EP4624759A2 - Pumpeinheit - Google Patents

Pumpeinheit

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Publication number
EP4624759A2
EP4624759A2 EP25195761.9A EP25195761A EP4624759A2 EP 4624759 A2 EP4624759 A2 EP 4624759A2 EP 25195761 A EP25195761 A EP 25195761A EP 4624759 A2 EP4624759 A2 EP 4624759A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
holweck
radial
pump
pump unit
stator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP25195761.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4624759A3 (de
Inventor
Maximilian Birkenfeld
Jan Hofmann
Martin Lohse
Sebastian Südwasser
Michael Schweighöfer
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 Technology AG
Original Assignee
Pfeiffer Vacuum Technology AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pfeiffer Vacuum Technology AG filed Critical Pfeiffer Vacuum Technology AG
Priority to EP25195761.9A priority Critical patent/EP4624759A3/de
Publication of EP4624759A2 publication Critical patent/EP4624759A2/de
Publication of EP4624759A3 publication Critical patent/EP4624759A3/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F04D19/042—Turbomolecular vacuum pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00—Axial-flow pumps
    • F04D19/02—Multi-stage pumps
    • F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
    • F04D19/046—Combinations of two or more different types of pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—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

Definitions

  • Such vacuum pumps are also known in the form of so-called split-flow pumps, in which the suction does not occur, or not only, via an axial suction port and thus parallel to the rotational axis.
  • the pump housing for example a so-called box-type housing, has one or more radial suction ports arranged at a distance from one another along the rotational axis.
  • These radial suction ports of a split-flow pump are also referred to as radial taps, intermediate taps, ports, or intake ports.
  • each radial suction port of the split-flow pump is connected to a corresponding port in the container to be evacuated.
  • pump units of the type mentioned above are known which, although they also have a housing and are in principle independent vacuum pumps, in practice they are inserted into another housing for pumping operation.
  • Such pump units are also referred to as cartridge pumps, and their housings are also referred to as cartridge sleeves or simply as pump housings.
  • the additional housing can be a separate housing which, together with the pump unit accommodated therein, forms an independent vacuum pump.
  • the additional housing can, for example, be a box-type housing, i.e. a standalone split-flow pump can contain in its box-type housing - i.e. the outer housing also simply referred to as the pump housing - either a pump unit without its own housing or a pump unit with its own housing, in particular a cartridge pump.
  • the further housing may be an integral part of a vacuum system which, in addition to a vacuum chamber serving to accommodate the pump unit, comprises a recipient which is in fixed flow connection to this vacuum pump and which can be evacuated with the pump unit accommodated in the vacuum chamber.
  • a pump unit with a housing (hereinafter also referred to as a base housing), in particular a cartridge vacuum pump, can therefore be accommodated, in particular inserted, into various additional housings, which will be collectively referred to as the "outer housing" below.
  • the outer housing can either be a standalone housing—as in a pump unit without a base housing—or the outer housing can form an integral part of a vacuum system as a chamber housing.
  • the or each opening of a respective outer housing that is fluidly connected to a respective pump unit accommodated therein is uniformly referred to as a radial tapping.
  • the pump unit has its own base housing, i.e., in particular, it is a cartridge pump, then a respective opening of this base housing that is fluidly connected to a radial tapping of the outer housing is referred to in the present disclosure as a radial suction opening to avoid confusion.
  • Holweck pump stages have one or more Holweck stators. Radially inside the Holweck stator or — in the case of multiple Holweck stators – the outer, radially outermost Holweck stator is the Holweck sleeve, which rotates around the rotational axis during operation. When reference is made to "the Holweck stator” below, in the case of multiple Holweck stators, this refers to the outer, radially outermost Holweck stator.
  • an opening aligned with the radial tap is formed in the Holweck stator, which is referred to in this disclosure as a radial inflow opening.
  • This inflow opening forms an inflow area of the Holweck pumping stage, the axial position of which—relative to the rotational axis—is thus coordinated with the corresponding position of the radial tap.
  • the object of the invention is to increase the suction capacity at the inlet area of the Holweck pumping stage in a pump unit of the type mentioned above and thus in particular to improve the vacuum performance of split-flow vacuum pumps which have one or more Holweck pumping stages.
  • the Holweck stator or - in the case of several Holweck stators - the outer, radially outermost Holweck stator in an inflow region comprises several, in particular two, three or four, radial inflow openings which are distributed in the circumferential direction and separated from one another by support sections running in the axial direction.
  • the multiple radial inlet openings enlarge the inlet area in the circumferential direction. Instead of a single radial inlet opening, several inlet openings are arranged distributed in the circumferential direction.
  • the support sections ensure the necessary mechanical stability of the Holweck stator.
  • the axial support sections can run exactly axially, i.e., parallel to the axis of rotation, or at an angle. In either case, the axial support sections connect the two stator sections axially adjacent to the inflow area.
  • the radial inlet openings each have an elongated shape.
  • the circumferential length of the inlet openings is thus greater than their axial height.
  • the radial inlet openings lie on a circle around the axis of rotation, wherein the radius of the circle is perpendicular to the axis of rotation. This is not mandatory, however.
  • the radial inlet openings lie in a plane inclined with respect to the axis of rotation or on a curve running around the axis of rotation with a gradient other than zero.
  • the radial inlet openings can lie on a helix.
  • the course of the inlet openings around the axis of rotation consequently includes an axial component.
  • a plane inclined relative to the axis of rotation is to be understood as a plane which is not perpendicular to the axis of rotation but runs obliquely to the axis of rotation, so that a normal on the plane encloses an angle with the axis of rotation that is different from zero and less than 90°.
  • the support sections can each be designed as a web or strut.
  • the support sections can each extend in the circumferential direction over an angle in the range of 3° to 30°, in particular from 5° to 20°, in particular over an angle of 10°.
  • the narrower the support sections the greater the openness of the Holweck stator in the inflow area provided jointly by all inflow openings.
  • the thickness of the support sections can be minimized such that sufficient mechanical stability of the Holweck stator is ensured and the openness of the inflow area is maximized.
  • the radial inlet openings and/or the support sections can be at least partially free of Holweck webs. At least some of the Holweck webs can thus be interrupted in the inlet area. This can further increase the openness of the Holweck stator in the inlet area and thus further improve the suction capacity.
  • the Holweck pumping stage may be surrounded by a base housing which has at least one radial suction opening axially at the level of the inflow area of the Holweck stator.
  • a pump unit with a base housing can be designed in particular such that it can be accommodated, in particular inserted, into a further housing.
  • Such pump units are also referred to as cartridge pumps.
  • the base housing is also referred to as the pump housing or cartridge sleeve.
  • the further housing is referred to as the outer housing in the present disclosure.
  • the outer casing may be the pump casing of a stand-alone vacuum pump, e.g. a so-called box-type casing, or the outer casing may define a vacuum chamber serving to accommodate the pump unit, which is part of a vacuum system also comprising a recipient.
  • the pump unit of the vacuum pump can have its own base housing, meaning it can be a cartridge vacuum pump. This also applies to the pump unit of the vacuum system.
  • the outer housing can have a plurality of radial taps.
  • a radial tap is assigned to one or more turbomolecular pump stages, or that a plurality of radial taps are assigned to several turbomolecular pump stages arranged one behind the other along the axis of rotation.
  • the outer housing can additionally have an axial suction opening.
  • the base housing can accordingly have an axial suction opening in addition to one or more radial suction openings.
  • a flow entering through an axial suction opening runs at least essentially parallel to the axis of rotation of the pump unit.
  • the at least one Holweck pump stage and optionally further pump stages, for example one or more turbomolecular pump stages are accommodated in an outer housing forming the pump housing, such as in the case of a split-flow pump with a box-type housing forming the outer housing, the annular gap is consequently provided between the inside of this outer housing and the outside of the Holweck stator.
  • the radial gap is then provided between the inside of the outer housing and the outside of the base housing.
  • the radial gap is limited axially in both directions, in particular to the axial area of the inflow area of the Holweck stator, ie the radial gap is located axially at the level of the inflow openings of the Holweck stator and - if optionally a base housing is provided - axially at the level of the radial suction opening or suction openings of the base housing.
  • the radial gap is formed by a channel on the inside of the outer housing.
  • a channel represents a circumferentially extending recess on the inside of the outer housing.
  • the outer side of the Holweck stator can rest against the areas of the inside of the outer housing that axially border the circumferential channel.
  • seals can be provided to ensure that the entire axial area of the arrangement comprising the pump unit and outer housing, encompassing the inflow area of the Holweck stator, is sealed in order to prevent any impairment of the suction capacity in this inflow area.
  • the radial gap can alternatively be formed by a channel formed on the outside of the Holweck stator or the base housing.
  • the outside of the Holweck stator is formed by its support sections located between the radial inlet openings.
  • the channel on the outside of the Holweck stator, and thus the radial gap can thus be formed by providing the support sections with a smaller radial thickness and recessing radially inward relative to axially adjacent areas of the outside of the Holweck stator.
  • the holding sections separating the radial suction openings are used to form a circumferential Channel and thus the radial gap are set back radially inwards relative to axially adjacent areas of the outside of the base housing.
  • the radial gap can be formed by a channel formed on the inside of the outer housing as well as by a channel formed on the outside of the Holweck stator or the base housing.
  • a channel formed on the inside of the outer casing i.e., its channel base
  • the radial depth of the channel can vary in the circumferential direction.
  • the outer housing has a recess on its inner side at least in the region of one of the support sections of the Holweck stator or a holding section of the base housing, preferably in the region of each support section or holding section.
  • a recess By means of such a recess, the respective support section or holding section is exposed radially on the outside, so that the support section or holding section can be flowed around radially on the outside.
  • Such recesses can thus also be used for a distribution an incoming flow over the entire circumference and thus enable full use of the inflow area of the Holweck stator, whereby the suction capacity of the pump unit can be further improved.
  • a turbomolecular pump stage like the Holweck pump stage disclosed herein, can also have a radial inflow region.
  • the configurations of the radially outer Holweck stator disclosed herein regarding its radial inflow region can thus also be provided in a turbomolecular pump stage, namely in a stator spacer sleeve, which is expressly disclosed here.
  • the stator spacer sleeve is arranged between two stator blades or adjacent to a stator blade of the turbomolecular pump stage.
  • the stator spacer sleeve can thus comprise, in the radial inflow region, several, in particular two, three, or four, radial inflow openings, which are distributed in the circumferential direction and separated from one another by support sections extending in the axial direction.
  • a pump unit for a turbomolecular vacuum pump or for a vacuum system having at least one turbomolecular pump stage, which comprises rotor blades rotating about an axis of rotation during pumping operation, stator blades cooperating with these in a pumping-effective manner, and at least one stator spacer sleeve, which comprises a plurality of, in particular two, three or four, radial inlet openings in a radial inflow region, which are arranged distributed in the circumferential direction and separated from one another by support sections running in the axial direction.
  • turbomolecular pump stage Possible further developments of the turbomolecular pump stage correspond to the further developments for the Holweck pump stage disclosed herein.
  • turbomolecular vacuum pump having at least one such pump unit and having an outer housing in which the pump unit is accommodated, wherein the outer housing has a radial tap axially at the level of the inflow area of the stator spacer sleeve of the pump unit.
  • a vacuum system having at least one vacuum chamber, at least one such pump unit and at least one recipient to be evacuated, wherein the vacuum chamber comprises a chamber housing as an outer housing, in which the pump unit is accommodated and which has a radial tap axially at the level of the inflow area of the stator spacer sleeve of the pump unit, which tap is in flow connection with the recipient.
  • turbomolecular vacuum pump and the vacuum system correspond to the further developments for the vacuum pump and the vacuum system disclosed herein with regard to the Holweck pumping stage.
  • one or more radial gaps can also be provided for the turbomolecular pump stage, as disclosed here for the Holweck pump stage.
  • Fig. 1a shows a pumping configuration in which a split-flow vacuum pump 13 is connected to a receiver 53 having several fluidically interconnected chambers in order to evacuate the receiver.
  • the receiver 53 is also referred to as a customer chamber, since in practice it is the pump manufacturer's customers who carry out a respective pumping application with their own receiver 53.
  • the vacuum pump 13 comprises a standalone pump housing 41, which may be a so-called box-type housing and is also referred to in the present disclosure as an outer housing.
  • a pump unit 11 Located in the pump housing is a pump unit 11, which includes, among other things, a Holweck pump stage 17 and two Turbomolecular pump stages 63 with a common rotor 65 for these pump stages 17, 63.
  • Each pump stage is assigned a radial tap 43 formed in the outer housing 41, which communicates with an opening 54 of a respective chamber of the recipient 53 during pumping operation.
  • Fig. 1a and 1b The two pump configurations according to Fig. 1a and 1b are known per se and serve to explain different situations in which a pump unit 11 according to the invention can be used.
  • a further pump configuration which can also be realized with a pump unit 11 according to the invention, in which the pump unit 11 again has its own base housing 31 and is designed in particular as a cartridge vacuum pump, but in which this pump unit 11 is not as in Fig. 1b is inserted into a customer chamber, but - insofar as in Fig. 1a - is located in a separate external housing such as a so-called box-type housing.
  • a pump configuration corresponds to the configuration of Fig. 1a , but with the difference that the individual pump stages 17, 63 are located in a separate base housing 31 and can thus be handled as a unit - namely as a pump unit 11 - and inserted into an outer housing in order to form an independent split-flow vacuum pump.
  • FIG. 2 An example of a split-flow vacuum pump 13 according to the pump configuration in Fig. 1a is in Fig. 2 shown.
  • the outer casing 41 of the vacuum pump 13, designed as a box-type casing, has in this example two radial taps 43.
  • a base part 61 of the vacuum pump 13 closes the outer casing 41 at one end face.
  • a rotor 65 (see lower illustration in Fig. 2 ) of a pump unit 11 is rotatably mounted by means of a rolling bearing. At its other end, the rotor 65 is rotatably mounted by means of a magnetic bearing.
  • the pump unit 11 comprises a Holweck pump stage 17 and two turbomolecular pump stages 63 arranged at an axial distance from one another.
  • One of the radial taps 43 is located - relative to the rotational axis 19 of the rotor 65 - between the two turbomolecular pump stages 63.
  • the stator parts of the individual pump stages that do not rotate during operation include stator blades 67 of the turbomolecular pump stages 63, a stator section 69 arranged between the two turbomolecular pump stages 63, and Holweck stators 23, 23a.
  • the Holweck sleeves 21, 21a and rotor blades 68 of the turbomolecular pump stages 63 rotate together with the rotor 65 during operation.
  • the Holweck stators 23, 23a are provided with a structure of Holweck webs 25 on each side facing a respective Holweck sleeve 21, 21a, in order to form a respective pump-active region.
  • Such an arrangement as shown below in Fig. 2 is shown and the two radially nested Holweck sleeves 21, 21a with associated Holweck stators 23, 23a is also referred to as a nested Holweck arrangement.
  • Fig. 2 serves to explain the structure of a possible example of a conventional split-flow vacuum pump and is not according to the invention, since no radial tapping is provided in the outer housing 41 for the Holweck pumping stage 17 and the Holweck pumping stage 17 is not designed according to the invention.
  • a pump unit 11 according to the invention and thus a split-flow vacuum pump according to the invention can be designed as shown in Fig. 2 is shown.
  • FIG. 3 an example of a conventional cartridge vacuum pump, in which the Holweck pumping stage 17 is not designed according to the invention, but otherwise a pump unit 11 according to the invention can have a structure as shown in Fig. 3 is shown.
  • the cartridge vacuum pump represents a pumping unit 11 which not only - corresponding to the pumping unit 11 according to Fig. 2 - a common rotor 65 with a Holweck pump stage 17 and two turbomolecular pump stages 63, but also a base housing 31 accommodating the rotor 65 and these pump stages 17, 63.
  • the base housing 31 is closed at one end by a base part 61, in which, among other things, the rotor 65 is rotatably mounted by means of a rolling bearing. At its other end, the rotor 65 is rotatably mounted by means of a magnetic bearing.
  • the base housing 31 is provided with an axial suction opening 37 and two radial suction openings 33.
  • One radial suction opening 33 is located—relative to the rotational axis 19 of the rotor 65—between the two turbomolecular pump stages 63.
  • the other radial suction opening 33 is located axially at the level of the Holweck pump stage 17.
  • the rotor blades 68 of the turbomolecular pump stages 63 and the Holweck hub 20 with the attached Holweck sleeves 21, 21a rotate together with the rotor 65.
  • the stationary components of these pump stages 17, 63 are the stator blades 67 of the turbomolecular pump stages 63 and the Holweck stators 23, 23a of the Holweck pump stage 17.
  • Fig. 4 shows in the upper illustration a perspective view of a section made slightly above the base part 61 perpendicular to the rotational axis 19 of the rotor, whereby the lower illustration in Fig. 4 a plan view of the part of the vacuum pump 13 shown in the upper illustration.
  • the Holweck stator 23 has an inflow area 26 of great openness, because the inflow area 26 comprises several, in this embodiment three, radial inflow openings 27, which are distributed in the circumferential direction and are formed by axially extending support sections 29 are separated from each other.
  • the support sections 29 are comparatively narrow, thus having a small circumferential length compared to the inlet openings 27.
  • the radial suction openings 33 of the base housing 31 have a greater axial height than the radial inlet openings 27 of the Holweck stator 23.
  • both the suction openings 33 and the inlet openings 27 each have an elongated shape, i.e., the circumferential length of each opening 33, 27 is a multiple of their respective axial height.
  • the support sections 29 and the holding sections 39 are each comparatively narrow, i.e., the circumferential length of each opening 33, 27 is a multiple of the circumferential length of a respective support section 29 or holding section 39.
  • the support sections 29 and the holding sections 39 do not each have a constant width over their axial length, but rather they widen in the direction of the axially adjacent regions of the base housing 31 or the Holweck stator 23.
  • the specific shape, width and radial thickness of the support sections 29 or holding sections 39 is selected in particular such that sufficient mechanical stability is provided, which ensures a sufficient supporting effect and optimal vibration behavior.
  • FIG. 5a The Holweck sleeve 21, which cooperates with the Holweck stator 23 in a pumping manner, is shown through the radial suction openings 33 of the base housing 31 and the radial inflow openings 27 of the Holweck stator 23.
  • FIG. 5a shows an alternative Embodiment in which the Holweck webs 25 are not interrupted in the inflow area 26.
  • Fig. 5a and 5c results in a difference compared to the design in Fig. 5b even more open design of the inflow area 26.
  • a cartridge vacuum pump 13 according to Fig. 3 and also according to the Fig. 4 As already mentioned, such a cartridge vacuum pump is fundamentally functional in its own right, such a cartridge vacuum pump is, in practice, inserted into an outer housing.
  • This outer housing has a radial tap in the inflow area 26 of the Holweck stator 23 and thus in the suction area formed by the radial suction openings 33 of the base housing 31, through which a gas to be pumped can pass from a respective recipient into the Holweck pumping stage.
  • FIG. 7b An additional measure that further promotes the distribution of an inlet flow in the circumferential direction is shown schematically using the example of a cartridge vacuum pump in Fig. 7b
  • This measure concerns the area between the base housing 31 and the outer housing 41. In this area, further measures are also possible, which are also applicable to a pump unit 11 without its own base housing, i.e. in a configuration according to Fig. 1a , can be applied. Therefore, these measures will be described below based on the Fig. 6a, 6b and 6c explained using a split-flow vacuum pump 13 shown only schematically in a section perpendicular to the axis of rotation 19.
  • Fig. 6a shows a configuration in which the pump unit does not have its own base housing, but is housed in an outer housing 41, which has a radial tap 43 in the area of the Holweck pump stage shown here.
  • the radially outer pumping area of the Holweck pump stage is formed by the outer Holweck stator 23 and the outer Holweck sleeve 21.
  • the Holweck stator 23 is provided with Holweck webs 25.
  • the Holweck stator 23 has three radial inflow openings 27 distributed in the circumferential direction, which are separated from one another by support sections 29.
  • the outer sides of the support sections 29 and the inner side of the outer housing 41 lie on a common cylinder around the rotation axis 19.
  • the outer housing 41 is provided with a recess 47 on its inner side in the region of each support section 29. This allows a flow entering via the radial tap 43 to pass radially outward past the support sections 29 and then enter the pump-active region via the next radial inlet opening 27.
  • the recesses 47 can extend over the entire axial height of the inflow area of the Holweck stator 23 formed by the radial inflow openings 27. A smaller or larger axial extension of the recesses 47 is also possible.
  • the profile of the recesses 47 i.e. their course in the circumferential direction, can basically be designed as desired. A simple and Cost-effective manufacturing and optimal flow guidance can be relevant criteria for the design of these recesses 47.
  • the support sections 29 are provided with a reduced radial thickness, i.e. they are radially set back from the axially adjacent sections of the Holweck stator 23.
  • a distribution of an inflowing gas in the circumferential direction can be achieved.
  • machining of the inside of the outer housing 41 is not necessary.
  • a circumferential annular gap can be created by Fig. 6c a circumferential channel 45 is formed on the inside of the outer housing 41. A reduction in the radial thickness of the support sections 29 is not necessary with this measure.
  • Both the one in connection with Fig. 6b mentioned channel 24 as well as channel 55 according to Fig. 6c can extend over the entire axial height of the inflow area of the Holweck stator 23 formed by the inflow openings 27. A smaller or larger axial extension of the channel 24 or 55 is also possible.
  • Fig. 6a, 6b and 6c Any of the measures explained are possible.
  • recesses 47 according to Fig. 6a intended
  • a circumferential channel 45 on the inside of the outer casing 41 according to Fig. 6c be provided, ie the annular gap between the Holweck stator 23 and the outer housing 41 can be formed jointly by a channel on the outside of the Holweck stator 23 and a channel on the inside of the outer housing 41.
  • Fig. 7a and 7b each a configuration with a cartridge-type pump unit having its own base housing 31 and inserted into an outer housing 41 having a radial tap 43 axially in the region of the inflow area of the Holweck stator 23 formed by the inflow openings 27.
  • the design of this cartridge vacuum pump in the inlet area corresponds to the structure of the Fig. 4 and 5a and 5c. According to the illustrations in Fig. 6a, 6b and 6c
  • the radially outer Holweck pumping area is shown with the outer Holweck stator 23 and the Holweck sleeve 21 associated with it.
  • the Holweck stator 23 has three radial inlet openings 27 distributed in the circumferential direction
  • the base housing 31 has three radial suction openings 33 distributed in the circumferential direction, which are offset in the circumferential direction relative to the inlet openings 27 of the Holweck stator 23.
  • the inlet openings 27 of the Holweck stator 23 are separated by comparatively narrow support sections 29, while holding sections 39 of the base housing 31 each separate two circumferentially successive radial suction openings 33 of the base housing 31 from one another.
  • the holding sections 39 of the base housing 33 rest with their outer sides against the inner side of the outer housing 41. Nevertheless, gas flowing in via the radial tapping 43 of the outer housing 41 can be distributed in the circumferential direction, since all three radial inlet openings 27 of the Holweck stator 23 The distribution is facilitated by the flow path already established in conjunction with the Fig. 4 and 5a explained radial gap 35 between Holweck stator 23 and base housing 31, which is created by a reduction in the radial thickness of the holding sections 39, i.e. by the fact that these spring back radially outwards compared to axially adjacent areas of the base housing 31.
  • a circumferential channel 45 is formed on the inside of the outer housing 41, creating a radial gap between the base housing 31 and the outer housing 41, through which a gas flowing in through the radial tapping 43 can be distributed in the circumferential direction.
  • the radial gap 45 allows gas to flow radially outward past the holding sections 39 of the base housing 31.
  • the channel 45 on the inside of the outer housing 41 follows the course of the inlet openings 27, and in these embodiments is accordingly arranged on a circle around the rotational axis 19 ( Fig. 8a ) or on a helix around the axis of rotation ( Fig. 8b ).

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pumpeinheit für eine Vakuumpumpe, insbesondere Turbomolekularvakuumpumpe, oder für ein Vakuumsystem, mit zumindest einer Holweckpumpstufe, die eine oder mehrere während des Pumpbetriebs um eine Drehachse rotierende Holweckhülsen sowie einen oder mehrere Holweckstatoren umfasst, die jeweils auf einer einer Holweckhülse zugewandten Seite zumindest einen Holwecksteg aufweist, wobei der Holweckstator oder - bei mehreren Holweckstatoren - der äußere, am weitesten radial außen gelegene Holweckstator in einem Einströmbereich mehrere, insbesondere zwei, drei oder vier, radiale Einströmöffnungen umfasst, die in Umfangsrichtung verteilt angeordnet und durch in axialer Richtung verlaufende Stützabschnitte voneinander getrennt sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Pumpeinheit für eine Vakuumpumpe, insbesondere Turbomolekularvakuumpumpe, oder für ein Vakuumsystem, mit zumindest einer Holweckpumpstufe, die eine oder mehrere während des Pumpbetriebs um eine Drehachse rotierende Holweckhülsen sowie einen oder mehrere Holweckstatoren umfasst, die jeweils auf einer einer Holweckhülse zugewandten Seite zumindest einen Holwecksteg aufweist.
  • Ferner betrifft die Erfindung eine Vakuumpumpe, insbesondere Turbomolekularvakuumpumpe, mit zumindest einer Pumpeinheit wie hierin offenbart. Die Erfindung betrifft außerdem ein Vakuumsystem mit zumindest einer Vakuumkammer, wenigstens einer Pumpeinheit wie hierin offenbart, und zumindest einem zu evakuierenden Rezipienten.
  • Pumpeinheiten der eingangs genannten Art sind grundsätzlich bekannt und besitzen in der Praxis meist zusätzlich zu der wenigstens einen Holweckpumpstufe eine oder mehrere Turbomolekularpumpstufen, deren rotierenden Bestandteile - nämlich die Rotorschaufeln - während des Betriebs zusammen mit der oder den Holweckhülsen um die gemeinsame Drehachse rotieren.
  • Eine solche Pumpeinheit kann Teil einer eigenständigen Vakuumpumpe sein, die für eine jeweilige Pumpanwendung mit einem jeweiligen Rezipienten strömungstechnisch verbunden wird, um diesen zu evakuieren. Die Pumpeinheit befindet sich dann in einem eigenen Pumpengehäuse, welches das Außengehäuse der Vakuumpumpe bildet.
  • Derartige Vakuumpumpen sind auch in Form sogenannter Splitflow-Pumpen bekannt, bei denen die Ansaugung nicht oder nicht nur über eine axiale Saugöffnung und somit parallel zur Drehachse erfolgt, sondern deren Pumpengehäuse, beispielsweise ein sogenanntes Box-Type-Gehäuse, eine oder mehrere, entlang der Drehachse mit Abstand voneinander angeordnete radiale Saugöffnungen aufweist. Diese radialen Saugöffnungen einer Splitflow-Pumpe werden auch als radiale Anzapfungen, Zwischenanzapfungen, Ports oder Ansaugports bezeichnet. Während des Betriebs steht jede radiale Saugöffnung der Splitflow-Pumpe mit einer entsprechenden Öffnung des zu evakuierenden Rezipienten in Verbindung.
  • Darüber hinaus sind Pumpeinheiten der vorstehend genannten Art bekannt, die zwar ebenfalls ein Gehäuse aufweisen und prinzipiell eigenständige Vakuumpumpen darstellen, die in der Praxis aber für den Pumpbetrieb in ein weiteres Gehäuse eingeschoben werden. Derartige Pumpeinheiten werden auch als Cartridge-Pumpen und deren Gehäuse auch als Cartridge-Hülsen oder ebenfalls einfach als Pumpengehäuse bezeichnet. Bei dem weiteren Gehäuse kann es sich um ein separates Gehäuse handeln, das zusammen mit der darin aufgenommenen Pumpeinheit eine eigenständige Vakuumpumpe bilden. Das weitere Gehäuse kann beispielsweise ein Box-Type-Gehäuse sein, d.h. eine eigenständige Splitflow-Pumpe kann in ihrem Box-Type-Gehäuse - also dem auch einfach als Pumpengehäuse bezeichneten Außengehäuse - entweder eine Pumpeinheit ohne eigenes Gehäuse oder eine Pumpeinheit mit eigenem Gehäuse, insbesondere eine Cartridge-Pumpe, enthalten.
  • Alternativ kann das weitere Gehäuse ein integraler Bestandteil eines Vakuumsystems sein, das zusätzlich zu einer Vakuumkammer, die zur Aufnahme der Pumpeinheit dient, einen in fester Strömungsverbindung zu dieser Vakuumpumpe stehenden Rezipienten umfasst, der mit der in die Vakuumkammer aufgenommenen Pumpeinheit evakuiert werden kann.
  • Eine Pumpeinheit mit - im Folgenden auch als Basisgehäuse bezeichnetem - Gehäuse, insbesondere also eine Cartridge-Vakuumpumpe, kann folglich in unterschiedliche weitere Gehäuse aufgenommen, insbesondere eingeschoben, werden, die im Folgenden unter den gemeinsamen Begriff "Außengehäuse" gefasst werden sollen. Das Außengehäuse kann entweder - wie bei einer Pumpeinheit ohne Basisgehäuse - ein eigenständiges Gehäuse sein, oder das Außengehäuse kann als Kammergehäuse einen integralen Bestandteil eines Vakuumsystems bilden.
  • In der vorliegenden Offenbarung wird die oder jede Öffnung eines jeweiligen Außengehäuses, die mit einer jeweiligen darin aufgenommenen Pumpeinheit strömungstechnisch in Verbindung steht, einheitlich als radiale Anzapfung bezeichnet. Wenn die Pumpeinheit ein eigenes Basisgehäuse besitzt, es sich also insbesondere um eine Cartridge-Pumpe handelt, dann wird eine jeweilige Öffnung dieses Basisgehäuses, die mit einer radialen Anzapfung des Außengehäuses strömungstechnisch in Verbindung steht, in der vorliegenden Offenbarung als radiale Saugöffnung bezeichnet, um Verwechselungen zu vermeiden.
  • Holweckpumpstufen besitzen einen oder mehrere Holweckstatoren. Radial innerhalb des Holweckstators bzw. - bei mehreren Holweckstatoren - des äußeren, am weitesten radial außen gelegenen Holweckstators befindet sich die während des Betriebs um die Drehachse rotierende Holweckhülse. Wenn im Folgenden von "dem Holweckstator" die Rede ist, dann ist für den Fall, dass die Holweckpumpstufe mehrere Holweckstatoren umfasst, der äußere, am weitesten radial außen gelegene Holweckstator gemeint.
  • Auf seiner der Holweckhülse zugewandten Seite ist der Holweckstator mit einem oder mehreren Holweckstegen versehen, die jeweils um die Drehachse entlang einer Kurve mit von Null verschiedene Steigung verlaufen. Hierdurch ist der Holweckstator auf seiner der jeweiligen Holweckhülse zugewandten Seite mit durch die Holweckstege begrenzten Holweckkanälen versehen, die zusammen mit der zugewandten Seite der Holweckhülse einen pumpaktiven Bereich der Holweckpumpstufe bilden.
  • Damit bei einer Splitflow-Pumpe das zu pumpende Gas von der radialen Anzapfung des Außengehäuses in diesen pumpaktiven Bereich der Holweckpumpstufe gelangen kann, ist im Holweckstator eine mit der radialen Anzapfung ausgerichtete Öffnung ausgebildet, die in der vorliegenden Offenbarung als radiale Einströmöffnung bezeichnet wird. Diese Einströmöffnung bildet einen Einströmbereich der Holweckpumpstufe, dessen - bezogen auf die Drehachse - axiale Position somit auf die entsprechende Lage der radialen Anzapfung abgestimmt ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Pumpeinheit der eingangs genannten Art das Saugvermögen am Einströmbereich der Holweckpumpstufe zu erhöhen und somit insbesondere die Vakuumperformance von Splitflow-Vakuumpumpen, die eine oder mehrere Holweckpumpstufen aufweisen, zu verbessern.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt jeweils durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche.
  • Bei der Pumpeinheit ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Holweckstator oder - bei mehreren Holweckstatoren - der äußere, am weitesten radial außen gelegene Holweckstator in einem Einströmbereich mehrere, insbesondere zwei, drei oder vier, radiale Einströmöffnungen umfasst, die in Umfangsrichtung verteilt angeordnet und durch in axialer Richtung verlaufende Stützabschnitte voneinander getrennt sind.
  • Durch die mehreren radialen Einströmöffnungen erfolgt eine Vergrößerung des Einströmbereiches in Umfangsrichtung. Anstelle einer einzigen radialen Einströmöffnung sind mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Einströmöffnungen vorhanden. Die Stützabschnitte sorgen für die erforderliche mechanische Stabilität des Holweckstators.
  • Die axialen Stützabschnitte können jeweils exakt axial, also parallel zur Drehachse, oder auch schräg verlaufen. In jedem Fall verbinden die axialen Stützabschnitte die beiden axial an den Einströmbereich angrenzenden Statorabschnitte.
  • Was die Abmessungen in Umfangsrichtung betrifft, so ist es möglich, aber nicht erforderlich, dass alle Einströmöffnungen die gleiche Umfangslänge aufweisen. Dies gilt entsprechend für die Stützabschnitte.
  • Gemäß einigen Ausführungsformen weisen die radialen Einströmöffnungen jeweils eine langgestreckte Form auf. Die Umfangslänge der Einströmöffnungen ist somit größer als deren axiale Höhe.
  • Gemäß einigen Weiterbildungen kann vorgesehen sein, dass die radialen Einströmöffnungen auf einem Kreis um die Drehachse liegen, wobei der Radius des Kreises auf der Drehachse senkrecht steht. Dies ist jedoch nicht zwingend. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die radialen Einströmöffnungen in einer gegenüber der Drehachse geneigten Ebene oder auf einer um die Drehachse verlaufenden Kurve mit von Null verschiedener Steigung liegen. Insbesondere können die radialen Einströmöffnungen auf einer Helix liegen. Hierdurch beinhaltet der Verlauf der Einströmöffnungen um die Drehachse folglich eine axiale Komponente. Im Hinblick auf eine Druckverteilung innerhalb der Holweckpumpstufe bzw. des von dem Holweckstator zusammen mit der jeweiligen Holweckhülse gebildeten pumpaktiven Bereichs der Holweckpumpstufe kann ein solcher Verlauf der radialen Einströmöffnungen des Holweckstators vorteilhaft sein.
  • Unter einer gegenüber der Drehachse geneigten Ebene ist im Rahmen der vorliegenden Offenbarung eine Ebene zu verstehen, die nicht senkrecht zur Drehachse verläuft, sondern schräg zur Drehachse verläuft, so dass eine Normale auf der Ebene mit der Drehachse einen von Null verschiedenen Winkel einschließt, der kleiner als 90° ist.
  • Gemäß einigen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die Stützabschnitte jeweils als Steg oder Strebe ausgebildet sind. Insbesondere können sich die Stützabschnitte jeweils in Umfangsrichtung über einen Winkel im Bereich von 3° bis 30°, insbesondere von 5° bis 20° erstrecken, insbesondere über einen Winkel von 10°. Je schmaler die Stützabschnitte sind, desto größer ist die von allen Einströmöffnungen gemeinsam bereitgestellte Offenheit des Holweckstators im Einströmbereich. Die Stärke der Stützabschnitte kann derart minimiert werden, dass eine ausreichende mechanische Stabilität des Holweckstators gewährleistet und die Offenheit des Einströmbereiches maximiert ist.
  • Gemäß einigen Weiterbildungen können die radialen Einströmöffnungen und/oder die Stützabschnitte zumindest teilweise frei von Holweckstegen sein. Zumindest einige der Holweckstege können somit im Einströmbereich unterbrochen sein. Hierdurch kann die Offenheit des Holweckstators im Einströmbereich weiter vergrößert und somit das Saugvermögen weiter verbessert werden.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Holweckpumpstufe von einem Basisgehäuse umgeben sein, das axial in Höhe des Einströmbereiches des Holweckstators zumindest eine radiale Saugöffnung aufweist.
  • Wie eingangs erwähnt, kann eine Pumpeinheit mit Basisgehäuse insbesondere derart ausgebildet sein, dass sie in ein weiteres Gehäuse aufgenommen, insbesondere eingeschoben, werden kann. Derartige Pumpeinheiten werden auch als Cartridge-Pumpen bezeichnet. Das Basisgehäuse wird auch als Pumpengehäuse oder Cartridge-Hülse bezeichnet. Wie ebenfalls bereits erwähnt, wird das weitere Gehäuse in der vorliegenden Offenbarung als Außengehäuse bezeichnet. Das Außengehäuse kann das Pumpengehäuse einer eigenständigen Vakuumpumpe sein, z.B. ein sogenanntes Box-Type-Gehäuse, oder das Außengehäuse kann eine zur Aufnahme der Pumpeinheit dienende Vakuumkammer begrenzen, die ein Teil eines außerdem einen Rezipienten umfassenden Vakuumsystems ist.
  • Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann vorgesehen sein, dass axial in Höhe des Einströmbereiches des Holweckstators zwischen dem Holweckstator und dem Basisgehäuse ein um die Drehachse umlaufender Radialspalt ausgebildet ist. Eine über das Basisgehäuse in die Holweckpumpstufe gelangende Strömung kann sich durch diesen Radialspalt in Umfangsrichtung verteilen und so über alle radialen Einströmöffnungen des Holweckstators und folglich praktisch über den gesamten Umfang in den pumpaktiven Bereich zwischen Holweckstator und Holweckhülse gelangen.
  • Der Radialspalt kann auf einem Kreis um die Drehachse oder in einer gegenüber der Drehachse geneigten Ebene oder auf einer um die Drehachse verlaufenden Kurve mit von Null verschiedener Steigung, insbesondere auf einer Helix, liegen. Insbesondere kann der Verlauf des Radialspalts dem Verlauf der Einströmöffnungen des Holweckstators entsprechen.
  • Gemäß einigen Ausführungsformen umfasst das Basisgehäuse axial in Höhe des Einströmbereiches des Holweckstators mehrere, insbesondere zwei, drei oder vier, in Umfangsrichtung verteilt angeordnete und durch in axialer Richtung verlaufende Halteabschnitte voneinander getrennte radiale Saugöffnungen. Hierdurch besitzt das Basisgehäuse axial in Höhe des Einströmbereiches des Holweckstators einen Aufbau wie der Holweckstator selbst und ist somit ebenfalls mit einer aufgrund der mehreren radialen Saugöffnungen vergrößerten Offenheit versehen.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Anzahl der radialen Einströmöffnungen des Holweckstators gleich der Anzahl der radialen Saugöffnungen des Basisgehäuses ist.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die Umfangslängen der radialen Einströmöffnungen des Holweckstators jeweils zumindest im Wesentlichen gleich der Umfangslänge jeder der radialen Saugöffnungen des Basisgehäuses sind.
  • Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann vorgesehen sein, dass die Stützabschnitte des Holweckstators und die Halteabschnitte des Basisgehäuses in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind. Durch eine solche Anordnung kann eine Strömungsführung begünstigt werden, die zu einer weiteren Erhöhung des Saugvermögens führt.
  • Mögliche Weiterbildungen des Basisgehäuses hinsichtlich der radialen Saugöffnungen und der diese voneinander trennenden Halteabschnitte können den vorstehend bereits erwähnten Weiterbildungen des Holweckstators bezüglich der radialen Einströmöffnungen und der diese voneinander trennenden Stützabschnitte entsprechen.
  • So kann vorgesehen sein, dass die radialen Saugöffnungen des Basisgehäuses jeweils eine langgestreckte Form aufweisen.
  • Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die radialen Saugöffnungen des Basisgehäuses auf einem Kreis um die Drehachse oder in einer gegenüber der Drehachse geneigten Ebene oder auf einer um die Drehachse verlaufenden Kurve mit von Null verschiedener Steigung, insbesondere auf einer Helix, liegen. Insbesondere kann der Verlauf der radialen Saugöffnungen dem Verlauf der radialen Einströmöffnungen entsprechen.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die Halteabschnitte des Basisgehäuses jeweils als Steg oder Strebe ausgebildet sind, insbesondere wobei sich die Halteabschnitte jeweils in Umfangsrichtung über einen Winkel im Bereich von 3° bis 30°, insbesondere von 5° bis 20° erstrecken, insbesondere über einen Winkel von 10°.
  • Die Querschnitte der Stützabschnitte des Holweckstators und die Querschnitte der Halteabschnitte des Basisgehäuses können rechtwinklig sein. Dies ist jedoch nicht zwingend. Grundsätzlich sind auch andere Querschnittsformen möglich, die insbesondere im Hinblick auf eine Strömungsoptimierung gestaltet sind und beispielsweise eine gekrümmte Kurve ohne Ecken umfassen. Der Querschnitt kann z.B. kreisförmig oder ellipsenförmig oder ein Rechteck oder Quadrat mit abgerundeten Eckbereichen sein.
  • Eine erfindungsgemäße Vakuumpumpe, die insbesondere als Turbomolekularvakuumpumpe ausgebildet ist, umfasst zumindest eine Pumpeinheit wie hierin offenbart und ein Außengehäuse, in das die Pumpeinheit aufgenommen ist, wobei das Außengehäuse axial in Höhe des Einströmbereiches des Holweckstators der Pumpeinheit eine radiale Anzapfung aufweist.
  • Beispielsweise kann die Vakuumpumpe eine Splitflow-Vakuumpumpe mit einem Außengehäuse sein, das z.B. ein sogenanntes Box-Type-Gehäuse ist. Eine solche Vakuumpumpe kann als eigenständige Pumpe eingesetzt und mit einem jeweiligen zu evakuierenden Rezipienten strömungstechnisch verbunden werden.
  • Ein erfindungsgemäßes Vakuumsystem umfasst zumindest eine Vakuumkammer, zumindest eine Pumpeinheit wie hierin offenbart sowie zumindest einen zu evakuierenden Rezipienten. Die Vakuumkammer umfasst als Außengehäuse ein Kammergehäuse, in das die Pumpeinheit aufgenommen ist und das axial in Höhe des Einströmbereiches des Holweckstators der Pumpeinheit eine radiale Anzapfung aufweist, die mit dem Rezipienten in Strömungsverbindung steht.
  • Die Pumpeinheit der Vakuumpumpe kann ein eigenes Basisgehäuse aufweisen, es kann sich also insbesondere um eine Cartridge-Vakuumpumpe handeln. Dies gilt auch für die Pumpeinheit des Vakuumsystems.
  • In beiden Fällen, also sowohl im Falle einer Vakuumpumpe als auch im Falle eines Vakuumsystems, kann das Außengehäuse mehrere radiale Anzapfungen aufweisen. Dabei kann vorgesehen sein, dass eine radiale Anzapfung einer oder mehreren Turbomolekularpumpstufen zugeordnet ist, oder dass mehrere radiale Anzapfungen mehreren entlang der Drehachse hintereinander angeordneten Turbomolekularpumpstufen zugeordnet ist. Unabhängig davon, ob das Außengehäuse eine oder mehrere radiale Anzapfungen aufweist, kann das Außengehäuse zusätzlich eine axiale Saugöffnung aufweisen. Im Falle einer Pumpeinheit mit eigenem Basisgehäuse, insbesondere also einer Cartridge-Vakuumpumpe, kann entsprechend das Basisgehäuse zusätzlich zu einer oder mehreren radialen Saugöffnungen eine axiale Saugöffnung aufweisen. Wie einleitend bereits erwähnt, verläuft eine durch eine axiale Saugöffnung eintretende Strömung zumindest im Wesentlichen parallel zur Drehachse der Pumpeinheit.
  • Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann zwischen dem Außengehäuse einerseits und dem Holweckstator bzw. dem Basisgehäuse andererseits axial in Höhe der radialen Anzapfung des Außengehäuses ein um die Drehachse umlaufender Radialspalt vorhanden sein. Ein solcher Radialspalt schafft einen radial außen um die Pumpeinheit herumführenden Strömungsweg, der eine Verteilung einer eintretenden Strömung über den gesamten Umfang und so eine Nutzung aller Einströmöffnungen des Holweckstators begünstigt und folglich zu einer weiteren Erhöhung des Saugvermögens führt.
  • Die axiale Höhe des Radialspalts kann unterschiedlich gewählt werden. Die axiale Höhe kann der axialen Höhe des Einströmbereiches des Holweckstators entsprechen. Alternativ kann der Radialspalt auch eine geringere oder eine größere axiale Höhe aufweisen.
  • Ferner kann - wie bei einem optional vorgesehenen, vorstehend erwähnten Radialspalt zwischen Holweckstator und Basisgehäuse - vorgesehen sein, dass der zwischen Außengehäuse und Holweckstator bzw. Basisgehäuse vorgesehene Radialspalt entweder auf einem Kreis um die Drehachse oder in einer gegenüber der Drehachse geneigten Ebene oder auf einer um die Drehachse verlaufenden Kurve mit von Null verschiedener Steigung, insbesondere auf einer Helix, liegt. Insbesondere kann der Verlauf dieses Radialspalts dem Verlauf der Einströmöffnungen des Holweckstators und/oder dem Verlauf der radialen Saugöffnungen eines optional vorhandenen Basisgehäuses entsprechen.
  • Bei einer Pumpeinheit ohne eigenes Gehäuse, wenn es sich also insbesondere nicht um eine Cartridge-Pumpe handelt, sondern die zumindest eine Holweckpumpstufe und gegebenenfalls weiteren Pumpstufen, beispielsweise eine oder mehrere Turbomolekularpumpstufen, in ein das Pumpengehäuse bildendes Außengehäuse aufgenommen sind, wie beispielsweise bei einer Splitflow-Pumpe mit einem das Außengehäuse bildenden Box-Type-Gehäuse, ist der Ringspalt folglich zwischen der Innenseite dieses Außengehäuses und der Außenseite des Holweckstators vorgesehen.
  • Bei einer Pumpeinheit mit eigenem Basisgehäuse, also beispielsweise einer Cartridge-Pumpe, ist der Radialspalt dann zwischen der Innenseite des Außengehäuses und der Außenseite des Basisgehäuses vorgesehen.
  • Der Radialspalt ist axial in beiden Richtungen begrenzt, insbesondere auf den axialen Bereich des Einströmbereiches des Holweckstators, d.h. der Radialspalt befindet sich axial in Höhe der Einströmöffnungen des Holweckstators und - wenn optional ein Basisgehäuse vorgesehen ist - axial in Höhe der radialen Saugöffnung oder Saugöffnungen en des Basisgehäuses.
  • Eine solche axiale Begrenzung des Radialspalts ergibt sich gewissermaßen von selbst, wenn gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung der Radialspalt von einem an der Innenseite des Außengehäuses ausgebildeten Kanal gebildet ist. Ein solcher Kanal stellt eine in Umfangsrichtung verlaufende Vertiefung an der Innenseite des Außengehäuses dar. An den Bereichen der Innenseite des Außengehäuses, die an den umlaufenden Kanal axial angrenzen, kann der Holweckstator mit seiner Außenseite anliegen. Zusätzlich können Dichtungen vorgesehen sein, die dafür sorgen, dass insgesamt der den Einströmbereich des Holweckstators umfassende axiale Bereich der Anordnung aus Pumpeinheit und Außengehäuse abgedichtet ist, um eine Beeinträchtigung des Saugvermögens an diesem Einströmbereich zu vermeiden.
  • Entsprechend ist es bei einer Pumpeinheit mit Basisgehäuse dessen Außenseite, die an denjenigen Bereichen der Innenseite des Außengehäuses anliegt, welche den an dieser Innenseite ausgebildeten umlaufenden Kanal axial begrenzen.
  • Der Radialspalt kann alternativ von einem Kanal gebildet sein, der an der Außenseite des Holweckstators bzw. des Basisgehäuses ausgebildet ist. Die Außenseite des Holweckstators wird von dessen zwischen den radialen Einströmöffnungen liegenden Stützabschnitten gebildet. Der Kanal an der Außenseite des Holweckstators und damit der Radialspalt kann somit dadurch gebildet sein, dass die Stützabschnitte mit einer geringeren radialen Dicke versehen sind und gegenüber axial benachbarten Bereichen der Außenseite des Holweckstators radial nach innen zurückspringen.
  • Entsprechend sind es bei einer Pumpeinheit mit Basisgehäuse dessen die radialen Saugöffnungen trennenden Halteabschnitte, die zur Bildung eines umlaufenden Kanals und damit des Radialspalts gegenüber axial angrenzenden Bereichen der Außenseite des Basisgehäuses radial nach innen zurückspringen.
  • Auch eine Kombination beider Maßnahmen ist möglich, d.h. der Radialspalt kann sowohl von einem an der Innenseite des Außengehäuses ausgebildeten Kanal als auch von einem an der Außenseite des Holweckstators bzw. des Basisgehäuses ausgebildeten Kanal gebildet sein.
  • Generell kann vorgesehen sein, dass ein an der Innenseite des Außengehäuses ausgebildeter Kanal, d.h. dessen Kanalboden, auf einem Kreis liegen kann, wobei dies aber nicht zwingend ist. In Abhängigkeit von der jeweiligen Situation, z.B. von den Platzverhältnissen in einer Kundenkammer, kann die radiale Tiefe des Kanals in Umfangsrichtung variieren.
  • Grundsätzlich ist es auch möglich, einen Ringspalt vorzusehen, ohne dass an der Innenseite des Außengehäuses oder an der Außenseite des Holweckstators bzw. des Basisgehäuses ein Kanal ausgebildet ist, und zwar indem der Holweckstator bzw. das Basisgehäuse mit radialem Abstand von der Innenseite des Außengehäuses angeordnet und für eine axiale Abdichtung dieses Zwischenraums derart gesorgt ist, dass axial in Höhe des Einströmbereiches des Holweckstators ein axial abgedichteter Radialspalt vorhanden ist.
  • Alternativ oder zusätzlich zu einem wie auch immer gebildeten Radialspalt kann gemäß einigen Ausführungsbeispielen vorgesehen sein, dass das Außengehäuse zumindest im Bereich eines der Stützabschnitte des Holweckstators bzw. eines Halteabschnitts des Basisgehäuses, bevorzugt im Bereich jedes Stützabschnitts bzw. Halteabschnitts, an seiner Innenseite eine Vertiefung aufweist. Durch eine solche Vertiefung wird der jeweilige Stützabschnitt bzw. Halteabschnitt radial außen freigestellt, so dass der Stützabschnitt bzw. Halteabschnitt radial außen umströmt werden kann. Auch derartige Vertiefungen können somit für eine Verteilung einer eintretenden Strömung über den gesamten Umfang und somit eine vollumfängliche Nutzung des Einströmbereiches des Holweckstators ermöglichen, wodurch das Saugvermögen der Pumpeinheit weiter verbessert werden kann.
  • Auch eine Turbomolekularpumpstufe kann wie die hierin offenbarte Holweckpumpstufe einen radialen Einströmbereich aufweisen. Die hierin offenbarten Ausgestaltungen des radial äußeren Holweckstators betreffend seinen radialen Einströmbereich können somit auch bei einer Turbomolekularpumpstufe vorgesehen sein, nämlich bei einer Statordistanzhülse, was hiermit ausdrücklich offenbart wird. Die Statordistanzhülse ist zwischen zwei Statorschaufeln oder angrenzend an eine Statorschaufel der Turbomolekularpumpstufe angeordnet. Die Statordistanzhülse kann also analog zu dem radial äußeren Holweckstator in dem radialen Einströmbereich mehrere, insbesondere zwei, drei oder vier, radiale Einströmöffnungen umfassen, die in Umfangsrichtung verteilt angeordnet und durch in axialer Richtung verlaufende Stützabschnitte voneinander getrennt sind.
  • Hiermit offenbart und sowohl in Kombination als auch unabhängig beansprucht wird also auch eine Pumpeinheit für eine Turbomolekularvakuumpumpe oder für ein Vakuumsystem, mit zumindest einer Turbomolekularpumpstufe, die während des Pumpbetriebs um eine Drehachse rotierende Rotorschaufeln, mit diesen pumpwirksam zusammenwirkende Statorschaufeln und zumindest eine Statordistanzhülse umfasst, welche in einem radialen Einströmbereich mehrere, insbesondere zwei, drei oder vier, radiale Einströmöffnungen umfasst, die in Umfangsrichtung verteilt angeordnet und durch in axialer Richtung verlaufende Stützabschnitte voneinander getrennt sind.
  • Mögliche Weiterbildungen der Turbomolekularpumpstufe entsprechen den hierin offenbarten Weiterbildungen für die Holweckpumpstufe.
  • Offenbart und beansprucht wird auch eine Turbomolekularvakuumpumpe mit zumindest einer derartigen Pumpeinheit und mit einem Außengehäuse, in das die Pumpeinheit aufgenommen ist, wobei das Außengehäuse axial in Höhe des Einströmbereiches der Statordistanzhülse der Pumpeinheit eine radiale Anzapfung aufweist.
  • Offenbart und beansprucht wird auch Vakuumsystem mit zumindest einer Vakuumkammer, wenigstens einer derartigen Pumpeinheit und zumindest einem zu evakuierenden Rezipienten, wobei die Vakuumkammer ein Kammergehäuse als Außengehäuse umfasst, in das die Pumpeinheit aufgenommen ist und das axial in Höhe des Einströmbereiches der Statordistanzhülse der Pumpeinheit eine radiale Anzapfung aufweist, die mit dem Rezipienten in Strömungsverbindung steht.
  • Mögliche Weiterbildungen der Turbomolekularvakuumpumpe und des Vakuumsystems entsprechen jeweils den hierin bezüglich der Holweckpumpstufe offenbarten Weiterbildungen für die Vakuumpumpe bzw. für das Vakuumsystem.
  • Insbesondere können also auch für die Turbomolekularpumpstufe ein oder mehrere Radialspalte vorgesehen sein, wie es vorliegend für die Holweckpumpstufe offenbart ist.
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft unter anderem die folgenden Ausführungsformen:
    1. 1. Pumpeinheit (11) für eine Vakuumpumpe (13), insbesondere Turbomolekularvakuumpumpe, oder für ein Vakuumsystem (15), mit
      • zumindest einer Holweckpumpstufe (17), die eine oder mehrere während des Pumpbetriebs um eine Drehachse (19) rotierende Holweckhülsen (21) sowie einen oder mehrere Holweckstatoren (23) umfasst, die jeweils auf einer einer Holweckhülse (21) zugewandten Seite zumindest einen Holwecksteg (25) aufweist,
      wobei der Holweckstator oder - bei mehreren Holweckstatoren - der äußere, am weitesten radial außen gelegene Holweckstator (23) in einem Einströmbereich (26) mehrere, insbesondere zwei, drei oder vier, radiale Einströmöffnungen (27) umfasst, die in Umfangsrichtung verteilt angeordnet und durch in axialer Richtung verlaufende Stützabschnitte (29) voneinander getrennt sind.
    2. 2. Pumpeinheit (11) nach Ausführungsform 1, wobei die radialen Einströmöffnungen (27) jeweils eine langgestreckte Form aufweisen.
    3. 3. Pumpeinheit nach Ausführungsform 1 oder 2, wobei die radialen Einströmöffnungen (27) auf einem Kreis um die Drehachse (19) oder in einer gegenüber der Drehachse geneigten Ebene oder auf einer um die Drehachse (19) verlaufenden Kurve mit von Null verschiedener Steigung, insbesondere auf einer Helix, liegen.
    4. 4. Pumpeinheit nach einer der Ausführungsformen 1 bis 3, wobei die Stützabschnitte (29) jeweils als Steg oder Strebe ausgebildet sind, insbesondere wobei sich die Stützabschnitte (29) jeweils in Umfangsrichtung über einen Winkel im Bereich von 3° bis 30°, insbesondere von 5° bis 20° erstrecken, insbesondere über einen Winkel von 10°.
    5. 5. Pumpeinheit nach einer der Ausführungsformen 1 bis 4, wobei die radialen Einströmöffnungen (27) und/oder die Stützabschnitte (29) zumindest teilweise frei von Holweckstegen sind.
    6. 6. Pumpeinheit nach einer der Ausführungsformen 1 bis 5, wobei die Holweckpumpstufe (17) von einem Basisgehäuse (31) umgeben ist, das axial in Höhe des Einströmbereiches (26) des Holweckstators (23) zumindest eine radiale Saugöffnung (33) aufweist.
    7. 7. Pumpeinheit nach Ausführungsform 6, wobei axial in Höhe des Einströmbereiches (26) des Holweckstators (23) zwischen dem Holweckstator (23) und dem Basisgehäuse (31) ein um die Drehachse (19) umlaufender Radialspalt (35) ausgebildet ist.
    8. 8. Pumpeinheit nach Ausführungsform 6 oder 7, wobei das Basisgehäuse (31) axial in Höhe des Einströmbereiches (26) des Holweckstators (23) mehrere, insbesondere zwei, drei oder vier, in Umfangsrichtung verteilt angeordnete und durch in axialer Richtung verlaufende Halteabschnitte (39) voneinander getrennte radiale Saugöffnungen (33) umfasst.
    9. 9. Pumpeinheit nach einer der Ausführungsformen 6 bis 8, wobei die Anzahl der radialen Einströmöffnungen (27) des Holweckstators (23) gleich der Anzahl der radialen Saugöffnungen (33) des Basisgehäuses (31) ist, und/oder wobei die Stützabschnitte (29) des Holweckstators (23) und die Halteabschnitte (39) des Basisgehäuses (31) in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind.
    10. 10. Pumpeinheit nach einer der Ausführungsformen 6 bis 9, wobei die radialen Saugöffnungen (33) des Basisgehäuses (31) jeweils eine langgestreckte Form aufweisen und sich um die Drehachse (19) herum erstrecken, und/oder
      • wobei die radialen Saugöffnungen (33) des Basisgehäuses (31) auf einem Kreis um die Drehachse (19) oder in einer gegenüber der Drehachse geneigten Ebene oder auf einer um die Drehachse (19) verlaufenden Kurve mit von Null verschiedener Steigung, insbesondere auf einer Helix, liegen, und/oder
      • wobei die Halteabschnitte (39) des Basisgehäuses (31) jeweils als Steg oder Strebe ausgebildet sind, insbesondere wobei sich die Halteabschnitte (39) jeweils in Umfangsrichtung über einen Winkel im Bereich von 3° bis 30°, insbesondere von 5° bis 20° erstrecken, insbesondere über einen Winkel von 10°.
    11. 11. Vakuumpumpe (13), insbesondere Turbomolekularvakuumpumpe, mit zumindest einer Pumpeinheit (11) nach einer der Ausführungsformen 1 bis 10 und mit einem Außengehäuse (41), in das die Pumpeinheit (11) aufgenommen ist, wobei das Außengehäuse (41) axial in Höhe des Einströmbereiches (26) des Holweckstators (23) der Pumpeinheit (11) eine radiale Anzapfung (43) aufweist.
    12. 12. Vakuumsystem (15) mit zumindest einer Vakuumkammer (51), wenigstens einer Pumpeinheit (11) nach einer der Ausführungsformen 1 bis 10, und zumindest einem zu evakuierenden Rezipienten (53), wobei die Vakuumkammer (51) ein Kammergehäuse als Außengehäuse (41) umfasst, in das die Pumpeinheit (11) aufgenommen ist und das axial in Höhe des Einströmbereiches (26) des Holweckstators (23) der Pumpeinheit (11) eine radiale Anzapfung (43) aufweist, die mit dem Rezipienten (53) in Strömungsverbindung steht.
    13. 13. Vakuumpumpe (13) nach Ausführungsform 11 oder Vakuumsystem (15) nach Ausführungsform 12, wobei zwischen dem Außengehäuse (41) einerseits und dem Holweckstator (23) bzw. dem Basisgehäuse (31) andererseits axial in Höhe der radialen Anzapfung (43) des Außengehäuses (41) ein um die Drehachse (19) umlaufender Radialspalt (55) vorhanden ist.
    14. 14. Vakuumpumpe (13) bzw. Vakuumsystem (15) nach Ausführungsform 13, wobei der Radialspalt (55) zumindest teilweise von einem an der Innenseite des Außengehäuses (41) ausgebildeten Kanal (45) und/oder von einem an der Außenseite des Holweckstators (23) bzw. des Basisgehäuses (31) ausgebildeten Kanal (24, 36) gebildet ist.
    15. 15. Vakuumpumpe (13) bzw. Vakuumsystem (15) nach Ausführungsform 13 oder 14, wobei das Außengehäuse (41) zumindest im Bereich eines der Stützabschnitte (29) des Holweckstators (23) bzw. eines Halteabschnitts (39) des Basisgehäuses (31), bevorzugt im Bereich jedes Stützabschnitts (29) bzw. Halteabschnitts (39), an seiner Innenseite eine Vertiefung (47) aufweist.
  • Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1a und 1b
    jeweils schematisch eine mögliche Pumpkonfiguration, in der eine erfindungsgemäße Pumpeinheit Verwendung finden kann,
    Fig. 2
    verschiedene Ansichten einer herkömmlichen Splitflow-Vakuumpumpe, deren Pumpeinheit erfindungsgemäß ausgebildet sein kann,
    Fig. 3
    verschiedene Ansichten einer herkömmlichen Cartridge-Vakuumpumpe, deren Pumpeinheit erfindungsgemäß ausgebildet sein kann,
    Fig. 4
    zwei unterschiedliche Ansichten eines Teils einer erfindungsgemäßen Cartridge-Vakuumpumpe,
    Fig. 5a
    eine weitere Teilansicht der Cartridge-Vakuumpumpe von Fig. 4,
    Fig. 5b und 5c
    mögliche Ausgestaltungen der Cartridge-Vakuumpumpe von Fig. 4,
    Fig. 6a, 6b und 6c
    jeweils schematisch in einem Schnitt senkrecht zur Drehachse unterschiedliche erfindungsgemäße Ausgestaltungen einer Pumpeinheit ohne eigenes Basisgehäuse in einem eigenständigen Außengehäuse,
    Fig. 7a und 7b
    jeweils schematisch in einem Schnitt senkrecht zur Drehachse unterschiedliche erfindungsgemäße Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Pumpeinheit mit eigenem Basisgehäuse in einem Außengehäuse, und
    Fig. 8a und 8b
    jeweils teilweise eine Split-Flow-Vakuumpumpe in einem parallel zur Drehachse verlaufenden Schnitt gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Fig. 1a zeigt eine Pumpkonfiguration, bei der eine Splitflow-Vakuumpumpe 13 an einen mehrere strömungstechnisch miteinander verbundene Kammern aufweisenden Rezipienten 53 angeschlossen ist, um diesen zu evakuieren. Aus Sicht des Herstellers der Vakuumpumpe 13 wird der Rezipient 53 auch als Kundenkammer bezeichnet, da es in der Praxis die Kunden des Pumpenherstellers sind, die mit einem eigenen Rezipienten 53 eine jeweilige Pumpanwendung durchführen.
  • Die Vakuumpumpe 13 umfasst ein eigenständiges Pumpengehäuse 41, das ein sogenanntes Box-Type-Gehäuse sein kann und in der vorliegenden Offenbarung auch als Außengehäuse bezeichnet wird. Im Pumpengehäuse befindet sich eine Pumpeinheit 11, die unter anderem eine Holweckpumpstufe 17 und zwei Turbomolekularpumpstufen 63 mit einem gemeinsamen Rotor 65 für diese Pumpstufen 17, 63 umfasst.
  • Jeder Pumpstufe ist eine im Außengehäuse 41 ausgebildete radiale Anzapfung 43 zugeordnet, die während des Pumpbetriebs mit einer Öffnung 54 einer jeweiligen Kammer des Rezipienten 53 kommuniziert.
  • Von der Holweckpumpstufe 17 ist in Fig. 1a der Einfachheit halber lediglich eine Holweckhülse 21 schematisch dargestellt, während von den Turbomolekularpumpstufen 63 jeweils nur schematisch die Rotorschaufeln 68 gezeigt sind.
  • Eine andere Pumpkonfiguration zeigt Fig. 1b. Dort umfasst die Kundenkammer einen Rezipienten 53, wiederum mit mehreren miteinander strömungstechnisch verbundenen Kammern, und eine Vakuumkammer 51, wobei der Rezipient 53 und die Vakuumkammer 51 ein gemeinsames Gehäuse aufweisen, von dem das Außengehäuse 41, welches das Kammergehäuse der Vakuumkammer 51 bildet, ein integraler Bestandteil ist. Es ist aber nicht zwingend, dass das Außengehäuse 41 einstückig mit dem Gehäuse des Rezipienten 53 ausgebildet ist. Das gemeinsame Gehäuse kann auch mehrere separate Teilgehäuse aufweisen, die für eine jeweilige Pumpanwendung miteinander verbunden werden können und von denen eines das Außengehäuse 41 für die Pumpeinheit 11 ist.
  • Die Pumpeinheit 11 befindet sich in der Vakuumkammer 51 und somit innerhalb des Außengehäuses 41. Das Außengehäuse 41 der Pumpeinheit 11 ist in dieser Pumpkonfiguration also kein eigenständiges Pumpengehäuse.
  • Bei der Pumpeinheit 11 handelt es sich um eine sogenannte Cartridge-Vakuumpumpe, die ein Basisgehäuse 31 aufweist, das auch als Cartridge-Hülse oder ebenfalls einfach als Pumpengehäuse bezeichnet wird, und in das die einzelnen Pumpstufen der Pumpeinheit 11 aufgenommen sind. Bei diesen Pumpstufen handelt es sich in dem hier gezeigten Beispiel wiederum um eine Holweckpumpstufe 17, von der lediglich eine Holweckhülse 21 schematisch dargestellt ist, sowie um zwei Turbomolekularpumpstufen 63, von denen jeweils nur die Rotorschaufeln 68 schematisch gezeigt sind. Diese rotierenden Bestandteile 21, 68 dieser Pumpstufen 17, 63 sind an einem gemeinsamen Rotor 65 angebracht.
  • Das Basisgehäuse 31 besitzt eine axiale Saugöffnung 37, die mit einer der Kammern des Rezipienten 53 kommuniziert, sowie zwei radiale Saugöffnungen 33, die jeweils mit einer im Außengehäuse 41 ausgebildeten radialen Anzapfung 43 und somit mit der zugeordneten Kammer des Rezipienten 53 kommunizieren.
  • Die beiden Pumpkonfigurationen gemäß Fig. 1a und 1b sind für sich genommen bekannt und dienen zur Erläuterung unterschiedlicher Situationen, in denen eine erfindungsgemäße Pumpeinheit 11 eingesetzt werden kann.
  • Nicht dargestellt ist eine weitere, ebenfalls mit einer erfindungsgemäßen Pumpeinheit 11 realisierbare Pumpkonfiguration, bei der die Pumpeinheit 11 wiederum ein eigenes Basisgehäuse 31 aufweist und insbesondere als Cartridge-Vakuumpumpe ausgebildet ist, bei der aber diese Pumpeinheit 11 nicht wie in Fig. 1b in eine Kundenkammer eingeschoben ist, sondern sich - insofern wie in Fig. 1a - in einem eigenständigen Außengehäuse wie beispielsweise einem sogenannten Box-Type-Gehäuse befindet. Eine solche Pumpkonfiguration entspricht also der Konfiguration von Fig. 1a, allerdings mit dem Unterschied, dass die einzelnen Pumpstufen 17, 63 sich in einem eigenen Basisgehäuse 31 befinden und somit als eine Einheit - nämlich als Pumpeinheit 11 - handhabbar und in ein Außengehäuse einschiebbar sind, um auf diese Weise eine eigenständige Splitflow-Vakuumpumpe zu bilden.
  • Ein Beispiel für eine Splitflow-Vakuumpumpe 13 gemäß der Pumpkonfiguration in Fig. 1a ist in Fig. 2 gezeigt.
  • Das als Box-Type-Gehäuse ausgebildete Außengehäuse 41 der Vakuumpumpe 13 besitzt in diesem Beispiel zwei radiale Anzapfungen 43. Ein Basisteil 61 der Vakuumpumpe 13 schließt das Außengehäuse 41 an einer Stirnseite ab. An diesem Basisteil 41 ist unter anderem ein Rotor 65 (siehe untere Darstellung in Fig. 2) einer Pumpeinheit 11 mittels eines Wälzlagers drehgelagert. An seinem anderen Ende ist der Rotor 65 mittels eines Magnetlagers drehgelagert. Die Pumpeinheit 11 umfasst eine Holweckpumpstufe 17 sowie zwei mit axialem Abstand voneinander angeordnete Turbomolekularpumpstufen 63. Eine der radialen Anzapfungen 43 befindet sich - bezogen auf die Drehachse 19 des Rotors 65 - zwischen den beiden Turbomolekularpumpstufen 63.
  • Die während des Betriebs nicht rotierenden Statorteile der einzelnen Pumpstufen umfassen Statorschaufeln 67 der Turbomolekularpumpstufen 63, einen zwischen den beiden Turbomolekularpumpstufen 63 angeordneten Statorabschnitt 69 sowie Holweckstatoren 23, 23a. Der äußere, am weitesten radial außen gelegene Holweckstator 23 sowie die Statorschaufeln 67 und der Statorabschnitt 69 liegen an der Innenseite des Außengehäuses 41 an. Zwischen den beiden Holweckstatoren 23, 23a sowie radial innerhalb des inneren Holweckstators 23a befindet sich jeweils eine Holweckhülse 21, 21a, die an einer Holwecknabe 20 angebracht sind, welche wiederum mit dem Rotor 65 verbunden ist.
  • Die Holweckhülsen 21, 21a sowie Rotorschaufeln 68 der Turbomolekularpumpstufen 63 rotieren während des Betriebs gemeinsam mit dem Rotor 65.
  • Die Holweckstatoren 23, 23a sind an jeder einer jeweiligen Holweckhülse 21, 21a zugewandten Seite mit einer Struktur aus Holweckstegen 25 versehen, um auf diese Weise einen jeweiligen pumpaktiven Bereich zu bilden. Eine solche Anordnung, wie sie unten in Fig. 2 dargestellt ist und die zwei radial ineinander liegende Holweckhülsen 21, 21a mit zugeordneten Holweckstatoren 23, 23a umfasst, wird auch als geschachtelte Holweck-Anordnung bezeichnet.
  • Fig. 2 dient zur Erläuterung des Aufbaus eines möglichen Beispiels einer herkömmlichen Splitflow-Vakuumpumpe und ist nicht erfindungsgemäß, da für die Holweckpumpstufe 17 keine radiale Anzapfung im Außengehäuse 41 vorgesehen und die Holweckpumpstufe 17 nicht erfindungsgemäß ausgebildet ist. Abgesehen davon können eine erfindungsgemäße Pumpeinheit 11 und somit eine erfindungsgemäße Splitflow-Vakuumpumpe so ausgebildet sein, wie es in Fig. 2 dargestellt ist.
  • Entsprechend zeigt Fig. 3 ein Beispiel einer herkömmlichen Cartridge-Vakuumpumpe, bei welcher die Holweckpumpstufe 17 nicht erfindungsgemäß ausgebildet ist, wobei aber ansonsten eine erfindungsgemäße Pumpeinheit 11 einen Aufbau aufweisen kann, wie es in Fig. 3 gezeigt ist.
  • Gemäß Fig. 3 stellt die Cartridge-Vakuumpumpe eine Pumpeinheit 11 dar, die nicht nur - entsprechend der Pumpeinheit 11 gemäß Fig. 2 - einen gemeinsamen Rotor 65 mit einer Holweckpumpstufe 17 und zwei Turbomolekularpumpstufen 63, sondern außerdem ein den Rotor 65 und diese Pumpstufen 17, 63 aufnehmendes Basisgehäuse 31 umfasst. Das Basisgehäuse 31 ist an einem stirnseitigen Ende durch ein Basisteil 61 abgeschlossen, in welchem unter anderem der Rotor 65 mittels eines Wälzlagers drehgelagert ist. An seinem anderen Ende ist der Rotor 65 mittels eines Magnetlagers drehgelagert.
  • Entsprechend der schematischen Darstellung in Fig. 1b ist das Basisgehäuse 31 mit einer axialen Saugöffnung 37 sowie zwei radialen Saugöffnungen 33 versehen. Eine radiale Saugöffnung 33 befindet sich - bezogen auf die Drehachse 19 des Rotors 65 - zwischen den beiden Turbomolekularpumpstufen 63. Die andere radiale Saugöffnung 33 befindet sich axial in Höhe der Holweckpumpstufe 17.
  • Gemeinsam mit dem Rotor 65 rotieren während des Pumpbetriebs wiederum die Rotorschaufeln 68 der Turbomolekularpumpstufen 63 sowie die Holwecknabe 20 mit den daran angebrachten Holweckhülsen 21, 21a. Die stationären Komponenten dieser Pumpstufen 17, 63 sind wiederum die Statorschaufeln 67 der Turbomolekularpumpstufen 63 sowie die Holweckstatoren 23, 23a der Holweckpumpstufe 17.
  • Die Fig. 4 und 5a zeigen jeweils einen Teil einer erfindungsgemäßen Vakuumpumpe 13, die als Cartridge-Vakuumpumpe ausgebildet ist. Abgesehen von dem erfindungsgemäß ausgebildeten Bereich der Holweckpumpstufe, der nachstehend näher beschrieben wird, kann diese Cartridge-Vakuumpumpe 13 einen Aufbau aufweisen, wie er vorstehend in Verbindung mit Fig. 3 erläutert worden ist.
  • Fig. 4 zeigt in der oberen Darstellung eine perspektivische Ansicht eines etwas oberhalb des Basisteils 61 vorgenommenen Schnittes senkrecht zur Drehachse 19 des Rotors, wobei die untere Darstellung in Fig. 4 eine Draufsicht auf den in der oberen Darstellung gezeigten Teil der Vakuumpumpe 13 ist.
  • In Fig. 4 ist von der Holweckpumpstufe lediglich der äußere pumpaktive Bereich dargestellt, der von dem äußeren, am weitesten radial außen gelegenen Holweckstator 23 und der äußeren Holweckhülse 21 gebildet ist. Wie bereits erläutert, ist der Holweckstator 23 an seiner dieser Rotorhülse 21 zugewandten Seite mit helixförmig verlaufenden Holweckstegen 25 versehen. Dieser Aufbau eines Holweckpumpbereiches ist grundsätzlich bekannt.
  • Eine Besonderheit gegenüber bekannten Holweckpumpstufen besteht darin, dass der Holweckstator 23 einen Einströmbereich 26 von großer Offenheit besitzt, denn der Einströmbereich 26 umfasst mehrere, in diesem Ausführungsbeispiel drei, radiale Einströmöffnungen 27, die in Umfangsrichtung verteilt angeordnet und durch in axialer Richtung verlaufende Stützabschnitte 29 voneinander getrennt sind. Dabei sind die Stützabschnitte 29 vergleichsweise schmal, besitzen also eine im Vergleich zu den Einströmöffnungen 27 kleine Umfangslänge.
  • Einen entsprechenden Aufbau besitzt das Basisgehäuse 31. In diesem axialen Bereich der Vakuumpumpe 13, also axial in Höhe des Einströmbereiches 26 des Holweckstators 23, ist das Basisgehäuse 31 mit ebenfalls drei Saugöffnungen 33 versehen. Jeweils zwei in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Saugöffnungen 33 sind durch einen in axialer Richtung verlaufenden Halteabschnitt 39 voneinander getrennt.
  • Dabei sind die Stützabschnitte 29 des Holweckstators 23 einerseits und die Halteabschnitte 39 des Basisgehäuses 31 andererseits in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt, und zwar derart, dass jeweils ein Stützabschnitt 29 in Umfangsrichtung etwa mittig zwischen zwei Halteabschnitten 39 angeordnet ist.
  • Des Weiteren ist zwischen den Stützabschnitten 29 und den Halteabschnitten 39 ein Radialspalt 35 vorhanden, der sich dadurch ergibt, dass die radialen Außenseiten der Stützabschnitte 29 auf einem Zylinder um die Drehachse 19 liegen, dessen Radius kleiner ist als ein Zylinder um die Drehachse 19, auf dem die radialen Innenseiten der Halteabschnitte 39 liegen, die jeweils eine gegenüber den axial angrenzenden Bereichen des Basisgehäuses 31 reduzierte radiale Dicke aufweisen, also radial nach außen zurückspringen.
  • Durch diesen Aufbau besitzt die Vakuumpumpe 13 axial in Höhe der Holweckpumpstufe 17 über ihren gesamten Umfang eine offene Struktur, die lediglich durch die vergleichsweise schmalen Stützabschnitte 29 des Holweckstators 23 und die vergleichsweise schmalen Halteabschnitte 39 des Basisgehäuses 33 unterbrochen ist.
  • Wie die Seitenansicht der Fig. 5a zeigt, besitzen die radialen Saugöffnungen 33 des Basisgehäuses 31 eine größere axiale Höhe als die radialen Einströmöffnungen 27 des Holweckstators 23. Sowohl die Saugöffnungen 33 als auch die Einströmöffnungen 27 weisen aber jeweils eine langgestreckte Form auf, d.h. die Umfangslänge jeder Öffnung 33, 27 beträgt ein Vielfaches ihrer jeweiligen axialen Höhe. Ferner sind die Stützabschnitte 29 und die Halteabschnitte 39 jeweils vergleichsweise schmal, d.h. die Umfangslänge jeder Öffnung 33, 27 beträgt ein Vielfaches der Umfangslänge eines jeweiligen Stützabschnitts 29 bzw. Halteabschnitts 39.
  • Wie Fig. 5a weiter zeigt, besitzen die Stützabschnitte 29 und die Halteabschnitte 39 jeweils keine über ihre axiale Länge konstante Breite, sondern sie verbreitern sich jeweils in Richtung der axial angrenzenden Bereiche des Basisgehäuses 31 bzw. des Holweckstators 23.
  • Die konkrete Form, Breite und radiale Dicke der Stützabschnitte 29 bzw. Halteabschnitte 39 ist insbesondere derart gewählt, dass eine ausreichende mechanische Stabilität gegeben ist, die eine ausreichende Abstützwirkung und ein optimales Schwingungsverhalten gewährleistet.
  • In Fig. 5a ist durch die radialen Saugöffnungen 33 des Basisgehäuses 31 und die radialen Einströmöffnungen 27 des Holweckstators 23 hindurch die mit dem Holweckstator 23 pumpwirksam zusammenwirkende Holweckhülse 21 dargestellt.
  • Holweckstege dagegen sind in Fig. 5a nicht dargestellt. Dies liegt daran, dass der Holweckstator 23 gemäß Fig. 5a entsprechend dem Ausführungsbeispiel in Fig. 5c ausgebildet ist, wonach die Holweckstege 25 im Einströmbereich 26 unterbrochen sind, so dass die radialen Einströmöffnungen 27 des Holweckstators 23 und auch dessen Stützabschnitte 29 in diesem Bereich frei von Holweckstegen 25 sind. Eine derartige Ausgestaltung ist aber nicht zwingend. Fig. 5b zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der die Holweckstege 25 im Einströmbereich 26 nicht unterbrochen sind. Bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 5a und 5c ergibt sich eine gegenüber der Ausgestaltung in Fig. 5b noch offenere Ausgestaltung des Einströmbereiches 26.
  • Obwohl eine Cartridge-Vakuumpumpe 13 gemäß Fig. 3 und auch gemäß den Fig. 4 sowie 5a, 5b und 5c für sich genommen grundsätzlich funktionsfähig ist, wird eine solche Cartridge-Vakuumpumpe - wie bereits erwähnt - in der Praxis in ein Außengehäuse eingeschoben. Dieses Außengehäuse besitzt im Einströmbereich 26 des Holweckstators 23 und somit im von den radialen Saugöffnungen 33 des Basisgehäuses 31 gebildeten Saugbereich eine radiale Anzapfung, über welche ein zu pumpendes Gas aus einem jeweiligen Rezipienten in die Holweckpumpstufe gelangen kann.
  • Damit für das Einströmen des zu pumpenden Gases der gesamte Umfang der Holweckpumpstufe genutzt werden kann, damit also das Gas über alle in Umfangsrichtung verteilt angeordneten radialen Einströmöffnungen 27 in den pumpaktiven Bereich zwischen Holweckstator 23 und Holweckhülse 21 gelangen kann, ist der vorstehend erläuterte und in Fig. 4 und Fig. 5a dargestellte Radialspalt 35 zwischen Holweckstator 23 und Basisgehäuse 31 vorgesehen.
  • Eine zusätzliche Maßnahme, die eine Verteilung einer Eingangsströmung in Umfangsrichtung weiter begünstigt, wird schematisch am Beispiel einer Cartridge-Vakuumpumpe in Fig. 7b erläutert. Diese Maßnahme betrifft den Bereich zwischen Basisgehäuse 31 und Außengehäuse 41. In diesem Bereich sind zudem weitere Maßnahmen möglich, die auch bei einer Pumpeinheit 11 ohne eigenes Basisgehäuse, also bei einer Konfiguration gemäß Fig. 1a, angewendet werden können. Daher werden nachstehend zunächst diese Maßnahmen anhand der Fig. 6a, 6b und 6c anhand einer jeweils nur schematisch in einem Schnitt senkrecht zur Drehachse 19 dargestellten Splitflow-Vakuumpumpe 13 erläutert.
  • Fig. 6a zeigt eine Konfiguration, bei der die Pumpeinheit kein eigenes Basisgehäuse aufweist, sondern in ein Außengehäuse 41 aufgenommen ist, das im Bereich der hier dargestellten Holweckpumpstufe eine radiale Anzapfung 43 besitzt. Der radial äußere pumpaktive Bereich der Holweckpumpstufe wird von dem äußeren Holweckstator 23 und der äußeren Holweckhülse 21 gebildet. Auf seiner der Holweckhülse 21 zugewandten Seite ist der Holweckstator 23 mit Holweckstegen 25 versehen.
  • Der Holweckstator 23 besitzt im dargestellten Einströmbereich drei in Umfangsrichtung verteilt angeordnete radiale Einströmöffnungen 27, die durch Stützabschnitte 29 voneinander getrennt sind.
  • Die Außenseiten der Stützabschnitte 29 und die Innenseite des Außengehäuses 41 liegen auf einem gemeinsamen Zylinder um die Drehachse 19.
  • Damit über die radiale Anzapfung 43 einströmendes Gas über den gesamten Umfang, also über alle drei radialen Einströmöffnungen 27, in den pumpaktiven Bereich zwischen Holweckstator 23 und Holweckhülse 21 gelangen kann, ist das Außengehäuse 41 an seiner Innenseite im Bereich jedes Stützabschnitts 29 mit einer Vertiefung 47 versehen. Hierdurch kann eine über die radiale Anzapfung 43 eintretende Strömung radial außen an den Stützabschnitten 29 vorbei und über die dann jeweils nächste radiale Einströmöffnung 27 in den pumpaktiven Bereich gelangen.
  • Die Vertiefungen 47 können sich über die gesamte axiale Höhe des von den radialen Einströmöffnungen 27 gebildeten Einströmbereiches des Holweckstators 23 erstrecken. Eine kleinere oder größere axiale Erstreckung der Vertiefungen 47 ist ebenfalls möglich. Das Profil der Vertiefungen 47, also deren Verlauf in Umfangsrichtung, kann grundsätzlich beliebig ausgeführt sein. Eine möglichst einfache und kostengünstige Herstellbarkeit und eine optimale Strömungsführung können relevante Kriterien für die Ausgestaltung dieser Vertiefungen 47 bilden.
  • Bei der Konfiguration gemäß Fig. 6b sind keine Vertiefungen 47 gemäß Fig. 6a vorgesehen. Um dennoch eine Verteilung einer Eingangsströmung in Umfangsrichtung zu erreichen, sind die Stützabschnitte 29 mit einer reduzierten radialen Dicke versehen, sind also gegenüber den axial angrenzenden Abschnitten des Holweckstators 23 radial zurückversetzt. Hierdurch entsteht zwischen der Innenseite des Außengehäuses 41 und der von der Außenseite der Stützabschnitte 29 gebildeten Außenseite des Holweckstators 23 ein Kanal 24 auf der Außenseite des Holweckstators 23 und dadurch ein Radialspalt zwischen Außengehäuse 41 und Holweckstator 23. Über diesen von dem Kanal 24 gebildeten Ringspalt kann eine Verteilung eines einströmenden Gases in Umfangsrichtung erreicht werden. Für eine solche Konfiguration ist eine Bearbeitung der Innenseite des Außengehäuses 41 nicht erforderlich.
  • Alternativ zu der Maßnahme gemäß Fig. 6b kann ein umlaufender Ringspalt geschaffen werden, indem gemäß Fig. 6c ein umlaufender Kanal 45 an der Innenseite des Außengehäuses 41 ausgebildet wird. Eine Reduzierung der radialen Dicke der Stützabschnitte 29 ist bei dieser Maßnahme nicht erforderlich.
  • Sowohl der in Verbindung mit Fig. 6b erwähnte Kanal 24 als auch der Kanal 55 gemäß Fig. 6c kann sich über die gesamte axiale Höhe des von den Einströmöffnungen 27 gebildeten Einströmbereiches des Holweckstators 23 erstrecken. Eine kleinere oder größere axiale Erstreckung des Kanals 24 bzw. 55 ist ebenfalls möglich.
  • Kombinationen der vorstehend anhand der Fig. 6a, 6b und 6c erläuterten Maßnahmen sind beliebig möglich. Zusätzlich zu einer radialen Reduzierung der Stützabschnitte 29 können beispielsweise Vertiefungen 47 gemäß Fig. 6a vorgesehen sein. Des Weiteren kann beispielsweise zusätzlich zu einem Kanal 24 gemäß Fig. 6b ein umlaufender Kanal 45 an der Innenseite des Außengehäuses 41 gemäß Fig. 6c vorgesehen sein, d.h. der Ringspalt zwischen Holweckstator 23 und Außengehäuse 41 kann von einem Kanal an der Außenseite des Holweckstators 23 und einem Kanal an der Innenseite des Außengehäuses 41 gemeinsam gebildet werden.
  • Wie vorstehend bereits erwähnt, zeigen die Fig. 7a und 7b jeweils eine Konfiguration mit einer Pumpeinheit vom Cartridge-Typ, die ein eigenes Basisgehäuse 31 aufweist und in ein Außengehäuse 41 eingeschoben ist, das axial im Bereich des von den Einströmöffnungen 27 gebildeten Einströmbereiches des Holweckstators 23 eine radiale Anzapfung 43 besitzt.
  • Die Ausgestaltung dieser Cartridge-Vakuumpumpe im Einströmbereich entspricht dem Aufbau der in den Fig. 4 sowie 5a und 5c dargestellten Vakuumpumpe. Entsprechend den Darstellungen in Fig. 6a, 6b und 6c ist der radial äußere Holweckpumpbereich mit dem äußeren Holweckstator 23 und der diesem zugeordneten Holweckhülse 21 dargestellt. Der Holweckstator 23 besitzt drei in Umfangsrichtung verteilt angeordnete radiale Einströmöffnungen 27 und das Basisgehäuse 31 besitzt drei in Umfangsrichtung verteilt angeordnete radiale Saugöffnungen 33, die gegenüber den Einströmöffnungen 27 des Holweckstators 23 in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind. Die Einströmöffnungen 27 des Holweckstators 23 sind von vergleichsweise schmalen Stützabschnitten 29 getrennt, während Halteabschnitte 39 des Basisgehäuses 31 jeweils zwei in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende radiale Saugöffnungen 33 des Basisgehäuses 31 voneinander trennen.
  • Die Halteabschnitte 39 des Basisgehäuses 33 liegen mit ihren Außenseiten an der Innenseite des Außengehäuses 41 an. Gleichwohl kann sich über die radiale Anzapfung 43 des Außengehäuses 41 einströmendes Gas in Umfangsrichtung verteilen, da zu allen drei radialen Einströmöffnungen 27 des Holweckstators 23 führende Strömungswege vorhanden sind. Die Verteilung wird begünstigt durch den bereits in Verbindung mit den Fig. 4 und 5a erläuterten Radialspalt 35 zwischen Holweckstator 23 und Basisgehäuse 31, der durch eine Reduzierung der radialen Dicke der Halteabschnitte 39 entsteht, also dadurch, dass diese radial nach außen gegenüber axial angrenzenden Bereichen des Basisgehäuses 31 zurückspringen.
  • Bereits diese Offenheit der Gesamtstruktur mit mehreren radialen Einströmöffnungen 27 des Holweckstators 23 und mehreren radialen Saugöffnungen 33 des Basisgehäuses 31 sorgt für eine Erhöhung des Saugvermögens gegenüber bekannten Ausgestaltungen.
  • Eine weitere Verbesserung des Saugvermögens lässt sich erzielen, wenn gemäß Fig. 7b entsprechend der bereits anhand von Fig. 6c erläuterten Ausgestaltung an der Innenseite des Außengehäuses 41 ein umlaufender Kanal 45 ausgebildet ist, durch den ein Radialspalt zwischen Basisgehäuse 31 und Außengehäuse 41 entsteht, über den eine Verteilung eines durch die radiale Anzapfung 43 einströmenden Gases in Umfangsrichtung erfolgen kann. Der Radialspalt 45 ermöglicht es, dass Gas radial außen an den Halteabschnitten 39 des Basisgehäuses 31 vorbeiströmen kann.
  • Hinsichtlich möglicher zusätzlicher oder alternativer Ausgestaltungen der Ausführungsformen gemäß Fig. 7a und 7b wird auch auf die vorstehend in Verbindung mit Fig. 4, Fig. 5a, 5b und 5c sowie Fig. 6a, 6b und 6c erläuterten Ausgestaltungen verwiesen. So können beispielsweise bei der Konfiguration gemäß Fig. 7a an der Innenseite des Außengehäuses 41 Vertiefungen entsprechend den Vertiefungen 47 gemäß Fig. 6a vorgesehen sein, um dementsprechend ein Umströmen der Halteabschnitte 39 zu ermöglichen.
  • Die Fig. 8a und 8b zeigen jeweils teilweise eine Split-Flow-Vakuumpumpe 13 in einem parallel zur Drehachse verlaufenden Schnitt, wobei von der Holweckpumpstufe lediglich der radial äußere Holweckstator 23 dargestellt ist, der in einem als Box-Type-Gehäuse ausgebildeten Außengehäuse 41 angeordnet ist, das mit mit radialen Anzapfungen 43 versehen ist. Die Fig. 8a und 8b dienen unter anderem dazu, unterschiedliche Verläufe der radialen Einströmöffnungen 27 des Holweckstators 23 zu veranschaulichen, wie sie an anderer Stelle bereits erwähnt worden sind.
  • Entsprechend Fig. 5c sind hier jeweils die Holweckstege 25 im Einströmbereich des Holweckstators 23 unterbrochen, so dass die radialen Einströmöffnungen 27 des Holweckstators 23 und auch dessen Stützabschnitte 29 in diesem Bereich frei von Holweckstegen 25 sind.
  • Entsprechend Fig. 6c ist hier jeweils ein umlaufender Kanal 45 an der Innenseite des Außengehäuses 41 ausgebildet, um so eine Verteilung einer durch die radiale Anzapfung 43 eintretenden Eingangsströmung in Umfangsrichtung zu erreichen.
  • Die beiden Ausführungsformen der Fig. 8a und 8b unterscheiden sich dadurch, dass gemäß Fig. 8a die radialen Einströmöffnungen 27 auf einem Kreis um die Drehachse 19 liegen, dessen Radius auf der Drehachse 19 senkrecht steht, während gemäß Fig. 8b die radialen Einströmöffnungen 27 auf einer Helix um die Drehachse 19 liegen, wobei der Drehsinn der Helix jenem des Verlaufs der Holweckstege 25 entgegengesetzt ist. Der Drehsinn der Helix und der Drehsinn des Verlaufs der Holweckstege 25 können alternativ auch gleich sein. Alternativ können die radialen Einströmöffnungen auch in einer gegenüber der Drehachse 19 geneigten Ebene liegen. Der Kanal 45 an der Innenseite des Außengehäuses 41 folgt jeweils dem Verlauf der Einströmöffnungen 27, liegt in diesen Ausführungsformen also entsprechend auf einem Kreis um die Drehachse 19 (Fig. 8a) bzw. auf einer Helix um die Drehachse (Fig. 8b).
  • Beide Verläufe - also auf einem Kreis gemäß Fig. 8a und auf einer Helix gemäß Fig. 8b - können auch bei einem Holweckstator 23 vorgesehen sein, bei dem entsprechend Fig. 5b die Holweckstege 25 nicht unterbrochen sind.
    • Bezugszeichenliste
    • 11
    Pumpeinheit
    13
    Vakuumpumpe
    15
    Vakuumsystem
    17
    Holweckpumpstufe
    19
    Drehachse
    20
    Holwecknabe
    21
    Holweckhülse
    21a
    Holweckhülse
    23
    Holweckstator
    23a
    Holweckhülse
    24
    Kanal
    25
    Holwecksteg
    26
    Einströmbereich
    27
    radiale Einströmöffnung des Holweckstators
    29
    Stützabschnitt des Holweckstators
    31
    Basisgehäuse
    33
    radiale Saugöffnung des Basisgehäuses
    35
    Radialspalt
    36
    Kanal
    37
    axiale Saugöffnung des Basisgehäuses
    39
    Halteabschnitt des Basisgehäuses
    41
    Außengehäuse, Pumpengehäuse
    43
    radiale Anzapfung
    45
    Kanal
    47
    Vertiefung
    51
    Vakuumkammer
    53
    Rezipient
    54
    Öffnung
    55
    Radialspalt
    61
    Basisteil
    63
    Turbomolekularpumpstufe
    65
    Rotor
    67
    Statorschaufel
    68
    Rotorschaufel
    69
    Statorabschnitt

Claims (15)

  1. Pumpeinheit (11) für eine Vakuumpumpe (13), insbesondere Turbomolekularvakuumpumpe, oder für ein Vakuumsystem (15), mit
    - zumindest einer Holweckpumpstufe (17), die eine oder mehrere während des Pumpbetriebs um eine Drehachse (19) rotierende Holweckhülsen (21) sowie einen oder mehrere Holweckstatoren (23) umfasst, die jeweils auf einer einer Holweckhülse (21) zugewandten Seite zumindest einen Holwecksteg (25) aufweist,
    wobei der Holweckstator oder - bei mehreren Holweckstatoren - der äußere, am weitesten radial außen gelegene Holweckstator (23) in einem Einströmbereich (26) mehrere, insbesondere zwei, drei oder vier, radiale Einströmöffnungen (27) umfasst, die in Umfangsrichtung verteilt angeordnet und durch in axialer Richtung verlaufende Stützabschnitte (29) voneinander getrennt sind, und
    wobei die Stützabschnitte (29) jeweils als Steg oder Strebe ausgebildet sind.
  2. Pumpeinheit (11) nach Anspruch 1, wobei die radialen Einströmöffnungen (27) jeweils eine langgestreckte Form aufweisen.
  3. Pumpeinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei die radialen Einströmöffnungen (27) auf einem Kreis um die Drehachse (19) oder in einer gegenüber der Drehachse geneigten Ebene oder auf einer um die Drehachse (19) verlaufenden Kurve mit von Null verschiedener Steigung, insbesondere auf einer Helix, liegen.
  4. Pumpeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, , insbesondere wobei sich die Stützabschnitte (29) jeweils in Umfangsrichtung über einen Winkel im Bereich von 3° bis 30°, insbesondere von 5° bis 20° erstrecken, insbesondere über einen Winkel von 10°.
  5. Pumpeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die radialen Einströmöffnungen (27) und/oder die Stützabschnitte (29) zumindest teilweise frei von Holweckstegen sind.
  6. Pumpeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Holweckpumpstufe (17) von einem Basisgehäuse (31) umgeben ist, das axial in Höhe des Einströmbereiches (26) des Holweckstators (23) zumindest eine radiale Saugöffnung (33) aufweist.
  7. Pumpeinheit nach Anspruch 6, wobei axial in Höhe des Einströmbereiches (26) des Holweckstators (23) zwischen dem Holweckstator (23) und dem Basisgehäuse (31) ein um die Drehachse (19) umlaufender Radialspalt (35) ausgebildet ist.
  8. Pumpeinheit nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Basisgehäuse (31) axial in Höhe des Einströmbereiches (26) des Holweckstators (23) mehrere, insbesondere zwei, drei oder vier, in Umfangsrichtung verteilt angeordnete und durch in axialer Richtung verlaufende Halteabschnitte (39) voneinander getrennte radiale Saugöffnungen (33) umfasst.
  9. Pumpeinheit nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Anzahl der radialen Einströmöffnungen (27) des Holweckstators (23) gleich der Anzahl der radialen Saugöffnungen (33) des Basisgehäuses (31) ist, und/oder wobei die Stützabschnitte (29) des Holweckstators (23) und die Halteabschnitte (39) des Basisgehäuses (31) in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind.
  10. Pumpeinheit nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die radialen Saugöffnungen (33) des Basisgehäuses (31) jeweils eine langgestreckte Form aufweisen und sich um die Drehachse (19) herum erstrecken, und/oder
    wobei die radialen Saugöffnungen (33) des Basisgehäuses (31) auf einem Kreis um die Drehachse (19) oder in einer gegenüber der Drehachse geneigten Ebene oder auf einer um die Drehachse (19) verlaufenden Kurve mit von Null verschiedener Steigung, insbesondere auf einer Helix, liegen, und/oder
    wobei die Halteabschnitte (39) des Basisgehäuses (31) jeweils als Steg oder Strebe ausgebildet sind, insbesondere wobei sich die Halteabschnitte (39) jeweils in Umfangsrichtung über einen Winkel im Bereich von 3° bis 30°, insbesondere von 5° bis 20° erstrecken, insbesondere über einen Winkel von 10°.
  11. Vakuumpumpe (13), insbesondere Turbomolekularvakuumpumpe, mit zumindest einer Pumpeinheit (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mit einem Außengehäuse (41), in das die Pumpeinheit (11) aufgenommen ist, wobei das Außengehäuse (41) axial in Höhe des Einströmbereiches (26) des Holweckstators (23) der Pumpeinheit (11) eine radiale Anzapfung (43) aufweist.
  12. Vakuumsystem (15) mit zumindest einer Vakuumkammer (51), wenigstens einer Pumpeinheit (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, und zumindest einem zu evakuierenden Rezipienten (53),
    wobei die Vakuumkammer (51) ein Kammergehäuse als Außengehäuse (41) umfasst, in das die Pumpeinheit (11) aufgenommen ist und das axial in Höhe des Einströmbereiches (26) des Holweckstators (23) der Pumpeinheit (11) eine radiale Anzapfung (43) aufweist, die mit dem Rezipienten (53) in Strömungsverbindung steht.
  13. Vakuumpumpe (13) nach Anspruch 11 oder Vakuumsystem (15) nach Anspruch 12, wobei zwischen dem Außengehäuse (41) einerseits und dem Holweckstator (23) bzw. dem Basisgehäuse (31) andererseits axial in Höhe der radialen Anzapfung (43) des Außengehäuses (41) ein um die Drehachse (19) umlaufender Radialspalt (55) vorhanden ist.
  14. Vakuumpumpe (13) bzw. Vakuumsystem (15) nach Anspruch 13, wobei der Radialspalt (55) zumindest teilweise von einem an der Innenseite des Außengehäuses (41) ausgebildeten Kanal (45) und/oder von einem an der Außenseite des Holweckstators (23) bzw. des Basisgehäuses (31) ausgebildeten Kanal (24, 36) gebildet ist.
  15. Vakuumpumpe (13) bzw. Vakuumsystem (15) nach Anspruch 13 oder 14, wobei das Außengehäuse (41) zumindest im Bereich eines der Stützabschnitte (29) des Holweckstators (23) bzw. eines Halteabschnitts (39) des Basisgehäuses (31), bevorzugt im Bereich jedes Stützabschnitts (29) bzw. Halteabschnitts (39), an seiner Innenseite eine Vertiefung (47) aufweist.
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