Gehäuse für eine Turbomolekularvakuumpumpe

Abstract

 Die Erfindung bezieht sich auf ein Gehäuse für eine Turbomolekularvakuumpumpe mit einem Anschlußflansch (3) aus gutwärmeleitendem Werkstoff, z.B. Aluminium, und einem Gehäusemantel (1). Um zu verhindern, daß sich der Gehäusemantel (1) während des Ausheizens des an den Anschlußflansch (3) angeschlossenen Rezipienten unerwünscht stark erwärmt, ist der Gehäusemantel (1) zumindest im sich an den Anschlußflansch (3) anschließenden Bereich so ausgebildet, daß die Wärmeleitfähigkeit in diesem Bereich gering ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Gehäuse für eine Turbomolekularvakuumpumpe mit einem Anschlußflansch aus gutwärmeleitendem Werkstoff, z. B. Aluminium, und einem Gehäusemantel. Als Werkstoff für den Anschlußflansch können auch Kupfer oder Messing in Frage kommen.

[0002] Turbomolekularvakuumpumpen gehören zu den Hoch- und Ultrahochvakuumpumpen, d. h., daß sie Enddrücke bis zu 10^-10 mbar erreichen. Um in einem Rezipienten einen solchen Enddruck in angemessener Zeit zu erzeugen, ist es erforderlich, diesen auszuheizen, und zwar in der Regel bis zu 200° C, gelegentlich auch höher. Dadurch werden die in die Innenwandung des Rezipienten hineindiffundierten Gasmoleküle relativ schnell freigesetzt, die sonst über lange Zeiten das Erreichen des Enddruckes verhindern würden.

[0003] In zunehmendem Maße werden Rezipienten, die Bestandteil von Ultrahochvakuum-Anlagen sind, einschließlich ihrer Anschlußflansche aus Aluminium gefertigt. In diesen Fällen ist es zweckmäßig, daß auch der Flansch der anzuschließenden Turbomolekularvakuumpumpe aus Aluminium besteht, da eine sichere UHV-Abdichtung - in der Regel mit einem metallischen Dichtring - nur dann gewährleistet ist, wenn Flansch und Gegenflansch aus gleichem Material (und damit gleichem Wärme-Ausdehnungskoeffizienten) bestehen. Bei UHV-Anlagen mit aus Aluminium bestehenden Rezipienten werden deshalb in der Regel Turbomolekularvakuumpumpen eingesetzt, deren Gehäuse einschließlich des Anschlußflansches ebenfalls aus Aluminium bestehen. Ähnlich liegen die Verhältnisse bei Rezipienten aus Kupfer oder Messing.

[0004] Nachteilig an einer solchen Anordnung ist, daß sich die Turbomolekularvakuumpumpe während des Ausheizens des Rezipienten ebenfalls stark erwärmt, was nicht nur für den Rotor - die Rotorfestigkeit, d. h. die Festigkeit der durch die Rotation auf Zug beanspruchten Aluminiumschaufeln, nimmt mit steigender Temperatur ab -,sondern auch für dessen Lagerung - das Lagerfett ist bei höheren Temperaturen (> 130⁰ C) nicht mehr stabil - unerwünscht ist.

[0005] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse für eine Turbomolekularvakuumpumpe zu schaffen, bei der die Gefahr einer unerwünscht starken Erwärmung während des Ausheizens des Rezipienten nicht mehr besteht.

[0006] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Gehäusemantel zumindest im sich an den Anschlußflansch anschließenden Bereich so ausgebildet ist, daß die Wärmeleitfähigkeit in diesem Bereich gering ist. Bei einer Turbomolekularvakuumpumpe mit einem in dieser Weise gestalteten Gehäuse verhindert die Wärmedurchgangssperre eine unerwünschte Aufheizung des Gehäuses und damit der darin befindlichen Bauteile, wie Rotor, Lagerung und dergleichen.

[0007] In den Figuren 1 bis 6 sind unterschiedliche Gestaltungsmöglichkeiten für ein Gehäuse nach der Erfindung dargestellt.

[0008] In allen Figuren sind der Gehäusemantel mit 1 und der die Anschlußöffnung 2 bildende bzw. umgebende Anschlußflansch mit 3 bezeichnet. Der Flansch 3 besteht aus Aluminium oder auch aus einem anderen Werkstoff mit guter Wärmeleitfähigkeit wie Messing oder Kupfer. Weitere Bauteile der Turbomolekularvakuumpumpe sind nicht dargestellt, da sie nicht Gegenstand der Erfindung sind.

[0009] Beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2 schließt sich der Gehäusemantel 1 unmittelbar an den Flansch 3 an.

[0010] Er besteht entweder nur im Bereich des Anschlußflansches (Abschnitt 1', Figur 2) oder insgesamt (Figur 1) aus einem Werkstoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit, z. B. Edelstahl, so daß der Wärmefluß vom Flansch 3 auf den Gehäusemantel 1 so stark behindert ist, daß eine unerwünscht hohe Erwärmung des Gehäusemantels während der Ausheizphase des nicht dargestellten Rezipienten verhindert ist.

[0011] Die weiteren Figuren 3 bis 6 zeigen Lösungen, bei denen sich zwischen dem Flansch 3 und dem Gehäusemantel 1 eine Wärmedurchgangssperre 4 befindet.

[0012] Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 besteht die Wärmedurchgangssperre 4 aus einem ringförmigen Abschnitt 5, der zwischen dem Gehäusemantel 1 und dem Flansch 3 eingeschweißt oder eingelötet ist und aus einem Werkstoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit, z. B. Edelstahl, besteht.

[0013] Fig. 4 zeigt ein ähnliches Ausführungsbeispiel wie Fig. 3. Die Wärmedurchgangssperre 4 besteht aus einem Ring 6, ebenfalls aus einem Werkstoff mit geringer Leitfähigkeit. Zusätzlich ist der Wärmefluß dadurch eingeschränkt, daß der ringförmige Abschnitt 6 teilweise eine verringerte Wandstärke aufweist.

[0014] Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 schließt sich an den Flansch 3 eine _Wärmedurchgangssperre 4 an, die ebenfalls aus Aluminium besteht. Die Begrenzung des Wärmeflusses ist dadurch erreicht, daß ein mäanderförmig gestalteter Ringabschnitt 7 die Wärmedurchgangssperre 4 bildet.

[0015] Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 befindet sich zwischen dem Anschlußflansch 2 und dem Gehäusemantel 1 ein Balgabschnitt 8. Dieser besteht aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit, vorzugsweise Edelstahl, so daß zwischen dem Flansch 3 und dem Gehäusemantel 1 eine wirksame Begrenzung des Wärmeflusses erreicht ist.

[0016] Als Werkstoff für die Wärmedurchgangssperre kommt im wesentlichen Edelstahl in Frage. Edelstahl hat eine Wärmeleitfähigkeit von 15, die damit um den Faktor 14 kleiner ist als die Wärmeleitfähigkeit von Aluminium. Auch die Werkstoffe Nickel oder Bronze kommen als Materialien für die Wärmedurchgangssperre in Frage.

Ansprüche

1. Gehäuse für eine Turbomolekularvakuumpumpe mit einem Anschlußflansch aus gutwärmeleitendem Werkstoff, z. B. Aluminium, und einem Gehäusemantel,
dadurch gekennzeichnet , daß der Gehäusemantel (1) zumindest im sich an den Anscnlußflansch (3) anschließenden Bereich (1', 4) so ausgebildet ist, daß die Wärmeleitfähigkeit in diesem Bereich gering ist.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der sich an den Anschlußflansch (3) anschließende Gehäusemantel (1) zumindest im Bereich des Anschlußflansches aus einem Werkstoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit besteht.

3. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sich zwischen Anschlußflansch (3) und Gehäusemantel (1) eine Wärmedurchgangssperre (4) befindet.

4. Gehäuse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß es einschließlich seines Anschlußflansches (2) aus Aluminium besteht und daß sich die Wärmedurchgangssperre (4) unmittelbar an den Flansch anschließt.

5. Gehäuse nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Wärmedurchgangssperre (4) von einem Gehäuseabschnitt (5 bis 8) mit geringerer Wandstärke und/oder balgähnlicher Gestaltung gebildet wird.

6. Gehäuse nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet daß ein ringförmiger Abschnitt (5, 6, 8) aus einem Werkstoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit die Wärmedurchgangssperre (4) bildet.

7. Gehäuse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der ringförmige Abschnitt (5, 6, 8) eine verringerte Wandstärke und/oder eine balgähnliche Gestaltung hat.

8. Gehäuse nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet daß der die Wärmedurchgangssperre (4) bildende ringförmige Abschnitt (5, 6, 8) aus Edelstahl besteht.

Zeichnung