JP6153579B2 - Method of manufacturing rotor disk or stator disk for vacuum pump and rotor disk or stator disk for vacuum pump - Google Patents
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Description
本発明は、真空ポンプの為のローターディスク又はステーターディスクの製造の為の方法と、真空ポンプの為のローターディスク又はステーターディスクに関する。 The present invention relates to a method for the production of a rotor disk or stator disk for a vacuum pump and to a rotor disk or stator disk for a vacuum pump.
分子ポンプの成功しているタイプの多くは、複数の羽根が、高速回転する軸に座している担持リングに取り付けられているディスクを基礎としている。例えば、その内部においてローターディスク及びステーターディスクが交互に存在する、いわゆるターボ分子ポンプがその例である。羽根の形状は、ポンプの性能データと耐久性に大きな影響を有する。 Many successful types of molecular pumps are based on a disk in which a plurality of vanes are attached to a carrier ring that sits on a high-speed rotating shaft. For example, a so-called turbo molecular pump in which a rotor disk and a stator disk exist alternately is an example. The shape of the blade has a great influence on the performance data and durability of the pump.
多くの種類のローターディスク又はステーターディスクが先行技術から公知である。流布している構造は、製造の際に複数の半径方向スリットを有する円形のディスクが生じるようプレスされる薄板から成っている。当該半径方向スリットは、外側の部分にわたってのみ設けられている。スリットの間に存在する部分は、曲げられているつまり、ディスク面から外に出されているので、結果、複数の羽根が生じる。この解決策は、特許文献1に示されている。
Many types of rotor disks or stator disks are known from the prior art. The flowing structure consists of a thin plate that is pressed to produce a circular disk with a plurality of radial slits during manufacture. The radial slit is provided only over the outer part. The portions existing between the slits are bent, that is, protruded out of the disk surface, resulting in a plurality of blades. This solution is shown in
特許文献2にはステーター羽根とローター羽根が形成されている摩擦真空ポンプが属する。ステーター羽根は、薄板から形成されている。これは、製造の際、内側から外側に向かって羽根は増加する高さを有するよう適当にねじられる(独語:geschraenkt)。ローター羽根は、相応して適合されている。これによって、羽根の間の間隙は、一定かつ可能な限り小さい。
羽根のねじり(独語:Schraenken)は、材料変化が引き起こされるというデメリットを有する。これは、羽根の安定性を著しく制限する。 The twisting of the blades (German: Schraenken) has the disadvantage that a material change is caused. This significantly limits the stability of the blade.
特に真空ポンプ、例えば極めて高い回転数を有するターボ分子ポンプにおいては、これによってしばしば問題が生じる。というのは、薄板が極めて薄く形成されているからである。これによって、ディスクは高速回転にさらされることが出来ない。というのは、羽根の基礎において材料負荷が高すぎるからである。 This often causes problems, especially in vacuum pumps, for example turbomolecular pumps with very high rotational speeds. This is because the thin plate is formed extremely thin. This prevents the disk from being exposed to high speed rotation. This is because the material load is too high at the foundation of the blade.
実践から、ローターディスク又はステーターディスクにおいて、個々の羽根の間のオーバーラップの度合と、これに伴い、いわゆる光学的な稠密性(独語:Dichtheit)を調整するために、羽根角度が変更されることも公知である。ディスク表面は、その際、互いに面平行に整向されている。製造の為のこのような技術的可能性は、多くの場合、羽根角度の変更を制限するので、羽根は、その内直径部においてもう一度オーバーラップを行い、そして外直径部においてはもはや光学的に稠密(独語:dicht)でない。ここでの不利益は、ディスクの外直径部において光学的な稠密性を達成するために、羽根角度が、外側で極めてフラットに選択される必要があるということであり、このことは、開かれた構造を小さくし、そしてこれに伴い吸引能力を制限する。 From practice, in the rotor disk or stator disk, the blade angle is changed in order to adjust the degree of overlap between the individual blades and the so-called optical density (German: Dichtheit). Is also known. The disk surfaces are then oriented parallel to each other. Such technical possibilities for manufacturing often limit the change of the vane angle so that the vane overlaps once more at its inner diameter and no longer optically at its outer diameter. It is not dense (German: dict). The disadvantage here is that in order to achieve optical density at the outer diameter of the disc, the vane angle needs to be chosen very flat on the outside, which is open. The structure is made smaller and the suction capacity is limited accordingly.
実践から公知の流布している解決策(ディスクを中実材料から、ディスク面に対して傾斜して形成されたチャネルを鋸挽きすることによって製造する解決策)は、製造可能な形状が、ツールによって制限されるという欠点を有する。例えば、羽根基礎において、急角度の迎角(独語:Anstellwinkel)をつくりだすのは困難である。というのは、その際、鋸が羽根の外側部材と接触するからである。 Disseminated solutions known from practice (solutions in which the disc is manufactured from sawing a channel formed from a solid material and tilted with respect to the disc surface) have a manufacturable shape Has the disadvantage of being limited by For example, it is difficult to create a steep angle of attack (German: Anstelwinkel) on a blade foundation. This is because the saw contacts the outer member of the blade.
本発明が基礎とする技術的課題は、ローターディスク又はステーターディスクの製造の為の方法であって、当該方法によって、羽根のオーバーラップの最適かと、これに伴い圧縮性及び吸引能力の改善が可能であるという方法を提供することである。更に、極めて良好な吸引能力と極めて良好な圧縮性を有するローターディスク又はステーターディスクが提供されるべきである。 The technical problem on which the present invention is based is a method for the production of a rotor disk or a stator disk, which makes it possible to optimize the overlap of the blades and, accordingly, to improve the compressibility and the suction capacity It is to provide a method of being. Furthermore, a rotor disk or stator disk having a very good suction capacity and a very good compressibility should be provided.
この技術課題は、請求項1に記載の特徴を有する方法及び請求項7に記載の特徴を有するローターディスク又はステーターディスクによって解決される。
This technical problem is solved by a method having the features of
真空ポンプの為のローターディスク又はステーターディスクの製造の為の発明に係る方法であって、その際、ローターディスク又はステーターディスクが、中実材料からなるブランクから、ディスク面に対して傾斜して形成されたチャネルの鋸挽きによって製造される方法は、ブランクの少なくとも一つのディスク表面が、チャネルの鋸挽きの前に放射相称に曲げられて形成される点において際立っている。 A method according to the invention for the manufacture of a rotor disk or stator disk for a vacuum pump, wherein the rotor disk or stator disk is formed from a blank made of solid material and inclined with respect to the disk surface The method produced by the channel sawing is distinguished in that at least one disk surface of the blank is formed in radial symmetry before channel sawing.
当該実施形によって、例えばローターディスク又はステーターディスクを凸面球状に実施することが可能である。放射相称である曲率によって、羽根のオーバーラップを最適化することが可能である。オーバーラップは、正であることも、「ゼロ」であることも(つまり軸方向でみてディスクがぎりぎり光学的に稠密であることも)、負であることも(つまり軸方向観察において、所定の間隙が羽根の間に存在することも)可能である。 According to this embodiment, it is possible to implement, for example, a rotor disk or a stator disk in a convex spherical shape. It is possible to optimize the overlap of the blades by the curvature, which is a radial synonym. The overlap can be positive, “zero” (that is, the disc is barely optically dense in the axial direction), or negative (ie, in the axial direction, the predetermined It is also possible that a gap exists between the vanes).
本発明の有利な実施形に従い、両方のディスク表面は放射相称に曲げられて形成されている。この実施形は、ステーターディスク又はローターディスクの羽根形状が要求される要求に応じて形成されている、つまり正のオーバーラップを有して、負のオーバーラップを有して、又は「ゼロ」のオーバーラップを有して形成されていることが可能であるというメリットを有する。 In accordance with an advantageous embodiment of the invention, both disc surfaces are bent in radial symmetry. In this embodiment, the blade shape of the stator disk or rotor disk is formed according to the required requirements, i.e. with a positive overlap, with a negative overlap or "zero". It has the merit that it can be formed with an overlap.
既に説明したように、ディスク表面は凸面球状に形成されていることが可能である。しかしまた、ディスク表面を凹面球状に実施する可能性も存在する。この実施形の選択は、同様に、最終的なディスク形状又はオーバーラップがどのように形成されるべきであるかにも依存する。 As already explained, the disk surface can be formed in a convex spherical shape. However, there is also the possibility of implementing the disk surface in a concave spherical shape. The choice of this embodiment also depends on how the final disk shape or overlap should be formed.
本発明の別の実施形は、少なくとも一つのディスク表面が、一つの半径を有する曲率、または複数の半径を有する曲率を有することを意図する。これによっても、望まれるディスク形状を得ることが可能となる。例えば、球性によってディスクのオーバーラップの度合が調整可能である。その際、ここで球性は、ディスクが正の領域の所望のオーバーラップ、負の領域のオーバーラップ、または「ゼロ」のオーバーラップを有するよう選択される。 Another embodiment of the present invention contemplates that at least one disk surface has a curvature with a radius or a curvature with multiple radii. This also makes it possible to obtain a desired disk shape. For example, the degree of overlap of the disks can be adjusted by the sphericity. Here, the sphericity is selected here so that the disc has the desired overlap of the positive areas, the overlap of the negative areas, or the “zero” overlap.
本発明の別の有利な実施形に従い、ステーターディスクの外直径部に段状部が設けられている。この段状部は、ディスクが、外直径部におけるその厚さと無関係に、真空ポンプ内部のスペーサーリングの間に配置されることが可能であることに役立つ。 According to another advantageous embodiment of the invention, a step is provided on the outer diameter part of the stator disk. This step serves to allow the disk to be placed between the spacer rings inside the vacuum pump, regardless of its thickness at the outer diameter.
本発明の別の有利な実施形は、ステーターディスクの外直径部においてディスク部分が、凸面球状または凹面球状のディスク部分よりも薄い又は厚い厚さを有することを意図する。これによっても、羽根を内直径部においてのみ光学的に稠密であり、しかし外直径部においては光学的に透過性であるか、またはこの逆であるよう形成することが可能とされる。 Another advantageous embodiment of the invention contemplates that the disk portion at the outer diameter of the stator disk has a thickness that is thinner or thicker than the convex spherical or concave spherical disk portion. This also allows the vanes to be made optically dense only at the inner diameter, but optically transparent at the outer diameter, or vice versa.
本発明の別の実施形に従い、ローターディスク又はステーターディスクの厚さは、ブランク内で内側から外側に向かって減少するよう形成されている。本発明の別の実施形に従い、ローターディスク又はステーターディスクの厚さは、ブランク内で内側から外側に向かって増加するよう形成されている。内側から外側に向かって増加するよう形成されているとき、羽根角度を考慮せずとも、軸方向での光学的な稠密性のもと外側に向かって開かれた構造が生じる。 In accordance with another embodiment of the invention, the thickness of the rotor or stator disk is configured to decrease from the inside to the outside in the blank. In accordance with another embodiment of the invention, the thickness of the rotor disk or stator disk is configured to increase from the inside to the outside in the blank. When formed so as to increase from the inside toward the outside, a structure that is open toward the outside due to optical density in the axial direction occurs without considering the blade angle.
内側、つまり軸の近傍、および外側、つまりスペーサーリングの方向のブランクの厚さの他に、半径、例えば凸面状または凹面状の球性の半径も、羽根のオーバーラップに影響を与えるファクターである。 In addition to the thickness of the blank inside, i.e. near the axis, and outside, i.e. in the direction of the spacer ring, the radius, e.g. convex or concave spherical radius, is also a factor affecting the overlap of the blades. .
本発明の別の有利な実施形に従い、ブランクはハイスピードカッティング(高速切削、英語:High−Speed−Cutting)によって処理される。ハイスピードカッティングにおいて、材料は除去される、つまりチャネルがブランク内に形成され、その際圧力はブランクに及ぼされない。これは、最終的に製造されるステーター羽根又はローター羽根の強度が減少されないというメリットを有する。 According to another advantageous embodiment of the invention, the blank is processed by high-speed cutting (high-speed-cutting). In high speed cutting, material is removed, i.e., channels are formed in the blank, while no pressure is exerted on the blank. This has the advantage that the strength of the stator blades or rotor blades that are finally produced is not reduced.
真空ポンプの為の発明に係るローターディスク又はステーターディスクであって、その際、ローターディスク又はステーターディスクが中実材料からなるブランクから、ディスク平面に対して傾斜して形成される複数のチャネルの鋸挽きによって作られるものは、ブランクの少なくとも一つのディスク表面が、複数のチャネルの鋸挽きの前に放射相称に曲げられて形成されている点において際立っている。 A rotor disk or stator disk according to the invention for a vacuum pump, wherein the rotor disk or stator disk is a plurality of channel saws formed from a blank made of solid material and inclined with respect to the disk plane What is produced by grinding stands out in that the at least one disk surface of the blank is formed in radial symmetry before the sawing of the channels.
ローターディスク又はステーターディスクのこの態様によって、羽根角度に拠らず、羽根のオーバーラップが最適化される。オーバーラップは、正であることも、「ゼロ」であることも、負であることも可能である。 This aspect of the rotor disk or stator disk optimizes the blade overlap regardless of the blade angle. The overlap can be positive, “zero”, or negative.
本発明の別の有利な実施形に従い、両方のディスク表面が放射相称に曲げられて形成されている。これは、ディスクの軸方向でみて、ディスクの両側面が曲げられて形成されていることを意味する。ディスク表面は、鏡面対称の曲率を有することが可能である。しかしまた、両方のディスク表面の曲げを異なって形成することも可能である。例えば、一方の面が、凸面球状、そして他方の面が凹面球状に形成されていることが可能である。 According to another advantageous embodiment of the invention, both disk surfaces are formed in radial symmetry. This means that both sides of the disk are bent when viewed in the axial direction of the disk. The disk surface can have a mirror-symmetric curvature. However, it is also possible to form the bends on both disc surfaces differently. For example, one surface can be formed in a convex spherical shape, and the other surface can be formed in a concave spherical shape.
本発明の別の有利な実施形に従い、少なくとも一つのディスク表面が、凸面球状又は凹面球状に形成されていることが可能である。この実施形によって、羽根のオーバーラップが、完成されるディスクの要求に応じて選択されることが可能である。 According to another advantageous embodiment of the invention, it is possible for at least one disk surface to be formed in a convex spherical or concave spherical shape. With this implementation, the blade overlap can be selected according to the requirements of the finished disc.
本発明の別の有利な実施形に従い、少なくとも一つのディスク表面が、一つの半径を有する曲率又は複数の半径を有する曲率を有することが可能である。これによっても、オーバーラップの度合が選択されることができ、そして吸引能力がディスクの要求に関して最適化されることができる。 According to another advantageous embodiment of the invention, it is possible for at least one disk surface to have a radius of curvature or a radius of curvature. This also allows the degree of overlap to be selected and the suction capacity to be optimized with respect to the disk requirements.
本発明の特に有利な実施形に従い、ステーターディスクの外直径部に段状部が設けられている。この段状部は、ポンプのスペーサーリングの間にステーターディスクを厚さによらず収容することを保証する。 According to a particularly advantageous embodiment of the invention, a stepped portion is provided on the outer diameter of the stator disk. This step ensures that the stator disk is accommodated between the pump spacer rings regardless of thickness.
本発明の別の実施形に従い、ステーターディスクの外直径部分におけるディスク部分が、凸面球状または凹面球状のディスク部分よりも薄いまたは厚い厚さを有する。これによっても、例えば羽根を、外側でのみ光学的に稠密であり、しかし内側では光学的に透過性であるよう形成することが可能であり、または羽根を内側でのみ光学的に稠密で、かつ外側では光学的に透過性であるよう形成することが可能である。 According to another embodiment of the invention, the disk portion in the outer diameter portion of the stator disk has a thickness that is thinner or thicker than the convex spherical or concave spherical disk portion. This also makes it possible, for example, to make the blades optically dense only on the outside but optically transparent on the inside, or the blades are optically dense only on the inside, and It can be formed to be optically transmissive on the outside.
「内側」は、ディスクの内直径部の方向を意味し、「外側」はディスクの外直径部の方向を意味する。 “Inside” means the direction of the inner diameter portion of the disc, and “outside” means the direction of the outer diameter portion of the disc.
本発明の可能な実施形に従い、ローターディスク又はステーターディスクの厚さは、ブランク内で内側から外側に向かって減少するよう形成されている。ローラーディスク又はステーターディスクの厚さがブランク内で内側から外側に向かって増加するよう形成されている可能性も存在する。これによって、例えば羽根角度を考慮することなく、外側に向かって開かれた構造が、軸方向における光学的な稠密性のもと生じる。 In accordance with a possible embodiment of the invention, the thickness of the rotor or stator disk is designed to decrease from the inside to the outside in the blank. There is also the possibility that the thickness of the roller disk or stator disk is formed so as to increase from the inside to the outside in the blank. As a result, for example, the structure opened outwards without taking into account the blade angle results in optical density in the axial direction.
本発明の特に有利な実施形に従い、ステーターディスク又はローターディスクが、ハイスピードカッティングによって処理されたステーターディスク又はローターディスクとして形成されている。ハイスピードカッティングは、チャネルの形成の為の材料を圧力の無い状態で除去するので、ワークピースは決して応力などにさらされない。そしてこれによって完成したステーターディスク又はローターディスクは特に高い安定性を有する。 According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the stator disk or rotor disk is formed as a stator disk or rotor disk processed by high-speed cutting. High speed cutting removes the material for channel formation in the absence of pressure so that the workpiece is never exposed to stress or the like. The stator disk or rotor disk thus completed has a particularly high stability.
本発明の好ましい実施形に従い、ステーターディスク又はローターディスクは、チャネルの鋸挽き(独語:Einsaegen)の後、0から−0.2の間の指数(独語:Kennzahl)を有する。この場合、ディスクは光学的に稠密に形成されている。これらディスクは、極めて良好な圧縮性を有している。 In accordance with a preferred embodiment of the invention, the stator disk or rotor disk has an index between 0 and -0.2 (German: Kennzahl) after channel sawing (German: Einsagen). In this case, the disc is optically dense. These discs have very good compressibility.
本発明の別の有利な実施形に従い、ディスクは完全に光学的に稠密に形成されている。これによっても、ディスクは極めて良好な圧縮状況を図る。 According to another advantageous embodiment of the invention, the disc is formed completely optically dense. This also ensures a very good compression condition for the disc.
別の有利な実施形に従い、ディスクは外直径部又は内直径部において光学的に稠密に形成されている。これによって、適用種別に応じて、極めて良好な吸引能力が図られる。 According to another advantageous embodiment, the disc is optically densely formed at the outer or inner diameter. As a result, a very good suction capability is achieved according to the application type.
ローターディスクが、外直径部において、内直径部よりも厚い厚さを有し、そして外直径部の厚さが、内直径部の厚さから著しく異なっているとき、これは、外直径部における重量集中による高い遠心力に基づいて強度問題に通じる。ステーターディスクが、記載した球状の形状を有し、そしてローターディスクが相応して凹面状に形成されるとき、ローターディスクにおいて外側に向かって光学的に開かれた構造が生じる。ローター羽根が、外側に向かって薄く、よって軽量となるので、ローターディスクに係る遠心力は同じ回転数において減少する。代替としてローターディスクはより高速に回転することが可能である。その際、ディスク材料は当初の程度を越えて負荷を受けることが無い。これは圧縮性および吸引能力を向上させるので、場合によっては開かれたローターディスク構造によって発生するこれらの値の減少が相殺され、または減少されさえする。 When the rotor disk has a thicker thickness at the outer diameter than the inner diameter and the thickness of the outer diameter is significantly different from the thickness of the inner diameter, It leads to strength problems based on high centrifugal force due to weight concentration. When the stator disk has the described spherical shape and the rotor disk is correspondingly concavely formed, a structure is formed that is optically open outwards in the rotor disk. Since the rotor blades are thinner towards the outside and thus lighter, the centrifugal force on the rotor disk decreases at the same rotational speed. Alternatively, the rotor disk can rotate at a higher speed. In doing so, the disk material is not subjected to a load beyond its original extent. This improves the compressibility and suction capacity, so that in some cases the reduction in these values caused by the open rotor disk structure is offset or even reduced.
本発明の更なる特徴及びメリットは、添付の図面に基づいて生じる。図面中には、ステーターディスクまたはローターディスクの複数の実施例が規範的にのみ表されている。図は以下を示す。 Additional features and advantages of the present invention will occur based on the accompanying drawings. In the drawings, several embodiments of a stator disk or rotor disk are shown only by way of example. The figure shows:
図1aおよび図1bは、ステーターディスク1の為のブランク11(独語:Rohling)を示す。これは、凸面球状に形成されている。最も厚いディスク厚さは、外直径部3に位置している。内直径部2において、ブランク11は厚さh1を有する。外直径部3においてブランク11は厚さh2を有する。
1a and 1b show a blank 11 (German: Rohling) for the
ブランク11は凸面球状の形状を有している。ステーター羽根又はローター羽根の為のチャネルを形成する前に、ブランク11は、最終的な凸面球状の形状に形成される。つまり、ブランク11はステーター羽根又はローター羽根の為のチャネルの形成の前に、最終的に仕上げられたステーターディスク又はローターディスクが有する外輪郭を有する。 The blank 11 has a convex spherical shape. Prior to forming the channels for the stator blades or rotor blades, the blank 11 is formed into a final convex spherical shape. That is, the blank 11 has the outer contour of the final finished stator or rotor disk prior to the formation of channels for the stator or rotor blades.
ブランク11は、ステーター羽根又はローター羽根の為のチャネルの形成の前に、最終的な凸面球状の形状に形成されている凸面球状のブランクから形成される。つまり、ブランク11は、ステーター羽根又はローター羽根の為のチャネルの形成の前に、最終的に仕上げられたステーターディスク又はローターディスクが有する外輪郭を有する。 The blank 11 is formed from a convex spherical blank that is formed into a final convex spherical shape prior to the formation of channels for the stator blades or rotor blades. That is, the blank 11 has the outer contour that the final finished stator or rotor disk has before the formation of the channels for the stator or rotor blades.
厚さh1およびh2と凸面の球性の半径Rの実施形に応じて、羽根角度と関係なく羽根のオーバーラップが最適化されることが可能である。オーバーラップは、正である事も可能であるし、「ゼロ」であることも可能であるし(軸方向でみてディスクがぎりぎり光学的に稠密)、又は負であることも可能である(軸方向観察の際に羽根の間に所定の間隙)。 Depending on the implementation of the thicknesses h1 and h2 and the convex spherical radius R, the overlap of the blades can be optimized irrespective of the blade angle. The overlap can be positive, can be "zero" (the disc is barely optically dense in the axial direction), or it can be negative (axial) (Predetermined gap between the blades during direction observation).
d1は、ディスクの内直径部の直径を決定する。直径d2まで、ディスクは面平行に形成されている。直径d2とd3の間では、ディスク1は、放射相称である半径Rの曲率を有する。直径d3とd4の間では、ディスクは再び面平行に形成される。これは例えばターボ分子ポンプのスペーサーピース(図示せず)の間に収容されるためである。
d1 determines the diameter of the inner diameter portion of the disk. Up to the diameter d2, the disk is formed parallel to the surface. Between the diameters d2 and d3, the
これによって外側でも羽根角度を考慮せずとも、軸方向の光学的な稠密性のもと開かれた構造が生じる。 This results in an open structure with axial optical density, regardless of the blade angle on the outside.
厚さ及び半径の選択によって羽根を、外側のみで光学的に稠密であり、しかし内側では光学的に透過性であるよう形成することが可能である。同様に、羽根を内側のみ光学的に稠密であり、しかし外側では光学的に透過性に形成することも可能である。 Depending on the choice of thickness and radius, the vanes can be formed to be optically dense only on the outside, but optically transparent on the inside. Similarly, it is possible to make the vanes optically dense only on the inside, but optically transparent on the outside.
図1aは、ディスクブランク11を示す。ディスクブランク11は、鋸処理部の収容の為に中央に孔部を有している。
FIG. 1 a shows a
図2aおよび2bは、内直径部2および外直径部3及び羽根4を有するディスク1の上面図を示す。ステーターディスク1は、軸方向の視線方向で完全に光学的に稠密に形成されている。つまり図2aの図面平面内の視線方向では複数の羽根4が外直径部3までオーバーラップしている。
FIGS. 2 a and 2 b show a top view of a
図3は、ステーターディスク5の部分断面図を示す。ステーターディスク5は、ここでもまた半径Rの凸面球状の断面を有する。ステーターディスク5の外直径部3には、段状部が設けられている。ステーターディスク5を真空ポンプ(図示せず)のスペーサーリング(図示せず)の間に配置するため、段状部は面平行に形成されている。真空ポンプ内でステーターディスクが、ステーターディスク5の形成に従い、説明した球状の形状を有して形成されていると有利である。ローターディスクは、相応して凹面状に形成されていることが可能であるので、ローターディスクにおいて、外側に向かって光学的に開かれた構造が生じる。ローター羽根は、外側に向かって薄く、よって軽量に成るので、同じ回転数のもとではローターディスクへの遠心力は小さくなる。代替として、ディスク材料に当初の程度を越えて負荷を与えることなく、ローターディスクがより高速で回転することが可能である。これは、圧縮性と吸引能力を高めるので、場合によってはローターディスク構造によって発生するこれらの値の低下が、開かれた相殺され、または減少されさえする。
FIG. 3 shows a partial cross-sectional view of the
凹面球状の形状においても、ブランクはその完全な形状において凹面球状に製造される。この製造の後、ステーターディスク又はローターディスクの形成の為のチャネルのみが更に形成される。 Even in a concave spherical shape, the blank is produced in a concave spherical shape in its complete shape. After this manufacture, only channels for the formation of stator disks or rotor disks are further formed.
図4は、複数の羽根8を有するローターディスク7を示す。外直径部3の領域内には、複数の羽根8のオーバーラップは設けられていない。羽根8は、ここでは光学的に稠密で無い。内直径部2の方向では、複数の羽根8がオーバーラップし、そしてローターディスクは光学的に稠密である。
FIG. 4 shows a
図5は、ローターディスク7の断面を示す。図5には、ローターディスク7が凸面球状の形状を有することが見て取れる。この形状は、ローターディスク7の為のブランクにおいて、チャネル9(図4)が形成される前に予め与えられたものである。
FIG. 5 shows a cross section of the
図6は、ローターディスク7を示す。個々でもまた、ローターディスク7の凸面球状の形状が見て取れる。
FIG. 6 shows the
図7は、複数の羽根4を有する別のローターディスク10を示す。羽根4は、外直径部の領域において光学的に透過性に互いに配置されている一方で、内直径部2の方向で光学的に稠密に形成されている。
FIG. 7 shows another
図8,9および10は、図7の線B−B、C−C、D−Dに沿った断面を示す。ステーターディスク10の凸面球状の形状が見て取れる。
8, 9 and 10 show cross sections along lines BB, CC and DD in FIG. The convex spherical shape of the
図11は、二つのステーター羽根又はローター羽根4を示す。これらは開口角度αを有している。羽根の長さは、参照符号bを付されている。羽根の高さhは符号hである。
FIG. 11 shows two stator blades or
羽根の幅は長さSDである。 The width of the blade is the length SD.
羽根の開口性は、以下のように決定される。 The openability of the blade is determined as follows.
開口性は、アクティブなローター構造によって少なくとも一重に覆われていないd(軸方向で「透明な」部分の)面積/経路の、ローター構造によって塗りつぶされた全経路/面積に対する比率として定義される。値が負である限り、経路/面積の部分は、一重のみならず、隣接位置する二つのローター羽根によって二重に覆われる。 Openness is defined as the ratio of the area / path (of the “transparent” part in the axial direction) d that is not at least single covered by the active rotor structure to the total path / area filled by the rotor structure. As long as the value is negative, the path / area part is covered not only by a single layer but also by two adjacent rotor blades.
光学的な稠密性は、可能な全ての直径における開口性が「ゼロ」以下である場合に生じる。しかしまた、その際、部分と製造公差も考慮にいれられるべきであるので、確実に製造可能である光学的な稠密性は、「ゼロ」よりもわずかに小さな値において初めて生じることが可能である。 Optical density occurs when the openness at all possible diameters is "zero" or less. However, part and manufacturing tolerances should also be taken into account, so that optical density that can be reliably produced can only occur for a value slightly less than "zero". .
本発明は、ステーターディスク5またはローターディスク7,10が完全に閉じられたディスクとして旋盤によって製造される(独語:gedreht)点で際立っている。引き続いて、球状の形状、例えばステーターディスク5又はローターディスク7,10の凸面球状又は凹面球状の形状が作りだされるとき、チャネル9は鋸で引くこと(独語:Saegen)、例えばハイスピードカッティングによってディスク5,7,19内に形成される。
The invention stands out in that the
図12aおよび12bは、複数の羽根4を有するステーターディスク5を示す。羽根4は、外直径部においてオーバーラップしていない。内直径部2においては、羽根はわずかにオーバーラップしている。
FIGS. 12 a and 12 b show a
ディスク5は、図12aおよび12bに従い、光学的に透過性である。
The
1 ステーターディスク
2 内直径部
3 外直径部
4 羽根
5 ステーターディスク
6 段状部
7 ローターディスク
8 羽根
9 チャネル
10 ローターディスク
11 ブランク
12 ディスク表面
13 ディスク表面
h1 厚さ
h2 厚さ
R 半径
d1 直径
d2 直径
d3 直径
d4 直径
b 羽根長さ
h 羽根高さ
S 羽根間隔
SD 羽根幅
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