TW200840945A - Vacuum pump - Google Patents

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TW200840945A
TW200840945A TW097102531A TW97102531A TW200840945A TW 200840945 A TW200840945 A TW 200840945A TW 097102531 A TW097102531 A TW 097102531A TW 97102531 A TW97102531 A TW 97102531A TW 200840945 A TW200840945 A TW 200840945A
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Barrie Dudley Brewster
Paul Flower
Martin Ernst Tollner
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Edwards Ltd
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Description

200840945 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種用於一幫浦之插件,一種包括該插件 之真空幫浦及一種裝配一幫浦插件之方法。 【先前技術】 真空幫浦通常包含一殼體及一轉子,該轉子經支撐以便 相對於該殼體旋轉以自與該幫浦之入口連接之一工具抽取 氣體。該轉子藉由-包含兩個位於轉子之兩端或兩端中間 之軸承的軸承布置支樓。通常,上部轴承係呈磁性轴承之 形式’且下部軸承係呈滾動軸承之形式。 如圖1中所說明,一典型的滾動軸承10包含一圍繞轉子 14延展的内環12; 一外環16;及複數個藉由一罩籠2〇支撐 以容許該内環12與該外環16相對旋轉的滚動元件18。滾動 軸承10經潤滑以建立-在滾動及滑動接觸中將轴承組件隔 開的負載膜,以便使摩擦及磨損最小化,且提供遮護元件 22以防濁滑劑自滾動軸承1〇渗出。一徑向阻尼環24徑向安 置於外環16之-徑向端面與該幫浦之殼體^之間,以便阻 f外環16之徑向移動。—軸向阻尼物提供於外環16之- =面與殼體26之間’以便阻尼外環⑽轴向移動。滚 =承1〇藉由一旋接於轉子14之末端上的螺紋螺母30緊固 於轉子14,以使得内環12之上 喷合轉子Μ之-鄰接表面34。(圖所說明)軸向端面32 上部磁性軸承(未展示)通常包含一蟲〜壯 磁性軸承轉子浐及»彳 宜女裝於轉子14上的 轉子%及—$與該等轉子環同心絲於轉子環内 12^297.doc 200840945 的磁性軸承定子環,該等定子環安裝於—軸向可調整之座 架上,該座架可經由幫浦之人σ接取。該座架之軸向位置 經調整以使得環之堆疊軸向偏置。由於環之間存在排斥 力,因此轉子14在軸向上偏置以便對轉子14施加轴向預加 負荷。 滾動軸承10及阻尼環24、28通常在幫浦維護時置換。軸 承之内裱12之上部(如所說明)軸向端面與軸向阻尼環μ之 上部軸向端面36之間當存在一公差層疊時,此會導致在該 等組件置換後,轉子14處於不同軸向位置。轉子14之位= 的變化將改變磁性軸承施加於轉子14的軸向預加負荷;若 此預加負荷過高’則滾動軸承1〇會經受過度磨損;而若此 預加負荷過低,則在幫浦使用期間,轉子14之組件會與幫 浦殼體26之組件碰撞。因&,一旦置換滾動軸承ι〇,則須 將幫浦與工具斷接,以便可調整磁性軸承定子環之座架以 確保軸向預加負荷為所需值。此會大大增加維護幫浦所需 的時間。 【發明内容】 本發明提供-種包含一殼體及一轉子的真空幫浦,該轉 子經一圍繞該轉子插入之插件支撐以相對於該殼體旋轉, 該插件包含—金屬環形彈性支撐件,該彈性支撐件包含藉 由複數個可撓性部件連接的内側環形部分及外側環形部 刀’該彈性支撐件圍繞一滾動軸承延展,該滾動車由承具有 内%、一固定於該彈性支撐件之内側環形部分的軸向預 加負荷式外環及複數個位於該等環之間的滾動元件。 128297.doc 200840945 該滾動軸承可準確安置於該支撐件内,以使 :虽:插件與該轉子配合時存在一極低的公差層疊。因 於支件可經裝配使得在整個插件組中滾動軸承相對 於相同位置中。因此’在幫浦維護期間置換 承時,轉子位置不會改變,從而轉子之軸向預加負 可不而在維護期間無需使幫浦與1具斷接。藉由將 =二環轴向預加負荷’移除轴承中之任何: 從而清除徑向及軸向遊隙且增強系統剛性。 本發明擴展至插件本身 之 +本身1因此亦提供-種圍繞一幫浦 入、插件’該插件包含-金屬環形彈性支撐 環开生支撐件包含藉由複數個可撓性部件連接的内側 延展形部分,該彈性支撐件圍繞一滾動轴承 内側環形:分二環、一固定於該彈性支撐件之 之間的滾動=預加負荷式外環及複數個位於該等環 端H衰之—轴向端面較佳相對於該彈性支樓件之一轴向 端面/移位。該内環之端面較佳相對於該彈性支撐件之 知面軸向移位1至3 m 中,轴向移位1.8 _。 之距離’且在較佳實施例 内表面Γ之外表面#父佳附接於該支撐件之内側環形部分之 各可撓性部件較佳為一 大體同心的細長弓形部件 圓周對齊。彈性支撐件之 與内側環形部分及外側環形部分 。在較佳實施例中,該等部件沿 可撓性部件因此可提供彈性支撐 128297.doc 200840945 件之整體式板片彈簧,且由此確定彈性支撐件之經向硬 度。彈性支撐件之徑向可撓度可例如使时限元分析容易 地口又汁’以具有與驅動軸之振動特性相適應的預定撓曲特 性。可達成5GS5GGN/mm範圍内的低徑向硬度,以滿足幫 浦所需之轉子動力[降低徑向硬度會減少幫浦之第二模 式自然頻率,#而在幫浦全轉速下降低振動可傳性,且由 此減少特定轴失衡時幫浦振動之程度。因&,可達成可接 ,程度之傳遞不平衡振動,而無f執行高速平衡,從而使 每幫浦成本大幅降低。 該彈性支撐件較佳由金屬材料形成,諸如回火鋼、鋁、 鈦' 鱗青銅、鈹銅、銘合金或鈦合金。在此情況下,該彈 I*生支撐件之徑向硬度及軸向硬度不隨溫度而變或不隨時間 而變,亦即不轉變。 該支撐件較佳使用黏著劑黏附於外環。 本發明亦提供一種裝配一幫浦插件之方法,該方法包含 以下步驟:使一環形彈性支撐件圍繞-滾動軸承定位,該 滾動軸承具有—内環、_外環及複數個位於該等環之間的 滾動兀件;將該軸承相對於該支撐件之一軸向端面安置於 該支撐件内之所要位置;及在此位置,固定該支撐件於該 軸承之外環,同時向該軸承之外環施加一預加負荷。 如上所述,在所要位置,該内環之一軸向端面較佳相對 於遠彈性支樓件之軸向端面轴向移位。可使用—間隔件將 該軸承安置於所要位置,以使得内環之端面相對於彈性支 撐件之端面軸向移位所要量。舉例而言,該間隔件可具有 128297.doc 200840945 端I:::二::之端面的切件嗜合部分及當支#件之 支擇推件喷合部分嗦合時以所要量伸入 支撐件内以使得内環之端面^承可容易地安置於 從而使軸承能夠準二 間隔件之_合部分, 性部件(例如彈箬)可提供 要位置 弹 安晉Μ ’、獒供於間隔件與外環之間,以便當其 置於所要位置時向軸承施加軸向負荷。 進一步提供一種裝配一真空幫浦的方法,該真空 殼體及—經支❹相對於該殼體旋轉的轉子, Γ 以下步称:將上述插件沿該轉子滑動直至支撐 :之-轴向端面唾合該殼體且該軸承之内環之一軸向端面 嚙合该轉子為止;及緊固該插件於該轉子。 現參考隨附圖式,惟舉例描述本發明之較佳特徵。 【實施方式】 圖2說明形成一幫浦之一軸承布置的一部分之幫浦插件 5〇的橫截㈣。插件50包含一如上參考^所述的已知滾 動軸承10,且該滾動軸承10包含一内環12、一外環16及複 數個由罩籠20支撐以容許内環12與外環16相對旋轉的滾 動元件18。滾動軸承1〇經潤滑以建立一在滾動及滑動接觸 中使軸承組件隔開的負載膜,以便使摩擦及磨損最小化, 且提供遮護元件22以防潤滑劑自滾動軸承10滲出。 滾動軸承10位於一環形彈性支撐件52内,該彈性支撐件 更詳細地說明於圖3中。彈性支撐件52包含一具有整體式 内側環形部分54及外側環形部分56的金屬部件,該等環形 128297.doc -10- 200840945 部分藉由複數個整體式可撓性部件58連接在
性支撐件52之整體式板片彈簧。 撓性部件58藉由在切件52巾機械加工狹槽 撓性部件58締士 ^...... 回顧圖2 ’軸承1 〇之外環i 6之外側徑向表面3 8較佳使用 黏著J固疋於支撐件52之内側部分54之内側軸向延展圓柱 面66。軸承1〇較佳安置於支撐件52内、軸承ι〇之内環a之 軸向端面32自軸向端面68軸向移位所要量^之位置處,乂較 佳在1至3 mm範圍内,且在較佳實施例中7為18 mm。 圖4說明一種裝配插件5〇之方法。一間隔件肋用於將軸 承10女置於支撐件52内之所要位置處。該間隔件80具有一 嚙合支撐件52之軸向端面68的支撐件嚙合部分82及一嚙合 軸承10之内環12之軸向端面32的軸承嚙合部分84。該支撐 件唾合部分82具有一位於支撐件52之軸向端面68上的環形 平坦表面86,以使得間隔件80之軸承嚙合部分84以所要量 y伸入支撐件52之孔70内。軸承1〇插入支撐件52之孔70 中’且被推向間隔件80直至内環12之軸向端面32嚙合間隔 件80之軸承嚙合部分84之軸向端面88。接著較佳使用黏著 劑將軸承10固定於支撐件52,以使軸承10之外環16之外側 控向表面3 8與支撑件5 2之内侧部分5 4之内側圓柱面6 6黏 128297.doc 11 200840945 著。 亦如圖4中所說明,一彈性部件9〇(較佳拉力彈簧)位於 間隔件80與軸承10之間。該彈性部件9〇較佳一端連接至間 隔件8〇之環形表面86,以使彈性部件位置保持不變。當軸 承1〇向間隔件80移動時,彈性部件9〇被壓縮於間隔件8〇與 軸承10之外環16之間以向外環16施加㈣負荷。當將轴承 安置於所要位置時,該彈性部件9〇向外環16施加已知軸 向負荷,以使得在所裝配之插件50内,向外環16軸向預加 負荷。 >因此,一組插件50可使用間隔件8〇依序裝配,以使得在 該插件組内,各滾動軸承1〇相對於其支撐件”定位於相同 位置處,且各滾動軸承1〇具有相同的軸向預加負荷。 、圖5說明就地圍繞一真空幫浦之轉子M的插件%。在幫 浦裝配期間且在約束轉子14以抑制其旋轉的情況下,將插 件50定位於轉子14之末端15上,且沿轉子14滑動直至支樓 件52之軸向端面68嚙合幫浦殼體%且軸承ι〇之内環η之軸 向端面32唾合轉子14之鄰接表面34為止。接著將上油螺母 3〇方疋接於轉子14之末端以緊固軸承1()之内環12於轉子。 右4幫浦亦具有-形成其軸承布置之部分以支撐轉子的磁 ^軸豕貝J用於該磁性軸承之磁性定子環的座架經調整向 轉子14施加所要的軸向預加負荷。 在幫浦維護期間,當其就地用於抽空一工具時,再次約 束轉子14以防止其旋轉,將上油螺母自轉子μ旋下且將插 件50自該幫浦中移除。接著將一新插件$峨在轉子Η上且 128297.doc •12- 200840945 滑動就位,且將上油螺母30旋回轉子上以使插件50持留在 原位置。因為支撐件52之軸向端面68與軸承1〇之内環12之 軸向、面32之間存在極低的公差層疊,轉子μ之軸向位置 幾乎不變,即使改變,亦為更換插件5〇所致。因此,不必 為调整轉子14之軸向預加負荷而將幫浦與工具斷接。 【圖式簡單說明】 圖1说明支撐一幫浦之轉子之一已知滾動軸承的橫戴面 圖;
圖2說明一包括一滾動軸承之幫浦插件之橫截面圖; 圖3說明圖2之插件之彈性支撐件之透視圖; 圖4說明圖2之插件之裝配方法;及 圖5說明支撐一幫浦之轉子的圖2之插件之橫截面圖。 【主要元件符號說明】 10 滾動軸承/軸承 12 内環 14 轉子 16 外環/軸向預加負荷式外環 18 滾動元件 20 罩籠 22 遮護元件 24 阻尼環 26 殼體/幫浦殼體 28 阻尼環/轴向阻尼零 30 螺紋螺母/上油螺母 128297.doc * 13 - 200840945 32 34 36 38 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 80 82 84 86 88 90 軸向端面 鄰接表面 上部軸向端面 外側徑向表面 插件/幫浦插件 支撐件/環形彈性支撐件/彈性支撐件 内側環形部分/内側部分 外側環形部分/外側部分 可撓性部件 狹槽 第一彈性鉸鏈 第二彈性鉸鏈 圓柱面/内側圓柱面 軸向端面 孔 間隔件 支撐件嚙合部分 軸承嚙合部分 環形平坦表面 軸向端面 彈性部件 128297.doc -14-

Claims (1)

  1. 200840945 十、申請專利範圍: 1· -種裝配-幫浦(bump)插件的方法,該方 驟: ό / 二環形彈性支撐件圍繞—滾動軸^位,該滚動轴 動Γ杜―〜、—外環及複數個定位於該等環之間的滚 動几件; :該軸承相對於該支撐件之—軸向端㈣置於該支撐 件内之一所要位置處;及 向:::置處:將該支撐件固定於該軸承之外環,同時 σ 承之外環施加一預加負荷。 項1之方法,其中在該所要位置處,該内環之一 面相對於該彈性支撲件之軸向端面軸向移位。 •置^項2之方法’其中—間隔件經使用以將該軸承安 #杜'^要位置’以使得該内環之端面相對於該彈性支 聲之端面軸向移位所要量。 4·二::項3之方法,其中該間隔件具有-用於嚙合該支 二牛:端面的支擇件喷合部分及一輛承唾合部分,當該 料承由該間隔件之支撐㈣合部㈣合時, 中該轴承係經安置支撐件之孔内,且其 人於該支撐件内以使得該内環之端面嚙 D 5亥間隔件之軸承嚙合部分。 5 ·如請求項*之太 件與該外環之間,’/、中—彈性部件係經提供於該間隔 向令 0,以便當將該軸承安置於該所要位置時 μ軸承施加軸向負荷。 128297.doc 200840945 6·如請求項1之方法,i中兮±捧从〆 該外環。 、μ牛係使用黏著劑黏附於 月求員1之方去,其中該彈性支撐件 :挽性部件連接的内侧環形部分及外側環:;:: 中该外環之外表面係經固定於該支刀-之一内表面。 之内側環形部分 8.:::其圍繞一幫浦之-轉子插入,該插件包含一 撓性部件連接的内側環形部分及外側環形 支撐件圍繞一滾動軸承延展,該滾 Α生 於該彈性支撑件之内側環形部分的二=荷 …衣及稷數個定位於該等環之間的滾動元件。 9. =Γ之插件,其中該内環之-軸向端面係相對於 _性支撐件之-軸向端面㈣移位。 10·如請求項8之插件,豆中 支^ /、 Μ衣之為面係相對於該彈性 牙件之端面軸向移位e3mm範圍内之距離。 u.2求項8之插件,其中該外環之外表面係附接於該彈 性支標件之内側環形部分之一内表面。接於轉 12.如:求項8之插件,其中該等可撓性部件中之每一者為 二、該等内側及外側環形部分大體同心的細長弓形部 13^請求項12之插件,其中該等可撓性部件係沿圓周對 其中該等可撓性部件提供該彈性支 128297.doc 200840945 撐件之複數個整體式板片彈簧。 15 ·如明求項8之插件,其中該金屬材料包含回火鋼、銘、 欽、鱗青銅、鈹鋼、鋁合金及鈦合金中之一者。 16.如請求項8之插件,其中該彈性支撐件係使用黏著劑黏 附於該外環。 17· —種真空幫浦,其包含一殼體及一轉子,該轉子藉由一
    包各如請求項8之插件的軸承布置支撐以便相對於該 殼體旋轉。 18· -種真空幫浦,丨包含—殼體及—轉子,該轉子經—圍 繞該轉子插入之插件A擇以便相對於該殼體旋轉,該插 件包含一金屬環形彈性支撐件,該彈性支撐件包含藉由 複數個可撓性部件連接的内側環形部分及外側環㈣ 分’該彈性支撐件圍繞-滾動軸承延展,該滾動轴承且 有-内環、-固定於該彈性支撐件之内側環形部分⑲ 向預加負荷式外環及複數個位於該等環之間的滾動元 .〆 i, "、吊順巴έ 一殼體及 一經支撐以便相對於該殼體旋轉的轉子, 邊万法包含以 下步驟··將-如請求項8之插件沿該轉子滑動直 撐件之一軸向端面嚙合該殼體且該軸承之内環 端面嚙合該轉子為止;及緊固該插件於該轉:之-軸向 128297.doc
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