(19)
(11) EP 2 594 803 A1

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
22.05.2013  Patentblatt  2013/21

(21) Anmeldenummer: 12190912.1

(22) Anmeldetag:  31.10.2012
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC): 
F04D 19/04(2006.01)
F04D 29/64(2006.01)
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
Benannte Erstreckungsstaaten:
BA ME

(30) Priorität: 16.11.2011 DE 102011118661

(71) Anmelder: PFEIFFER VACUUM GMBH
35614 Asslar (DE)

(72) Erfinder:
  • Hofmann, Jan
    35305 Grünberg (DE)
  • Schweighöfer, Michael
    35614 Aßlar (DE)
  • Stoll, Tobias
    35644 Hohenahr (DE)

(74) Vertreter: Manitz, Finsterwald & Partner GbR 
Martin-Greif-Strasse 1
80336 München
80336 München (DE)

   


(54) Reibungsvakuumpumpe


(57) Die Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe mit einem Rotor (2), welcher von einem Wälzlager (4) drehbar unterstützt ist und welcher eine Nabe (8) und eine an der Nabe befestigte Hülse (10), mit einem ersten Ende (12) und einem freien, der Nabe abgewandten zweiten Ende (14) aufweist, und mit einem Stator (20), der konzentrisch zur Hülse diese unter Bildung eines Spaltes (30) mit einer Spaltweite (100) umgebend angeordnet ist. Um die Vakuumdaten zu verbessern, wird vorgeschlagen, dass die Spaltweite zum Wälzlager hin abnimmt.




Beschreibung


[0001] Die Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.

[0002] Die am Markt seit Jahrzehnten in vielen verschiedenen industriellen Anwendungen, beispielsweise bei Gasanalyse und Halbleiterherstellung, erfolgreichen Turbomolekularpumpen werden zum Teil als so genannte Compoundpumpen gestaltet. Mit diesem Begriff wird verdeutlicht, dass neben dem turbomolekularen Pumpabschnitt eine molekulare Pumpstufe auf dem Rotor der Pumpe vorgesehen ist.

[0003] Eine erfolgreiche Bauart solcher molekularen Pumpstufen ist die nach ihrem Erfinder benannte Holweckpumpstufe. Eine meist glatte Hülse rotiert in einem innerhalb oder außerhalb der Hülse angeordneten Stator, welcher auf der der Hülse zugewandten Seite in der Regel mehrere schraubenlinienartige Nuten besitzt. Zwischen Stator und Hülse befindet sich ein Spalt, der in der Regel weniger als ein Millimeter weit ist, oft sogar nur Bruchteile von Millimetern, beispielsweise einige Zehntel Millimeter.

[0004] Bestimmend für die Bemessung des Spaltes sind geometrische Daten, beispielsweise Fertigungstoleranzen, der Einfluss der Fliehkräfte auf den Hülsendurchmesser und die thermische Ausdehnung während des Betriebes. Diese Einflüsse führen zu einem weiten Spaltmaß, welches die Güte der Vakuumdaten, beispielsweise die Kompression, begrenzt.

[0005] Es ist daher Aufgabe, eine Holweckpumpstufe mit verbesserten Vakuumdaten vorzustellen.

[0006] Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vakuumpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die abhängigen Ansprüche 2 bis 13 geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung an.

[0007] Die Spaltweite des Spaltes zwischen Hülse und Stator variiert, wobei sich die Spaltweite des Spalts vorzugsweise in axialer Richtung der Vakuumpumpe ändert und in verschiedenen axialen Höhen verschiedene Werte annimmt. Die nicht konstante Spaltweite kann in einfacher Weise auf die im Bereich der jeweiligen axialen Höhe zu erwartende maximale radiale Auslenkung des Rotors abgestimmt werden, wodurch die Pumpeffizienz erhöht wird.

[0008] Die Hülse kann ein erstes Ende und ein freies, der Nabe abgewandtes zweites Ende aufweisen.

[0009] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Rotor der Vakuumpumpe von einem Wälzlager drehbar unterstützt und nimmt die Spaltweite in Richtung zum Wälzlager ab. Aufgrund dessen geringen Spiels wird ein enger Spalt erreicht, wodurch die Vakuumdaten erheblich verbessert werden. Bei leichten Gasen wie beispielsweise Helium kann beispielsweise die Kompression um eine gute Dekade verbessert werden.

[0010] Neben dem Wälzlager kann ein Permanentmagnetlager zum Stützen des Rotors zum Einsatz kommen. In diesem Fall kommt die beanspruchte Spaltgestaltung besonders vorteilhaft zur Geltung, da Permanentmagnetlager ein großes Spiel besitzen und damit große Spalte erfordern. Der Spalt ist dann vorzugsweise in Richtung Permanentmagnetlager weit und in Richtung Wälzlager eng bzw. weist eine in Richtung zu dem Permanentlager zunehmende Spaltweite auf. Im Stand der Technik würde der Spalt jedoch nach dem Spiel des Permanentmagnetlagers bemessen. Durch Anwendung der Merkmale der Ansprüche 1 bis 13 wird von diesem jahrzehntelang genutzten Vorgehen abgewichen und wenigstens abschnittweise ein Spalt erreicht, der auf das Spiel im Permanentmagnetlager keine Rücksicht nimmt. Bei einer Lagerung des Rotors mit Permanentmagnetlager und Wälzlager erfolgt daher eine besonders vorteilhafte Leistungssteigerung.

[0011] Die Hülse und der Stator sind vorzugsweise Teil einer Holweckpumpstufe oder bilden eine Holweckpumpstufe. Die Hülse kann von der Nabe getragen sein. Die Hülse ist vorzugsweise konzentrisch und insbesondere rotationssymmetrisch zu der Rotationsachse der Vakuumpumpe ausgebildet und weist vorzugsweise die Form eines zu der Rotationsachse koaxialen Zylindermantels auf.

[0012] Prinzipiell ist im Rahmen der Erfindung auch eine Ausgestaltung denkbar, bei der die Spaltweite nicht in Richtung des Wälzlagers abnimmt, sondern z.B. stetig oder stufenförmig in Richtung des Wälzlagers zunimmt.

[0013] Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Vakuumpumpe zwei in Axialrichtung hintereinander angeordnete Hülsen, welche insbesondere zusammen eine gemeinsame Holweckpumpstufe bilden oder Teil einer gemeinsamen Holweckpumpstufe sein können. Die zwei Hülsen können dabei zusammen zumindest einen Teil einer insbesondere zylindermantelförmigen und/oder glatten Oberfläche des Rotors bilden, welche zusammen mit einem Stator den Spalt definiert. Die Nabe, an der zumindest eine der Hülsen befestigt ist, kann sich dabei in axialer Richtung zwischen den Hülsen befinden und die Hülsen können sich in Bezug auf die Nabe in entgegengesetzte axiale Richtungen erstrecken. Die beiden Hülsen können prinzipiell auf derselben Nabe angeordnet bzw. von derselben Nabe getragen sein. Die Hülsen können auch von verschiedenen Naben getragen sein, wobei die zwei Naben in axialer Richtung voneinander beabstandet sind und/oder wobei eine der zwei Naben zwischen der anderen Nabe und einem Permanentmagnetlager der Vakuumpumpe angeordnet ist.

[0014] Eine Hülse der Vakuumpumpe kann auch in einem von ihren axialen Enden beabstandeten Bereich bzw. in einem zwischen ihren axialen Enden angeordneten Bereich mit der Nabe verbunden oder von der Nabe getragen sein, wobei sich die Hülse ausgehend von der Nabe in entgegengesetzte axiale Richtungen erstreckt.

[0015] Die Vakuumpumpe kann einen konzentrisch innerhalb der Hülse angeordneten Stator und einen konzentrisch außerhalb der Hülse angeordneten Stator umfassen, wobei jeder Stator mit der Hülse einen Spalt mit einer Spaltweite bildet und wobei die beiden Spalte vorzugsweise parallel zueinander pumpen, d.h. z.B. an ihren stromabwärtigen Enden zusammengeführt sind. Der durch den inneren Stator gebildete Spalt kann dabei über eine oder mehrere Öffnungen der Nabe für das zu fördernde Gas zugänglich sein, welche jeweils einen Gaseinlass für den Spalt bilden. Die beiden Spalte können jeweils Teil einer Holweckstufe sein. Die Spaltweite des durch den äußeren Stator gebildeten Spalts und/oder die Spaltweite des durch den inneren Stator gebildeten Spalts kann, insbesondere in axialer Richtung, variieren und insbesondere zum Wälzlager hin abnehmen. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform variiert die Spaltweite des durch den inneren Stators gebildeten Spalts stärker und nimmt insbesondere zum Wälzlager hin stärker zu als die Spaltweite des durch den äußeren Stator gebildeten Spalts. Alternativ oder zusätzlich kann die minimale Spaltweite des durch den inneren Stator gebildeten Spalts geringer sein als die minimale Spaltweite des durch den äußeren Stator gebildeten Spalts. Dadurch lässt sich ein unterschiedliches Pumpverhalten der beiden Pumpstufen, welches durch die verschiedenen radialen Abstände der beiden Spalte von der Drehachse und die dadurch hervorgerufenen verschiedenen Relativgeschwindigkeiten bedingt ist, ausgleichen, wodurch insbesondere bei dem parallelen Betrieb der Pumpstufen ein verbessertes Pumpverhalten erzielt wird. Die Spaltweite eines der Spalte, insbesondere des durch den äußeren Stator gebildeten Spalts, kann prinzipiell auch konstant sein.

[0016] Vorteilhaft wirkt sich eine zum Wälzlager hin abnehmende Spaltweite auch bei einer parallel pumpenden Anordnung von äußerer und innerer Oberfläche einer Hülse oder mehreren Hülsen aus. Hierbei erlaubt die Spaltweitenabnahme eine sehr genaue Abstimmung der Kompressionen der unterschiedlichen parallel zueinander pumpenden Spalte, beispielsweise kann der Einfluss der unterschiedlichen Relativgeschwindigkeiten zwischen ruhenden und stehenden Komponenten auf die Kompression ausgeglichen werden.

[0017] Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform nimmt die Spaltweite linear oder stufenweise ab oder zu. Die Spaltweite kann prinzipiell über einen Teil der Spaltlänge oder die gesamte Spaltlänge hinweg variieren. Die Spaltweite kann z.B. in einem ersten Abschnitt variieren und in einem zweiten Abschnitt konstant sein. Ebenso kann die Spaltweite in verschiedenen Abschnitten unterschiedlich variieren und beispielsweise in einem ersten Abschnitt stetig und insbesondere linear und in einem zweiten Abschnitt stufenweise zu- oder abnehmen. Die Spaltweite kann über ihre gesamte Länge in derselben axialen Richtung zu- oder abnehmen, sie kann aber auch in einem ersten Abschnitt in axialen Richtung zunehmen und in einem anderen Abschnitt in derselben axialen Richtung abnehmen. Die verschiedenen Abschnitte sind vorzugsweise durch verschiedene axiale Längenabschnitte des Spalts gebildet. Eine über einen Teil der axialen Länge oder die gesamte axiale Länge der Hülse vorhandene Variation der Spaltweite in axialer Richtung kann über den gesamten Umfang der Hülse gegeben sein, was aber nicht zwingend ist.

[0018] Der Spalt kann zumindest über einen Teil seiner axialen Länge und insbesondere über im Wesentlichen seine gesamte axiale Länge im Wesentlichen konisch oder kegelstumpfmantelförmig ausgebildet sein.

[0019] An Hand eines Ausführungsbeispiels und seiner Weiterbildungen soll die Erfindung näher erläutert und die Darstellung ihrer Vorteile vertieft werden.

[0020] Es zeigen:
Fig. 1:
Schematische Schnittdarstellung von Rotor und Stator einer Holweckstufe mit zwei Wälzlagern;
Fig. 2:
Schematische Schnittdarstellung von Rotor und Stator einer Holweckstufe, gelagert mit einem Wälzlager und einem Permanentmagnetlager;
Fig. 3:
Schematische Schnittdarstellung von Hülse und Stator der Holweckstufe;
Fig. 4:
Schematische Schnittdarstellung eines Rotors mit turbomolekularen Pumpelementen und mehreren Hülsen sowie Stator;
Fig. 5:
Schematische Schnittdarstellung eines Rotors mit parallel wirkenden Hülsen.


[0021] In Fig. 1 sind in einer schematischen Darstellung der Rotor 2 und der Stator 20 einer Vakuumpumpe gezeigt. Der Rotor 2 weist eine Nabe 8 auf, welche eine Hülse 10 trägt.

[0022] Der Rotor 2 wird von einem Wälzlager 4 drehbar unterstützt, welches sich in einem Abstand 102 zur Nabe 8 befindet. Zur weiteren Stützung des Rotors 2 kann ein zweites Wälzlager 6 vorgesehen sein.

[0023] Konzentrisch zur Hülse 10 ist ein Stator 20 vorgesehen, der die Hülse 10 unter Bildung eines Spaltes 30 umgibt. Der Stator 20 besitzt auf seiner radial inneren Oberfläche schraubenlinienartige Nuten 24 oder vergleichbare zum Erzielen eines Pumpeffektes geeignete Pumpstrukturen. Zwischen den Nuten bleiben Stege 22 stehen. Der Spalt 30 besitzt eine Weite 100, die zwischen der der Hülse 10 zugewandten Oberfläche der Stege 22 und der Oberfläche der Hülse 10 bestimmt wird. Zusätzlich oder alternativ zu statorseitigen Pumpstrukturen kann auch die Hülse 10 zum Erzielen eines Pumpeffektes geeignete Pumpstrukturen aufweisen, wobei sich die Spaltweite 100 des Spalts 30 auch in diesem Fall auf die Oberfläche der Stege der Pumpstrukturen bezieht.

[0024] Der Rotor 2 wird von einem Antrieb in Drehung versetzt, wobei der Antrieb statorseitig eine Motorspule 42 und rotorseitig einen Antriebsmagneten 44 umfassen kann. Die Drehzahl ist so bemessen, dass in dem Spalt 30 zwischen Hülse 10 und Stator 20 ein molekularer Pumpeffekt bewirkt wird. Hierdurch wird Gas in Richtung 104 gepumpt, die zum Wälzlager 4 hin orientiert ist.

[0025] Die Hülse besitzt ein erstes Ende 12, an welchem sie an der Nabe 8 befestigt sein kann. Hierbei kann es sich um eine Klebeverbindung handeln, welche vorteilhaft die Wahl der Materialpaarung von Nabe 8 und Hülse 10 erleichtert. Ein zweites Ende 14 ist der Nabe 8 abgewandt und frei. Je nach Länge der Hülse 10 kann dieses zweite Ende 14 zwischen Nabe 8 und Wälzlager 4 angeordnet sein. Alternativ kann sich das Wälzlager 4 zwischen Nabe 8 und zweitem Ende 14 befinden.

[0026] Durch die Drehung weitet sich die Hülse 10 auf. Daher ist es vorteilhaft, Hülse 10 und Scheibe 8 aus unterschiedlichen Materialen zu gestalten, die Hülse 10 beispielsweise aus einem kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK), die Nabe 8 aus einem Aluminium. Hierbei wird beobachtet, dass sich die Nabe 8 unter Einwirkung von Fliehkraft und Temperatur stärker aufweitet als die Hülse 10. Bei Verwendung eines zweiten Wälzlagers 6 ist die Ausdehnung der Nabe 8 die bestimmende Größe. Es wird nun vorgeschlagen, den Spalt 30 nicht nach dieser Ausdehnung festzulegen sondern so zu gestalten, dass die Spaltweite 100 zum Wälzlager 4 hin abnimmt. Mit diesem konischen Spalt 30 wird bewirkt, dass in Pumprichtung die Vakuumdaten besser werden. Gerade für leichte Gase wird beispielsweise die Kompression um eine gute Dekade verbessert. Aufgrund des kleinen Spiels des Wälzlagers 4 kann dort die Spaltweite 100 am geringsten sein.

[0027] In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das zweite Ende 14 auf einer axialen Höhe in einem Bereich zwischen dem 0,8fachen und dem 1,2fachen des Abstandes 102 zwischen Nabe 8 und Wälzlager 4 angeordnet. Der Vorteil der Verbesserung der Vakuumdaten ist hierdurch ausgeprägt, denn in diesem Bereich der axialen Höhe ist die Auslenkung der Hülse 10 gering und es können sehr enge Spalte 30 gewählt werden.

[0028] In einer nächsten vorteilhaften Weiterbildung befindet sich das zweite Ende 14 daher auf Höhe des Wälzlagers 4, da dann höchster Arbeitsdruck innerhalb des Spaltes 30 und geringster Spaltweite 100 zusammenfallen.

[0029] Die Fig. 2 zeigt eine Weiterbildung, bei der statt des zweiten Wälzlagers 6 ein Permanentmagnetlager 40 zur Unterstützung des Rotors 2 vorgesehen ist. Der Vorteil eines solchen Lagers 40 liegt in der Hochvakuumtauglichkeit und Verschleißfreiheit. Allerdings besitzen Permanentmagnetlager 40 bei den in Vakuumpumpen möglichen Baugrößen auch bei Einsatz modernster Magnetmaterialien eine geringere Steifigkeit in radialer Richtung als ein Wälzlager 4, 6. Dies bedeutet je nach Betriebsbedingungen, beispielsweise Einbaulage, eine größere radiale Auslenkung des Rotors 2 am Permanentmagnetlager 40, aber auch im Bereich der im Abstand 102 zum Wälzlager 4 befindlichen Nabe 8. Daher wurde die Spaltweite 100 des Spaltes 30 zwischen Stator 20 und Hülse 10 nach bisherigem Stand des Fachwissens über seine gesamte Länge nach der Auslenkung der Nabe 8 bestimmt. Je nach Hülsenmaterial kam hier noch die Fliehkraftausdehnung der Hülse 10 hinzu. Es wird nun vorgeschlagen, dass die Spaltweite 100 zum Wälzlager 4 hin abnimmt. Hierdurch werden die Vakuumdaten aufgrund des in Pumprichtung 104 durch die kleiner werdenden Abmessungen gesteigerten Pumpeffekts verbessert. Dies wird insbesondere erreicht, wenn gemäß einer Weiterbildung des Gedankens das Permanentmagnetlager 40 dem ersten Ende 12 der Hülse 10 zugeordnet ist, d.h. insbesondere in axialer Richtung von der Hülse 10 beabstandet und von dem ersten Ende 12 der Hülse 10 weniger weit entfernt ist als von deren zweitem Ende 14.

[0030] Vorteilhaft ist eine Weiterbildung, nach der die Hülse 10 aus einem kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) hergestellt ist, wodurch zum Wälzlager 4 hin, insbesondere auf Höhe des Wälzlagers 4, ein sehr kleiner Spalt 30 erreicht wird.

[0031] Weitergehende Gestaltungsmerkmale, die mit den bereits genannten Merkmalen kombiniert werden können, sollen anhand von Fig. 3 verdeutlicht werden. Dargestellt sind Rotor 2 und Stator 20 sowie im rechten Teil der Abbildung der Verlauf der Spaltweite 100 über die Spaltlänge.

[0032] Das erste Ende 12 der Hülse 10 kann entweder beispielsweise durch eine Klebe-, Klemm- oder Schrumpfverbindung mit der Nabe 8 verbunden sein. Alternativ kann die Hülse 10 über die Nabe 8 in axialer Richtung hinausgezogen sein, wie es in Fig. 3 durch gestrichelte Linien dargestellt ist. Die Nabe 8 ist dabei zwischen dem gepunktet dargestellten ersten Ende 12' der über die Nabe 8 hinausgezogenen Hülse 10 und dem zweiten Ende 14 der Hülse 10 angeordnet. Der Stator 20 kann dann entsprechend verlängert sein, ebenfalls gepunktet dargestellt. Denkbar ist auch zur Vereinfachung der Fertigung, den Stator 20 entlang einer Statorteilungslinie 110 zu trennen und mehrstückig auszuführen.

[0033] Anstelle einer durchgehend linearen Änderung der Spaltweite über die Spaltlänge 108 kann die Änderung der Spaltweite auch abschnittsweise verlaufen. Beispielhaft gezeigt ist die Teilung in einen ersten und einen zweiten Abschnitt 90 und 92. Gemäß erstem beispielhaften Verlauf 94 nimmt die Spaltweite zunächst linear ab und geht dann stetig in einen konstanten Teil über. Gemäß einem zweiten beispielhaften Verlauf 96 erfolgt die Verringerung der Spaltweite stufenweise, die Spaltweite nimmt in Sprüngen von zweitem Ende 14 zu erstem Ende 12 ab.

[0034] Die Weiterbildung nach Fig. 4 zeigt einen von einem Wälzlager 4 und einem Permanentmagnetlager 40 gestützten Rotor 2. Zwischen der Nabe 8 und dem Permanentmagnetlager ist eine turbomolekulare Pumpstruktur 50 vorgesehen, welche Komponenten des Permanentmagnetlagers 40 umgeben kann.

[0035] Die Nabe 8 trägt eine erste Hülse 10 und zusätzlich zu dieser eine zweite Hülse 16, die an der Nabe 8 befestigt oder einstückig mit ihr ausgeführt und auf einer der ersten Hülse 10 ab gewandten Seite der Nabe angeordnet ist. Ein Stator 20 umgibt die erste und zweite Hülse 16 konzentrisch unter Bildung eines Spaltes. Dieser sich über die Längen beider Hülsen 10, 16 erstreckende Spalt ist nach den bereits dargestellten Gesichtspunkten gestaltet. Insbesondere nimmt die Spaltweite über die Spaltlänge 108 in Richtung des Wälzlagers 4 ab. Diese Anordnung erlaubt den Einsatz eines Metalls als Material für die zweite Hülse 16, da der Spalt dann im Bereich der größten Fliehkraftaufweitung auch die größte Spaltweite aufweist.

[0036] Die Nabe 8 kann entlang einer Nabenteilungslinie 112 in Richtung der Rotorlängsachse geteilt sein, so dass eine zweite Nabe 8b entsteht, die von der ersten beabstandet sein kann.

[0037] Weitere Hülsen zur Bildung eines molekularen Pumpabschnittes können vorhanden sein, beispielsweise eine dritte Hülse 18, die konzentrisch innerhalb der ersten Hülse 10 angeordnet ist.

[0038] Gemäß der Weiterbildung, die in Fig. 5 im schematischen Schnitt dargestellt ist, wird vorgeschlagen, die auf dem Rotor 2 befestigte Nabe 8 mit wenigstens einer Öffnung 60 zu versehen und einen Zwischenstator 62 konzentrisch zur ersten Hülse 10 und radial innerhalb dieser anzuordnen. Der Zwischenstator 62 bildet mit der ersten Hülse 10 einen pumpaktiven Innenspalt 64 aus. Die erste Hülse 10 wirkt zudem mit einem konzentrisch die erste Hülse 10 umgebenden Stator 20 unter Bildung des Spaltes 30 pumpaktiv zusammen. Durch diese Anordung entsteht eine parallel arbeitende Pumpstufe bzw. zwei parallel arbeitende Pumpstufen, in der bzw. in denen entlang der Außenseite und entlang der Innenseite der ersten Hülse 10 Gas gefördert wird. Bei molekularem Pumpen hängt die Pumpwirkung von den Relativgeschwindigkeiten der bewegten Bauteile zu den ruhenden Bauteilen ab. Daher ist es nicht einfach, eine effektiv parallel pumpende Anordnung zu schaffen. Es wird nun vorgeschlagen, dass die Spaltweite 100 des Spaltes 30 und die Spaltweite 106 des Spaltes 64 zum Wälzlager 4 hin abnimmt. Diese Abnahme erlaubt durch Wahl der Spaltweitenänderung ein feines Einstellen der durch den jeweiligen Spalt 30, 64 erreichten Kompression, also dem Druckverhältnis zwischen Spaltbeginn und Spaltende. Dieses feine Einstellen ergibt eine sehr effektiv parallel pumpende Holweckstufe mit besseren Leistungsdaten als im Stand der Technik.

[0039] Zusätzlich zur ersten Hülse 10 kann eine dritte Hülse 18 konzentrisch zur ersten und radial innerhalb des Zwischenstators 62 angeordnet sein. So entsteht ein weiterer Pumpkanal. Weitere Hülsen, auch gemäß Fig. 4, können kombiniert werden.


Ansprüche

1. Vakuumpumpe mit einem Rotor (2), welcher wenigstens eine Nabe (8) und wenigstens eine an der Nabe befestigte Hülse (10) aufweist, und mit wenigstens einem Stator (20), der unter Bildung eines Spaltes (30, 64) mit einer Spaltweite (100, 106) konzentrisch zur Hülse (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltweite (100, 106) variiert.
 
2. Vakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (2) von einem Wälzlager (4) drehbar unterstützt ist und die Spaltweite (100, 106) zum Wälzlager (4) hin abnimmt.
 
3. Vakuumpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Permanentmagnetlager (40) zur Stützung des Rotors (2) vorgesehen ist.
 
4. Vakuumpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Permanentmagnetlager (40) einem ersten Ende (12, 12') der Hülse (10) zugeordnet ist.
 
5. Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein freies, der Nabe (8) abgewandtes zweites Ende (14) der Hülse (10) auf Höhe des Wälzlagers (4) angeordnet ist.
 
6. Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass ein freies, der Nabe (8) abgewandtes zweites Ende (14) der Hülse (10) auf einer axialen Höhe in einem Bereich zwischen dem 0,8fachen und dem 1,2fachen eines Abstandes (102) zwischen Nabe (8) und Wälzlager (4) angeordnet ist.
 
7. Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Nabe (8) und Permanentmagnetlager (40) eine turbomolekulare Pumpstruktur (50) vorgesehen ist.
 
8. Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Ende (12, 12') der Hülse (10) an der Nabe (8) befestigt ist.
 
9. Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Hülse (16) an der Nabe (8) befestigt und auf einer der ersten Hülse (10) abgewandten Seite der Nabe (8) angeordnet ist.
 
10. Vakuumpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Hülse (16) an einer zweiten Nabe (8b) befestigt ist, welche zwischen der Nabe (8) und einem Permanentmagnetlager (40) der Vakuumpumpe angeordnet ist.
 
11. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (10) mittels einer Klebeverbindung mit der Nabe (8) verbunden ist.
 
12. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (8) wenigstens eine Öffnung (60) aufweist, welche Gas zwischen der Hülse (10) und einem konzentrisch innerhalb der Hülse (10) angeordneten Zwischenstator (62) eintreten lässt, der mit der Hülse (10) einen pumpaktiven Innenspalt (64) ausbildet, dessen Spaltweite (106) variiert und insbesondere zu einem Wälzlager (4) der Vakuumpumpe hin abnimmt.
 
13. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltweite (100, 106) linear oder stufenweise zunimmt oder abnimmt.
 




Zeichnung



















Recherchenbericht









Recherchenbericht