WO2010052056A1 - Vacuum pump rotor - Google Patents

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WO2010052056A1
WO2010052056A1 PCT/EP2009/061843 EP2009061843W WO2010052056A1 WO 2010052056 A1 WO2010052056 A1 WO 2010052056A1 EP 2009061843 W EP2009061843 W EP 2009061843W WO 2010052056 A1 WO2010052056 A1 WO 2010052056A1
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WO
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rotor
vacuum pump
elements
projection
pump rotor
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PCT/EP2009/061843
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German (de)
French (fr)
Inventor
Rainer Hölzer
Original Assignee
Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • 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
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/321—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow compressors

Definitions

  • the invention relates to a vacuum pump rotor, in particular a turbomolecular pump rotor.
  • Vacuum pump rotors as used in particular in turbomolecular pumps, have a plurality of rotor disks arranged parallel to one another and connected to a rotor shaft. Since this is to be manufactured extremely accurately in close tolerances component, such pump rotors are often formed in one piece. The manufacture of the rotor disks, including the rotor blades having a complex geometry, takes place here from the solid. Such a production of vacuum pump rotors is extremely complex and time consuming. Furthermore, there is a high material removal, so that high material and tooling costs arise.
  • pump rotors are known in which rotor disks are shrunk onto a rotor shaft designed as a hollow or solid shaft. This has the advantage that the individual rotor disks, in particular the Rotorfiügel the rotor disks can be easily made.
  • rotors build relatively large, since the realization of the required stability of the rotor, the diameter of the period must be relatively large. Further a bell-shaped shape of the rotor in the bladed area is not possible.
  • the object of the invention is to provide a multi-part vacuum pump rotor with improved construction.
  • the vacuum pump rotor according to the invention which is in particular a rotor for a turbomolecular pump, has a plurality of separate rotor elements, so that the rotor disks and the rotor shaft are not formed in one piece.
  • Each of the rotor elements has a plurality, preferably a single rotor disk.
  • the rotor disk is preferably annular and has a cylindrical projection on its inside.
  • the approach forms a shaft portion of the rotor.
  • the projections forming the shaft sections are connected to one another, in particular by shrinking methods, so that the projections form a rotor shaft.
  • the rotor shaft is then surrounded in each case by rotor disks connected to the individual lugs. Since the Rotorweüe is formed by the projections of the rotor elements, a separate rotor shaft can be omitted. As a result, the space of the pump rotor can be kept low.
  • an inner joining surface of a projection of a first rotor element bears against an outer joining surface of a projection of an adjacent rotor element. It is particularly preferred that the next rotor element is then formed at least with respect to the approach corresponding to the first rotor element, so that this rests with its inner joining surface on an outer joining surface of the preceding arranged between the two rotor elements rotor element.
  • each identical rotor elements can alternately be arranged so that rotor elements are alternately provided with a innenigende and an outer approach. The provision of particularly identical rotor elements has the advantage that the manufacturing costs can be significantly reduced.
  • the projections of the rotor elements are preferably designed such that they protrude from the rotor disk in both directions, wherein projections of adjacent rotor elements each overlap at least partially.
  • the rotor elements at the ends of the rotor have no outwardly facing lugs, this being appropriate for reasons of symmetry of the individual rotor element is expedient to avoid shrinkage during deformation of the rotor disk in the axial direction of the rotor or twisting the rotor disk.
  • the end elements of the rotor may also have a different structure.
  • the rotor elements are preferably mirror-symmetrical in the region of the projections to a center plane.
  • the median plane is the plane passing through the rotor center and perpendicular to the rotor longitudinal direction.
  • an example bell-shaped rotor carrier may be connected to the first rotor element.
  • the rotor carrier is preferably also connected to the rotor element by shrinking.
  • the rotor carrier can be designed in accordance with a rotor element, but in a preferred embodiment has a special design. This can for example consist in that the rotor carrier has a suitable guide or receptacle for a connection to the drive shaft.
  • the rotor carrier is connected to at least one rotor disk, in particular integrally formed therewith.
  • the rotor carrier is in particular, if it is a Turbomolekularpumpenr ⁇ tor preferably arranged on the inlet side of the rotor. With the last, ie in the direction of the outlet side last arranged rotor elements, a further pumping element, such as a drag stage can be connected. This connection can also be made by shrinkage.
  • stiffening elements such as reinforcements, which may in particular be made of CFRP, are connected to at least some of the rotor elements.
  • the stiffening elements are preferably connected to a free outer surface of the neck, i. a surface that does not abut a shoulder of an adjacent rotor element connected.
  • the stiffening elements are annular and surround the entire approach.
  • an inner diameter of the lugs which is arranged near the rotor disk has a smaller diameter than a region of the lug which is more remote from the rotor disk. Starting from the rotor disk, the approach is thus preferably formed obliquely or conically outward
  • Figure 1 is a schematic sectional view of a
  • Figures 2 and 3 are sections of further embodiments of a rotor element in the region of the approach.
  • the vacuum pump rotor shown in FIG. 1 has three rotor elements 10, 12, 10.
  • the two rotor elements 10 are formed identically.
  • Each rotor element 10, 12 has an annular, cylindrical projection 14, 16.
  • the lugs 14, 16 are each connected to a rotor disk 18 having wings with different inner diameters.
  • the three rotor elements 10, 12 are connected to each other via a shrinking process.
  • an inner joining surface 20 of the projection 14 of the first rotor element 10 is connected to an outer joining surface 22 of the projection 16 of the second rotor element 12.
  • the two projections 16, 14 in this case overlap in the axial direction 24 in such a way that the projection 14 rests against an outer side 26 of the rotor disk 18 of the second rotor element 12.
  • a further rotor element 10 On the opposite side of the rotor disk 18 of the rotor element 12, a further rotor element 10, the outer dimension of which substantially corresponds to the first rotor element 10, arranged- The corresponding projection 14 overlaps the projection 16 in turn such that it on an outer side 28 of the rotor disk 18 of the second Rotoreiements 12 is present.
  • a rotor carrier 30 is connected to the first rotor element 10. This also has a cylindrical, annular projection 32, the outer joining surface 34 rests against the inner joint surface 20 of the first rotor element 10, so that a connection by shrinking process takes place.
  • the rotor carrier 30 is formed einstuckig and has two rotor disks 18. Furthermore, the rotor carrier on a central to the longitudinal axis 36 of the rotor symmetrical recess 38. Through the recess 38, the rotor carrier 32 can be connected to a drive shaft.
  • the lower rotor element 10 in FIG. 1 is connected to a further rotor element 40 of slightly different geometry.
  • the rotor element 40 has a radially outwardly extending body 42, which is in turn connected to the inside with a lug 44.
  • An outer joining surface 46 of the projection 44 is connected to an inner joining surface 28 of the projection 14 by shrinking.
  • the rotor element 40 also has one ei ⁇ Nativeig connected to the body 42 rotor disk 18.
  • the body 42 has an annular receiving surface 50 arranged symmetrically with respect to the longitudinal axis.
  • a further pumping element 52 such as a drag stage can also be connected by shrinking.
  • the lugs 14, 16, 44 each form white sections which form a rotor shaft in the connected state.
  • a separate RotorweiSe on which the rotor elements are shrunk, is not required according to the invention.
  • annularly formed stiffening elements 56 are arranged. These may be annular reinforcements made of CFRP.
  • FIGS. 2 and 3 Further possibilities to realize a stiffening of the lugs 14 are shown in FIGS. 2 and 3. These serve, in particular, to prevent deforming, such as twisting of the rotor disks 18, during shrinking.
  • the free outer surfaces 54 of the lugs 14 are designed such that the diameters relative to the rotor disk are smaller in the near region 58 than in a remote region 60 relative to the rotor disk 2, a conically widening free outer surface 54 thus results.
  • a cylindrical step is provided in the distal region 60, which is related to the rotor disk 18, to define a defined edge in the region 60 to ensure.
  • Rotoreiemente 10 shown in Figures 2, 3 are formed symmetrically to a median plane 62. In a preferred embodiment, this also applies to the rotor elements 10, 12 according to the embodiment shown in FIG.

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Abstract

A vacuum pump rotor, particularly a turbomolecular pump rotor, comprises a plurality of separate rotor elements (10). Each rotor element (10) comprises at least one rotor disc (18). The rotor disc (18) is connected to a cylindrical projection (12, 14) that forms a shaft section of the rotor. The projections (12, 14) of the rotor elements (10, 12) are connected to each other such that the projections (12, 14) form a rotor shaft.

Description

Vakuumpumpenrotor vacuum pump rotor
Die Erfindung betrifft einen Vakuumpumpenrotor, insbesondere einen Turbomolekuiarpumpenrotor.The invention relates to a vacuum pump rotor, in particular a turbomolecular pump rotor.
Vakuumpumpenrotoren, wie sie insbesondere bei Turbomolekularpumpen eingesetzt werden, weisen mehrere parallel zueinander angeordnete Rotorscheiben auf, die mit einer Rotorwelle verbunden sind. Da es sich hierbei um äußerst exakt in engen Toleranzen herzustellendes Bauteil handelt, sind derartige Pumpenrotoren häufig einstückig ausgebildet. Die Herstellung der Rotorscheiben einschließlich der eine komplexe Geometrie aufweisenden Rotorflügel erfolgt hierbei aus dem Vollen. Eine derartige Herstellung von Vakuumpumpenrotoren ist äußert komplex und zeitaufwendig. Ferner erfolgt ein hoher Materialabtrag, so dass hohe Material- und Werkzeugkosten entstehen.Vacuum pump rotors, as used in particular in turbomolecular pumps, have a plurality of rotor disks arranged parallel to one another and connected to a rotor shaft. Since this is to be manufactured extremely accurately in close tolerances component, such pump rotors are often formed in one piece. The manufacture of the rotor disks, including the rotor blades having a complex geometry, takes place here from the solid. Such a production of vacuum pump rotors is extremely complex and time consuming. Furthermore, there is a high material removal, so that high material and tooling costs arise.
Ferner sind Pumpenrotoren bekannt, bei denen Rotorscheiben auf eine als Hohl- oder Vollwelle ausgebildete Rotorwelle aufgeschrumpft sind. Dies hat den Vorteil, dass die einzelnen Rotorscheiben, insbesondere die Rotorfiügel der Rotorscheiben einfach hergestellt werden können. Allerdings bauen derartige Rotoren relativ groß, da zur Realisierung der erforderlichen Stabilität des Rotors der Durchmesser der Weile relativ groß gewählt werden muss. Ferner ist eine glockenförmige Form des Rotors im beschaufelten Bereich nicht möglich.Furthermore, pump rotors are known in which rotor disks are shrunk onto a rotor shaft designed as a hollow or solid shaft. This has the advantage that the individual rotor disks, in particular the Rotorfiügel the rotor disks can be easily made. However, such rotors build relatively large, since the realization of the required stability of the rotor, the diameter of the period must be relatively large. Further a bell-shaped shape of the rotor in the bladed area is not possible.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen mehrteiligen Vakuumpumpenrotor mit verbessertem Aufbau zu schaffen.The object of the invention is to provide a multi-part vacuum pump rotor with improved construction.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1.The object is achieved according to the invention by the features of claim 1.
Der erfinduπgsgemäße Vakuumpumpenrotor, bei dem es sich insbesondere um einen Rotor für eine Turbomolekularpumpe handelt, weist mehrere gesonderte Rotorelemente auf, so dass die Rotorscheiben und die Rotorwelle nicht einstückig ausgebildet sind. Jedes der Rotorelemente weist mehrere, vorzugsweise eine einzige Rotorscheibe auf. Die Rotorscheibe ist vorzugsweise ringförmig ausgebildet und weist an ihrer Innenseite einen zylindrischen Ansatz auf. Der Ansatz bildet einen Wellenabschnitt des Rotors. Zur Ausbildung des Rotors werden die die Wellenabschnitte bildenden Ansätze insbesondere durch Schrumpfverfahren miteinander verbunden, so dass die Ansätze eine Rotorwelie ausbilden. Die Rotorwelle ist sodann jeweils von mit den einzelnen Ansätzen verbundenen Rotorscheiben umgeben. Da die Rotorweüe durch die Ansätze der Rotorelemente ausgebildet ist, kann eine gesonderte Rotorwelle entfallen. Hierdurch kann der Bauraum des Pumpenrotors gering gehalten werden.The vacuum pump rotor according to the invention, which is in particular a rotor for a turbomolecular pump, has a plurality of separate rotor elements, so that the rotor disks and the rotor shaft are not formed in one piece. Each of the rotor elements has a plurality, preferably a single rotor disk. The rotor disk is preferably annular and has a cylindrical projection on its inside. The approach forms a shaft portion of the rotor. To form the rotor, the projections forming the shaft sections are connected to one another, in particular by shrinking methods, so that the projections form a rotor shaft. The rotor shaft is then surrounded in each case by rotor disks connected to the individual lugs. Since the Rotorweüe is formed by the projections of the rotor elements, a separate rotor shaft can be omitted. As a result, the space of the pump rotor can be kept low.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform liegt eine innere Fügefläche eines Ansatzes eines ersten Rotorelements an einer äußeren Fügefläche eines Ansatzes eines benachbarten Rotorelements an. Besonders bevorzugt ist es, dass das nächste Rotorelement sodann zumindest bezogen auf den Ansatz entsprechend dem ersten Rotorelement ausgebildet ist, so dass dieses mit seiner inneren Fügefläche an einer äußeren Fügefläche des vorhergehenden zwischen den beiden Rotorelementen angeordneten Rotorelement anliegt. Insbesondere jeweils identische Rotorelemente können abwechselnd angeordnet sein, so dass abwechselnd Rotorelemente mit einem inneniiegenden und einem außenliegenden Ansatz vorgesehen sind. Das Vorsehen von insbesondere identischen Rotorelementen hat den Vorteii, dass die Herstellungskosten erheblich reduziert werden können.In a particularly preferred embodiment, an inner joining surface of a projection of a first rotor element bears against an outer joining surface of a projection of an adjacent rotor element. It is particularly preferred that the next rotor element is then formed at least with respect to the approach corresponding to the first rotor element, so that this rests with its inner joining surface on an outer joining surface of the preceding arranged between the two rotor elements rotor element. In particular, each identical rotor elements can alternately be arranged so that rotor elements are alternately provided with a innenigende and an outer approach. The provision of particularly identical rotor elements has the advantage that the manufacturing costs can be significantly reduced.
Die Ansätze der Rotorelemente sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie ausgehend von der Rotorscheibe in beide Richtungen vorstehen, wobei sich Ansätze benachbarter Rotorelemente jeweils zumindest teilweise überlappen. Selbstverständlich müssen die Rotorelemente an den Enden des Rotors keine nach außen weisenden Ansätze aufweisen, wobei dies gegebenenfalls aus Symmetriegründen des einzelnen Rotorelements zweckmäßig ist, um beim Aufschrumpfen ein Verformen der Rotorscheibe in axialer Richtung des Rotors bzw. Tordieren der Rotorscheibe zu vermeiden. Gegebenenfalls können die Endelemente des Rotors auch einen anderen Aufbau aufweisen.The projections of the rotor elements are preferably designed such that they protrude from the rotor disk in both directions, wherein projections of adjacent rotor elements each overlap at least partially. Of course, the rotor elements at the ends of the rotor have no outwardly facing lugs, this being appropriate for reasons of symmetry of the individual rotor element is expedient to avoid shrinkage during deformation of the rotor disk in the axial direction of the rotor or twisting the rotor disk. Optionally, the end elements of the rotor may also have a different structure.
Die Rotorelemente sind im Bereich der Ansätze vorzugsweise zu einer Mittelebene spiegelsymmetrisch. Die Mittelebene ist die durch die Rotormitte verlaufende senkrecht zur Rotorlängsrichtung angeordnete Ebene. Hierdurch kann ein Verziehen bzw. Verformen des Rotorelements während des Aufschrumpfens vermieden werden. Insbesondere eine Formveränderung in axialer Richtung der Rotorscheiben ist hierdurch vermieden.The rotor elements are preferably mirror-symmetrical in the region of the projections to a center plane. The median plane is the plane passing through the rotor center and perpendicular to the rotor longitudinal direction. As a result, warping or deformation of the rotor element during shrink-fitting can be avoided. In particular, a change in shape in the axial direction of the rotor disks is thereby avoided.
Mit dem ersten Rotorelement kann zusätzlich ein beispielsweise glockenförmiger Rotorträger verbunden sein. Der Rotorträger ist mit dem Rotorelement vorzugsweise ebenfalls durch Aufschrumpfen verbunden. Der Rotorträger kann entsprechend eines Rotorelements ausgebildet sein, weist in bevorzugter Ausführungsform jedoch eine spezielle Ausgestaltung auf. Diese kann beispielsweise darin bestehen, dass der Rotorträger eine geeignete Führung oder Aufnahme für eine Verbindung mit der Antriebswelle aufweist. Vorzugsweise ist der Rotorträger mit mindestens einer Rotorscheibe verbunden, insbesondere einstückig mit dieser ausgebildet. Der Rotorträger ist insbesondere, wenn es sich um einen Turbomolekularpumpenrαtor handelt vorzugsweise an der Einlassseite des Rotors angeordnet. Mit dem letzten, d.h. in Richtung der Auslassseite als letztes angeordneten Rotorelementen kann ein weiteres Pumpelement, wie eine Drag-Stufe verbunden sein. Auch diese Verbindung kann durch Schrumpfverfahren erfolgen.In addition, an example bell-shaped rotor carrier may be connected to the first rotor element. The rotor carrier is preferably also connected to the rotor element by shrinking. The rotor carrier can be designed in accordance with a rotor element, but in a preferred embodiment has a special design. This can for example consist in that the rotor carrier has a suitable guide or receptacle for a connection to the drive shaft. Preferably, the rotor carrier is connected to at least one rotor disk, in particular integrally formed therewith. The rotor carrier is in particular, if it is a Turbomolekularpumpenrαtor preferably arranged on the inlet side of the rotor. With the last, ie in the direction of the outlet side last arranged rotor elements, a further pumping element, such as a drag stage can be connected. This connection can also be made by shrinkage.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind zumindest mit einem Teil der Rotorelemente Versteifungselemente wie Armierungen verbunden, die insbesondere aus CFK hergestellt sein können. Die Versteifungselemente sind vorzugsweise mit einer freien Außenfläche des Ansatzes, d.h. einer Fläche, die nicht an einem Ansatz eines benachbarten Rotorelements anliegt, verbunden. Vorzugsweise sind die Versteifungselemente ringförmig ausgebildet und umgeben den gesamten Ansatz. Zur Versteifung der Ansätze des Rotorelements ist auch eine besondere geometrische Ausgestaltung der Ansätze möglich. Hierbei ist es bevorzugt, dass ein innerer Durchmesser der Ansätze der nahe der Rotorscheibe angeordnet ist, einen geringeren Durchmesser als ein auf die Rotorscheibe bezogen entfernterer Bereich des Ansatzes aufweist. Ausgehend von der Rotorscheibe ist der Ansatz somit vorzugsweise nach außen schräg oder konisch ausgebildetIn a further preferred embodiment, stiffening elements such as reinforcements, which may in particular be made of CFRP, are connected to at least some of the rotor elements. The stiffening elements are preferably connected to a free outer surface of the neck, i. a surface that does not abut a shoulder of an adjacent rotor element connected. Preferably, the stiffening elements are annular and surround the entire approach. To stiffen the approaches of the rotor element and a special geometric design of the approaches is possible. In this case, it is preferred that an inner diameter of the lugs which is arranged near the rotor disk has a smaller diameter than a region of the lug which is more remote from the rotor disk. Starting from the rotor disk, the approach is thus preferably formed obliquely or conically outward
Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausfuhrungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.
Es zeigen :Show it :
Figur 1 eine schematische Schnittansicht einesFigure 1 is a schematic sectional view of a
Turbomoiekularpumpenrotors undTurbomolecular pump rotor and
Figuren 2 und 3 Ausschnitte weiterer Ausführungsformen eines Rotorelements im Bereich des Ansatzes.Figures 2 and 3 are sections of further embodiments of a rotor element in the region of the approach.
Der in Figur 1 dargestellte Vakuumpumpenrotor weist drei Rotorelemente 10, 12, 10 auf. Hierbei sind die beiden Rotorelemente 10 identisch ausgebildet. Jedes Rotorelement 10, 12 weist einen kreisringförmigen, zylindrischen Ansatz 14, 16 auf. Die Ansätze 14, 16 sind jeweils mit einer Rotorscheibe 18 verbunden, die Flügel mit unterschiedlichen Innendurchmessern aufweisen. Die drei Rotorelemente 10, 12 sind über ein Schrumpfverfahren miteinander verbunden. Hierzu ist eine innere Fügefläche 20 des Ansatzes 14 des ersten Rotorelements 10 mit einer äußeren Fügefläche 22 des Ansatzes 16 des zweiten Rotorelements 12 verbunden. Die beiden Ansätze 16, 14 überlappen hierbei in axlaier Richtung 24 derart, dass der Ansatz 14 an einer Außenseite 26 der Rotorscheibe 18 des zweiten Rotorelements 12 anliegt. Auf der gegenüberliegenden Seite der Rotorscheibe 18 des Rotorelements 12 ist ein weiteres Rotorelement 10, dessen Außenabmessung im wesentlichen dem ersten Rotorelement 10 entspricht, angeordnet- Der entsprechende Ansatz 14 überlappt den Ansatz 16 wiederum derart, dass er an einer Außenseite 28 der Rotorscheibe 18 des zweiten Rotoreiements 12 anliegt.The vacuum pump rotor shown in FIG. 1 has three rotor elements 10, 12, 10. Here, the two rotor elements 10 are formed identically. Each rotor element 10, 12 has an annular, cylindrical projection 14, 16. The lugs 14, 16 are each connected to a rotor disk 18 having wings with different inner diameters. The three rotor elements 10, 12 are connected to each other via a shrinking process. For this purpose, an inner joining surface 20 of the projection 14 of the first rotor element 10 is connected to an outer joining surface 22 of the projection 16 of the second rotor element 12. The two projections 16, 14 in this case overlap in the axial direction 24 in such a way that the projection 14 rests against an outer side 26 of the rotor disk 18 of the second rotor element 12. On the opposite side of the rotor disk 18 of the rotor element 12, a further rotor element 10, the outer dimension of which substantially corresponds to the first rotor element 10, arranged- The corresponding projection 14 overlaps the projection 16 in turn such that it on an outer side 28 of the rotor disk 18 of the second Rotoreiements 12 is present.
In dem in Figur 1 dargestellten Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung ist mit dem ersten Rotorelement 10 ein Rotorträger 30 verbunden. Dieser weist ebenfalls einen zylindrischen, ringförmigen Ansatz 32 auf, dessen äußere Fügefläche 34 an der inneren Fugefläche 20 des ersten Rotorelements 10 anliegt, so dass eine Verbindung durch Schrumpfverfahren erfolgt. Der Rotorträger 30 ist einstuckig ausgebildet und weist zwei Rotorscheiben 18 auf. Ferner weist der Rotorträger eine zentrale zur Längsachse 36 des Rotors symmetrische Ausnehmung 38 auf. Durch die Ausnehmung 38 kann der Rotorträger 32 mit einer Antriebswelle verbunden werden.In the exemplary embodiment of the invention shown in FIG. 1, a rotor carrier 30 is connected to the first rotor element 10. This also has a cylindrical, annular projection 32, the outer joining surface 34 rests against the inner joint surface 20 of the first rotor element 10, so that a connection by shrinking process takes place. The rotor carrier 30 is formed einstuckig and has two rotor disks 18. Furthermore, the rotor carrier on a central to the longitudinal axis 36 of the rotor symmetrical recess 38. Through the recess 38, the rotor carrier 32 can be connected to a drive shaft.
Auf der gegenüberliegenden Seite des Rotors ist das in Figur 1 untere Rotorelement 10 mit einem weiteren in der Geometrie etwas anders ausgebildeten Rotoreiement 40 verbunden. Das Rotorelement 40 weist einen sich radial nach außen erstreckenden Körper 42 auf, der an der Innenseite wiederum mit einem Ansatz 44 verbunden ist. Eine äußere Fügefläche 46 des Ansatzes 44 ist mit einer inneren Fügefläche 28 des Ansatzes 14 durch Aufschrumpfen verbunden. Das Rotorelement 40 weist ebenfalls eine eiπstückig mit dem Körper 42 verbundene Rotorscheibe 18 auf. Der Körper 42 weist eine ringförmige symmetrisch zur Längsachse angeordnete Aufnahmefiäche 50 auf. Über die Aufnahmefläche 50 kann ein weiteres Pumpelement 52, wie eine Drag-Stufe ebenfalls durch Aufschrumpfen verbunden werden.On the opposite side of the rotor, the lower rotor element 10 in FIG. 1 is connected to a further rotor element 40 of slightly different geometry. The rotor element 40 has a radially outwardly extending body 42, which is in turn connected to the inside with a lug 44. An outer joining surface 46 of the projection 44 is connected to an inner joining surface 28 of the projection 14 by shrinking. The rotor element 40 also has one eiπstückig connected to the body 42 rotor disk 18. The body 42 has an annular receiving surface 50 arranged symmetrically with respect to the longitudinal axis. About the receiving surface 50, a further pumping element 52, such as a drag stage can also be connected by shrinking.
Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, bilden die Ansätze 14, 16, 44 jeweils Weiienabschnitte, die in verbundenem Zustand eine Rotorwelie ausbilden. Eine gesonderte RotorweiSe, auf die die Rotorelemente aufgeschrumpft werden, ist erfindungsgemäß nicht erforderlich.As can be seen from FIG. 1, the lugs 14, 16, 44 each form white sections which form a rotor shaft in the connected state. A separate RotorweiSe on which the rotor elements are shrunk, is not required according to the invention.
An freien Außenflächen 54 der Ansätze 14 der Rotorelemente 10 sind bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ringförmig ausgebildete Versteifungselemente 56 angeordnet. Hierbei kann es sich um ringförmige Armierungen aus CFK handeln.At free outer surfaces 54 of the lugs 14 of the rotor elements 10, in the embodiment shown in Figure 1 annularly formed stiffening elements 56 are arranged. These may be annular reinforcements made of CFRP.
Weitere Möglichkeiten, um ein Versteifen der Ansätze 14 zu realisieren, sind in den Figuren 2 und 3 dargestellt. Diese dienen insbesondere dazu, dass beim Aufschrumpfen ein Verformen, wie Tordieren der Rotorscheiben 18 vermieden ist.Further possibilities to realize a stiffening of the lugs 14 are shown in FIGS. 2 and 3. These serve, in particular, to prevent deforming, such as twisting of the rotor disks 18, during shrinking.
Bei der in Figur 2 dargestellten Ausfϋhrungsform sind die freien Außenflächen 54 der Ansätze 14 derart ausgebildet, dass die Durchmesser, bezogen auf die Rotorscheibe, im nahen Bereich 58 kleiner sind als in einem, bezogen auf die Rotorscheibe, entfernten Bereich 60. Bei dem in Figur 2 dargestellten kontinuierlichen Übergang zwischen dem unterschiedlichen Durchmesser entsteht somit eine sich konisch erweiternde freie Außenfläche 54. Bei der in Figur 3 dargestellten alternativen Ausführungsform ist in dem auf die Rotorscheibe 18 bezogenen fernen Bereich 60 eine zylindrische Stufe vorgesehen, um eine definierte Kante in dem Bereich 60 zu gewährleisten. — ■ ~1In the embodiment shown in FIG. 2, the free outer surfaces 54 of the lugs 14 are designed such that the diameters relative to the rotor disk are smaller in the near region 58 than in a remote region 60 relative to the rotor disk 2, a conically widening free outer surface 54 thus results. In the alternative embodiment shown in FIG. 3, a cylindrical step is provided in the distal region 60, which is related to the rotor disk 18, to define a defined edge in the region 60 to ensure. - ■ 1
In bevorzugter Ausfuhrungsform sind die in den Figuren 2, 3 dargestellten Rotoreiemente 10 zu einer Mittelebene 62 symmetrisch ausgebildet. Dies gilt in bevorzugter Ausführungsform auch für die Rotoreiemente 10, 12 gemäß der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform. In a preferred embodiment, the Rotoreiemente 10 shown in Figures 2, 3 are formed symmetrically to a median plane 62. In a preferred embodiment, this also applies to the rotor elements 10, 12 according to the embodiment shown in FIG.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vakuumpumpenrotor, insbesondere Turbomolekularpumpenrotor, mit1. Vacuum pump rotor, in particular turbomolecular pump rotor, with
mehreren gesonderten Rotorelementen (10, 12),a plurality of separate rotor elements (10, 12),
wobei jedes Rotorelement (10, 12) mindestens eine Rotorscheibe (18) aufweist, die mit einem zylindrischen Ansatz (14, 16) verbunden ist, der einen Wellenabschnitt des Rotors ausbildet undwherein each rotor element (10, 12) comprises at least one rotor disk (18) which is connected to a cylindrical projection (14, 16) which forms a shaft portion of the rotor and
wobei die Rotorelemente (10, 12) derart miteinander verbunden sind, dass die Ansätze (14, 16) eine Rotorwelle ausbilden.wherein the rotor elements (10, 12) are interconnected such that the lugs (14, 16) form a rotor shaft.
2. Vakuumpumpenrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansätze (14, 16) durch Aufschrumpfen miteinander verbunden sind.2. Vacuum pump rotor according to claim 1, characterized in that the projections (14, 16) are connected to each other by shrinking.
3. Vakuumpumpenrotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine innere Fügefiäche (22) eines Ansatzes (14) eines ersten Rotorelements (10) an einer äußeren Fügefläche (20) eines Ansatzes (16) eines benachbarten Rotorelements (12) anliegt,3. vacuum pump rotor according to claim 1 or 2, characterized in that an inner Fügefiäche (22) of a projection (14) of a first rotor element (10) on an outer joining surface (20) of a projection (16) of an adjacent rotor element (12) is present,
4. Vakuumpumpenrotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ansätze (14, 16) benachbarter Rotorelemente (10, 12) zumindest teilweise überlappen,4. Vacuum pump rotor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the projections (14, 16) of adjacent rotor elements (10, 12) overlap at least partially,
5. Vakuumpumpenrotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Rotorelemente (10, 12) zu seiner Mittelebene spiegelsymmetrisch ausgebildet ist. 5. Vacuum pump rotor according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least part of the rotor elements (10, 12) is mirror-symmetrical to its center plane.
6. Vakuumpumpenrotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Rotorelemente (10) identisch ausgebildet sind, wobei vorzugsweise zwischen zwei identischen Rotorelementen (10) ein weiteres Rotorelement (12) angeordnet ist.6. Vacuum pump rotor according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least two rotor elements (10) are formed identically, preferably between two identical rotor elements (10), a further rotor element (12) is arranged.
7. Vakuumpumpenrotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine freie Außenfläche (54) des Ansatzes (14) bei zumindest einem Teii der Rotorelemente (10) mit einem insbesondere ringförmigen den Ansatz (14) vorzugsweise umgebenden Versteifungselement (56) verbunden ist.7. Vacuum pump rotor according to one of claims 1 to 6, characterized in that a free outer surface (54) of the projection (14) in at least a Teii the rotor elements (10) with a particular annular shoulder (14) preferably surrounding stiffening element (56). connected is.
8. Vakuumpumpenrotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine freie Außenfläche (54) des Ansatzes (14) bei zumindest einem Teil der Rotorelemente (10) in einem zur Rotorscheibe (18) nahen Bereich (58) einen geringeren Durchmesser als in einem zur Rotorscheibe (18) fernen Bereich (60) aufweist.8. Vacuum pump rotor according to one of claims 1 to 7, characterized in that a free outer surface (54) of the projection (14) at least a portion of the rotor elements (10) in a rotor disc (18) near the area (58) has a smaller diameter as in a rotor disc (18) remote area (60).
9. Vakuumpumpenrotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem ersten Rotorelement (10) ein Rotorträger (30) insbesondere durch Aufschrumpfen verbunden ist,9. Vacuum pump rotor according to one of claims 1 to 8, characterized in that with the first rotor element (10), a rotor carrier (30) is connected in particular by shrinking,
10. Vakuumpumpenrotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorträger (30) mit mindestens einer Rotorscheibe (18) insbesondere einstuckig verbunden ist.10. Vacuum pump rotor according to claim 9, characterized in that the rotor carrier (30) with at least one rotor disc (18) is connected in particular einstuckig.
11. Vakuumpumpenrotor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem letzten Rotorelement (40) ein weiteres Pumpelement (52) verbunden ist- 11. Vacuum pump rotor according to one of claims 1 to 10, characterized in that a further pump element (52) is connected to a last rotor element (40).
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