EP3059450B1 - Befestigungsvorrichtung für Vakuumpumpe - Google Patents

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EP3059450B1
EP3059450B1 EP15155356.7A EP15155356A EP3059450B1 EP 3059450 B1 EP3059450 B1 EP 3059450B1 EP 15155356 A EP15155356 A EP 15155356A EP 3059450 B1 EP3059450 B1 EP 3059450B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
pump
base
vacuum pump
side section
accordance
Prior art date
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Active
Application number
EP15155356.7A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP3059450A1 (de
Inventor
Robert Watz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pfeiffer Vacuum GmbH
Original Assignee
Pfeiffer Vacuum GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Pfeiffer Vacuum GmbH filed Critical Pfeiffer Vacuum GmbH
Priority to EP15155356.7A priority Critical patent/EP3059450B1/de
Publication of EP3059450A1 publication Critical patent/EP3059450A1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00—Axial-flow pumps
    • F04D19/02—Multi-stage pumps
    • F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
    • F04D19/042—Turbomolecular vacuum pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/60—Mounting; Assembling; Disassembling
    • F04D29/601—Mounting; Assembling; Disassembling specially adapted for elastic fluid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/668—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps damping or preventing mechanical vibrations

Definitions

  • the invention relates to a device for fastening a vacuum pump, in particular a turbomolecular vacuum pump, to a base according to the preamble of claim 1, such as from JP 2009 209770 A known.
  • a vacuum pump in particular a turbomolecular vacuum pump
  • US Pat. No. 6,485,254 B1 an energy-absorbing coupling, by means of which a vacuum pump can be connected to a chamber to be evacuated.
  • vacuum pumps are rigidly attached to the respective base, for example by means of screws.
  • the base itself is e.g. anchored on the ground or at a so-called pumping station or is formed by a pumping station or other device.
  • a malfunction for example a so-called crash or rotor burst
  • the vacuum pump the entire energy of the rotating unit is directed into the base in a very short time.
  • the base can move in an uncontrolled manner and parts can detach from the base.
  • the associated risk potential must be addressed in an appropriate manner.
  • At least one energy absorber is provided, which can be fastened with a pump-side section to the stationary unit of the vacuum pump and with a base-side section to the base, in particular detachably.
  • the base can in particular be a frame for the vacuum pump, preferably a pumping station.
  • the base-side section is located in particular on that side of the vacuum pump which is opposite to the side of the vacuum pump facing a chamber to be evacuated.
  • the stationary unit of the vacuum pump may in particular comprise a lower part and / or a housing of the vacuum pump.
  • the rotary unit preferably comprises a rotor that is rotationally driven at high speeds in a known manner to produce a high vacuum or ultrahigh vacuum.
  • the pump-side portion and the base-side portion are connected to each other and displaced in the connected state against each other.
  • the term "displacing" includes both a relative movement of a plurality of separate components and, for example, a deformation of a single component, which is associated with a movement of the pump-side portion and the base-side portion relative to each other.
  • the energy absorber is adapted to receive in a malfunction of the vacuum pump from the rotation unit to the stationary unit and introduced into the energy pickup kinetic energy of the vacuum pump by displacing the sections while maintaining the connected state of the sections.
  • the sections of the energy absorber are designed as separate components for this purpose, wherein the energy absorption takes place by braking one component by means of the other component. The energy released in the event of a malfunction is at least partially converted into frictional heat.
  • the energy absorber compensates for the otherwise uninfluenced energy of the rotation unit introduced into the base.
  • the energy absorber can record a force, a pulse, an angular momentum and / or a moment, in particular a crash moment.
  • the two components each have a basic structure, wherein at least one of the components is additionally provided with a friction-increasing material at least in regions on the basic structure. Due to the friction-increasing material, the braking effect can be improved.
  • the duration of the accident, in particular the crash time can be extended by the energy receiver, so that energy peaks or peak moments can be reduced.
  • the energy input into the base is thus minimized.
  • a "receptive" fastening device which can compensate for the energy released in the event of a fault.
  • conventional e.g. With the help of ordinary screws attached to the base of vacuum pumps, only a small part of the released energy can be compensated, if at all, before either the screws or other more or less rigid fasteners become ineffective and the pump disengages from the base or the base the incoming energy reacts in an uncontrolled manner.
  • the displacement may comprise a controlled, predetermined, in particular limited, relative movement of the two sections relative to each other.
  • the relative movement may in particular comprise a rotational movement.
  • the energy released in the event of a fault can thus be converted at least partially into the relative movement, so that the energy can be compensated in a suitable manner.
  • the base-side portion may be stationary, i. be fixed relative to the base, while the pump-side portion can move relative to the base-side section.
  • the base-side section is designed as a brake unit for the pump-side section or comprises a brake unit.
  • the base-side section is firmly connected to the base even in the event of a fault, while the pump-side section moves relative to the base-side section and is thereby braked.
  • the brake unit can be connected to the base.
  • the pump-side section is designed as a brake unit or comprises a brake unit.
  • a brake unit a mechanical brake is preferably provided, wherein alternatively or additionally, in principle, an electric or magnetic brake can be provided.
  • the brake unit comprises brake shoes for the pump-side section, which are preferably designed as brake rings.
  • the brake shoes and / or the region of the pump-side section, which cooperates with the brake shoes may in particular comprise the friction-increasing material, for example a rubber material. In this way, the braking effect can be improved.
  • the brake unit may also include a plurality of brake shoes which cooperate at different positions with the pump-side portion. It is also possible for the brake shoes to extend over the entire circumferential region of the pump-side section.
  • the brake shoes may be formed, for example, as brake rings, wherein preferably an upper brake ring and a lower brake ring can receive and clamp a flange of the pump-side section between them.
  • the braking action of the brake unit is adjustable, in particular by adjusting the brake shoes of the brake unit.
  • a clamping ring can be provided for adjusting.
  • the strength of the braking effect can be varied. This can be done alternatively or additionally by a suitable choice of material.
  • the pump-side portion is formed as a mounting plate.
  • the mounting plate may in particular have a circular shape.
  • the mounting plate projects beyond the stationary unit of the vacuum pump and forms a flange for the brake shoes.
  • the two components cooperate such that a rotational movement of the pump-side component which occurs in the event of a fault is braked by the base-side component and a movement of the pump-side component with a component perpendicular to the axis of rotation is at least substantially prevented.
  • a limiting device which limits a movement, in particular a rotational movement, of the pump-side section relative to the base-side section, wherein in particular the limiting device is provided in addition to a brake unit for the pump-side section.
  • the angle of rotation can be limited.
  • the vacuum pump can not rotate arbitrarily far relative to the base.
  • the Limiting device may include a fixed stop, which stops the relative movement abruptly.
  • the limiting device is additionally designed as a guide for the movement of the pump-side section.
  • the guide comprises at least one pin on the one of the sections which engages in a slot on the other section.
  • the slot can be curved in particular.
  • the base-side section preferably comprises the pin, while the pump-side section, in particular the fastening plate, has the oblong hole. In principle, a reverse arrangement is possible.
  • the invention also relates to a system having at least one vacuum pump, in particular turbomolecular pump, and at least one fastening device according to the invention.
  • a vacuum pump 10 is shown with a stationary including the housing of the pump stationary unit 12. Inside the stationary unit 12 is an in Fig. 1 only schematically indicated rotation unit 13.
  • the stationary unit 12 has at the top of a mounting flange 14 for attachment of the vacuum pump 10 to a container to be evacuated.
  • the vacuum pump 10 is, in particular, a turbomolecular pump of conventional construction with a rotor shaft 13a carrying rotor blades 13b which act as a pump as part of the rotation unit 13, although other types of vacuum pumps provided with rotating parts are also possible.
  • the stationary unit 12 has a lower part 16 of the vacuum pump, which can be connected to a fastening device.
  • the fastening device comprises an energy absorber 17 and represents the connecting link between the vacuum pump 10 and a base 18.
  • the base 18 can be designed, for example, as a pumping station, which itself can be firmly anchored to the ground.
  • the energy absorber 17 has a pump-side section 20, which is connected to the lower part 16 of the vacuum pump 10. Furthermore, the Energy absorber 17 a base-side portion 22 which is fixedly connected to the base 18. For fastening the respective sections fastening means 24 are provided, which may be formed, for example, as screws.
  • the base-side section 22 comprises a brake unit 26, which has brake shoes 28.
  • the two brake shoes 28 can be adjusted by means of a screw 24 or a clamping ring, i. the braking effect can be adjusted specifically.
  • the pump-side portion 20 has a mounting plate 30 which is received between the brake shoes 28.
  • the mounting plate 30 may be formed in particular circular, while the brake shoes 28 may be configured as brake rings.
  • the vacuum pump 10 is fixedly connected to the base 18 by the attachment device. If there is an accident, for example a so-called crash or rotor burst, the vacuum pump 10 is set in rotation about the axis of rotation D due to the released rotational energy of the rotation unit. This rotational movement is transmitted to the pump-side section 20 and braked by means of the brake shoes 28 of the base-side section 22. The energy released in the event of a fault can consequently be compensated by means of the energy absorber 17 and converted into heat. The vacuum pump 10 remains connected to the base 18.
  • the brake unit 26 may include a pin 32 which cooperates with the mounting plate 30.
  • the pin 32 of the base-side portion 22 engages in a slot 34 of the pump-side portion 20th one. The rotation of the mounting plate 30 is thus abruptly stopped as soon as the pin 32 reaches one end of the slot 34.
  • the energy absorber 17 in this concept comprises a deformation body 36.
  • the deformation body 36 may in this case comprise a first material 38 and a second material 40.
  • the first material 38 is stiffer than the second material 40 and is used to connect the vacuum pump 10 and the base 18 to the attachment device, respectively.
  • the second material 40 is deformable such that the energy released in a fault can be absorbed by the deformation body 36 and converted into deformation energy.
  • the deformation portion formed by the second material 40 may be e.g. be formed by a solid block of material, which is connected via the existing of the first material 38 sections with the vacuum pump 10 and the base 18.
  • the deformation section may comprise a plurality of individual elements, e.g. in the form of bars, sheets or plastic or rubber elements.
  • the invention thus makes it possible to absorb and convert energy released in a fault, ie to compensate or absorb it in such a way that there is no danger of the vacuum pump 10 becoming detached from the base 18.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befestigen einer Vakuumpumpe, insbesondere einer Turbomolekularvakuumpumpe, an einer Basis gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie beispielsweise aus der JP 2009 209770 A bekannt. Ferner beschreibt die US 6 485 254 B1 eine Energie absorbierende Kupplung, mittels derer sich eine Vakuumpumpe an eine zu evakuierende Kammer anschließen lässt.
  • Herkömmlich werden Vakuumpumpen starr an der jeweiligen Basis befestigt, beispielsweise mittels Schrauben. Die Basis selbst ist z.B. am Boden oder an einem so genannten Pumpstand verankert bzw. wird von einem Pumpstand oder einer anderen Einrichtung gebildet.
  • Kommt es zu einem Störfall, beispielsweise einem so genannten Crash oder Rotorburst, der Vakuumpumpe, wird die gesamte Energie der Rotationseinheit in sehr kurzer Zeit in die Basis geleitet. Die Basis kann sich hierbei unkontrolliert bewegen und es können sich Teile von der Basis lösen. Dem damit verbundenen Gefahrenpotenzial muss in geeigneter Weise begegnet werden.
  • Es ist folglich eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Befestigen einer Vakuumpumpe zu schaffen, welche die Vakuumpumpe derart an einer Basis befestigt, dass bei einem Störfall die Umgebung der Vakuumpumpe nicht gefährdet ist.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch eine Befestigungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Erfindungsgemäß ist zumindest ein Energieaufnehmer vorgesehen, der mit einem pumpenseitigen Abschnitt an der Stationäreinheit der Vakuumpumpe und mit einem basisseitigen Abschnitt an der Basis, insbesondere lösbar, befestigt werden kann. Bei der Basis kann es sich insbesondere um ein Gestell für die Vakuumpumpe, vorzugsweise einen Pumpstand, handeln. Der basisseitige Abschnitt befindet sich insbesondere an jener Seite der Vakuumpumpe, die der einer zu evakuierenden Kammer zugewandten Seite der Vakuumpumpe gegenüberliegt.
  • Die Stationäreinheit der Vakuumpumpe kann insbesondere ein Unterteil und/oder ein Gehäuse der Vakuumpumpe umfassen. Die Rotationseinheit umfasst vorzugsweise einen Rotor, der zur Erzeugung eines Hochvakuums oder Ultrahochvakuums in bekannter Weise mit hohen Drehzahlen drehend angetrieben wird.
  • Der pumpenseitige Abschnitt sowie der basisseitige Abschnitt sind miteinander verbunden und im verbundenen Zustand gegeneinander verlagerbar. Der Begriff "Verlagern" umfasst sowohl eine Relativbewegung mehrerer separater Bauteile als auch beispielsweise eine Verformung eines einzigen Bauteils, die mit einer Bewegung des pumpenseitigen Abschnitts und des basisseitigen Abschnitts relativ zueinander einhergeht.
  • Der Energieaufnehmer ist dazu ausgebildet, in einem Störfall der Vakuumpumpe von der Rotationseinheit auf die Stationäreinheit übertragene und in den Energieaufnehmer eingeleitete Bewegungsenergie der Vakuumpumpe durch Verlagerung der Abschnitte unter Aufrechterhaltung des verbundenen Zustands der Abschnitte aufzunehmen. Erfindungsgemäß sind hierzu die Abschnitte des Energieaufnehmers als separate Bauteile ausgebildet, wobei die Energieaufnahme durch Bremsen des einen Bauteils mittels des anderen Bauteils erfolgt. Die bei einem Störfall frei werdende Energie wird zumindest teilweise in Reibungswärme umgesetzt.
  • Der Energieaufnehmer kompensiert die anderenfalls unbeeinflusst in die Basis eingeleitete Energie der Rotationseinheit. Insbesondere kann der Energieaufnehmer eine Kraft, einen Impuls, einen Drehimpuls und/oder ein Moment, insbesondere ein Crash-Moment, aufnehmen.
  • Erfindungsgemäß weisen die beiden Bauteile jeweils einen Grundaufbau auf, wobei zumindest eines der Bauteile wenigstens bereichsweise an dem Grundaufbau zusätzlich mit einem reibungserhöhenden Material versehen ist. Durch das reibungserhöhende Material kann die Bremswirkung verbessert werden.
  • Die Zeitdauer des Störfalls, insbesondere die Crashzeit, kann durch den Energieaufnehmer verlängert werden, so dass Energiespitzen bzw. Spitzenmomente reduziert werden können. Die Energieeinleitung in die Basis wird somit minimiert. Dadurch, dass die Abschnitte dennoch miteinander verbunden bleiben, können sich keine Teile lösen, so dass von der Vakuumpumpe keine Gefahr für die Umgebung ausgeht,
  • Erfindungsgemäß liegt somit gewissermaßen eine "aufnahmefähige" Befestigungsvorrichtung vor, welche die bei einem Störfall frei werdende Energie kompensieren kann. Bei herkömmlichen, z.B. mit Hilfe gewöhnlicher Schrauben an der Basis angebrachten Vakuumpumpen kann, wenn überhaupt, nur ein geringer Teil der freiwerdenden Energie kompensiert werden, bevor entweder die Schrauben oder andere mehr oder weniger starre Befestigungsmittel unwirksam werden und sich die Pumpe von der Basis löst, oder die Basis aufgrund der eingeleiteten Energie in unkontrollierter Weise reagiert.
  • Weiterbildungen der Erfindung sind auch den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen zu entnehmen.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die Verlagerung eine kontrollierte, vorgegebene, insbesondere begrenzte, Relativbewegung der beiden Abschnitte zueinander umfassen. Die Relativbewegung kann insbesondere eine Drehbewegung umfassen. Die bei einem Störfall frei werdende Energie kann somit zumindest teilweise in die Relativbewegung umgesetzt werden, so dass die Energie in geeigneter Weise kompensiert werden kann. Insbesondere kann der basisseitige Abschnitt stationär, d.h. relativ zu Basis festgelegt sein, während sich der pumpenseitige Abschnitt relativ zum basisseitigen Abschnitt bewegen kann.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der basisseitige Abschnitt als Bremseinheit für den pumpenseitigen Abschnitt ausgebildet oder umfasst eine Bremseinheit. Insbesondere ist der basisseitige Abschnitt auch im Störfall fest mit der Basis verbunden, während sich der pumpenseitige Abschnitt relativ zum basisseitigen Abschnitt bewegt und dabei abgebremst wird. Dies ist in konstruktiver Hinsicht besonders einfach zu realisieren, da die Bremseinheit mit der Basis verbunden sein kann. Grundsätzlich ist jedoch umgekehrt auch denkbar, dass der pumpenseitige Abschnitt als Bremseinheit ausgebildet ist oder eine Bremseinheit umfasst. Als Bremseinheit ist vorzugweise eine mechanische Bremse vorgesehen, wobei alternativ oder zusätzlich im Prinzip auch eine elektrische oder magnetische Bremse vorgesehen sein kann.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform umfasst die Bremseinheit Bremsbacken für den pumpenseitigen Abschnitt, die vorzugsweise als Bremsringe ausgebildet sind. Die Bremsbacken und/oder der Bereich des pumpenseitigen Abschnitts, welcher mit den Bremsbacken zusammenwirkt, können insbesondere das reibungserhöhende Material aufweisen, beispielsweise ein Gummimaterial. Auf diese Weise kann die Bremswirkung verbessert werden. Die Bremseinheit kann auch mehrere Bremsbacken umfassen, die an unterschiedlichen Positionen mit dem pumpenseitigen Abschnitt zusammenwirken. Auch ist es möglich, dass sich die Bremsbacken über den gesamten Umfangsbereich des pumpenseitigen Abschnitts erstrecken.
  • In diesem Fall können die Bremsbacken beispielsweise als Bremsringe ausgebildet sein, wobei vorzugsweise ein oberer Bremsring und ein unterer Bremsring einen Flansch des pumpenseitigen Abschnitts zwischen sich aufnehmen und einklemmen können.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Bremswirkung der Bremseinheit einstellbar, insbesondere durch Verstellen von Bremsbacken der Bremseinheit. Vorzugsweise kann zum Verstellen ein Spannring vorgesehen sein. Die Stärke der Bremswirkung kann dadurch variiert werden. Dies kann alternativ oder zusätzlich durch eine geeignete Materialwahl erfolgen.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform ist der pumpenseitige Abschnitt als Befestigungsplatte ausgebildet. Die Befestigungsplatte kann insbesondere eine kreisrunde Form aufweisen. Vorzugsweise steht die Befestigungsplatte über die Stationäreinheit der Vakuumpumpe vor und bildet einen Flansch für die Bremsbacken.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wirken die beiden Bauteile derart zusammen, dass eine im Störfall auftretende Drehbewegung des pumpenseitigen Bauteils durch das basisseitige Bauteil gebremst und eine Bewegung des pumpenseitigen Bauteils mit einer zur Drehachse senkrechten Komponente zumindest im Wesentlichen unterbunden wird.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform ist eine Begrenzungseinrichtung vorgesehen, welche eine bei dem Störfall entstehende Bewegung, insbesondere eine Drehbewegung, des pumpenseitigen Abschnitts relativ zu dem basisseitigen Abschnitt begrenzt, wobei insbesondere die Begrenzungseinrichtung zusätzlich zu einer Bremseinheit für den pumpenseitigen Abschnitt vorgesehen ist.
  • Vorzugsweise kann der Drehwinkel begrenzt werden. Insbesondere kann sich auf diese Weise die Vakuumpumpe nicht beliebig weit relativ zur Basis verdrehen. Die Begrenzungseinrichtung kann einen festen Anschlag umfassen, welcher die Relativbewegung abrupt beendet.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Begrenzungseinrichtung zusätzlich als Führung für die Bewegung des pumpenseitigen Abschnitts ausgebildet. Insbesondere umfasst die Führung wenigstens einen Stift an dem einen der Abschnitte, der in ein Langloch an dem anderen Abschnitt eingreift. Das Langloch kann insbesondere gekrümmt sein. Vorzugsweise umfasst der basisseitige Abschnitt den Stift, während der pumpenseitige Abschnitt, insbesondere die Befestigungsplatte, das Langloch aufweist. Grundsätzlich ist auch eine umgekehrte Anordnung möglich.
  • Die Erfindung betrifft auch ein System mit wenigstens einer Vakuumpumpe, insbesondere Turbomolekularpumpe, und zumindest einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung.
  • Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine Schnittansicht einer Vakuumpumpe, die mithilfe einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform an einer Basis befestigt ist,
    Fig. 2
    eine Schnittansicht eines Teilbereichs der Befestigungsvorrichtung gemäß Fig. 1,
    Fig. 3
    eine Draufsicht eines Teilbereichs der Befestigungsvorrichtung gemäß Fig. 1, und
    Fig. 4
    eine Schnittansicht einer Vakuumpumpe, die mithilfe einer Befestigungsvorrichtung gemäß einer nicht beanspruchten Ausführungsform an einer Basis befestigt ist.
  • Zunächst ist festzuhalten, dass die dargestellten Ausführungsformen rein beispielhafter Natur sind. Insbesondere können die Anzahl und die Art und Weise der Anordnung der einzelnen dargestellten Befestigungsmittel, Langlöcher und Stifte variieren.
  • In Fig. 1 ist eine Vakuumpumpe 10 mit einer unter anderem das Gehäuse der Pumpe umfassenden Stationäreinheit 12 dargestellt. Im Inneren der Stationäreinheit 12 befindet sich eine in Fig. 1 nur schematisch angedeutete Rotationseinheit 13. Die Stationäreinheit 12 weist im oberen Bereich einen Befestigungsflansch 14 zur Befestigung der Vakuumpumpe 10 an einem zu evakuierenden Behältnis auf.
  • Bei der Vakuumpumpe 10 handelt es sich insbesondere um eine Turbomolekularpumpe herkömmlichen Aufbaus mit einer pumpwirksame Rotorscheiben 13b tragenden Rotorwelle 13a als Bestandteil der Rotationseinheit 13, wobei aber auch andere Arten von mit rotierenden Teilen versehenen Vakuumpumpen in Frage kommen.
  • Am unteren Bereich weist die Stationäreinheit 12 ein Unterteil 16 der Vakuumpumpe auf, welches mit einer Befestigungsvorrichtung verbunden werden kann. Die Befestigungsvorrichtung umfasst einen Energieaufnehmer 17 und stellt das Bindeglied zwischen der Vakuumpumpe 10 und einer Basis 18 dar. Die Basis 18 kann beispielsweise als Pumpstand ausgebildet sein, welcher selbst fest am Boden verankert sein kann.
  • Der Energieaufnehmer 17 weist einen pumpenseitigen Abschnitt 20 auf, welcher mit dem Unterteil 16 der Vakuumpumpe 10 verbunden ist. Ferner umfasst der Energieaufnehmer 17 einen basisseitigen Abschnitt 22, welcher mit der Basis 18 fest verbunden ist. Zur Befestigung der jeweiligen Abschnitte sind Befestigungsmittel 24 vorgesehen, welche beispielsweise als Schrauben ausgebildet sein können.
  • Der basisseitige Abschnitt 22 umfasst eine Bremseinheit 26, welche Bremsbacken 28 aufweist. Die beiden Bremsbacken 28 können mit Hilfe einer Schraube 24 oder eines Spannrings verstellt werden, d.h. die Bremswirkung kann gezielt eingestellt werden.
  • Der pumpenseitige Abschnitt 20 weist eine Befestigungsplatte 30 auf, welche zwischen den Bremsbacken 28 aufgenommen ist.
  • Die Befestigungsplatte 30 kann insbesondere kreisförmig ausgebildet sein, während die Bremsbacken 28 als Bremsringe ausgestaltet sein können.
  • Im normalen Betrieb ist die Vakuumpumpe 10 durch die Befestigungsvorrichtung fest mit der Basis 18 verbunden. Kommt es zu einem Störfall, beispielsweise einem so genannten Crash oder Rotorburst, wird die Vakuumpumpe 10 aufgrund der frei werdenden Rotationsenergie der Rotationseinheit in Drehung um die Drehachse D versetzt. Diese Drehbewegung wird auf den pumpenseitigen Abschnitt 20 übertragen und mittels der Bremsbacken 28 des basisseitigen Abschnitts 22 gebremst. Die im Störfall frei werdende Energie kann folglich mittels des Energieaufnehmers 17 kompensiert und in Wärme umgewandelt werden. Die Vakuumpumpe 10 bleibt dabei mit der Basis 18 verbunden.
  • Eine Weiterbildung dieses Konzeptes ist in den Fig. 2 und Fig. 3 dargestellt. Demnach kann die Bremseinheit 26 einen Stift 32 umfassen, welcher mit der Befestigungsplatte 30 zusammenwirkt. Wie in Fig. 3 zu sehen ist, greift der Stift 32 des basisseitigen Abschnitts 22 in ein Langloch 34 des pumpenseitigen Abschnitts 20 ein. Die Drehung der Befestigungsplatte 30 wird demnach abrupt gestoppt, sobald der Stift 32 ein Ende des Langlochs 34 erreicht.
  • Eine nicht beanspruchte Ausführungsform einer Befestigungsvorrichtung ist in Fig. 4 dargestellt. Der Energieaufnehmer 17 umfasst bei diesem Konzept einen Verformungskörper 36. Der Verformungskörper 36 kann hierbei ein erstes Material 38 und ein zweites Material 40 umfassen. Das erste Material 38 ist insbesondere steifer als das zweite Material 40 und wird jeweils verwendet, um die Vakuumpumpe 10 und die Basis 18 mit der Befestigungsvorrichtung zu verbinden. Das zweite Material 40 ist hingegen derart verformbar, dass die in einem Störfall frei werdende Energie durch den Verformungskörper 36 aufgenommen und in Verformungsenergie umgewandelt werden kann.
  • Der von dem zweiten Material 40 gebildete Verformungsabschnitt kann z.B. von einem massiven Materialblock gebildet sein, der über die aus dem ersten Material 38 bestehenden Abschnitte mit der Vakuumpumpe 10 bzw. der Basis 18 verbunden ist. Alternativ kann der Verformungsabschnitt eine Mehrzahl einzelner Elemente z.B. in Form von Stäben, Blechen oder Kunststoff- oder Gummielementen umfassen.
  • Durch die Erfindung ist es somit möglich, in einem Störfall frei werdende Energie aufzunehmen und umzuwandeln, d.h. derart zu kompensieren oder zu absorbieren, dass keine Gefahr besteht, dass sich die Vakuumpumpe 10 von der Basis 18 löst.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Vakuumpumpe
    12
    Stationäreinheit
    13
    Rotationseinheit
    13a
    Rotorwelle
    13b
    Rotorscheibe
    14
    Befestigungsflansch
    16
    Unterteil
    17
    Energieaufnahme
    18
    Basis, Pumpstand
    20
    pumpenseitiger Abschnitt
    22
    basisseitiger Abschnitt
    24
    Befestigungsmittel, Schraube
    26
    Bremseinheit
    28
    Bremsbacke, Bremsring
    30
    Befestigungsplatte
    32
    Stift
    34
    Langloch
    36
    Verformungskörper
    38
    erstes Material
    40
    zweites Material
    D
    Drehachse

Claims (10)

  1. Vorrichtung zum Befestigen einer Vakuumpumpe (10), insbesondere einer Turbomolekularvakuumpumpe, an einer Basis (18), insbesondere an einem Pumpstand, wobei die Vakuumpumpe (10) eine an der Basis (18) zu befestigende Stationäreinheit (12) sowie eine sich während des Betriebs relativ zur Stationäreinheit (12) drehende Rotationseinheit (13) umfasst,
    mit zumindest einem Energieaufnehmer (17), der mit einem pumpenseitigen Abschnitt (20) an der Stationäreinheit (12) der Vakuumpumpe (10) und mit einem basisseitigen Abschnitt (22) an der Basis (18) befestigbar ist, wobei die beiden Abschnitte (20, 22) des Energieaufnehmers (17) miteinander verbunden und im verbundenen Zustand gegeneinander verlagerbar sind, und
    wobei der Energieaufnehmer (17) dazu ausgebildet ist, in einem Störfall der Vakuumpumpe (10) von der Rotationseinheit (13) auf die Stationäreinheit (12) übertragene und in den Energieaufnehmer (17) eingeleitete Bewegungsenergie der Vakuumpumpe (10) durch Verlagerung der Abschnitte (20, 22) unter Aufrechterhaltung des verbundenen Zustands der Abschnitte (20, 22) aufzunehmen, wozu die Abschnitte (20, 22) des Energieaufnehmers (17) als separate Bauteile ausgebildet sind, wobei die Energieaufnahme durch Bremsen des einen Bauteils mittels des anderen Bauteils erfolgt;
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die beiden Bauteile jeweils einen Grundaufbau aufweisen, wobei zumindest eines der Bauteile wenigstens bereichsweise an dem Grundaufbau zusätzlich mit einem reibungserhöhenden Material versehen ist.
  2. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Verlagerung eine kontrollierte, vorgegebene, insbesondere begrenzte, Relativbewegung der beiden Abschnitte (20, 22) zueinander umfasst.
  3. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der basisseitige Abschnitt (22) als Bremseinheit (26) für den pumpenseitigen Abschnitt (20) ausgebildet ist oder eine Bremseinheit (26) umfasst.
  4. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Bremseinheit (26) Bremsbacken (28) für den pumpenseitigen Abschnitt (20) umfasst, die vorzugsweise als Bremsringe ausgebildet sind.
  5. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Bremswirkung der Bremseinheit (26) einstellbar ist, insbesondere durch Verstellen von Bremsbacken (28) der Bremseinheit (26).
  6. Befestigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der pumpenseitige Abschnitt (20) als Befestigungsplatte (30) ausgebildet ist.
  7. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die beiden Bauteile derart zusammenwirken, dass eine bei dem Störfall entstehende Drehbewegung des pumpenseitigen Bauteils durch das basisseitige Bauteil gebremst und eine Bewegung des pumpenseitigen Bauteils mit einer zur Drehachse (D) senkrechten Komponente zumindest im Wesentlichen unterbunden wird.
  8. Befestigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Begrenzungseinrichtung vorgesehen ist, welche eine bei dem Störfall entstehende Bewegung, insbesondere eine Drehbewegung, des pumpenseitigen Abschnitts (20) relativ zu dem basisseitigen Abschnitt (22) begrenzt, wobei insbesondere die Begrenzungseinrichtung zusätzlich zu einer Bremseinheit (26) für den pumpenseitigen Abschnitt (20) vorgesehen ist.
  9. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Begrenzungseinrichtung zusätzlich als Führung für die Bewegung des pumpenseitigen Abschnitts (20) ausgebildet ist und insbesondere wenigstens einen Stift (32) an dem einen der Abschnitte (20, 22) umfasst, der in ein Langloch (34) an dem anderen Abschnitt (22, 20) eingreift.
  10. System mit wenigstens einer Vakuumpumpe (10), insbesondere Turbomolekularvakuumpumpe, und zumindest einer Befestigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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