DE102015113821B4 - Vakuumpumpe - Google Patents

Abstract

Eine Vakuumpumpe umfasst wenigstens eine Seitenkanalpumpstufe, die zu einer Rotorachse konzentrische Ringkanäle und in die Ringkanäle eintauchende, insbesondere schaufelartige Rotorelemente umfasst. Dabei weist die Seitenkanalpumpstufe zumindest zwei mit jeweils einem getrennten Einlass versehene erste Ringkanäle auf, die in unterschiedlichen zur Rotorachse senkrechten Ebenen angeordnet oder in einer gleichen zur Rotorachse senkrechten Ebene angeordnet und mit einem gemeinsamen Auslass versehen sind.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe, insbesondere eine Turbomolekularpumpe, mit wenigstens einer Seitenkanalpumpstufe, die zu einer Rotorachse konzentrische Ringkanäle und in die Ringkanäle eintauchende, insbesondere schaufelartige Rotorelemente umfasst.
• Vakuumpumpen werden in unterschiedlichen technischen Prozessen eingesetzt, um ein für den jeweiligen Prozess notwendiges Vakuum zu schaffen. Seitenkanalpumpstufen dienen insbesondere dazu, das Pumpverhalten in Arbeitsbereichen der Vakuumpumpe zu verbessern, in denen besonders hohe Vorvakuumdrücke, hohe Einlassdrücke oder hohe Gaslasten auftreten, und den Leistungsverbrauch von Vakuumpumpen in diesen Arbeitsbereichen zu verringern.
• Eine Seitenkanalpumpstufe, die auch als regenerative Pumpstufe bezeichnet wird, verwirklicht ein Pumpprinzip, welches für die Verwendung mit höheren Gasdrücken optimiert ist und insbesondere auch im laminaren Strömungsbereich einen energieeffizienten Pumpbetrieb ermöglicht, das heißt in dem oberhalb des molekularen Strömungsbereichs gelegenen Druckbereich. Demzufolge werden mit einer beispielsweise stromabwärts einer molekularen Pumpstufe angeordneten Seitenkanalpumpstufe der erreichbare Ausstoßdruck und die erreichbare Saugleistung der Vakuumpumpe erhöht und gleichzeitig der Leistungsverbrauch der Vakuumpumpe gering gehalten.
• Aus der EP 1 520 107 B1 ist bereits eine parallel pumpende Seitenkanalpumpstufe mit zur Rotorachse konzentrischen Ringkanälen bekannt, deren äußerster Ringkanal mit zwei Einlässen versehen ist. Durch das parallele Saugen kann bei dieser bekannten Seitenkanalpumpstufe zwar das Saugvermögen verbessert werden. Es besteht jedoch das Problem, dass sich die Erhöhung des Saugvermögens negativ auf die Kompression auswirkt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vakuumpumpe der eingangs genannten Art anzugeben, mit der das zuvor erwähnte Problem beseitigt, das heißt ein höheres Saugvermögen zumindest im Wesentlichen ohne Beeinträchtigung der Kompression erreicht wird.
• Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung durch eine Vakuumpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung durch eine Vakuumpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vakuumpumpen sind in den Unteransprüchen angegeben.
• Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung umfasst die Vakuumpumpe wenigstens eine Seitenkanalpumpe, die zu einer Rotorachse konzentrische Ringkanäle und in die Ringkanäle eintauchende, insbesondere schaufelartige Rotorelemente umfasst, wobei die Seitenkanalpumpstufe zumindest zwei mit jeweils einem getrennten Einlass versehene erste Ringkanäle aufweist, die in unterschiedlichen zur Rotorachse senkrechten Ebenen angeordnet und mit einem gemeinsamen Auslass versehen sind.
• Aufgrund dieser Ausbildung wird auf einfache Weise unter Aufrechterhaltung eines kompakten Aufbaus ohne wesentliche Beeinträchtigung der Kompression ein höheres Saugvermögen erreicht. Dies wird dadurch erreicht, dass die Seitenkanalpumpstufe ein zu förderndes Gas zumindest abschnittsweise im funktionalen Sinn parallel fördert, d.h. die Ringkanäle laufen sozusagen nebeneinander. Dagegen ist im Stand der Technik eine kontinuierliche, also in Serie geschaltete Förderung vorgesehen, d.h. die Ringkanäle sind sozusagen hintereinander angeordnet. Dies gilt auch für den weiteren Aspekt der Erfindung.
• Um ein paralleles Pumpen zu ermöglichen, umfasst die Seitenkanalpumpstufe oder regenerative Pumpstufe zumindest zwei Ringkanäle (Seitenkanäle), die jeweils nur einen separaten Einlass aufweisen, so dass die beiden Einlässe voneinander getrennt sind und das zu fördernde Gas zum Teil in dem einen und zum Teil in dem anderen Ringkanal gefördert wird. Die innerhalb der Ringkanäle umlaufenden schaufelartigen Rotorelemente bewirken in diesen Ringkanälen einen Pumpeffekt. Die beiden parallel pumpenden Ringkanäle sind mit nur einem gemeinsamen Auslass versehen. Eine entsprechend ausgeführte Seitenkanalstufe ist insbesondere für eine Integration in eine Turbomolekularpumpe geeignet. Bei der erfindungsgemäßen Vakuumpumpe kann es sich also insbesondere um eine Turbomolekularpumpe handeln.
• Den ersten Ringkanälen sind bevorzugt getrennte, jeweils nur in einen der beiden ersten Ringkanäle eintauchende Rotorelemente zugeordnet.
• Gemäß einer alternativen vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuumpumpe können den ersten Ringkanälen jedoch auch gemeinsame Rotorelemente zugeordnet sein, die jeweils sowohl in den einen als auch in den anderen ersten Ringkanal eintauchen.
• Die ersten Ringkanäle können in einem gleichen radialen Abstand zur Rotorachse angeordnet sein oder auch einen unterschiedlichen radialen Abstand zur Rotorachse aufweisen.
• Gemäß dem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst die Vakuumpumpe wenigstens eine Seitenkanalpumpstufe, die zu einer Rotorachse konzentrische Ringe und in die Ringkanäle eintauchende, insbesondere schaufelartige Rotorelemente umfasst, wobei in diesem Fall die Seitenkanalpumpstufe zumindest zwei mit jeweils einem getrennten Einlass versehene Ringkanäle aufweist, die in einer gleichen zur Rotorachse senkrechten Ebene angeordnet und mit einem gemeinsamen Auslass versehen sind.
• Dabei sind die beiden ersten Ringkanäle bevorzugt in einem radialen Abstand zueinander angeordnet.
• Es sind unterschiedliche Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vakuumpumpen gemäß dem ersten und dem zweiten Aspekt denkbar.
• So kann der gemeinsame Auslass der ersten Ringkanäle das zu fördernde Gas insbesondere gegen Atmosphäre ausstoßen oder an eine Vorpumpe übergeben. Eine alternative zweckmäßige Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuumpumpen zeichnet sich dadurch aus, dass der gemeinsame Auslass der ersten Ringkanäle das zu fördernde Gas in wenigstens einen weiteren Ringkanal der Seitenkanalpumpstufe übergibt. In diesem weiteren Ringkanal kann das zu fördernde Gas weiter verdichtet werden und dann insbesondere gegen Atmosphäre ausgestoßen oder an eine Vorpumpe übergeben werden.
• Der weitere Ringkanal kann insbesondere einen geringeren radialen Abstand zur Rotorachse besitzen als die ersten Ringkanäle.
• Bevorzugt ist der weitere Ringkanal in derselben zur Rotorachse senkrechten Ebene angeordnet wie zumindest der in Gasströmungsrichtung betrachtet unmittelbar vorhergehende erste Ringkanal.
• Gemäß einer alternativen zweckmäßigen Ausführungsform ist der weitere Ringkanal in einer anderen zur Rotorachse senkrechten Ebene angeordnet als die ersten Ringkanäle, wobei die ersten Ringkanäle in gleichen oder in unterschiedlichen zur Rotorachse senkrechten Ebenen angeordnet sein können.
• Wie bereits erwähnt, kann der weitere Ringkanal das zu fördernde Gas insbesondere gegen Atmosphäre ausstoßen oder an eine Vorpumpe übergeben.
• Gemäß einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuumpumpen sind die Rotorelemente von einer Rotornabe einer um die Rotorachse rotierenden Rotorwelle oder von einem mit der Rotornabe bzw. Rotorwelle rotierenden Rotorelementträger getragen oder an der Rotornabe bzw. dem Rotorelementträger ausgebildet. Der Träger oder die Nabe kann scheibenförmig ausgebildet sein und eine sich in einer zur Rotorachse senkrechten Ebene erstreckende Rotorscheibe bilden. Die Rotorelemente können von dem Träger oder von der Nabe abstehen und sich insbesondere axial, d.h. parallel zur Rotorachse erstrecken.
• Dabei ist zwischen der Rotornabe bzw. dem Rotorelementträger und der Begrenzung eines jeweiligen Ringkanals bevorzugt jeweils eine Spaltdichtung vorgesehen.
• Bevorzugt sind die erfindungsgemäßen Vakuumpumpen jeweils als Turbomolekularpumpe ausgeführt, die zumindest eine der Seitenkanalpumpstufe vorgeschaltete Turbomolekularpumpstufe umfasst.
• Die Vakuumpumpe bzw. Turbomolekularpumpe kann insbesondere auch wenigstens eine zwischen die zumindest eine Turbomolekularpumpstufe und die Seitenkanalpumpstufe geschaltete molekulare Pumpstufe umfassen.
• Die molekulare Pumpstufe kann insbesondere eine Holweck- oder Siegbahnstufe umfassen.
• Die schaufelartigen Rotorelemente können gegebenenfalls an Rotororganen einer molekularen Pumpstufe angeordnet oder einstückig an diese angeformt sein.
• Allgemein können die Rotorelemente in Form von separaten Komponenten vorgesehen oder einstückig mit einem gemeinsamen, wie auch immer ausgestalteten Träger ausgebildet sein. Ein solcher Träger kann mit einer anderen Komponente der Vakuumpumpe, z.B. einem Rotororgan, verbunden oder von dieser Komponente gebildet sein.
• So können beispielsweise ein oder mehrere schaufelartige Rotorelemente am freien, insbesondere bezogen auf die Vakuumpumpe auslassseitigen Ende einer Holweck-Hülse angeordnet bzw. angeformt sein. Dadurch lässt sich die Seitenkanalpumpstufe einfach in Pumprichtung hinter der Holweckpumpustufe anordnen, weil eine zusätzliche komplizierte Führung des Gases vermieden wird. Die Vakuumpumpe wird dadurch konstruktiv vereinfacht.
• Bei in gleichen Ebenen angeordneten ersten Ringkanälen können die Rotorelemente z.B. gegenüberliegend innen und außen an der Holweck-Hülse angeordnet oder angeformt sein und die ersten Ringkanäle bezogen auf die Holweck-Hülse gegenüberliegend verlaufen. Bei in unterschiedlichen Ebenen angeordneten Ringkanälen können die Rotorelemente z.B. gemeinsam an der Außenseite, gemeinsam an der Innenseite, oder aber auch für die zwei ersten Ringkanäle getrennt an der Außenseite und an der Innenseite angeordnet oder angeformt sein. Entsprechend können die ersten Ringkanäle innen, außen oder jeweils innen bzw. außen bezogen auf die Holweck-Hülse angeordnet sein.
• Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die endseitig an der Holweck-Hülse angeordneten oder angeformten Rotorelemente eine gemeinsame radiale Breite aufweisen, die kleiner ist als ein radialer Spalt für die Rotorelemente. Die Rotorelemente lassen sich dadurch einfach axial in den Spalt und in dahinter angeordnete Ringkanäle einführen, wodurch die Montage der Vakuumpumpe erheblich vereinfacht wird. Allgemein kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass die Rotorelemente in radialer Richtung nicht über die Holweck-Hülse oder über einen axial an den Bereich der Rotorelemente angrenzenden Bereich der Holweck-Hülse oder über eine gedachte axiale Verlängerung der Holweck-Hülse hinaus vorstehen.
• In einem Ausführungsbeispiel können die Rotorelemente von stehengebliebenem Material nach Materialwegnahme am freien Ende der Holweck-Hülse oder im Bereich des freien Endes der Holweck-Hülse gebildet sein.
• Die schaufelartigen Rotorelemente können beispielsweise auch auf ringförmigen Erhöhungen einer Rotornabe vorgesehen sein, wobei die entsprechenden Ringkanäle, in denen die schaufelartigen Rotorelemente umlaufen, um die schaufelartigen Rotorelemente herum vorgesehen sind.
• Die Ringkanäle können zumindest teilweise zwei Seitenwände und einen Kanalboden aufweisen, wobei wenigstens eine Seitenwand des Ringkanals gekrümmt ausgebildet ist. Dabei kann die Krümmung der wenigstens einen Seitenwand beispielsweise konkav ausgebildet sein. Es ist insbesondere auch eine axialsymmetrische Ausbildung des Ringkanals zu einer Mittelebene des Rotors denkbar. Die Krümmung der wenigstens einen Seitenwand kann im Querschnitt jeweils halbkreisförmig ausgebildet sein. Denkbar sind insbesondere auch solche Ausführungen, bei denen die schaufelartigen Rotorelemente im Querschnitt V-förmig ausgebildet sind.
• Von Vorteil ist auch, wenn eine Schaufelhöhe der schaufelartigen Rotorelemente 60 % bis 100 % der Breite einer zugeordneten Rotorscheibe beträgt.
• Der Seitenkanalradius kann insbesondere im Bereich von 80 % und 120 % der Rotorscheibenbreite liegen.
• Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuumpumpe besitzt der Kanalboden eine Breite in einem Bereich zwischen 20 % und 120 % der Rotorscheibenbreite.
• Der Schaufelabstand der Rotorschaufeln kann vorteilhafterweise in einem Bereich zwischen 50 % bis 100 % der Rotorscheibenbreite liegen. Dabei ist der Schaufelabstand bevorzugt kleiner als 55 % der Rotorscheibenbreite bei einer Seitenkanalfläche, die kleiner als das 2,5-fache der Schaufelfläche ist.
• Alternativ kann der Schaufelabstand beispielsweise auch größer als 85 % der Rotorscheibenbreite sein, und zwar bei einer Seitenkanalfläche, die größer als das 5-fache der Schaufelfläche ist.
• Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn die schaufelartigen Rotorelemente erste und zweite Teilschaufeln aufweisen, wie dies in der DE 10 2009 021 620 A1 beschrieben ist. Dabei kann der Winkel zwischen wenigstens einer Teilschaufel und der Bewegungsrichtung der Schaufel insbesondere weniger als 90° betragen.
• Ein jeweiliges Laufrad kann beispielsweise auch eine zweite Schaufel aufweisen, wobei zwischen den Schaufeln beispielsweise ein Mittelsteg in Richtung des Umfangs des Laufrades angeordnet ist, dessen Höhe wenigstens abschnittsweise geringer als die Höhe der Schaufeln ist. Dabei kann wenigstens eine Teilschaufel eine in Bezug zur Drehrichtung nacheilende Rückseite aufweisen, die sich über die Mitte des Randes des Laufrades erstreckt. Es kann auch wenigstens eine Schaufel an ihrer Rückseite eine Fase aufweisen. Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn die erste und zweite Teilschaufel in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind.
• Die schaufelartigen Rotorelemente können insbesondere auch Schaufeln umfassen, die jeweils eine in Bewegungsrichtung nacheilende Rückseite mit einer Außenkante aufweisen, die mit einer Fase versehen ist, wie dies in der DE 10 2009 021 642 A1 beschrieben ist.
• Dabei kann die Rückseite und die Fase jeweils eine ebene Fläche umfassen. Die Schaufel kann zwei Schaufelabschnitte mit jeweils einer Abschnittsrückseite umfassen, und wenigstens ein Schaufelabschnitt kann beispielsweise einen Winkel von weniger als 90° mit der Bewegungsrichtung bilden. Das Laufrad kann auch eine zweite Schaufel umfassen, wobei zwischen Schaufel und zweiter Schaufel ein Mittelsteg vorgesehen ist. Es sind beispielsweise auch solche Ausführungen denkbar, bei denen die Schaufel zwei Schaufelabschnitte umfasst, die in Bewegungsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind. Die Abschnittsrückseiten der Schaufelabschnitte können sich bis über eine Mitte des Laufrades erstrecken. Der Mittelsteg zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schaufeln kann wenigstens abschnittsweise eine Mittelsteghöhe aufweisen, die geringer ist als eine Schaufelhöhe. Die Schaufel kann in radialer Richtung insbesondere am Rand des Laufrades angeordnet sein.
• Umfasst die Vakuumpumpe wenigstens eine Turbomolekularpumpstufe, wenigstens eine molekulare Pumpstufe und wenigstens eine Seitenkanalpumpstufe oder regenerative Pumpstufe, so kann der Turbomolekularpumpstufe, der molekularen Pumpstufe und der Seitenkanalpumpstufe oder regenerativen Pumpstufe ein gemeinsamer Antrieb zugeordnet sein. Die betreffende Vakuumpumpe bzw. Turbomolekularpumpe kann in diesem Fall also mit nur einem Antrieb und nur einer Antriebswelle ausgeführt sein.
• Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
• 1 eine perspektivische Ansicht einer Turbomolekularpumpe des Standes der Technik,
• 2 eine Ansicht der Unterseite der Turbomolekularpumpe von 1,
• 3 einen Querschnitt der Turbomolekularpumpe längs der in 2 gezeigten Schnittlinie A-A,
• 4 eine Querschnittsansicht der Turbomolekularpumpe längs der in 2 gezeigten Schnittlinie B-B,
• 5 eine Querschnittsansicht der Turbomolekularpumpe längs der in 2 gezeigten Schnittlinie C-C,
• 6 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Turbomolekularpumpe.
• 7 eine Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Turbomolekularpumpe.
• 8 eine schematische Draufsicht einer beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vakuumpumpe, wobei die beiden ersten Ringkanäle einen unterschiedlichen radialen Abstand zur Rotorachse aufweisen,
• 9 eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuumpumpe mit in unterschiedlichen zur Rotorachse senkrechten Ebenen angeordneten ersten Ringkanälen,
• 10 eine schematische Teildarstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuumpumpe mit in unterschiedlichen zur Rotorachse senkrechten Ebenen angeordneten ersten Ringkanälen,
• 11 eine schematische Teildarstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuumpumpe mit in der gleichen zur Rotorachse senkrechten Ebene angeordneten ersten Ringkanälen,
• 12 einen Teilquerschnitt durch einen beispielhaften ersten Ringkanal der erfindungsgemäßen Vakuumpumpe,
• 13 einen beispielhaften Querschnitt eines ersten Ringkanals der erfindungsgemäßen Vakuumpumpe,
• 14 einen weiteren beispielhaften Querschnitt eines ersten Ringkanals der erfindungsgemäßen Vakuumpumpe, und
• 15 einen weiteren beispielhaften Querschnitt eines ersten Ringkanals der erfindungsgemäßen Vakuumpumpe.
• Die in 1 gezeigte Turbomolekularpumpe 111 umfasst einen von einem Einlassflansch 113 umgebenen Pumpeneinlass 115, an welchen in an sich bekannter Weise ein nicht dargestellter Rezipient angeschlossen werden kann. Das Gas aus dem Rezipienten kann über den Pumpeneinlass 115 aus dem Rezipienten gesaugt und durch die Pumpe hindurch zu einem Pumpenauslass 117 gefördert werden, an den eine Vorvakuumpumpe, wie etwa eine Drehschieberpumpe, angeschlossen sein kann.
• Der Einlassflansch 113 bildet bei der Ausrichtung der Vakuumpumpe gemäß 1 das obere Ende des Gehäuses 119 der Vakuumpumpe 111. Das Gehäuse 119 umfasst ein Unterteil 121, an welchem seitlich ein Elektronikgehäuse 123 angeordnet ist. In dem Elektronikgehäuse 123 sind elektrische und/oder elektronische Komponenten der Vakuumpumpe 111 untergebracht, z.B. zum Betreiben eines in der Vakuumpumpe angeordneten Elektromotors 125. Am Elektronikgehäuse 123 sind mehrere Anschlüsse 127 für Zubehör vorgesehen. Außerdem sind eine Datenschnittstelle 129, z.B. gemäß dem RS485-Standard, und ein Stromversorgungsanschluss 131 am Elektronikgehäuse 123 angeordnet.
• Am Gehäuse 119 der Turbomolekularpumpe 111 ist ein Fluteinlass 133, insbesondere in Form eines Flutventils, vorgesehen, über den die Vakuumpumpe 111 geflutet werden kann. Im Bereich des Unterteils 121 ist ferner noch ein Sperrgasanschluss 135, der auch als Spülgasanschluss bezeichnet wird, angeordnet, über welchen Spülgas zum Schutz des Elektromotors 125 (siehe z.B. 3) vor dem von der Pumpe geförderten Gas in den Motorraum 137, in welchem der Elektromotor 125 in der Vakuumpumpe 111 untergebracht ist, gebracht werden kann. Im Unterteil 121 sind ferner noch zwei Kühlmittelanschlüsse 139 angeordnet, wobei einer der Kühlmittelanschlüsse als Einlass und der andere Kühlmittelanschluss als Auslass für Kühlmittel vorgesehen ist, das zu Kühlzwecken in die Vakuumpumpe geleitet werden kann.
• Die untere Seite 141 der Vakuumpumpe kann als Standfläche dienen, sodass die Vakuumpumpe 111 auf der Unterseite 141 stehend betrieben werden kann. Die Vakuumpumpe 111 kann aber auch über den Einlassflansch 113 an einem Rezipienten befestigt werden und somit gewissermaßen hängend betrieben werden. Außerdem kann die Vakuumpumpe 111 so gestaltet sein, dass sie auch in Betrieb genommen werden kann, wenn sie auf andere Weise ausgerichtet ist als in 1 gezeigt ist. Es lassen sich auch Ausführungsformen der Vakuumpumpe realisieren, bei der die Unterseite 141 nicht nach unten, sondern zur Seite gewandt oder nach oben gerichtet angeordnet werden kann.
• An der Unterseite 141, die in 2 dargestellt ist, sind noch diverse Schrauben 143 angeordnet, mittels denen hier nicht weiter spezifizierte Bauteile der Vakuumpumpe aneinander befestigt sind. Beispielsweise ist ein Lagerdeckel 145 an der Unterseite 141 befestigt.
• An der Unterseite 141 sind außerdem Befestigungsbohrungen 147 angeordnet, über welche die Pumpe 111 beispielsweise an einer Auflagefläche befestigt werden kann.
• In den 2 bis 5 ist eine Kühlmittelleitung 148 dargestellt, in welcher das über die Kühlmittelanschlüsse 139 ein- und ausgeleitete Kühlmittel zirkulieren kann.
• Wie die Schnittdarstellungen der 3 bis 5 zeigen, umfasst die Vakuumpumpe mehrere Prozessgaspumpstufen zur Förderung des an dem Pumpeneinlass 115 anstehenden Prozessgases zu dem Pumpenauslass 117.
• In dem Gehäuse 119 ist ein Rotor 149 angeordnet, der eine um eine Rotorachse 151 drehbare Rotorwelle 153 aufweist.
• Die Turbomolekularpumpe 111 umfasst mehrere pumpwirksam miteinander in Serie geschaltete turbomolekulare Pumpstufen mit mehreren an der Rotorwelle 153 befestigten radialen Rotorscheiben 155 und zwischen den Rotorscheiben 155 angeordneten und in dem Gehäuse 119 festgelegten Statorscheiben 157. Dabei bilden eine Rotorscheibe 155 und eine benachbarte Statorscheibe 157 jeweils eine turbomolekulare Pumpstufe. Die Statorscheiben 157 sind durch Abstandsringe 159 in einem gewünschten axialen Abstand zueinander gehalten.
• Die Vakuumpumpe umfasst außerdem in radialer Richtung ineinander angeordnete und pumpwirksam miteinander in Serie geschaltete Holweck-Pumpstufen. Der Rotor der Holweck-Pumpstufen umfasst eine an der Rotorwelle 153 angeordnete Rotornabe 161 und zwei an der Rotornabe 161 befestigte und von dieser getragene zylindermantelförmige Holweck-Rotorhülsen 163, 165, die koaxial zur Rotorachse 151 orientiert und in radialer Richtung ineinander geschachtelt sind. Ferner sind zwei zylindermantelförmige Holweck-Statorhülsen 167, 169 vorgesehen, die ebenfalls koaxial zu der Rotorachse 151 orientiert und in radialer Richtung gesehen ineinander geschachtelt sind.
• Die pumpaktiven Oberflächen der Holweck-Pumpstufen sind durch die Mantelflächen, also durch die radialen Innen- und/oder Außenflächen, der Holweck-Rotorhülsen 163, 165 und der Holweck-Statorhülsen 167, 169 gebildet. Die radiale Innenfläche der äußeren Holweck-Statorhülse 167 liegt der radialen Außenfläche der äußeren Holweck-Rotorhülse 163 unter Ausbildung eines radialen Holweck-Spalts 171 gegenüber und bildet mit dieser die der Turbomolekularpumpen nachfolgende erste Holweck-Pumpstufe. Die radiale Innenfläche der äußeren Holweck-Rotorhülse 163 steht der radialen Außenfläche der inneren Holweck-Statorhülse 169 unter Ausbildung eines radialen Holweck-Spalts 173 gegenüber und bildet mit dieser eine zweite Holweck-Pumpstufe. Die radiale Innenfläche der inneren Holweck-Statorhülse 169 liegt der radialen Außenfläche der inneren Holweck-Rotorhülse 165 unter Ausbildung eines radialen Holweck-Spalts 175 gegenüber und bildet mit dieser die dritte Holweck-Pumpstufe.
• Am unteren Ende der Holweck-Rotorhülse 163 kann ein radial verlaufender Kanal vorgesehen sein, über den der radial außenliegende Holweck-Spalt 171 mit dem mittleren Holweck-Spalt 173 verbunden ist. Außerdem kann am oberen Ende der inneren Holweck-Statorhülse 169 ein radial verlaufender Kanal vorgesehen sein, über den der mittlere Holweck-Spalt 173 mit dem radial innenliegenden Holweck-Spalt 175 verbunden ist. Dadurch werden die ineinander geschachtelten Holweck-Pumpstufen in Serie miteinander geschaltet. Am unteren Ende der radial innenliegenden Holweck-Rotorhülse 165 kann ferner ein Verbindungskanal 179 zum Auslass 117 vorgesehen sein.
• Die vorstehend genannten pumpaktiven Oberflächen der Holweck-Statorhülsen 163, 165 weisen jeweils mehrere spiralförmig um die Rotorachse 151 herum in axialer Richtung verlaufende Holweck-Nuten auf, während die gegenüberliegenden Mantelflächen der Holweck-Rotorhülsen 163, 165 glatt ausgebildet sind und das Gas zum Betrieb der Vakuumpumpe 111 in den Holweck-Nuten vorantreiben.
• Zur drehbaren Lagerung der Rotorwelle 153 sind ein Wälzlager 181 im Bereich des Pumpenauslasses 117 und ein Permanentmagnetlager 183 im Bereich des Pumpeneinlasses 115 vorgesehen.
• Im Bereich des Wälzlagers 181 ist an der Rotorwelle 153 eine konische Spritzmutter 185 mit einem zu dem Wälzlager 181 hin zunehmenden Außendurchmesser vorgesehen. Die Spritzmutter 185 steht mit mindestens einem Abstreifer eines Betriebsmittelspeichers in gleitendem Kontakt. Der Betriebsmittelspeicher umfasst mehrere aufeinander gestapelte saugfähige Scheiben 187, die mit einem Betriebsmittel für das Wälzlager 181, z.B. mit einem Schmiermittel, getränkt sind.
• Im Betrieb der Vakuumpumpe 111 wird das Betriebsmittel durch kapillare Wirkung von dem Betriebsmittelspeicher über den Abstreifer auf die rotierende Spritzmutter 185 übertragen und in Folge der Zentrifugalkraft entlang der Spritzmutter 185 in Richtung des größer werdenden Außendurchmessers der Spritzmutter 185 zu dem Wälzlager 181 hin gefördert, wo es z.B. eine schmierende Funktion erfüllt. Das Wälzlager 181 und der Betriebsmittelspeicher sind durch einen wannenförmigen Einsatz 189 und den Lagerdeckel 145 in der Vakuumpumpe eingefasst.
• Das Permanentmagnetlager 183 umfasst eine rotorseitige Lagerhälfte 191 und eine statorseitige Lagerhälfte 193, welche jeweils einen Ringstapel aus mehreren in axialer Richtung aufeinander gestapelten permanentmagnetischen Ringen 195, 197 umfassen. Die Ringmagnete 195, 197 liegen einander unter Ausbildung eines radialen Lagerspalts 199 gegenüber, wobei die rotorseitigen Ringmagnete 195 radial außen und die statorseitigen Ringmagnete 197 radial innen angeordnet sind. Das in dem Lagerspalt 199 vorhandene magnetische Feld ruft magnetische Abstoßungskräfte zwischen den Ringmagneten 195, 197 hervor, welche eine radiale Lagerung der Rotorwelle 153 bewirken. Die rotorseitigen Ringmagnete 195 sind von einem Trägerabschnitt 201 der Rotorwelle 153 getragen, welcher die Ringmagnete 195 radial außenseitig umgibt. Die statorseitigen Ringmagnete 197 sind von einem statorseitigen Trägerabschnitt 203 getragen, welcher sich durch die Ringmagnete 197 hindurch erstreckt und an radialen Streben 205 des Gehäuses 119 aufgehängt ist. Parallel zu der Rotorachse 151 sind die rotorseitigen Ringmagnete 195 durch ein mit dem Trägerabschnitt 203 gekoppeltes Deckelelement 207 festgelegt. Die statorseitigen Ringmagnete 197 sind parallel zu der Rotorachse 151 in der einen Richtung durch einen mit dem Trägerabschnitt 203 verbundenen Befestigungsring 209 sowie einen mit dem Trägerabschnitt 203 verbundenen Befestigungsring 211 festgelegt. Zwischen dem Befestigungsring 211 und den Ringmagneten 197 kann außerdem eine Tellerfeder 213 vorgesehen sein.
• Innerhalb des Magnetlagers ist ein Not- bzw. Fanglager 215 vorgesehen, welches im normalen Betrieb der Vakuumpumpe 111 ohne Berührung leer läuft und erst bei einer übermäßigen radialen Auslenkung des Rotors 149 relativ zu dem Stator in Eingriff gelangt, um einen radialen Anschlag für den Rotor 149 zu bilden, da eine Kollision der rotorseitigen Strukturen mit den statorseitigen Strukturen verhindert wird. Das Fanglager 215 ist als ungeschmiertes Wälzlager ausgebildet und bildet mit dem Rotor 149 und/oder dem Stator einen radialen Spalt, welcher bewirkt, dass das Fanglager 215 im normalen Pumpbetrieb außer Eingriff ist. Die radiale Auslenkung, bei der das Fanglager 215 in Eingriff gelangt, ist groß genug bemessen, sodass das Fanglager 215 im normalen Betrieb der Vakuumpumpe nicht in Eingriff gelangt, und gleichzeitig klein genug, sodass eine Kollision der rotorseitigen Strukturen mit den statorseitigen Strukturen unter allen Umständen verhindert wird.
• Die Vakuumpumpe 111 umfasst den Elektromotor 125 zum drehenden Antreiben des Rotors 149. Der Anker des Elektromotors 125 ist durch den Rotor 149 gebildet, dessen Rotorwelle 153 sich durch den Motorstator 217 hindurch erstreckt. Auf den sich durch den Motorstator 217 hindurch erstreckenden Abschnitt der Rotorwelle 153 kann radial außenseitig oder eingebettet eine Permanentmagnetanordnung angeordnet sein. Zwischen dem Motorstator 217 und dem sich durch den Motorstator 217 hindurch erstreckenden Abschnitt des Rotors 149 ist ein Zwischenraum 219 angeordnet, welcher einen radialen Motorspalt umfasst, über den sich der Motorstator 217 und die Permanentmagnetanordnung zur Übertragung des Antriebsmoments magnetisch beeinflussen können.
• Der Motorstator 217 ist in dem Gehäuse innerhalb des für den Elektromotor 125 vorgesehenen Motorraums 137 festgelegt. Über den Sperrgasanschluss 135 kann ein Sperrgas, das auch als Spülgas bezeichnet wird, und bei dem es sich beispielsweise um Luft oder um Stickstoff handeln kann, in den Motorraum 137 gelangen. Über das Sperrgas kann der Elektromotor 125 vor Prozessgas, z.B. vor korrosiv wirkenden Anteilen des Prozessgases, geschützt werden. Der Motorraum 137 kann auch über den Pumpenauslass 117 evakuiert werden, d.h. im Motorraum 137 herrscht zumindest annäherungsweise der von der am Pumpenauslass 117 angeschlossenen Vorvakuumpumpe bewirkte Vakuumdruck.
• Zwischen der Rotornabe 161 und einer den Motorraum 137 begrenzenden Wandung 221 kann außerdem eine sog. und an sich bekannte Labyrinthdichtung 223 vorgesehen sein, insbesondere um eine bessere Abdichtung des Motorraums 217 gegenüber den radial außerhalb liegenden Holweck-Pumpstufen zu erreichen.
• Die in 6 gezeigte erfindungsgemäße Turbomolekularpumpe 10 umfasst ebenfalls mehrere in Serie geschaltete Holweck-Pumpstufen mit zwei Holweck-Hülsen 163, 165. An der inneren Holweck-Hülse 165 sind an deren auslassseitigem Ende Rotorelemente 22 angeordnet, die in erste Ringkanäle 18 und 20 eintauchen und darin um die Rotorachse 16 rotieren. Die Rotorelemente 22 sind gegenüberliegend an einer Außenseite und einer Innenseite der inneren Holweck-Hülse 165 angeordnet. Entsprechend verlaufen der erste Ringkanal 18 außen um die Holweck-Hülse konzentrisch herum und der erste Ringkanal 20 - in der gleichen horizontalen Ebene - innen konzentrisch zu der Holweck-Hülse 165. Dabei erstrecken sich die Rotorelemente 22 von der Holweck-Hülse 165 in den entsprechenden ersten Ringkanal 18 bzw. 20 hinein, also radial nach außen bzw. nach innen.
• Die ersten Ringkanäle 18 und 20 weisen einen gemeinsamen Auslass 26 auf, der nahe eines Pumpenauslasses 117 angeordnet ist. Der Pumpenauslass 117 kann gegenüber Atmosphäre offen sein oder an eine Vorvakuumpumpe angeschlossen sein. Die ersten Ringkanäle 18 und 20 weisen getrennte Einlässe auf, welche jedoch in der Ansicht der 6 nicht sichtbar sind. Am gemeinsamen Auslass 26 vereinigen sich die parallelen Gasströme der ersten Ringkanäle 18 und 20.
• 7 zeigt ebenfalls eine Turbomolekularpumpe 10 mit Holweck-Pumpstufen, wobei an einer inneren Holweck-Hülse 165 zwei Sätze von Rotorelementen 22 angeordnet sind, die in zwei entsprechende erste Ringkanäle 18 und 20 eintauchen und darin um die Rotorachse 16 rotieren. Die Ringkanäle 18, 20 sind in unterschiedlichen horizontalen Ebenen anordnet und verlaufen außen um die Holweck-Hülse herum. Die Ringkanäle 18, 20 sind konzentrisch zur Rotorachse 16 ausgerichtet. Die Rotorelemente 22 erstrecken sich von der Holweck-Hülse 165 nach radial außen hinein in die entsprechenden Ringkanäle 18, 20. Alternativ oder zusätzlich können Rotorelemente bzw. Ringkanäle innen an der Holweck-Hülse 165 angeordnet sein.
• 8 zeigt in schematischer Draufsicht eine beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vakuumpumpe 10 mit einer Seitenkanalpumpstufe 12, die zu einer Rotorachse 16 konzentrische Ringkanäle 18, 20 und in diese eintauchende. insbesondere schaufelartige Rotorelemente 22 (vgl. die 6 bis 15) umfasst, die hier auch einfach als Schaufeln 22 bezeichnet werden. Dabei ist die Rotorachse 16 durch die Achse eine Rotorwelle 14 der Vakuumpumpe 10 definiert.
• Die Seitenkanalpumpstufe 12 weist zwei mit jeweils nur einem getrennten Einlass 24 versehene erste Ringkanäle 18, 20 auf, die entweder in unterschiedlichen zur Rotorachse 16 senkrechten Ebenen (siehe auch 7, 9 und 10) oder in einer gleichen zur Rotorachse 16 senkrechten Ebene (siehe auch 6 und 11) angeordnet und mit einem gemeinsamen Auslass 26 versehen sind. In Strömungsrichtung, die der (durch den Pfeil angedeuteten) Drehrichtung der Rotorwelle 14 entspricht, hinter dem gemeinsamen Auslass 26 ist ein Abstreifer 28 vorgesehen.
• Bei der Ausführungsform gemäß 8 weisen die beiden ersten Ringkanäle 18, 20 beispielsweise einen unterschiedlichen radialen Abstand zur Rotorachse 16 auf. Dabei können diese ersten Ringkanäle 18, 20 in unterschiedlichen oder in einer gleichen zur Rotorachse 16 senkrechten Ebene angeordnet sein.
• 9 zeigt in schematischer Teildarstellung eine beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuumpumpe 10 mit in unterschiedlichen zur Rotorachse 16 senkrechten Ebenen angeordneten ersten Ringkanälen 18, 20. Dabei weisen diese Ringkanäle 18, 20 im vorliegenden Fall einen gleichen radialen Abstand zur Rotorachse 16 auf. Zudem sind den Ringkanälen 18, 20 getrennte, jeweils nur in einen der beiden Ringkanäle 18, 20 eintauchende schaufelartige Rotorelemente 22 zugeordnet.
• Die schaufelartigen Rotorelemente 22 können insbesondere von einer Rotornabe 30 einer um die Rotorachse 16 rotierenden Rotorwelle 14 oder einem mit der Rotornabe 30 bzw. Rotorwelle 14 rotierenden Rotorelementträger getragen oder an der Rotornabe 30 bzw. dem Rotorelementträger ausgebildet sein.
• 10 zeigt in schematischer Teildarstellung eine weitere beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuumpumpe mit in unterschiedlichen zur Rotorachse 16 senkrechten Ebenen angeordneten ersten Ringkanälen 18, 20. Im vorliegenden Fall sind den beiden ersten Ringkanälen 18, 20 jedoch gemeinsame schaufelartige Rotorelemente 22 zugeordnet, die jeweils sowohl in den einen als auch in den anderen ersten Ringkanal eintauchen. Die ersten Ringkanäle 18, 20 besitzen wieder einen gleichen radialen Abstand zur Rotorachse 16.
• 11 zeigt eine schematische Teildarstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuumpumpe 10 mit in der gleichen zur Rotorachse 16 senkrechten Ebene angeordneten ersten Ringkanälen 18, 20. Dabei sind die beiden ersten Ringkanäle 18, 20 in einem radialen Abstand zueinander angeordnet. Den Ringkanälen 18, 20 sind beispielsweise wieder getrennte, jeweils nur in einen der beiden Ringkanäle 18, 20 eintauchende schaufelartige Rotorelemente 22 zugeordnet. Die Rotorelemente 22 können insbesondere wieder von einer Rotornabe 30 der um die Rotorachse 16 rotierenden Rotorwelle 14 oder einem mit der Rotornabe 30 bzw. Rotorwelle 14 rotierenden Rotorelementträger getragen oder an der Rotornabe 30 bzw. dem Rotorelementträger ausgebildet sein.
• Der gemeinsame Auslass 26 der ersten Ringkanäle 18, 20 kann das zu fördernde Gas beispielsweise gegen Atmosphäre ausstoßen oder an eine Vorpumpe übergeben. Es sind jedoch beispielsweise auch solche Ausführungen denkbar, bei denen der gemeinsame Auslass 26 der ersten Ringkanäle 18, 20 das zu fördernde Gas in wenigstens einen weiteren (nicht gezeigten) Ringkanal der Seitenkanalpumpstufe 12 übergibt. Dabei kann der weitere Ringkanal in derselben zur Rotorachse 16 senkrechten Ebene angeordnet sein wie zumindest der in Gasströmungsrichtung betrachtet unmittelbar vorhergehende erste Ringkanal oder auch in einer anderen zur Rotorachse 16 senkrechten Ebene angeordnet sein als die ersten Ringkanäle 18, 20. Der weitere Ringkanal kann das zu fördernde Gas insbesondere gegen Atmosphäre ausstoßen oder an eine Vorpumpe übergeben.
• Zwischen der Rotornabe 30 bzw. einem jeweiligen Rotorelementträger und der Begrenzung eines jeweiligen Ringkanals 18, 20 kann jeweils eine Spaltdichtung vorgesehen sein.
• Die Vakuumpumpe 10 kann zumindest eine der Seitenkanalpumpstufe 12 vorgeschaltete Turbomolekularpumpstufe umfassen. Zwischen die zumindest eine Turbomolekularpumpstufe und die Seitenkanalpumpstufe kann zumindest eine molekulare Pumpstufe geschaltet sein. Die Vakuumpumpe kann somit insbesondere als Turbomolekularpumpe ausgeführt sein.
• Die molekulare Pumpstufe umfasst bevorzugt wenigstens eine Holweck- oder Siegbahnstufe.
• Die Anordnung von Rotorelementen 22 und Ringkanälen 18, 20 gemäß 9 kann auch als eine 6 entsprechende, aber um 90° verdrehte Anordnung verstanden werden. Mit anderen Worten lässt sich in 9 die Rotorachse 16 wie dargestellt senkrecht, aber auch parallel zur Erstreckungsrichtung der Rotornabe 30 bzw. zu einer durch die Rotornabe 30 definierten Ebene ausführen. Entsprechend kann die Anordnung der 11 als eine 7 entsprechende, aber um 90° verdrehte Anordnung verstanden werden.
• Entsprechend ist es möglich, die Anordnung von Rotorelementen 22 und Ringkanälen 18, 20 der 10 um 90° verdreht auszurichten. In diesem Fall könnten also beispielsweise an der inneren Holweck-Hülse 165 der 6 oder 7 alternativ oder zusätzlich schaufelartige Rotorelemente 22 angeordnet sein, die durch Ausnehmungen gebildet sind, d.h. durch stehengebliebenes Material nach einer Materialwegnahme am freien Ende der Holweck-Hülse 165. Dabei können entsprechend 10 zwei in der gleichen horizontalen Ebene angeordnete, konzentrische Ringkanäle 18, 20 vorgesehen sein, die teilweise außerhalb des axialen Bereichs der Holweck-Hülse 165 angeordnet sind. Die Rotorelemente 22 weisen dabei eine gemeinsame radiale Breite auf, die kleiner ist als ein radialer Spalt für die Rotorelemente 22. Die Rotorelemente 22 stehen also nicht in radialer Richtung über die Holweck-Hülse 165 oder über einen axial an den Bereich der Rotorelemente 22 angrenzenden Bereich der Holweck-Hülse 165 oder über eine gedachte axiale Verlängerung der Holweck-Hülse 165 hinaus vor. Ein Vorteil ist hierbei die besonders einfache Montierbarkeit, da eine solche Holweck-Hülse einfach axial in den Spalt für die Rotorelemente 22 gesteckt werden kann, ohne dass es einen Hinterschnitt mit einer Ringkanalbegrenzung gäbe.
• 12 zeigt einen Teilquerschnitt durch einen beispielhaften ersten Ringkanal 18, 20 der erfindungsgemäßen Vakuumpumpe 10.
• Wie in 12 dargestellt, weist der Ringkanal 18, 20 einen Kanalboden 32 und zwei Seitenwände 34, 36 auf. Die Seitenwände 34, 36 sind gekrümmt ausgebildet. Dabei weisen sie eine konkave Form auf. Die schaufelartigen Rotorelemente 22 des Laufrades oder Rotors 38 ragen vollständig in den Ringkanal 18, 20 hinein. Ein Radius R_S1 eines Schaufelgrundes 40 ist gleich groß wie der Radius R_S1 einer radial in Richtung der Welle angeordneten Begrenzungsfläche 42 des Ringkanals 18, 20. Das bedeutet, dass die Schaufeln 22 vollständig in den Seitenkanal 18, 20 eintauchen.
• Durch die gekrümmt ausgebildeten Seitenwände 34, 36 wird die Pumpleistung der Seitenkanalpumpstufe deutlich verbessert. Vorteilhafterweise ist der Steg zwischen den Schaufeln möglichst gering ausgebildet (nicht dargestellt). Das mit Gas gefüllte Schaufelvolumen soll möglichst groß sein.
• Durch diese Maßnahmen werden die vakuumtechnischen Eigenschaften der Pumpe erheblich verbessert.
• Verbesserungen der vakuumtechnischen Daten werden insbesondere auch durch eine optimierte Einstellung des Seitenkanalradius R_S3 (80 % bis 120 % der Rotorbreite) und des Abstands zwischen zwei Zentren der Seitenkanalhalbkreise d_S1 (20 % bis 120 % der Rotorbreite) erreicht. Der optimale Radius R_S3 und der optimale Abstand d_S1 hängen von der Umfangsgeschwindigkeit der Rotorscheibe und von der Schaufelgröße ab. Die Maße R_R1 , R_R3 , d_R1 , Schaufelhöhe h und Schaufelwinkel α sind vorgegeben. Das Maß R_S2 kann mit den folgenden drei Gleichungen berechnet werden: $${\text{R}}_{\text{S2}}={\text{R}}_{\text{S1}}+\overline{{\text{R}}^{\text{2}}{}_{\text{S3}}-\raisebox{1ex}{$1$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$4$}\right.{\text{d}}_{\text{S2}}-{\text{d}}_{\text{S1}}{}^{\text{2}}}$$

  

  $${\text{d}}_{\text{S2}}={\text{d}}_{\text{R1}}+2\cdot \mathrm{\Delta }$$

  

  $${\text{R}}_{\text{S1}}={\text{R}}_{\text{R1}}-\text{h}$$

  
• Das Maß R_S1 ist durch den unteren Schaufelrand der Rotorscheibe vorgegeben.
• Δ bezeichnet den Axialspalt zwischen Rotor und Statorscheibe. Der Axialspalt Δ kann insbesondere in einem Bereich 0,01 mm bis 0,5 mm liegen. Kleine Axialspalte sind an der Ausstoßseite und große Axialspalte an der Ansaugseite sinnvoll. Wenn auf der Axialfläche zwischen Rotor und Statorscheiben eine Labyrinthdichtung verwendet wird, kann der Axialspalt insbesondere mehr als 0,5 mm betragen.
• Die Richtwerte für die Axialspalte können folgendermaßen gewählt sein (ρ₂= Auslassdruck): $$\mathrm{\Delta }\le \text{0}\text{,3 mm für }{\mathrm{\rho }}_2\le 10\text{ mbar}$$

  

  $$\mathrm{\Delta }\le \text{0}\text{,2 mm für }10{\text{ mbar <p}}_2\le 100\text{ mbar}$$

  

  $$\mathrm{\Delta }\le \text{0}\text{,15 mm für }{\mathrm{\rho }}_2\le 100\text{ mbar}\text{.}$$

  
• Die 6 bis 8 zeigen beispielhafte Querschnitte eines jeweiligen ersten Ringkanals 18, 20 der erfindungsgemäßen Vakuumpumpe 10.
• Dabei ist in 13 der Ringkanal 18, 20 insgesamt kreisförmig ausgebildet. Der Ringkanal 18, 20 weist keinen planen Seitenkanalboden, sondern insgesamt einen kreisförmigen Querschnitt auf.
• Gemäß 14 ist der Ringkanal 18, 20 ebenfalls kreisförmig ausgebildet. Der Radius des Ringkanals 18, 20 ist jedoch kleiner als in 13 dargestellt.
• Gemäß 15 weist der ähnlich wie in 12 ausgebildete Ringkanal 18, 20 wiederum konkave Seitenwände 34, 36 auf, wobei der Kanalboden 32 plan ausgebildet ist.
• Anders als in der Ausführungsform der 12 ist bei den Ausführungsbeispielen der 13 bis 15 der Schaufelgrund gegenüber der in Richtung der Welle angeordneten Begrenzungsfläche zurückversetzt, d.h. die Schaufeln tauchen nicht vollständig in den Ringkanal 18, 20 ein.
• Bezugszeichenliste

10

Vakuumpumpe

12

Seitenkanalpumpe

14

Rotorwelle

16

Rotorachse

18

erster Ringkanal

20

erster Ringkanal

22

schaufelartiges Rotorelement

24

Einlass

26

Auslass

28

Abstreifer

30

Rotornabe

32

Kanalboden

34

Seitenwand

36

Seitenwand

38

Rotor

40

Schaufelgrund

42

Begrenzungsfläche

111

Turbomolekularpumpe

113

Einlassflansch

115

Pumpeneinlass

117

Pumpenauslass

119

Gehäuse

121

Unterteil

123

Elektronikgehäuse

125

Elektromotor

127

Zubehöranschluss

129

Datenschnittstelle

131

Stromversorgungsanschluss

133

Fluteinlass

135

Sperrgasanschluss

137

Motorraum

139

Kühlmittelanschluss

141

Unterseite

143

Schraube

145

Lagerdeckel

147

Befestigungsbohrung

148

Kühlmittelleitung

149

Rotor

151

Rotorachse

153

Rotorwelle

155

Rotorscheibe

157

Statorscheibe

159

Abstandsring

161

Rotornabe

163

Holweck-Rotorhülse

165

Holweck-Rotorhülse

167

Holweck-Statorhülse

169

Holweck-Statorhülse

171

Holweck-Spalt

173

Holweck-Spalt

175

Holweck-Spalt

179

Verbindungskanal

181

Wälzlager

183

Permanentmagnetlager

185

Spritzmutter

187

Scheibe

189

Einsatz

191

rotorseitige Lagerhälfte

193

statorseitige Lagerhälfte

195

Ringmagnet

197

Ringmagnet

199

Lagerspalt

201

Trägerabschnitt

203

Trägerabschnitt

205

radiale Strebe

207

Deckelelement

209

Stützring

211

Befestigungsring

213

Tellerfeder

215

Not- bzw. Fanglager

217

Motorstator

219

Zwischenraum

221

Wandung

223

Labyrinthdichtung

Claims (24)

1. Vakuumpumpe (10), insbesondere Turbomolekularpumpe, mit wenigstens einer Seitenkanalpumpstufe (12), die zu einer Rotorachse (16) konzentrische Ringkanäle (18, 20) und in die Ringkanäle (18, 20) eintauchende, insbesondere schaufelartige Rotorelemente (22) umfasst, wobei die Seitenkanalpumpstufe (12) zumindest zwei mit jeweils einem getrennten Einlass (24) versehene erste Ringkanäle (18, 20) aufweist, die in unterschiedlichen zur Rotorachse (16) senkrechten Ebenen angeordnet und mit einem gemeinsamen Auslass (26) versehen sind.
2. Vakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass den ersten Ringkanälen (18, 20) getrennte, jeweils nur in einen der beiden ersten Ringkanäle (18, 20) eintauchende Rotorelemente (22) zugeordnet sind.
3. Vakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass den ersten Ringkanälen 18, 20) gemeinsame Rotorelemente (22) zugeordnet sind, die jeweils sowohl in den einen als auch in den anderen ersten Ringkanal eintauchen.
4. Vakuumpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Ringkanäle (18, 20) in einem gleichen radialen Abstand zur Rotorachse (16) angeordnet sind.
5. Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Ringkanäle (18, 20) einen unterschiedlichen radialen Abstand zur Rotorachse (16) aufweisen.
6. Vakuumpumpe (10), insbesondere Turbomolekularpumpe, mit wenigstens einer Seitenkanalpumpstufe (12), die zu einer Rotorachse (16) konzentrische Ringkanäle (18, 20) und in die Ringkanäle (18, 20) eintauchende, insbesondere schaufelartige Rotorelemente (22) umfasst, wobei die Seitenkanalpumpstufe (12) zumindest zwei mit jeweils einem getrennten Einlass (24) versehene erste Ringkanäle (18, 20) aufweist, die in einer gleichen zur Rotorachse (16) senkrechen Ebene angeordnet und mit einem gemeinsamen Auslass (26) versehen sind.
7. Vakuumpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden ersten Ringkanäle (18, 20) in einem radialen Abstand zueinander angeordnet sind.
8. Vakuumpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Auslass (26) der ersten Ringkanäle (18, 20) das zu fördernde Gas gegen Atmosphäre ausstößt oder an eine Vorpumpe übergibt.
9. Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Auslass (26) der ersten Ringkanäle (18, 20) das zu fördernde Gas in wenigstens einen weiteren Ringkanal der Seitenkanalpumpstufe übergibt.
10. Vakuumpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Ringkanal einen geringeren radialen Abstand zur Rotorachse (16) besitzt als die ersten Ringkanäle (18, 20).
11. Vakuumpumpe nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Ringkanal in derselben zur Rotorachse (16) senkrechten Ebene angeordnet ist wie zumindest der in Gasströmungsrichtung betrachtet unmittelbar vorhergehende erste Ringkanal (20).
12. Vakuumpumpe nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Ringkanal in einer anderen zur Rotorachse (16) senkrechten Ebene angeordnet ist als die in gleichen oder unterschiedlichen zur Rotorachse (16) senkrechten Ebenen angeordneten ersten Ringkanäle (18, 20).
13. Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Ringkanal das zu fördernde Gas gegen Atmosphäre ausstößt oder an eine Vorpumpe übergibt.
14. Vakuumpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorelemente (22) von einer Rotornabe (30) einer um die Rotorachse (16) rotierenden Rotorwelle (14) oder von einem mit der Rotornabe (30) bzw. Rotorwelle (14) rotierenden Rotorelementträger (165) getragen oder an der Rotornabe (30) bzw. dem Rotorelementträger (165) ausgebildet sind.
15. Vakuumpumpe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Rotornabe (30) bzw. dem Rotorelementträger (165) und der Begrenzung eines jeweiligen Ringkanals (18, 20) jeweils eine Spaltdichtung vorgesehen ist.
16. Vakuumpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumpumpe zumindest eine der Seitenkanalpumpstufe (12) vorgeschaltete Turbomolekularpumpstufe umfasst.
17. Vakuumpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumpumpe zumindest eine der Seitenkanalpumpstufe (12) vorgeschaltete molekulare Pumpstufe umfasst.
18. Vakuumpumpe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die molekulare Pumpstufe zwischen eine Turbomolekularpumpstufe und die Seitenkanalpumpstufe geschaltet ist.
19. Vakuumpumpe nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die molekulare Pumpstufe zumindest eine Holweckstufe oder Siegbahnstufe umfasst.
20. Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorelemente (22) an zumindest einem Rotororgan (165) der molekularen Pumpstufe angeordnet oder einstückig an dieses angeformt sind.
21. Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die molekulare Pumpstufe wenigstens eine Holweck-Pumpstufe umfasst und die Rotorelemente (22) an wenigstens einer Holweck-Hülse (165) der Holweck-Pumpstufe angeordnet oder einstückig an diese angeformt sind.
22. Vakuumpumpe nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorelemente (22) am freien Ende der Holweck-Hülse (165) oder im Bereich des freien Endes der Holweck-Hülse (165) angeordnet oder einstückig an diese angeformt sind.
23. Vakuumpumpe nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorelemente (22) in radialer Richtung nicht über die Holweck-Hülse (165) oder über einen axial an den Bereich der Rotorelemente (22) angrenzenden Bereich der Holweck-Hülse (165) oder über eine gedachte axiale Verlängerung der Holweck-Hülse (165) hinaus vorstehen.
24. Vakuumpumpe nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorelemente (22) von stehengebliebenem Material nach Materialwegnahme am freien Ende der Holweck-Hülse (165) oder im Bereich des freien Endes der Holweck-Hülse (165) gebildet sind.

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