REIBUNGSVAKUUMPUMPE MIT STATOR UND ROTOR

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Reibungsvakuumpumpe mit einem Stator, der ein aus mehreren Statorschaufelreihen bestehendes Statorschaufelpaket umfasst, sowie mit einem Rotor, der ein aus mehreren Rotorschaufelreihen bestehendes Rotorschaufelpaket umfasst, wobei die Statorschaufelreihen und die Rotorschaufelreihen in betriebsfertig montiertem Zustand ineinandergreifen.

[0002] Bei bekannten Reibungsvakuumpumpen dieser Art (Turbomolekularvakuumpumpen) bilden Stator und Rotor einen im Querschnitt ringförmigen Förderraum, in den die Stator- und Rotorschaufelreihen ineinandergreifend hineinragen. Die Anstellwinkel der Statorschaufeln sind den Anstellwinkeln der Rotorschaufeln in Bezug auf ihre Schaufelreihenebene entgegengesetzt gerichtet. Aus der US-A-4 732 529 ist eine solche Reibungsvakuumpumpe bekannt.

[0003] Der Rotor derartiger Reibungsvakuumpumpen ist üblicherweise einstückig ausgebildet, während der Stator aus einer Vielzahl von Teilen besteht. Stator-(Distanz-) Ringe, vorzugsweise mit ineinandergreifenden Profilen, wechseln mit aus Teilringen, vorzugsweise Halbringen bestehenden Statorschaufelringen ab und bilden zusammengefügt den aus einer Vielzahl von Teilen bestehenden Stator. Sowohl in Bezug auf die Herstellung als auch auf die Montage bzw. Demontage sind Reibungsvakuumpumpen dieser Art äußerst aufwendig. Weitere Nachteile sind:

• durch die Vielzahl der Teile ergeben sich relativ große Spalte zwischen Stator und Rotor, was zu relativ hohen Rückströmungsverlusten führt;
• bei kleinen Pumpen wird das Handling der filigranen Teile während der Montage besonders problematisch;
• trotz Verkleinerung der Größe der Teile lässt sich bei kleinen Pumpen keine spürbare Kostenreduktion gegenüber größeren Pumpen erzielen.

[0004] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Reibungsvakuumpumpe der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die beschriebenen Nachteile nicht mehr hat.

[0005] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Schaufeln eines der beiden Schaufelpakete mit Schlitzen ausgerüstet sind, deren Anordnung, Tiefe und Breite so gewählt sind, dass Stator und Rotor in- und auseinanderschraubbar sind. Bei einer Reibungsvakuumpumpe dieser Art ist es nicht mehr erforderlich, den Stator aus einer Vielzahl von Teilen herzustellen.. Stator sowie Rotor können jeweils einstückig ausgebildet sein und sind damit preiswert herzustellen. Das Handling von Bauteilen dieser Art während der Montage ist wesentlich einfacher. Die Spalte zwischen Rotor und Stator lassen sich drastisch reduzieren, da infolge der Reduktion der Anzahl der Teile die Toleranzkette wesentlich kleiner ist. Dadurch ergeben sich kleinere Rückströmverluste bzw. bessere Pumpeigenschaften. Die Werkzeugkosten für die Herstellung des Stators sind wesentlich geringer, so dass flexiblere Statorgestaltungen nicht mehr mit besonders hohen Kostensteigerungen verbunden sind.

[0006] Von besonderem Vorteil ist es, dass in einfacher Weise Schaufeln auf der Rotorinnenseite eines z.B. glockenförmig gestalteten Rotors vorgesehen sein können, die mit Statorschaufeln eines inneren Stators korrespondieren. Insbesondere bei Pumpen mit koaxial verschachtelten Flügelzylindern kann dadurch eine geringere Bauhöhe erzielt werden. Außerdem besteht die Möglichkeit, mit Schaufelkonfigurationen dieser Art den Motor und den Lagerraum zum Schutz gegen den Einsatz aggressiver Medien zu evakuieren. Auf gesonderte Sperrgaseinrichtungen kann verzichtet werden.

[0007] Vorteilhaft ist schließlich, dass die Schaufellängen beliebig klein sein können. Haben sie zum Beispiel eine Länge, die der Tiefe eines bei Holweck-Pumpstufen bekannten Gewindes entspricht, dann entsteht eine neue Pumpflächen-Geometrie (Engländer-Geometrie), die im Bereich der laminaren bzw. viskosen Strömung besonders wirksam ist. Praktisch findet ein ständiger Wechsel von Rotor- und Statorgewinde statt, so dass Rückströmungen im Vergleich zur Holweck-Technik maßgeblich reduziert sind. Pumpflächen nach der neuen Pumpflächen-Geometrie sind auch dann noch wirksam, wenn die laminare Strömung in eine turbolente Strömung übergeht, so dass eine wesentliche Verbesserung der Vorvakuumbeständigkeit erzielt wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass vom Turbo-Prinzip kontinuierlich auf die Engländer-Geometrie übergegangen werden kann, wodurch Übergangsverluste vermieden und der Gesamtwirkungsgrad der Pumpe verbessert werden kann.

[0008] Eine weitere Reduktion der Rückströmverluste kann noch dadurch erreicht werden, dass Stator und Rotor schwingungstechnisch miteinander gekoppelt sind und dass das aus Statoreinheit und Rotoreinheit bestehende System gemeinsam über Schwingelemente im Gehäuse gehaltert ist.

[0009] Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen an Hand von in den Figuren 1 bis 6 erläutert werden.

[0010] Es zeigen

• Figur 1 eine schematisch dargestellte Turbomolekularvakuumpumpe,
• Figuren 2 a, b, c: Teilschnitte durch Abwicklungen der Stator- und Rotorschaufeln,
• Figur 3 einen Schnitt durch eine Turbomolekularvakuumpumpe mit sich im Querschnitt verjüngendem Förderraum,
• Figur 4 einen Schnitt durch eine dreistufige Ausführungsform mit koaxial verschachtelten Flügelzylindern,
• Figur 5 einen Schnitt durch eine Reibungsvakuumpumpe mit sich im Querschnitt verjüngendem Förderraum und unterschiedlich hohen, in den Förderraum hineinragenden Vorsprüngen, sowie
• Figur 6 Teilschnitt durch Abwicklungen von den Gastransport bewirkenden, in den Förderraum hineinragenden Vorsprüngen.

[0011] Die in Figur 1 dargestellte Reibungspumpe 1 ist eine Turbomolekularpumpe mit einem Gehäuse 2, einer Rotoreinheit 8 und einer Statoreinheit 9, die gleichzeitig das Gehäuse 2 bildet. Bestandteile der Rotoreinheit 8 sind die Rotorschaufeln 41, Bestandteile der Statoreinheit 9 die Statorschaufeln 42. Diese Schaufeln 41 und 42 sind in bekannter Weise in Reihen angeordnet und ragen in den im Querschnitt ringförmigen Förderraum 40 hinein. Sie bewirken den Gastransport von Einlassflansch 6 zum Auslass 46.

[0012] Die erfindungsgemäße Gestaltung der Rotor- und Stator-schaufeln lassen die Figuren 2a, b und c erkennen. Die Figuren zeigen Teilschnitte durch Abwicklungen sowohl von Rotorschaufeln 41 (Figur 2a) und von Statorschaufeln 42 (Figur 2b) als auch von Rotor- sowie Statorschaufeln in betriebsfertig zusammengebauten Zustand (Figur 2c). Die Rotorschaufeln 41 sind derart mit Schlitzen 61 ausgerüstet, dass Rotoreinheit 8 und Statoreinheit 9 in- und auseinanderschraubbar sind. Die Tiefe und die Breite der Schlitze 61 in den Rotorschaufeln 41 ist so gewählt, dass der Durchtritt der Statorschaufeln 42 während der Schraubvorgänge gewährleistet ist. Die Schlitze können schmal gehalten werden, wenn alle Statorschaufeln 42 den gleichen Anstellwinkel haben. Vorzugsweise haben gepaarte Rotorflügel- und Statorflügelpakete jeweils über alle Stufen den gleichen Winkel. Dabei kann die Flügeltiefe variabel sein. Ein Paket besitzt in den Flügeln einen Schlitz mit dem Winkel des gepaarten Paketes. Die Schlitzbreite ist etwas größer als die Dicke der gepaarten Flügel. Durch diese Schlitze lassen sich beide Pakete ineinanderschrauben. Alternativ können statt der Rotorschaufeln 41 die Statorschaufeln 42 mit geeigneten Schlitzen ausgerüstet sein.

[0013] Die Pumpen 1 nach den Figuren 3 und 4 bestehen jeweils aus einem äußeren Gehäuse 2 und einem darin befindlichen Rotor- / Stator-System 3, das sich über Schwingelemente 4, 5 im Gehäuse 2 abstützt. Das Gehäuse 2 trägt saugseitig den Anschlussflansch 6 und druckseitig einen Anschlussdeckel 7. Das Rotor-Stator-System 3 umfasst die Rotoreinheit 8 und die Statoreinheit 9.

[0014] Bestandteil der Rotoreinheit 8 ist die zentrale Welle 11, die saugseitig den im wesentlichen glockenförmig gestalteten Rotor 12 trägt. Druckseitig ist die Welle 11 mit den Motorläufen 13 des Antriebsmotors ausgerüstet. Der Stator des Antriebsmotors ist mit 14 bezeichnet. Er stützt sich im Gehäuse 2 ab.

[0015] Bestandteile der Statoreinheit 9 sind drei Hülsenbauteile 15, 16, 17, von denen eines (15) druckseitig, die beiden anderen (16, 17) saugseitig (innerhalb und außerhalb der Wandung 18 des glockenförmigen Rotors 12) angeordnet sind. Das druckseitige Ende der Hülse 15 ist mit einem einwärts gerichteten Rand 21 ausgerüstet, dessen Innenseite als Schiebepassung 22 für das druckseitige Wellenlager 23 ausgebildet ist. Außerdem ist der Rand 21 mit einer Aufnahme für einen O-Ring 24 aus elastomerem Werkstoff ausgerüstet. Eine dazu korrespondierende Aufnahme ist am Anschlussdeckel 7 des Gehäuses 2 vorgesehen. Die Aufnahmen (Nuten, Winkel oder dgl.) sind derart ausgebildet, dass der O-Ring 24 neben der Funktion des Dichtens die Funktion eines ersten, druckseitig gelegenen Schwingelementes 5 hat, über das sich das Rotor-Stator-System 3 im Gehäuse 2 abstützt. An Stelle des O-Ringes 23 können auch andere Schwingelemente (z.B. Simmerringe, Flachringe, Kolbendichtungen) vorgesehen sein.

[0016] Zur Bildung eines inneren vakuumdichten Gehäuses ist die Hülse 15 saugseitig mit einem nach außen gerichteten Rand 26 versehen, an dem die beiden weiteren Hülsen 16, 17 befestigt sind. Das geschieht mit einer von der Druckseite her auf die äußere Hülse 17 aufschraubbaren Überwurfmutter 27, die den äußeren Rand 26 an der Hülse 15 und einen äußeren Rand 28, der Bestandteil der inneren Hülse 16 ist, einspannt.

[0017] Der Anschlußflansch 6 ist saugseitig mit einer einwärts gerichteten Stufe 31 für die Aufnahme eines weiteren 0-Ringes 32 oder eines anderen Schwingelementes versehen. Eine zu dieser Aufnahme korrespondierende Aufnahme befindet sich im Bereich der Stirnseite der Hülse 17. Der O-Ring 32 bildet neben der Funktion des Dichtens das zweite Schwingelement 4, über das sich das Rotor-Stator-System 3 im Gehäuse 2 abstützt. Das Gehäuse 2 bildet eine Spannhülse, die zusammen mit Deckel 7 und Anschlußflansch 6 das Rotor-Stator-System 3 einspannt. Zusätzlich stützt sich die Hülse 16 auf einer stufenartigen Erweiterung 29 in der Hülse 15 ab.

[0018] Das saugseitige Ende der inneren Hülse 16 ist mit einem nach innen gerichteten Rand 34 ausgerüstet, dessen Innenseite eine Schiebepassung 35 für das saugseitige Wellenlager 36 bildet. Weiterhin befindet sich in diesem Bereich eine Ringfeder 37, die die nötigen Lageranstellkräfte erzeugt.

[0019] Bei beiden Ausführungsbeispielen sind die Rotoreinheit 8 und die Statoreinheit 9 über die Lager 23, 36 und die Schiebepassungen 22, 35 starr miteinander gekoppelt. Dadurch wird die gewünschte Spielverkleinerung zwischen Stator und Rotor erreicht. Über die Schwingelemente 4 und 5 stützt sich das Rotor-Stator-System 3 im Gehäuse 2 ab. Die Ausbildung der Schwingelemente als O-Ringe hat den Vorteil, dass sie gleichzeitig Dichtfunktion übernehmen können. Sie sorgen für eine vakuumdichte Trennung der innen gelegenen Förderräume und der Atmosphäre. Zweckmäßig umgibt ein weiterer O-Ring 38 den äußeren Umfang des Randes 28, der die innere Hülse 16 trägt, so dass auch im Bereich der Überwurfmutter 27 Vakuumdichtheit gewährleistet ist. Die Statoreinheit 9 bildet praktisch ein zweites inneres Gehäuse. Es ist vakuumdicht, so dass das äußere Gehäuse 2 mit Luftschlitzen 39 ausgerüstet werden kann.

[0020] Das Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ist als einflutige Turbomolekularvakuumpumpe mit einem sich von der Saugseite zur Druckseite verjüngenden Förderraum 40 ausgebildet. Die äußere Hülse 17 trägt auf ihrer Innenseite Statorschaufelreihen 42, die Außenseite der Rotorwand 18 Rotorschaufelreihen 41. Der Weg der geförderten Gase ist durch Pfeile 43 gekennzeichnet. Sie treten durch den Anschlussflansch 6 in den mit den Schaufeln 41, 42 bestückten Förderraum ein und gelangen durch Öffnungen 44 in der inneren Hülse 16 entlang der Welle 11 und durch Öffnungen 45 im Rand 21 zur Auslassöffnung 46.

[0021] Sind - z.B. wie in Figur 2 dargestellt - die Rotorschaufeln 41 mit Schlitzen 61 ausgerüstet, dann können Rotor und Stator ineinandergeschraubt werden. Dieses geschieht bei der Pumpe nach Figur 3 dadurch, dass der Rotor 12 mit seiner Saugseite in die Druckseite des Stators bzw. der Stator-Hülse 17 geschraubt wird. Danach erfolgen die Montage der übrigen Hülsenbauteile und deren gegenseitige Fixierung, so dass anschließend das Stator-/Rotor-System 3 im Gehäuse 2 verspannt werden kann.

[0022] Die Demontage erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.

[0023] Das Ausführungsbeispiel nach Figur 4 ist eine Reibungsvakuumpumpe mit drei koaxial geschachtelten Stufen. In die Förderräume 40, 40', 40'' ragen die Gasförderung bewirkende Rotor-Schaufeln 41, 41' und 41" sowie Statorschaufeln 42, 42', 42'' hinein, die erfindungsgemäß (z.B. entsprechend Figur 2) gestaltet sind. Auf der Außenseite der Welle 11, die im Bereich der Hülse 16 einen vergrößerten Durchmesser hat, und auf der Innenseite der Hülse 16 haben die Schaufellängen eine Größenordnung, die der Gewindehöhe bei einer Molekularpumpe nach Holweck entspricht. Hierbei handelt es sich um die bereits eingangs erwähnte völlig neue Pumpflächenkonfiguration (Engländer-Geometrie), die quasi aus zwei einander gegenüberliegenden, "ineinandergreifenen" Gewinden besteht und die beschriebenen Vorteile hat.

[0024] Der Weg der geförderten Gase ist durch Pfeile 51 gekennzeichnet. Sie treten durch den Anschlussflansch 6 in die äußere Pumpstufe ein. Nach dem Verlassen der äußeren ersten Pumpstufe treten sie in die zweite Pumpstufe zwischen Rotorwand 18 und Hülse 16 ein, welche sie mit einer der Förderrichtung der ersten Pumpstufe entgegengesetzten Richtung durchströmen. Nach einer weiteren Richtungsumkehr gelangen sie durch Öffnungen 53 im Rand 35 in die dritte Pumpstufe und von dort aus in der bereits zu Figur 1 beschriebenen Weise zur Auslassöffnung 46.

[0025] Bei den Ausführungsbeispielen nach den figuren 3 und 4 kann auch noch der Wellenabschnitt in Höhe des Antriebsmotors zur Förderung der Gase herangezogen werden, wenn Motorstator oder Motorrotor mit pumpaktiven Oberflächenkonfigurationen - zweckmäßig mit der Engländer-Geometrie - ausgerüstet sind. Das Ausführungsbeispiel nach Figur 4 kann in einfacher Weise zu einer einstufigen Reibungsvakuumpumpe umgebaut werden. Ohne Hülse 17, Rotorglocke 18 und Überwurfmutter 27 wäre nur die dritte Pumpstufe vorhanden und wirksam. Auch die Ränder 26 und 28 sowie das Gewinde 48 könnten entfallen. Eine weitere Voraussetzung wäre, dass die Durchmesser des Schwing- und Dichtungselementes 4,32 sowie der Stirnseite der Hülse 16 einander entsprechen, damit das Rotor-Stator-System 3 elastisch im Gehäuse 2,7 abgestützt werden kann..

[0026] Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 3 sind Statoreinheit 9 und Rotoreinheit 8 schwingungstechnisch starr miteinander (Schiebepassungen 35, 22) gekoppelt. Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 4 befindet zwischen dem oberen Lager 36 und der Innenseite des Randes 34 im O-Ring 63 mit einem im Vergleich zum Durchmesser der O-Ringe 24, 32 wesentlich kleineren Durchmesser. Dieser O-Ring 63 dient lediglich der Überbrückung des Passungsspiels. Einen wesentlichen Einfluß auf die Wahl des Spaltes zwischen Rotor- und Statoreinheit hat der O-Ring 63 nicht.

[0027] Beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 5 und 6 ist ein Förderraum 40 vorgesehen, dessen ringförmiger Querschnitt in Förderrichtung kontinuierlich abnimmt, so dass auch die Schaufellängen von der Saugseite zur Druckseite abnehmen. Die Pumpflächenkonfiguration geht kontinuierlich vom Turbomolekular-Prinzip zur Engländer-Konfiguration über. Weiterhin unterscheidet sich dieses Ausführungsbeispiel von den übrigen Ausführungsbeispielen dadurch, dass die Statorschaufeln 42 (und nicht die Rotorschaufeln 41) mit den Schlitzen 61 ausgerüstet sind (Figur 6). Außerdem ist die Dicke der Statorschaufeln 42 größer als die Dicke der Rotorschaufeln 41. Figur 6 zeigt (entsprechend Figur 2) Schnitte durch die Abwicklung dieser die Gasförderung bewirkenden, in den Förderraum 40 hineinragenden Vorsprünge.

[0028] Figur 5 lässt darüber hinaus erkennen, dass die Erfindung es ermöglicht, bei einer Turbomolekularpumpe den Stator 3 und das Gehäuse 2 einstückig auszubilden. Neben den Vorteilen eines verkleinerten Bauvolumens und der maßgeblich reduzierten Anzahl der Bauteile werden auch noch ein ungestörter Wärmeübergang von innen nach außen und damit eine verbesserte Kühlung der Pumpe 1 erreicht.

[0029] Die Realisierung der Erfindung ist bei kleinen Turbumolekularpumpen von besonderem Vorteil. Bei kleiner werdender Baugröße nimmt der schädliche Anteil der Rückströmung bezogen auf den geförderten Gasstrom zu und verschlechtert dadurch überproportional die vakuumtechnischen Eigenschaften einer Pumpe. Durch die erfindungsgemäße Reduzierung der Spalte zwischen Rotor und Stator mit dem vorliegenden neuen Konzept lassen sich die vakuumtechnischen Daten deutlich verbessern. Das bedeutet umgekehrt, dass sich dadurch eine Pumpe in dieser Baugröße noch mit wirtschaftlich sinnvollem Aufwand produzieren lässt. Mit dazu trägt die Tatsache bei, dass die Pumpe aus relativ wenigen Teilen hergestellt werden kann.

Ansprüche

1. Reibungsvakuumpumpe (1) mit einem Stator (3), der ein aus mehreren Statorschaufelreihen bestehendes Statorschaufelpaket umfasst, sowie mit einem Rotor, der ein aus mehreren Rotorschaufelreihen bestehendes Rotorschaufelpaket umfasst, wobei die Statorschaufelreihen und die Rotorschaufelreihen im betriebsfertig montierten Zustand ineinandergreifen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln eines der beiden Schaufelpakete mit Schlitzen (61) ausgerüstet sind, deren Anordnung, Tiefe und Breite so gewählt sind, dass Stator (9) und Rotor (8) in- und auseinanderschraubbar sind.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anstellwinkel der Schaufeln desjenigen Schaufelpaketes, dessen Schaufeln während des Inoder Auseinanderschraubens von Stator (9) und Rotor (8) die Schlitze (61) in den Schaufeln des anderen Schaufelpaketes durchdringen, identisch sind.

3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Rotor (8) und Stator (9) jeweils einstückig ausgebildet sind.

4. Pumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass Stator (9) und Gehäuse (2) einstückig ausgebildet sind.

5. Pumpe nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (8) glockenförmig ausgebildet ist und auf seiner Innenseite mit Rotorschaufeln (41) ausgerüstet ist.

6. Pumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie zweistufig ausgebildet ist, dass der Rotor (8) auf seiner Innen- und auf seiner Außenseite Rotorschaufeln (41, 41') trägt und dass eine innere (16) und eine äußere (17) Statorhülse vorgesehen sind, die korrespondierend Statorschaufeln (42, 42') tragen.

7. Pumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich an die beiden Pumpstufen eine dritte Pumpstufe (41'', 42'') anschließt, die sich zwischen der Welle (11) und der inneren Hülse (16) befindet.

8. Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich an die Pumpstufe (41'', 42'') ein Abschnitt anschließt, in dessen Höhe sich der Antriebsmotor (13, 14) befindet und dass Motorstator (14) und Motorrotor (13) mit pumpaktiven Oberflächenkonfigurationen ausgerüstet sind.

9. Pumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Motorstator (14) und Motorrotor (13) pumpaktive Konfigurationen mit Engländer-Geometrie besitzen.

10. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln (41, 42) zumindest im druckseitigen Bereich eine Länge haben, die der bei Holweck-Pumpen bekannten Gewindetiefe entspricht (Engländer-Geometrie).

11. Pumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufelkonfiguration - vorzugsweise kontinuierlich - vom Turboprinzip zur Engländer-Konfiguration übergeht.

12. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Dicke der Rotorschaufeln (41) von der Dicke der Statorschaufeln (42) unterscheidet und dass die Schaufeln mit der größeren Dicke mit den Schlitzen (61) ausgerüstet sind.

13. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Stator und Rotor schwingungstechnisch miteinander gekoppelt sind und dass das aus Statoreinheit und Rotoreinheit bestehende System (3) gemeinsam über Schwingelemente (4, 5) im Gehäuse (2, 7) gehaltert ist.

14. Pumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass mechanische Lager (23, 36) vorgesehen sind und dass Rotor und Stator über die mechanischen Lager miteinander gekoppelt sind.

15. Pumpe nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (9) und Rotor (8) schwingungstechnisch starr miteinander gekoppelt sind.

16. Pumpe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Rotoreinheit (8) und Lager (23, 36) und/oder Lager (23, 36) und Statoreinheit (9) eine axiale Schiebepassung (22, 35) vorgesehen ist.

17. Pumpe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen einem der Lager und der Statoreinheit ein der Überbrückung eines Passungsspieles dienender O-Ring (63) befindet.

18. Pumpe nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) eine Spannhülse bildet, die zusammen mit einem stirnseitigen Deckel (7) das Rotor-Stator-System (3) verspannt.

19. Pumpe nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass Bestandteile der Rotoreinheit (8) eine zentrale Welle (11) sowie ein Rotor (12) sind und dass sich die Rotoreinheit (8) über die Lager (23, 36) in der Statoreinheit (9) abstützt.

20. Pumpe nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass Bestandteile der Statoreinheit (9) Hülsen (15, 16, 17) sowie Aufnahmen für Schwingelemente (4, 5, 24, 32) sind, über die sich das Rotor-Stator-System (3) im Gehäuse (2, 7) abstützt.

21. Pumpe nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Statoreinheit (9) ein zweites inneres Gehäuse bildet.

22. Pumpe nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Gehäuse vakuumdicht ist und dass das äußere Gehäuse (2) mit Luftschlitzen (39) ausgerüstet ist.

23. Pumpe nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass ihr Rotor (12) glockenförmig ausgebildet ist und dass drei Pumpstufen vorhanden sind.

24. Pumpe nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (9) drei Hülsen (15, 16, 17) umfasst, von denen eine druckseitig und zwei saugseitig angeordnet sind, und zwar je eine außerhalb und innerhalb der Rotorwand (18).

25. Pumpe nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die druckseitige (15) und die innere saugseitige Hülse (16) mit äußeren Rändern (26, 28) ausgerüstet sind, die mit Hilfe einer auf die Druckseite der äußeren Hülse anschraubbaren Überwurfmutter (27) miteinander verspannt sind.

26. Verfahren zur Montage einer Reibungsvakuumpumpe (1) mit einem Stator (3), der ein aus mehreren Statorschaufelreihen (42, 42', 42'') bestehendes Statorschaufelpaket umfasst, sowie mit einem Rotor, der ein aus mehreren Rotorschaufelreihen bestehendes Rotorschaufelpaket umfasst, wobei die Statorschaufelreihen und die Rotorschaufelreihen im betriebsfertig montierten Zustand ineinandergreifen, bei welcher die Schaufeln eines der beiden Schaufelpakete mit Schlitzen (61) ausgerüstet sind, deren Anordnung, Tiefe und Breite so gewählt sind, dass Stator (3) und Rotor (8) in- und auseinanderschraubbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Montage des Stator-Rotor-Systems (3) dadurch erfolgt, dass Stator (9) und Rotor (8, 12) ineinander geschraubt werden.

Claims

1. Friction vacuum pump (1) having a stator (3), which comprises a stator blade set consisting of-a plurality of stator blade rows, as well as having a rotor, which comprises a rotor blade set consisting of a plurality of rotor blade rows, wherein the stator blade rows and the rotor blade rows intermesh in the ready-to-operate assembled state, characterized in that the blades of one of the two blade sets are equipped with slots (61), the arrangement, depth and width of which are so selected that stator (9) and rotor (8) are screwable into and out of one another.

2. Pump according to claim 1, characterized in that the angles of incidence of the blades of the blade set, whose blades penetrate the slots (61) in the blades of the other blade set in the course of the stator (9) and rotor (8) being screwed into or out of one another, are identical.

3. Pump according to claim 1 or 2, characterized in that rotor (8) and stator (9) are in each case of an integral construction.

4. Pump according to claim 1, 2 or 3, characterized in that stator (9) and housing (2) are of an integral construction.

5. Pump according to claims 1 to 4, characterized in that the rotor (8) is of a bell-shaped construction and is equipped at its inside with rotor blades (41).

6. Pump according to claim 5, characterized in that it is of a two-stage design, that the rotor (8) at its inside and at its outside carries rotor blades (41, 41') and that an inner (16) and an outer (17) stator sleeve are provided, which correspondingly carry stator blades (42, 42').

7. Pump according to claim 6, characterized in that adjoining the two pump stages is a third pump stage (41", 42"), which is situated between the shaft (11) and the inner sleeve (16).

8. Pump according to claim 7, characterized in that adjoining the pump stage (41", 42") is a portion, at the height of which the drive motor (13, 14) is situated, and that motor stator (14) and motor rotor (13) are equipped with pump-active surface configurations.

9. Pump according to claim 8, characterized in that motor stator (14) and motor rotor (13) possess pump-active configurations with Engländer geometry.

10. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that the blades (41, 42) at least in the discharge-end region have a length, which corresponds to the depth of thread known in Holweck pumps (Engländer geometry).

11. Pump according to claim 10, characterized in that the blade configuration changes - preferably continuously - from the turbo principle to the Engländer configuration.

12. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that the thickness of the rotor blades (41) differs from the thickness of the stator blades (42) and that the blades having the greater thickness are equipped with the slots (61).

13. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that the stator and rotor are coupled in terms of vibration to one another and that the system (3) comprising stator unit and rotor unit is mounted jointly via vibration elements (4, 5) in the housing (2, 7).

14. Pump according to claim 13, characterized in that mechanical bearings (23, 36) are provided and that rotor and stator are coupled by the mechanical bearings to one another.

15. Pump according to claim 13 or 14, characterized in that the stator (9) and rotor (8) are coupled in terms of vibration rigidly to one another.

16. Pump according to claim 15, characterized in that between rotor unit (8) and bearing (23, 36) and/or bearing (23, 36) and stator unit (9) an axial push fit (22, 35) is provided.

17. Pump according to claim 14, characterized in that situated between one of the bearings and the stator unit is an O-ring (63), which is used to bridge a fit clearance.

18. Pump according to one of claims 13 to 17, characterized in that the housing (2) forms a clamping sleeve, which together with an end cover (7) braces the rotor/stator system (3).

19. Pump according to one of claims 13 to 18, characterized in that components of the rotor unit (8) are a central shaft (11) as well as a rotor (12) and that the rotor unit (8) is supported via the bearings (23, 36) in the stator unit (9).

20. Pump according to one of claims 13 to 19, characterized in that components of the stator unit (9) are sleeves (15, 16, 17) as well as receivers for vibration elements (4, 5, 24, 32), via which the rotor/stator system (3) is supported in the housing (2, 7).

21. Pump according to claim 20, characterized in that the stator unit (9) forms a second inner housing.

22. Pump according to claim 21, characterized in that the inner housing is vacuum-tight and that the outer housing (2) is equipped with air slots (39).

23. Pump according to claim 19 or 20, characterized in that its rotor (12) is of a bell-shaped construction and that three pumping stages are provided.

24. Pump according to claim 23, characterized in that the stator (9) comprises three sleeves (15, 16, 17), of which one is disposed at the discharge end and two at the suction side, namely one outside and one inside the rotor wall (18).

25. Pump according to claim 24, characterized in that the discharge-end (15) and the inner suction-side sleeve (16) are equipped with outer edges (26, 28, which are braced together with the aid of a union nut (27), which is screwable onto the discharge end of the outer sleeve.

26. Method of assembling a friction vacuum pump (1) having a stator (3), which comprises a stator blade set consisting of a plurality of stator blade rows (42, 42', 42"), as well as having a rotor, which comprises a rotor blade set consisting of a plurality of rotor blade rows, wherein the stator blade rows and the rotor blade rows intermesh in the ready-to-operate assembled state, in which pump the blades of one of the two blade sets are equipped with slots (61), the arrangement, depth and width of which are so selected that stator (3) and rotor (8) are screwable into and out of one another, characterized in that assembly of the stator/rotor system (3) is effected in that stator (9) and rotor (8, 12) are screwed into one another.

Revendications

1. Pompe à vide à friction (1) comprenant un stator (3) qui comporte un paquet de palettes de stator constitué de plusieurs rangées de palettes de stator, ainsi qu'un rotor qui comporte un paquet de palettes de rotor constitué de plusieurs rangées de palettes de rotor, les rangées de palettes de stator et les rangées de palettes de rotor s'engrenant les unes dans les autres dans l'état monté prêt à fonctionner, caractérisée en ce que les palettes de l'un des deux paquets de palettes sont munies de fentes (61), dont la disposition, la profondeur et la largeur sont choisies de telle sorte, que le stator (9) et le rotor (8) peuvent être vissés et dévissés.

2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que les angles d'inclinaison des palettes du paquet de palettes dont les palettes traversent les fentes (61) dans les palettes de l'autre paquet de palettes lors du vissage ou du dévissage du stator (9) et du rotor (8) sont identiques.

3. Pompe selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le rotor (8) et le stator (9) sont respectivement formés d'une seule pièce.

4. Pompe selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisée en ce que le stator (9) et le carter (2) sont formés d'une seule pièce.

5. Pompe selon les revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le rotor (8) présente la forme d'une cloche, et en ce qu'il est muni de palettes de rotor (41) sur sa surface intérieure.

6. Pompe selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle présente deux étages, en ce que le rotor (8) porte des palettes de rotor (41, 41') sur ses surfaces intérieure et extérieure, et en ce qu'une douille de stator intérieure (16) et une douille de stator extérieure (17) sont prévues, qui portent des palettes de stator (42, 42') complémentaires.

7. Pompe selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'un troisième étage de pompe (41'', 42") prolonge les deux étages de pompe, qui se trouve entre l'arbre (11) et la douille intérieure (16).

8. Pompe selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'étage de pompe (41'', 42") est prolongé par une section au niveau de laquelle se trouve le moteur d'entraînement (13, 14), et en ce que le stator de moteur (14) et le rotor de moteur (13) sont pourvus de configurations de surfaces actives de pompage.

9. Pompe selon la revendication 8, caractérisée en ce que le stator de moteur (14) et le rotor de moteur (13) présentent des configurations actives de pompage à géométrie anglaise.

10. Pompe selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les palettes (41, 42), du moins dans la zone côté pression, présentent une longueur qui correspond à la profondeur de filet connue des pompes de Holweck (géométrie anglaise).

11. Pompe selon la revendication 10, caractérisée en ce que la configuration des palettes passe - de préférence continûment - du principe de turbo à la configuration anglaise.

12. Pompe selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'épaisseur des palettes de rotor (41) est différente de l'épaisseur des palettes de stator (42), et en ce que les palettes présentant la plus grande épaisseur sont munies des fentes (61).

13. Pompe selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le stator et le rotor sont couplés l'un à l'autre par technique oscillante, et en ce que le système (3) constitué de l'unité de stator et de l'unité de rotor est maintenu conjointement dans le carter (2, 7) à l'aide d'éléments oscillants (4, 5).

14. Pompe selon la revendication 13, caractérisée en ce que des paliers mécaniques (23, 36) sont prévus, et en ce que le rotor et le stator sont couplés l'un à l'autre à l'aide des paliers mécaniques.

15. Pompe selon la revendication 13 ou 14, caractérisée en ce que le stator (9) et le rotor (8) sont rigidement couplés l'un à l'autre par technique oscillante.

16. Pompe selon la revendication 15, caractérisée en ce qu'entre l'unité de rotor (8) et le palier (23, 36) et/ou le palier (23, 36) et l'unité de stator (9) un ajustage coulissant axial (22, 35) est prévu.

17. Pompe selon la revendication 14, caractérisée en ce qu'entre l'un des paliers et l'unité de stator est disposé un joint torique (63) servant à rattraper un jeu d'ajustage.

18. Pompe selon l'une des revendications 13 à 17, caractérisée en ce que le carter (2) forme une douille de serrage qui, conjointement avec un couvercle (7) frontal, accouple le système rotor-stator.

19. Pompe selon l'une des revendications 13 à 18, caractérisée en ce qu'un arbre central (11) ainsi qu'un rotor (12) sont des composants de l'unité de rotor (8), et en ce que l'unité de rotor (8) s'appuie dans l'unité de stator (9) à l'aide des paliers (23, 36).

20. Pompe selon l'une des revendications 13 à 19, caractérisée en ce que des douilles (15, 16, 17) ainsi que des logements pour des éléments oscillants (4, 5, 24, 32) sont des composants de l'unité de stator (9) à l'aide desquels le système rotor-stator (3) s'appuie dans le carter (2, 7).

21. Pompe selon la revendication 20, caractérisée en ce que l'unité de stator (9) forme un deuxième carter intérieur.

22. Pompe selon la revendication 21, caractérisée en ce que le carter intérieur est étanche au vide, et en ce que le carter extérieur (2) est muni de fentes d'aération (39).

23. Pompe selon la revendication 19 ou 20, caractérisée en ce que son rotor (12) présente la forme d'une cloche, et en ce qu'il existe trois étages de pompe.

24. Pompe selon la revendication 23, caractérisée en ce que le stator (9) comprend trois douilles (15, 16, 17) dont une est disposée côté pression et deux sont disposées côté aspiration, à savoir respectivement l'une à l'extérieur et l'une à l'intérieur de la paroi de rotor (18).

25. Pompe selon la revendication 24, caractérisée en ce que la douille (15) côté pression et la douille (16) côté aspiration intérieure sont munies de bords (26, 28) extérieurs accouplés l'un à l'autre à l'aide d'un écrou-raccord (27) pouvant être vissé sur le côté pression de la douille extérieure.

26. Procédé de montage d'une pompe à vide à friction (1) comprenant un stator (3) qui comporte un paquet de palettes de stator consistant en plusieurs rangées de palettes de stator (42, 42', 42"), ainsi qu'un rotor qui comporte un paquet de palettes de rotor consistant en plusieurs rangées de palettes de rotor, les rangées de palettes de stator et les rangées de palettes de rotor s'engrenant les unes dans les autres dans l'état monté prêt à fonctionner, les palettes de l'un des deux paquets de palettes étant munies de fentes (61), dont la disposition, la profondeur et la largeur sont choisies de telle sorte, que le stator (3) et le rotor (8) peuvent être vissés et dévissés, caractérisé en ce que le montage du système stator-rotor (3) est réalisé en vissant le stator (9) et le rotor (8, 12) l'un dans l'autre.

Zeichnung