinander angeordnet und ineinander geschachtelt sind, so dass die Pumprichtung von radial unmittelbar aufeinanderfolgenden Holweck-Pumpstufen einander entgegengesetzt ist. Zwei in Strömungsrichtung aufeinanderfolgende Holweck-Pumpstufen - eine (radial) äußere Holweck-Pumpstufe und eine (radial) innere Holweck-Pumpstufe - können somit einen gemeinsamen, beidseitig mit jeweils einem Holweck-Gewinde versehenen Holweck-Stator umfassen, der sich in radialer Richtung zwischen zwei Rotorhülsen befindet.
Grundsätzlich beeinflusst die Holweck-Geometrie und insbesondere die Ausbildung des Holweck-Gewindes die Kenngrößen der Holweck-Pumpstufe wie beispielsweise deren Saug- und/oder Kompressionsvermögen sowie die Leistungsaufnahme des Pumpenmotors. Da sich jedoch üblicherweise die Holweck-Geometrie über die axiale Erstreckung einer Holweck-Statorhülse hinweg nicht verändert, lassen sich die in Rede stehenden Kenngrößen nur in beschränktem Umfang bei der Pumpenauslegung einstellen.
Um mehr Gestaltungsspieleraum bei der Pumpenauslegung hinsichtlich der Kenngrößen einer Holweck-Pumpstufe wie beispielsweise deren Saug- und/oder Kompressionsvermögen sowie deren Leistungsaufnahme zu haben, kann der Holweck-Stator einer Holweck-Pumpstufe durch mehrere separate Hülsenabschnitte gebildet werden, welche in Pumprichtung axial hintereinander bzw. unmittelbar benachbart zueinander angeordnet sind. Die einzelnen Hülsenabschnitte können sich dabei beispielsweise hinsichtlich der Anzahl an Stegen bzw. der durch die Stege gebildete Gewindegänge unterscheiden, wodurch die in Rede stehenden Kenngrößen beeinflusst werden.
Die axiale Erstreckung von Holweck-Statorhülsen ist jedoch nach unten hin beispielswiese aus fertigungs- und montagetechnischen Gründen begrenzt. Da Holweck-Statorhülsen somit eine gewisse minimale axiale Erstreckung nicht unterschreiten dürfen, lassen sich durch den Austausch eines Hülsenabschnitts durch einen anderen mit beispielsweise einer größeren Anzahl an Stegen und/oder einer anderen Gewindesteigung somit die Kenngrößen einer Holweck-Pumpstufe nur in relativ großen Schritten verändern.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vakuumpumpe derart weiterzubilden, dass sich die Kenngrößen der Holweck-Pumpstufe in verhältnismäßig kleinen Schritten bzw. fein dosiert verändern lassen.
Diese Aufgabe wird mit einer Vakuumpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch gelöst, dass sich bei einer einstückig ausgebildeten Statorhülse die Gewindegeometrie des Holweck-Gewindes über die axiale Erstreckung der Statorhülse hinweg ändert. Insbesondere ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass sich bei einer einstückig ausgebildeten Statorhülse zumindest ein Gewindeparameter des Holweck-Gewindes aus der Gruppe von Gewindeparametern, die aus der Anzahl der Stege, der Gewindesteigung, der Breite der Gewindenuten, der Breite der Stege und der Höhe der Stege über dem Nutgrund besteht, über die axiale Erstreckung der Statorhülse hinweg ändert.
Um beispielsweise vorvakuumseitig bzw. am Auslass der Holweck-Pumpstufe für ein höheres Kompressionsvermögen und hochvakuumseitig bzw. am Einlass der Holweck-Pumpstufe für ein geringeres Kompressionsvermögen bzw. ein höheres Saugvermögen zu sorgen, kann die Statorhülse am Auslass der Holweck-Pumpstufe beispielsweise einen Gewindeabschnitt mit einer verhältnismäßig geringen axialen Erstreckung aufweisen, in dem die Anzahl der Stege bzw. die Anzahl der Gewindenuten größer ist als in einem sich stromaufwärts davon befindlichen Gewindeabschnitt. Da die Höhenabmessung bzw. die axiale Erstreckung des auslassseitigen Gewindeabschnitts aufgrund der einstückigen Ausbildung der Statorhülse annähernd beliebig gering ausgebildet werden kann, ist es somit möglich, das Kompressionsvermögen am Auslass der Holweck-Pumpstufe in verhältnismäßig kleinen Schritten zu verändern. Dies gilt insbesondere dann, wenn sich über die axiale Erstreckung der Statorhülse nicht nur die Anzahl der Stege, sondern beispielsweise zusätzlich auch die Gewindesteigung und/oder die Breite der Gewindenuten sowie die Breite der Stege über die axiale Erstreckung der Statorhülse ändert.
Darüber hinaus können auch die Kenngrößen von Holweck-Pumpstufen mit verhältnismäßig geringer axialer Erstreckung modifiziert werden, da sich auch eine Statorhülse mit einer verhältnismäßig geringen Höhenabmessung derart ausbilden lässt, dass sich zumindest ein Gewindeparameter über die axiale Erstreckung der Statorhülse hinweg ändert. Bei derartigen Statorhülsen mit verhältnismäßig geringer Axialerstreckung scheidet hingegen eine mehrteilige Ausbildung der Statorhülse aus zwei axial hintereinander anzuordnenden separaten Hülsenabschnitten aus, da aus fertigungs- und/oder montagetechnischen Gründen eine minimale Axialerstreckung der Hülsenabschnitte nicht unterschritten werden darf.
Im Folgenden wird nun auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung eingegangen. Weitere Ausführungsformen können sich auch aus den abhängigen Ansprüchen, der Figurenbeschreibung sowie den Zeichnungen selbst ergeben.
So kann es gemäß einer Ausführungsform vorgesehen sein, dass das Holweck-Gewinde einen ersten Gewindeabschnitt, der sich in axialer Richtung über eine erste Höhenabmessung der Statorhülse erstreckt, stromabwärts des ersten Gewindeabschnitts einen zweiten Gewindeabschnitt, der sich in axialer Richtung über eine zweite Höhenabmessung der Statorhülse erstreckt, und/oder stromabwärts des zweiten Gewindeabschnitts zumindest einen dritten Gewindeabschnitt umfasst, der sich in axialer Richtung über eine dritte Höhenabmessung der Statorhülse erstreckt, wobei sich zumindest ein Gewindeabschnitt der drei Gewindeabschnitte von einem anderen Gewindeabschnitt der drei Gewindeabschnitte durch zumindest einen Gewindeparameter aus der Gruppe von Gewindeparametern unterscheidet.
So kann beispielsweise gemäß einer exemplarischen Ausführungsform die Anzahl der Stege in dem dritten Gewindeabschnitt größer als in dem zweiten Gewindeabschnitt sein, wobei es insbesondere vorgesehen sein kann, dass die Anzahl der Stege in dem dritten Gewindeabschnitt doppelt so groß ist wie in dem zweiten Gewindeabschnitt. Dadurch, dass vorvakuumseitig bzw. im Auslass der Holweck-Pumpstufe die Anzahl der Stege und somit die Anzahl der Gewindenuten größer ist als am Einlass der Holweck-Pumpstufe, lässt sich am Auslass der Holweck-Pumpstufe somit ein höheres Kompressionsvermögen als am Einlass der Holweck-Pumpstufe erzielen. Gleichermaßen lässt sich dadurch, dass die Anzahl der Stege in dem dritten Gewindeabschnitt größer als in dem zweiten Gewindeabschnitt ist, hochvakuumseitig bzw. am Einlass der Holweck-Pumpstufe ein größeres Saugvermögen als am Auslass der Holweck-Pumpstufe erzielen.
Als Saugvermögen wird dabei der Volumenstrom angesehen, d.h. das Volumen, das pro Zeiteinheit durch eine Querschnittsfläche einer Gewindenut gefördert werden kann. Das Kompressionsvermögen bezieht sich bevorzugt auf die Bauteillänge, d.h. es wird auf das Kompressionsvermögen pro Baulänge abgestellt. Als Kompressionsvermögen kann dabei das Kompressionsverhältnis angesehen werden, das von dem jeweiligen Gewindeabschnitt an seinem jeweiligen stromabwärts liegenden Ende erreicht werden kann. Anders ausgedrückt beschreibt das Kompressionsvermögen das Druckverhältnis zwischen Ein- und Auslass einer jeweiligen Gewindenut.
Zwar kann auch die Anzahl der Stege in dem zweiten Gewindeabschnitt größer sein als die Anzahl der Stege in dem ersten Gewindeabschnitt, was bedeuten würde, dass die Steganzahl ausgehend vom Einlass der Holweck-Pumpstufe in Richtung des Auslasses derselben stufenweise zunimmt; die Anzahl der Stege in dem zweiten Gewindeabschnitt kann jedoch auch gleich groß sein wie die Anzahl der Stege in dem ersten Gewindeabschnitt, so dass unter diesem Blickwinkel betrachtet die Statorhülse gewissermaßen nur zwei Gewindeabschnitte mit unterschiedlicher Steganzahl aufweist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass die Breite der Gewindenuten in dem dritten Gewindeabschnitt geringer als in dem zweiten Gewindeabschnitt ist. Insbesondere kann es dabei vorgesehen sein, dass die Breite der Gewindenuten in dem dritten Gewindeabschnitt weniger als halb so groß ist wie in dem zweiten Gewindeabschnitt. Weist beispielsweise die Holweck-Statorhülse einen ersten Satz von spiralförmig umlaufenden Stegen auf, die sich vom Einlass bis zum Auslass der Holweck-Pumpstufe erstrecken, so können in den hierdurch gebildeten Gewindenuten im dritten Gewindeabschnitt zusätzliche Stege ausgebildet sein, durch die der gegenseitige Abstand der Stege des ersten Satzes von Stegen reduziert wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass die Breite der Gewindenuten in dem zweiten Gewindeabschnitt gleich groß ist, wie die Breite der Gewindenuten in dem ersten Gewindeabschnitt, so dass die Holweck-Pumpstufe in diesem Falle effektiv nur zwei Gewindeabschnitte mit unterschiedlicher Gewindenutbreite aufweist.
Wie bereits zuvor erwähnt, kann es gemäß einer Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Anzahl der Stege in dem zweiten Gewindeabschnitt größer als in dem ersten Gewindeabschnitt ist. Bei gleichbleibender Stegbreite bedeutet dies, dass die Breite der Gewindenuten in dem dritten Gewindeabschnitt deutlich geringer als in dem ersten Gewindeabschnitt ist, wodurch tendenziell das Kompressionsvermögen in Richtung des Auslasses der Holweck-Pumpstufe zunimmt, wohingegen in Richtung des Einlasses der Holweck-Pumpstufe das Saugvermögen zunimmt.
Zusätzlich oder alternativ zu der Ausführungsform, bei der die Anzahl der Stege in dem dritten Gewindeabschnitt größer als in dem zweiten Gewindeabschnitt ist, kann es gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen sein, dass auch die Anzahl der Stege in dem ersten Gewindeabschnitt größer als in dem zweiten Gewindeabschnitt ist. Insbesondere kann es dabei vorgesehen sein, dass die Anzahl der Stege in dem ersten Gewindeabschnitt gleich groß ist wie die Anzahl der Stege in dem dritten Gewindeabschnitt. Anders ausgedrückt ist es bei dieser Ausführungsform also vorgesehen, dass die Anzahl der Gewindenuten im mittleren zweiten Gewindeabschnitt geringer als in den einlass- und auslassseitigen ersten und dritten Gewindeabschnitten ist.
Alternativ hierzu kann es jedoch vorgesehen sein, dass die Anzahl der Gewindenuten in dem mittleren zweiten Gewindeabschnitt größer ist als in den ein- und auslassseitigen ersten und dritten Gewindeabschnitten.
Zwar kann der Nutgrund aller Gewindenuten auf einer zylindrischen Mantelfläche liegen; sollte es jedoch wünschenswert sein, dass das Saugvermögen in Richtung des Auslasses der Holweck-Pumpstufe zunimmt, so kann es gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen sein, dass der Nutgrund eine Grundeinhüllende definiert, die in zumindest einem der drei Gewindeabschnitte konisch ausgebildet ist. Insbesondere kann es dabei vorgesehen sein, dass der Nutgrund einen Konizitätswinkel definiert, der in zumindest einem der drei Gewindeabschnitte einen anderen Wert als in einem anderen Gewindeabschnitt aufweist.
So kann beispielsweise der Konizitätswinkel in dem ersten Gewindeabschnitt kleiner als in dem zweiten Gewindeabschnitt und/oder als in dem dritten Gewindeabschnitt sein, was bedeutet, dass sich die Grundeinhüllende in dem ersten Gewindeabschnitt in Richtung des Auslasses der Holweck-Pumpstufe weniger stark verjüngt, als in dem zweiten bzw. in dem dritten Gewindeabschnitt. Diese Ausgestaltung kann sich insbesondere dann als vorteilhaft erweisen, wenn die Holweck-Pumpstufe über einen Zwischeneinlass am stromabwärtigen Ende des ersten Gewindeabschnitts verfügt, da in diesem Falle am Zwischeneinlass eine Erhöhung des Saugvermögens verzeichnet werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass die Höhenabmessung des jeweiligen Gewindeabschnitts 15 bis 50%, vorzugsweise 25 bis 40% und insbesondere vorzugsweise 30 bis 35% der gesamten Axialerstreckung der Statorhülse ausmacht. Insbesondere dann, wenn die Höhenabmessung eines der Gewindeabschnitte nur 30 bis 35% der Axialerstreckung der Statorhülse beträgt - der in Rede stehende Gewindeabschnitt also eine verhältnismäßig geringe Axialerstreckung aufweist - lassen sich die Kenngrößen wie beispielsweise das Saugvermögen, das Kompressionsvermögen und/oder die Leistungsaufnahme der Holweck-Pumpstufe in verhältnismäßig kleinen Schritten anpassen.
Bei einer einstufigen Holweck-Pumpe umgibt üblicherweise die Statorhülse die Rotorhülse. In diesem Fall ist das Holweck-Gewinde somit als Innengewinde an der Statorhülse ausgebildet. Umgibt hingegen die Rotorhülse die Statorhülse, so wäre in diesem Falle das Holweck-Gewinde als Außengewinde an der Statorhülse auszubilden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Vakuumpumpe jedoch auch eine "gefaltete" Holweck-Anordnung umfassen, wie sie eingangs beschrieben wurde. In diesem Falle umfasst der Holweck-Rotor eine innere Rotorhülse und eine die innere Rotorhülse konzentrisch umgebende äußere Rotorhülse, wohingegen der Holweck-Stator eine die äußere Rotorhülse konzentrisch umgebende äußere Statorhülse und eine die innere Rotorhülse konzentrisch umgebende innere Statorhülse umfasst. In diesem Falle ist das Holweck-Gewinde als Innengewinde an der äußeren Statorhülse, als Innengewinde an der inneren Statorhülse und/oder als Außengewinde an der inneren Statorhülse ausgebildet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass die Statorhülse anstelle des ersten und/oder dritten Gewindeabschnitts einen Abschnitt mit einer gewindefreien zylindrischen Mantelfläche ausbildet, in den als zusätzliches Bauteil ein separat handhabbarer Ring eingepasst ist, der einen Gewindeabschnitt aufweist, welcher zusammen mit zumindest dem zweiten Gewindeabschnitt das Holweck-Gewinde der Statorhülse bildet, wobei sich der Gewindeabschnitt des Rings von dem zweiten Gewindeabschnitt durch zumindest einen Gewindeparameter aus der zuvor genannten Gruppe von Gewindeparametern unterscheidet. Zusätzlich kann es dabei vorgesehen sein, dass der Nutgrund des Gewindeabschnitts des Rings eine konische Grundeinhüllende definiert, wobei sich die Grundeinhüllende in Richtung des Auslasses der Holweck-Pumpstufe verjüngt.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1: eine perspektivische Ansicht einer Turbomolekularpumpe,
Fig. 2: eine Ansicht der Unterseite der Turbomolekularpumpe von Fig. 1,
Fig. 3: einen Querschnitt der Turbomolekularpumpe längs der in Fig. 2 gezeigten Schnittlinie A-A,
Fig. 4: eine Querschnittsansicht der Turbomolekularpumpe längs der in Fig. 2 gezeigten Schnittlinie B-B,
Fig. 5: eine Querschnittsansicht der Turbomolekularpumpe längs der in Fig. 2 gezeigten Schnittlinie C-C,
Fig. 6: eine Abwicklung einer herkömmlichen Holweck-Statorhülse in schematischer Darstellung;
Fig. 7: eine Abwicklung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Holweck-Statorhülse in schematischer Darstellung;
Fig. 8: eine Abwicklung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Holweck-Statorhülse in schematischer Darstellung;
Fig. 9: eine Abwicklung noch einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Holweck-Statorhülse in schematischer Darstellung;
Fig. 10: eine schematische Schnittdarstellung durch eine gefaltete Holweck-Pumpstufe mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Holweck-Statorhülse gemäß einer weiteren Ausführungsform; und
Fig. 11: ein Diagramm zur Erläuterung des Saugvermögens bei der Holweck-Pumpstufe der Fig. 10; und
Fig. 12: eine schematische Schnittdarstellung durch eine gefaltete Holweck-Pumpstufe gemäß noch einer weiteren Ausführungsform.

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.
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 (vgl. auch Fig. 3). 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.
Es existieren auch Turbomolekularpumpen, die kein derartiges angebrachtes Elektronikgehäuse aufweisen, sondern an eine externe Antriebselektronik angeschlossen werden.
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 (siehe z.B. Fig. 3) vor dem von der Pumpe geförderten Gas in den Motorraum 137, in welchem der Elektromotor 125 in der Vakuumpumpe 111 untergebracht ist, eingelassen 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. Andere existierende Turbomolekularvakuumpumpen (nicht dargestellt) werden ausschließlich mit Luftkühlung betrieben.
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. Grundsätzlich sind dabei beliebige Winkel möglich.
Andere existierende Turbomolekularvakuumpumpen (nicht dargestellt), die insbesondere größer sind als die hier dargestellte Pumpe, können nicht stehend betrieben werden.
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.
An der Unterseite 141 sind außerdem Befestigungsbohrungen 147 angeordnet, über welche die Pumpe 111 beispielsweise an einer Auflagefläche befestigt werden kann. Dies ist bei anderen existierenden Turbomolekularvakuumpumpen (nicht dargestellt), die insbesondere größer sind als die hier dargestellte Pumpe, nicht möglich.
In den Figuren 2 bis 5 ist eine Kühlmittelleitung 148 dargestellt, in welcher das über die Kühlmittelanschlüsse 139 ein- und ausgeleitete Kühlmittel zirkulieren kann.
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.
In dem Gehäuse 119 ist ein Rotor 149 angeordnet, der eine um eine Rotationsachse 151 drehbare Rotorwelle 153 aufweist.
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.
Die Vakuumpumpe umfasst außerdem in radialer Richtung ineinander angeordnete und pumpwirksam miteinander in Serie geschaltete Holweck-Pumpstufen. Es existieren andere Turbomolekularvakuumpumpen (nicht dargestellt), die keine Holweck-Pumpstufen aufweisen.
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.
Die pumpaktiven Oberflächen der Holweck-Pumpstufen sind durch die Mantelflächen, also durch die radialen Innen- und/oder Außenflächen, der Holweck-Rotorhülsen 163, 165 und der Holweck-Statorhülsen 167, 169 gebildet. Die radiale Innenfläche der äußeren Holweck-Statorhülse 167 liegt der radialen Außenfläche der äußeren Holweck-Rotorhülse 163 unter Ausbildung eines radialen Holweck-Spalts 171 gegenüber und bildet mit dieser die der Turbomolekularpumpen nachfolgende erste Holweck-Pumpstufe. Die radiale Innenfläche der äußeren Holweck-Rotorhülse 163 steht der radialen Außenfläche der inneren Holweck-Statorhülse 169 unter Ausbildung eines radialen Holweck-Spalts 173 gegenüber und bildet mit dieser eine zweite Holweck-Pumpstufe. Die radiale Innenfläche der inneren Holweck-Statorhülse 169 liegt der radialen Außenfläche der inneren Holweck-Rotorhülse 165 unter Ausbildung eines radialen Holweck-Spalts 175 gegenüber und bildet mit dieser die dritte Holweck-Pumpstufe.
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.
Die vorstehend genannten pumpaktiven Oberflächen der Holweck-Statorhülsen 167, 169 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.
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.
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. Bei anderen existierenden Turbomolekularvakuumpumpen (nicht dargestellt) kann anstelle einer Spritzmutter eine Spritzschraube vorgesehen sein. Da somit unterschiedliche Ausführungen möglich sind, wird in diesem Zusammenhang auch der Begriff "Spritzspitze" verwendet.
Der Betriebsmittelspeicher umfasst mehrere aufeinander gestapelte saugfähige Scheiben 187, die mit einem Betriebsmittel für das Wälzlager 181, z.B. mit einem Schmiermittel, getränkt sind.
Im Betrieb der Vakuumpumpe 111 wird das Betriebsmittel durch kapillare Wirkung von dem Betriebsmittelspeicher über den Abstreifer auf die rotierende Spritzmutter 185 übertragen und in Folge der Zentrifugalkraft entlang der Spritzmutter 185 in Richtung des größer werdenden Außendurchmessers der Spritzmutter 185 zu dem Wälzlager 181 hin gefördert, wo es z.B. eine schmierende Funktion erfüllt. Das Wälzlager 181 und der Betriebsmittelspeicher sind durch einen wannenförmigen Einsatz 189 und den Lagerdeckel 145 in der Vakuumpumpe eingefasst.
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 201 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.
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, damit 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.
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.
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.
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.
Bei der zuvor unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 5 beschriebenen Turbomolekularvakuumpumpe 111 können die Holweck-Statorhülsen 167, 169 ein innen- bzw. außenliegendes Holweck-Gewinde 16 aufweisen, wie es als Abwicklung schematisch in der Fig. 6 dargestellt ist. Wie dieser Darstellung entnommen werden kann, ist dort die Holweck-Geometrie über die gesamte Axialerstreckung der Holweck-Statorhülse 167, 169 zwischen dem Einlass E und dem Auslass Ader Holweck-Pumpstufe gleichbleibend und insbesondere ist dabei die Anzahl der Stege 12, die das Holweck-Gewinde 16 bilden, zwischen dem Einlass E und dem Auslass A konstant. Auch die Steigung des Gewindes, die Breite der Stege 12, die Breite der Gewindenuten 14 sowie die Höhe der Stege 12 ist über die axiale Erstreckung der Statorhülsen 167, 169 hinweg konstant.
Im Folgenden werden nun verschiedene Ausführungsformen von Statorhülsen 10 beschrieben, welche in die Turbomolekularvakuumpumpe 111 anstelle der dargestellten Statorhülsen 167, 169 eingebaut werden können, wobei jedoch der sonstige Aufbau der Turbomolekularvakuumpumpe 111 wie auch der grundsätzliche Aufbau der Holweck-Pumpstufe mit drei ineinander geschachtelten Pumpstufen beibehalten werden kann.
Wie der Abwicklung der Fig. 7 entnommen werden kann, weist dort die Statorhülse 10 bzw. das von deren Gewindestegen 12 gebildete Holweck-Gewinde 16 zwischen Einlass E und Auslass A drei Gewindeabschnitte I, II, III auf, wobei die Anzahl der Gewindestege 12 in dem stromabwärtigsten dritten Gewindeabschnitt III doppelt so groß ist wie in dem zweiten Gewindeabschnitt II. Demgegenüber ist die Anzahl der Stege 12 in dem zweiten Gewindeabschnitt II gleich groß wie die Anzahl der Stege 12 in dem ersten Gewindeabschnitt I, so dass bei der Ausführungsform der Fig. 7 im Grunde genommen lediglich zwei Gewindeabschnitte mit voneinander abweichender Holweck-Geometrie vorliegen.
Dadurch, dass in dem dritten Gewindeabschnitt III die Anzahl der Stege 12 doppelt so groß ist wie in dem ersten und zweiten Gewindeabschnitt I, II und folglich die Breite der Gewindenuten 14 in den dritten Gewindeabschnitt III deutlich geringer ist als in den beiden anderen Gewindeabschnitten I, II, nimmt das Kompressionsvermögen in Richtung des Auslasses A zu, wohingegen in Richtung des Einlasses E das Saugvermögen der Holweck-Pumpstufe zunimmt.
Bei der Ausführungsform der Fig. 8 weist hingegen die Statorhülse 10 effektiv drei Gewindeabschnitte I, II und III mit jeweils voneinander abweichender Holweck-Geometrie auf. Insbesondere ist die Anzahl der Stege 12 in dem mittleren zweiten Gewindeabschnitt II größer als in dem einlassseitigen ersten Gewindeabschnitt I und kleiner als in dem auslassseitigen dritten Gewindeabschnitt III, was zur Folge hat, dass die Breite der Gewindenuten in dem dritten Gewindeabschnitt III deutlich geringer ist als in dem ersten Gewindeabschnitt I.
Gemäß der Ausführungsform der Fig. 9 ist hingegen die Anzahl der Stege 12 in dem mittleren Gewindeabschnitt II kleiner als sowohl in dem einlassseitigen ersten Gewindeabschnitt I als auch in dem auslassseitigen dritten Gewindeabschnitt III. Alternativ hierzu können auch je nach zu erzielender Kenngröße umgekehrte Verhältnisse vorliegen, so dass beispielsweise in dem mittleren zweiten Gewindeabschnitt II die Anzahl der Stege 12 größer als in dem einlassseitigen ersten Gewindeabschnitt I und in dem auslassseitigen dritten Gewindeabschnitt III sein kann.
Zwar verändert sich die Gewindesteigung bei den zuvor unter Bezugnahme auf die Fig. 7 bis 9 beschriebenen Ausführungsformen zwischen dem Einlass E und dem Auslass A nicht; je nach Auslegung der jeweiligen Holweck-Pumpstufe kann sich jedoch auch die Gewindesteigung über die axiale Erstreckung der Statorhülse 10 hinweg ändern, wie dies gleichermaßen auf die Breite der Gewindenuten 14, die Breite der Stege 12 und/oder die Höhe der Stege 12 über dem Nutgrund 18 der jeweiligen Gewindenut 14 zutreffen kann.
Wie am besten der Ausführungsform in Fig. 9 entnommen werden kann, weisen dort die Gewindeabschnitte I, II, III jeweils eine Axialerstreckung zwischen Einlass E und Auslass A auf, die etwa 30 bis 35% der Axialerstreckung der Statorhülse 10 beträgt. Die Axialerstreckung der jeweiligen Gewindeabschnitte kann somit insbesondere dann, wenn die Statorhülse 10 in ihrer Gesamtheit bereits eine relativ geringe Axialerstreckung aufweist, sehr gering sein, wodurch die Kenngrößen der Holweck-Pumpstufe feinstufig eingestellt werden können.
Die Fig. 10 zeigt eine weitere Ausführungsform einer gefalteten Holweck-Pumpstufe, bei der die radial außenliegende Statorhülse 10 durch zwei zwischen Einlass E und Auslass A befindliche Gewindeabschnitte I, II gebildet wird. Hierbei bildet sowohl der Nutgrund 18 des ersten Gewindeabschnitts I als auch der Nutgrund 18 des zweiten Gewindeabschnitts II, der sich stromabwärts des ersten Gewindeabschnitts I befindet, eine konische Grundeinhüllende aus, wobei bei der hier dargestellten Ausführungsform der Konizitätswinkel α im ersten Gewindeabschnitt I kleiner als in dem zweiten Gewindeabschnitt II ist. Alternativ hierzu kann jedoch auch der Konizitätswinkel α in dem zweiten Gewindeabschnitt II kleiner sein als in dem ersten Gewindeabschnitt I.
Zwar kann der Konizitätswinkel α in beiden Gewindeabschnitten I und II auch gleich groß sein; ist jedoch der Konizitätswinkel α in dem zweiten Gewindeabschnitt II größer als in dem ersten Gewindeabschnitt I, wie dies in der Fig. 10 dargestellt ist, so lässt sich dadurch ein Zugewinn an Saugvermögen in der Größenordnung von bis zu 20% am Übergang von dem ersten Gewindeabschnitt I zu dem zweiten Gewindeabschnitt II erzielen, und zwar insbesondere dann, wenn der Vordruck bzw. der Druck am Auslass A verhältnismäßig hoch ist und im Bereich zwischen 1 bis ca. 10 mbar liegt, siehe hierzu das Diagramm der Fig. 11. Dies kann sich insbesondere dann als vorteilhaft erweisen, wenn die Holweck-Pumpstufe gemäß der Darstellung der Fig. 10 im Übergangsbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Gewindeabschnitt I, II über einen Zwischeneinlass 20 verfügt, da in diesem Falle durch das erhöhte Saugvermögen am Zwischeneinlass 20 verhindert werden kann, dass dadurch angesaugtes Prozessgas zurück in Richtung Einlass E der Holweck-Pumpstufe strömt.
Bei der unter Bezugnahme auf die Fig. 12 beschriebene Ausführungsform ist es letztendlich vorgesehen, dass der dritte Gewindeabschnitt III, der sich am Auslass Ader Holweck-Pumpstufe befindet, durch einen separat handhabbaren Ring 22 mit daran ausgebildetem Innengewinde gebildet wird, wobei auch hier wiederum die Grundeinhüllende der Gewindenuten 14 konisch ausgebildet ist und sich in Richtung des Auslasses A hin verjüngt.
Zur Aufnahme des Rings 22 weist dabei die Statorhülse 10 an ihrem auslassseitigen Ende A einen Abschnitt 24 mit einer gewindefreien zylindrischen Mantelfläche 26 auf, in den der Ring 22 eingepasst werden kann, so dass die beiden stromaufwärtigen Gewindeabschnitte I, II zusammen mit dem Gewindeabschnitt des Rings 22 das Holweck-Gewinde 16 der Statorhülse 10 bilden. Der Gewindeabschnitt des Rings 22 kann sich dabei von den beiden anderen Gewindeabschnitten I, II durch zumindest einen Gewindeparameter wie beispielsweise die Gewindesteigung, die Anzahl der Stege 12, die Breite der Gewindenut 14, die Breite der Stege 12 und die Höhe der Stege 12 über dem Nutgrund 18 unterscheiden, um so die Kenngrö-ßen der Holweck-Pumpstufe feinstufig einstellen zu können.
Zwar handelt es sich bei dem Ring 22 gewissermaßen um eine separat handhabbare Statorhülse; da der Ring 22 jedoch von dem Abschnitt 24 mit gewindefreier zylindrischer Mantelfläche 26 der Statorhülse 10 aufgenommen wird, lässt sich der Ring 22 mit verhältnismäßig geringer axialer Erstreckung fertigen, ohne dass dies zu Stabilitätseinbußen führt, da der Ring 22 gewissermaßen durch den Abschnitt 24 mit gewindefreier zylindrischer Mantelfläche 26 gestützt und ausgesteift wird.

Bezugszeichenliste

E: Einlass
A: Auslass
10: Statorhülse
12: Stege
14: Gewindenuten
16: Holweck-Gewinde
18: Nutgrund
20: Zwischeneinlass
22: Ring
24: Abschnitt
26: Mantelfläche
I, II,III: Gewindeabschnitte
α: Konizitätswinkel

111: Turbomolekularpumpe
113: Einlassflansch
115: Pumpeneinlass
117: Pumpenauslass
119: Gehäuse
121: Unterteil
123: Elektronikgehäuse
125: Elektromotor
127: Zubehöranschluss
129: Datenschnittstelle
131: Stromversorgungsanschluss
133: Fluteinlass
135: Sperrgasanschluss
137: Motorraum
139: Kühlmittelanschluss
141: Unterseite
143: Schraube
145: Lagerdeckel
147: Befestigungsbohrung
148: Kühlmittelleitung
149: Rotor
151: Rotationsachse
153: Rotorwelle
155: Rotorscheibe
157: Statorscheibe
159: Abstandsring
161: Rotornabe
163: Holweck-Rotorhülse
165: Holweck-Rotorhülse
167: Holweck-Statorhülse
169: Holweck-Statorhülse
171: Holweck-Spalt
173: Holweck-Spalt
175: Holweck-Spalt
179: Verbindungskanal
181: Wälzlager
183: Permanentmagnetlager
185: Spritzmutter
187: Scheibe
189: Einsatz
191: rotorseitige Lagerhälfte
193: statorseitige Lagerhälfte
195: Ringmagnet
197: Ringmagnet
199: Lagerspalt
201: Trägerabschnitt
203: Trägerabschnitt
205: radiale Strebe
207: Deckelelement
209: Stützring
211: Befestigungsring
213: Tellerfeder
215: Not- bzw. Fanglager
217: Motorstator
219: Zwischenraum
221: Wandung
223: Labyrinthdichtung

Claims

Vakuumpumpe (111), insbesondere Turbomolekularvakuumpumpe (111), mit zumindest einer Holweck-Pumpstufe mit einem Einlass (E) und einem Auslass (A) in Pumprichtung stromabwärts des Einlasses (E), wobei die Holweck-Pumpstufe einen Holweck-Rotor mit einer Rotorhülse (163, 165) und einen Holweck-Stator mit einer Statorhülse (10) umfasst, die unter Bildung eines Holweckspalts (171, 173, 175) koaxial zu dem Holweck-Rotor angeordnet ist, wobei die Statorhülse (10) ein Holweck-Gewinde (16) mit mehreren Gewindenuten (14) aufweist, die durch an der Statorhülse (10) ausgebildete Stege (12) und durch einen durch die Statorhülse (10) gebildeten Nutgrund (18) begrenzt sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Statorhülse (10) einstückig ausgebildet ist und sich zumindest ein Gewindeparameter des Holweck-Gewindes (16) aus der Gruppe von Gewindeparametern, die aus der Anzahl der Stege (12), der Gewindesteigung, der Breite der Gewindenuten (14), der Breite der Stege (12) und der Höhe der Stege (12) über dem Nutgrund (18) besteht, über die axiale Erstreckung der Statorhülse (10) ändert.
Vakuumpumpe nach Anspruch 1,
wobei das Holweck-Gewinde (16) einen ersten Gewindeabschnitt (I), der sich in axialer Richtung über eine erste Höhenabmessung der Statorhülse (10) erstreckt, stromabwärts des ersten Gewindeabschnitts (I) einen zweiten Gewindeabschnitt (II), der sich in axialer Richtung über eine zweite Höhenabmessung der Statorhülse (10) erstreckt, und stromabwärts des zweiten Gewindeabschnitts (III) zumindest einen dritten Gewindeabschnitt (III) umfasst, der sich in axialer Richtung über eine dritte Höhenabmessung der Statorhülse (10) erstreckt, wobei sich zumindest ein Gewindeabschnitt der drei Gewindeabschnitte (I, II, III) von einem anderen der drei Gewindeabschnitte (I, II, III) durch zumindest einen Gewindeparameter aus der Gruppe von Gewindeparametern unterscheidet.
Vakuumpumpe nach Anspruch 2,
wobei die Anzahl der Stege (12) in dem dritten Gewindeabschnitt (III) größer als in dem zweiten Gewindeabschnitt (II) ist, wobei es insbesondere vorgesehen ist, dass die Anzahl der Stege (12) in dem dritten Gewindeabschnitt (III) doppelt so groß ist wie in dem zweiten Gewindeabschnitt (II).
Vakuumpumpe nach Anspruch 2 oder 3,
wobei die Anzahl der Stege (12) in dem zweiten Gewindeabschnitt (II) gleich groß ist wie die Anzahl der Stege (12) in dem ersten Gewindeabschnitt (I).
Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
wobei die Breite der Gewindenuten (14) in dem dritten Gewindeabschnitt (III) geringer als in dem zweiten Gewindeabschnitt (II) ist, und/oder wobei die Breite der Gewindenuten (14) in dem zweiten Gewindeabschnitt (II) gleich groß ist wie die Breite der Gewindenuten (14) in dem ersten Gewindeabschnitt (I).
Vakuumpumpe nach Anspruch 2 oder 3,
wobei die Anzahl der Stege (12) in dem zweiten Gewindeabschnitt (II) größer als in dem ersten Gewindeabschnitt (I) ist.
Vakuumpumpe nach Anspruch 6,
wobei die Breite der Gewindenuten (14) in dem dritten Gewindeabschnitt (III) geringer als in dem ersten Gewindeabschnitt (I) ist.
Vakuumpumpe nach Anspruch 2 oder 3,
wobei die Anzahl der Stege (12) in dem ersten Gewindeabschnitt (I) größer als in dem zweiten Gewindeabschnitt ist, und/oder wobei die Anzahl der Stege (12) in dem ersten Gewindeabschnitt (I) gleich groß ist wie die Anzahl der Stege (12) in dem dritten Gewindeabschnitt (III).
Vakuumpumpe nach Anspruch 8,
wobei die Breite der Gewindenuten (14) in dem dritten Gewindeabschnitt (III) und in dem ersten Gewindeabschnitt (I) geringer als in dem zweiten Gewindeabschnitt (II) ist, und/oder

wobei die Breite der Gewindenuten (14) in dem dritten Gewindeabschnitt (III) gleich groß ist wie die Breite der Gewindenuten (14) in dem ersten Gewindeabschnitt (I).
Vakuumpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei der Nutgrund (18) eine Grundeinhüllende definiert, die in zumindest einem der drei Gewindeabschnitte (I, II, III) konisch ausgebildet ist.
Vakuumpumpe nach Anspruch 10,
wobei der Nutgrund (18) einen Konizitätswinkel (α) definiert, der in zumindest einem der drei Gewindeabschnitte (I, II, III) einen anderen Wert als in einem anderen Gewindeabschnitt aufweist.
Vakuumpumpe nach Anspruch 11,
wobei der Konizitätswinkel (α) in dem ersten Gewindeabschnitt (I) kleiner als in dem zweiten Gewindeabschnitt (II) und/oder in dem dritten Gewindeabschnitt (III) ist.
Vakuumpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei die Höhenabmessung des jeweiligen Gewindeabschnitts (I, II, III) 15% bis 50%, vorzugsweise 25 bis 40%, und insbesondere vorzugsweise 30% bis 35% der Axialerstreckung der Statorhülse (10) beträgt.
Vakuumpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei die Statorhülse (10) die Rotorhülse (163, 165) umgibt und das Holweck-Gewinde (16) als Innengewinde an der Statorhülse (10) ausgebildet ist; und/oder

wobei die Rotorhülse (163) die Statorhülse (10) umgibt und das Holweck-Gewinde (16) als Außengewinde an der Statorhülse (10) ausgebildet ist.
Vakuumpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche,
der Holweck-Rotor eine innere Rotorhülse (165) und eine die innere Rotorhülse (165) konzentrisch umgebende äußere Rotorhülse (163) umfasst, und der Holweck-Stator eine die äußere Rotorhülse (163) konzentrisch umgebende äußere Statorhülse (10) und eine die innere Rotorhülse (165) konzentrisch umgebende innere Statorhülse (10) umfasst, wobei das Holweck-Gewinde (16) als Innengewinde an der äußeren Statorhülse (10), als Innengewinde an der inneren Statorhülse (10) und/oder als Außengewinde an der inneren Statorhülse (10) ausgebildet ist.
Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 15,
wobei die Statorhülse (10) anstelle des ersten und/oder dritten Gewindeabschnitts (I, III) einen Abschnitt (24) mit einer gewindefreien zylindrischen Mantelfläche (26) ausbildet, der einen separat handhabbaren Ring (22) aufnimmt, der einen Gewindeabschnitt aufweist, welcher zusammen mit dem zweiten Gewindeabschnitt (II) das Holweck-Gewinde (16) der Statorhülse (10) bildet, wobei sich der Gewindeabschnitt des Rings (22) von dem zweiten Gewindeabschnitt (II) durch zumindest einen Gewindeparameter aus der Gruppe von Gewindeparametern unterscheidet.
Vakuumpumpe nach Anspruch 16,
wobei der Nutgrund (18) eine konische Grundeinhüllende definiert.