EP3763944B1 - Befestigungsschiene mit exzentereinrichtung - Google Patents
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- EP3763944B1 EP3763944B1 EP20183561.8A EP20183561A EP3763944B1 EP 3763944 B1 EP3763944 B1 EP 3763944B1 EP 20183561 A EP20183561 A EP 20183561A EP 3763944 B1 EP3763944 B1 EP 3763944B1
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Classifications
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Definitions
- the invention relates to a fastening rail for fastening a flange section of a first component of a vacuum system to a surface section of a second component of a vacuum system.
- Such a fastening rail is known in principle and is used, for example, to fasten a vacuum pump, in particular a turbomolecular pump, to a vacuum chamber.
- Known fastening rails often have the disadvantage that various assembly steps must be followed in the correct sequence for assembly and disassembly of the vacuum pump and, in addition, other components of the vacuum system may have to be removed in order to gain sufficient access to the vacuum pump.
- known mounting rails are often only designed to accommodate a single vacuum pump, with additional mounting parts, such as mounting brackets or screws, being required to mount the vacuum pump in addition to the mounting rail. This impairs the user-friendliness of known rail systems, in particular in the case of service or revision and during repair work, and limits the variability of the rail fastening.
- the EP 3 030 789 A1 discloses a safety device for a vacuum system for vacuum-tight attachment of a vacuum pump to a recipient.
- the securing device includes a support rail for receiving a pump flange.
- a shaft with sections of different diameters is guided in the support rail, on which ring-shaped, force-exerting elements are displaceably arranged and which are lifted in a clamping position by the shaft in such a way that they press the pump flange against the recipient.
- One object of the present invention is to provide a fastening rail for a vacuum system, which is characterized by increased ease of use and more flexible application options.
- a fastening rail with the features of claim 1 is provided according to the invention and, quite specifically, a fastening rail for fastening a flange section of a first component of a Vacuum system on a surface portion of a second component of the vacuum system.
- the fastening rail has a guide section, which is designed to interact with a side of the flange section facing away from the surface section, and also a fastening section, which is designed to fasten the fastening rail to the second vacuum component in such a way that the flange section can be inserted between the guide section and the surface section , In particular, can be inserted.
- the fastening rail comprises a rotatably mounted eccentric device which can be rotated between a clamped state and a released state and which is set up to apply a holding force directed in the direction of the surface section to the flange section via at least one active surface in its clamped state and to act in its released state Release flange section.
- a stroke of the flange section is generated by the clamping.
- the invention is based on the idea that only the eccentric device rotatably integrated into the fastening rail is required in order to press a flange section of a first component of a vacuum system onto a surface section of a second component of a vacuum system.
- Other retaining clips, screws or similar components are not absolutely necessary.
- the operation of the fastening rail is thus very convenient, in particular, to mount a first component of the vacuum system, only a flange section of the first component has to be pushed onto the guide section of the fastening rail in the released state and then the eccentric device has to be rotated into the clamping state.
- the installation space of the vacuum system can advantageously be made more compact, resulting in direct cost advantages.
- the flange section is held securely in the fastening rail, which results in increased operational reliability of the vacuum system even in the event of a fault, for example a rotor crash.
- the surface section which can also be designed as a flange section, can in principle have an opening to a vacuum chamber or to a vacuum pump.
- sealing means can be provided on the flange section and/or on the surface section, in particular in the area of openings, which ensure sealing contact of the flange section and the surface section in the clamped state.
- the flange section can advantageously be at least approximately rectangular--this embodiment is particularly advantageous in the case of a split flow--or at least have a straight section which can be guided in the fastening rail. This is advantageous for a particularly simple and secure attachment and with regard to the achievable pumping speed of the vacuum system.
- the holding force acting on the flange section is generated in particular by a lifting movement effected by means of the eccentric device, in which the effective surface of the eccentric device interacts with the flange section either directly or indirectly in order to press it in the direction of the surface section.
- the lifting movement resulting from the twisting of the eccentric device can be transmitted, for example, to an intermediate element which is connected in particular to the eccentric device and passed on by it to the flange section.
- the stroke can be increased, for example.
- the first and the second component of the vacuum system can be, for example, a vacuum pump, in particular a turbomolecular pump, and a vacuum chamber or recipient.
- a vacuum pump in particular a turbomolecular pump
- a vacuum chamber or recipient can have the flange section and the respective other component can have the surface section on which the fastening rail can again be attached.
- the first component having the flange section is a turbomolecular pump
- the direction of insertion into the fastening rail can be arranged parallel or perpendicular to the rotor axis.
- a fastening rail arrangement can be selected in such a way that the surface section is assigned two fastening rails running parallel to one another, which hold the flange section inserted between them from two opposite sides and, when the fastening rails are in the clamped state, press it against the surface section on two sides. and thus prevent tilting of the flange section due to one-sided pressing and enable tight contact with the surface section.
- several fastening rails can be combined to form a rail system.
- the fastening rail can be fastened to the second component and in particular to the surface section by means of its fastening section, for example screwed to it in a detachable manner or welded thereto. It is also conceivable that the fastening section or the entire fastening rail is connected in one piece to the surface section, it being possible for the fastening rail to be formed onto the surface section to a certain extent as part of the second component of the vacuum system.
- the flange section can be positioned flexibly in the direction of insertion along the mounting rail, so that vacuum components of different dimensions can be used in the same mounting rail.
- an adapter piece can be introduced between the surface section and the fastening rail in order to adapt openings which are present in the surface section and on the flange section to one another, if necessary.
- Such an adapter piece can be designed to be vibration-damping and/or thermally insulating and/or electrically insulating.
- the mounting rail can also be provided with elements that have such properties.
- the eccentric device can have an actuating device which can be arranged, for example, in an end area of the eccentric device, in particular in an end area with respect to a longitudinal axis of the eccentric device.
- This can be designed particularly simply as a receiving device for a tool, for example as a coupling for a hexagonal or square key, which then serves to initiate the rotational movement of the eccentric device about its longitudinal axis. Operation is even more convenient if the actuating device is in the form of a lever arrangement which can be permanently installed on the eccentric device.
- Lever end positions which correspond, for example, to the clamping state or the release state of the eccentric device, can have latching points.
- the actuating device and/or the guide device can have corresponding markings, for example arrows or scales.
- each end section of the eccentric device can have an actuating device.
- a single actuating device is sufficient for an eccentric device, so that access to the actuating device is only required from one side for assembly or disassembly, which means that access in the event of service or repairs is conveniently possible, while the space required for the vacuum system is advantageously compact can be.
- a rotation of the eccentric device is made possible by a rotatable mounting of the eccentric device in the fastening rail.
- the eccentric device can be arranged in the fastening rail so that it can slide over the entire surface or can be mounted by means of roller bearings, for example ball, roller or nail bearings.
- the eccentric device can be secured against axial displacement or removal from the fastening rail by a blocking element, for example a screw head of a screw, a washer or the like, which can be arranged in particular with enough play in the area of an end section of the eccentric device to continue to prevent rotation of the to allow eccentric device.
- the eccentric device is arranged in the guide section of the fastening rail.
- the guide surface can be arranged parallel to the surface section and, for example, can be attached to and spaced from the surface section by means of the attachment section.
- the guide section can have a guide surface on which the flange section slides along the longitudinal axis of the fastening rail when it is pushed into it. An eccentric device arranged in the guide section can thus apply a force in the direction of the surface section to the flange section in the clamped state.
- the eccentric device comprises at least one eccentric section, the cross section of which is configured eccentrically in a plane perpendicular to a longitudinal axis of the eccentric device.
- the eccentric section can be arranged eccentrically in a plane perpendicular to a longitudinal axis of the eccentric device.
- a curvature of the eccentric portion varies in its circumferential direction.
- the at least one active surface is at least partially arranged on the eccentric section.
- the eccentric shape in cross section can be produced from two—or more—different radii running tangentially into one another, or also, at least in sections, can have an at least essentially continuously changing radius.
- the cross-sectional area may also be an appropriate free-form area.
- the eccentric device can in particular be designed such that the active surface in the release state is flush with the guide surface of the guide section or at least such that the active surface on the side facing the flange section does not protrude beyond the guide surface or the guide section.
- the eccentric device can be designed such that the active surface rises above the guide surface on the side facing the flange section in the clamped state and thus generates a lifting movement of the flange section.
- the shape of the eccentric section is therefore decisive for the kinematics of the fixing or fastening function, ie for releasing and holding the flange section.
- the eccentric device and/or the guide section can have means by which an insertion movement of the flange section between the guide section and the surface section can be converted into a rotation of the eccentric device into the clamping state.
- Such means can be used for self-locking of the fastening rail by automatically generating a lifting and/or holding force on the flange section when the same is pushed in. It can thus be ensured that a vacuum component having the flange portion is reliably secured in the mounting rail without any additional action having to be taken.
- the flange section can be raised or clamped, for example, up to the self-locking of the eccentric device or just so far until the required angle of rotation of the eccentric device for securely fastening the flange section to the surface section is reached.
- the conversion of the insertion movement into the twisting of the eccentric device can be achieved in very different constructive ways via a form fit and/or a friction fit.
- the funds can Drivers, in particular a driver or the like that protrudes beyond the guide surface of the guide section, which is arranged on the eccentric device and which, when the flange section is pushed in, is gripped by the latter and taken along, so that the eccentric device is rotated as a result.
- the flange section itself can, for example, also have a guide for the driver, in particular a recess into which the driver can engage and through which it can optionally be slidably guided as the flange section continues to be pushed in.
- the eccentric device can also be designed in such a way that the active surface does not end flush with the guide surface of the guide section in the release state, but instead protrudes at least partially beyond the guide surface.
- the active surface itself can also serve as a driver, so that the pushing in of the flange section causes the eccentric device to rotate.
- This can be implemented in a structurally particularly uncomplicated manner if the longitudinal axis of the eccentric device is arranged perpendicularly to the direction of insertion.
- the twisting of the eccentric device can also be produced by a frictional connection with the flange section. The surfaces involved can be treated and/or structured accordingly to increase the friction acting between them.
- the longitudinal axis of the eccentric device and/or the eccentric section can be arranged at least essentially parallel to a longitudinal axis of the fastening rail and/or the guide section.
- the direction of the longitudinal axis of the fastening rail advantageously also corresponds to the insertion direction of the flange section.
- the longitudinal axis of the eccentric device and/or the eccentric section is arranged at least essentially perpendicular to a longitudinal axis of the fastening rail and/or the guide section.
- the eccentric device and/or the eccentric section can thus be arranged at a suitable point along the longitudinal extent of the fastening rail, for example directly in the insertion area for the flange section or at the opposite end of the fastening rail.
- the longitudinal axis of the eccentric device and/or the eccentric section and the fastening rail and/or the guide section can be arranged at any desired angle to one another, as a result of which an optimal adaptation to spatial conditions is possible.
- the eccentric section can extend in the direction of the longitudinal axis of the eccentric device at least essentially over the entire extension of the fastening rail and/or the guide section and/or can be continuous. If the eccentric device extends along the fastening rail, a single eccentric device can be sufficient to provide a holding force for one or more flange sections over the entire length of the rail. With the eccentric device running transversely to the fastening rail, contact pressure is possible over at least approximately the entire width of the inserted flange, i.e. over the extension of the flange transversely to the direction of insertion.
- the eccentric device can also have at least two eccentric sections arranged at a distance from one another.
- the eccentric device comprise a one-piece eccentric shaft, which has only sections of eccentric sections and intermediate connecting sections.
- Such an interrupted or stepped eccentric shaft can advantageously reduce the friction when the eccentric device rotates, while a holding force can be generated on a flange section distributed over the extent of the eccentric device.
- the eccentric section or sections or possibly the entire eccentric shaft can be made of brass, bronze, steel, stainless steel, nickel-plated steel, hardened steel or aluminum.
- the eccentric section(s) or possibly the entire eccentric shaft can be made from a friction-reducing and/or wear-resistant material or can be coated with such a material.
- the eccentric device has at least one latching element which defines an end position of the eccentric section in the clamping state and/or an end position of the eccentric section in the release state.
- the latching elements can be formed in particular by the eccentric shape of the eccentric section and, for example, as latching surfaces formed tangentially on the cross-sectional area.
- a stop or several stops can also be provided, by means of which certain positions of the flange section relative to the components of the fastening rail or certain positions of the eccentric device can be defined.
- a position, in particular an end position of the eccentric section or the reaching of the stop can be detected by means of a sensor device.
- the basic attachment status of an eccentric device can be queried electronically using suitable sensors.
- suitable sensors For example, light barriers, contact detection sensors, angle of rotation sensors or other known sensor devices can be used for this purpose will.
- This has the advantage, particularly in connection with large vacuum arrangements that have numerous vacuum components that are connected to one another by means of fastening rails, that central monitoring of the entire system becomes possible. Increased system safety and reliability can thus be achieved, particularly in the case of vacuum arrangements which, for example, require intensive maintenance due to harsh process conditions, particularly in semiconductor or coating processes.
- the angle of rotation of the eccentric device can be limited so that, for example, an "over-rotation" of the eccentric device is prevented. This can also be defined by the design of the eccentric shape.
- the maximum angle of rotation of the eccentric device between the release state and the clamped state can be less than 360 degrees, in particular less than 270 degrees or less than 225 degrees.
- the end positions in the clamped and/or released state can be indicated by markings, which are attached in particular in the area of an actuating device, for easier operation.
- over-rotation of the eccentric device can also be prevented by means of geometric stops which are arranged on the eccentric device, the guide section and/or the fastening section and which can define end positions of the eccentric section. Reaching a stop can be detected by means of a suitable sensor device.
- the shape of the at least one eccentric section can also vary in the longitudinal direction of the eccentric device.
- the eccentric section can be angularly twisted along a longitudinal axis in such a way that any torsion that may occur along the longitudinal extent of the eccentric section is compensated for when a rotary movement is initiated from an end section of the eccentric device.
- the torque to be applied can thus also be reduced or controlled as a function of the angle.
- the design of the eccentric section can vary in the axial direction in such a way that a torsion that occurs when the section is twisted is compensated for and so that the same contact pressure force is generated everywhere along the eccentric section. This also applies analogously to eccentric devices with two or more eccentric sections.
- the eccentric device can be designed in several parts.
- the eccentric device can have a multi-part eccentric shaft, which can in particular be composed of standard eccentric parts.
- the eccentric device it is also conceivable for the eccentric device to comprise an in particular helical shaft on which one or more eccentric sections are attached in a positive or non-positive manner. A particularly cost-effective production is thus possible.
- an eccentric device can be configured particularly cost-effectively using known eccentric screws.
- an eccentric screw itself can serve as an eccentric device, in particular a screw head of the eccentric screw can have the active surface of the eccentric device.
- the eccentric screw can be screwed to an additional eccentric section that forms the active surface or at least part of it. In the simplest case, for example, this can be a round rod with an internal thread that sits eccentrically on the eccentric screw. Other configurations of the eccentric section that is additionally screwed on are also possible.
- the at least one eccentric section can be shaped in such a way that clamping achieved in the clamped state is self-locking.
- the self-locking can be achieved, for example, by a friction fit, in particular between the eccentric device and the flange section or the eccentric device and the guide section.
- a friction fit can be advantageously increased through the use of knurled or otherwise surface-structured contact surfaces. Structures of this type that produce a form fit or friction fit can also contribute to conveying the flange section in a preferred direction into a defined end position. That is, the structures can be designed in such a way that the flange section is pulled (supportingly) by twisting the eccentric device.
- the fastening rail can have at least two eccentric devices, the longitudinal axes of which are in particular arranged parallel to one another. While this is generally possible, the use of several eccentric devices is of particular relevance if the eccentric devices are arranged transversely to the direction of insertion and/or transversely to the longitudinal axis of the fastening rail. In this case, several eccentric devices can be used to ensure that a flange section is raised sufficiently evenly against the surface section over its entire extent arranged in the fastening rail.
- the multiple eccentric devices can be arranged in the insertion area and at the opposite end of the fastening rail or, depending on accessibility, also in the middle rail area.
- a guide surface of the guide section that interacts with the flange section can have a bevel and/or a curvature at least in sections.
- a slope arranged on the guide surface can serve to push a flange section onto a plateau arranged at the end of the slope when it is pushed into the fastening rail, which already presses the flange section in the region of the plateau against the surface section or a seal arranged on the surface section.
- an eccentric device arranged in the insertion area can suffice to lift the flange section completely and sealingly against the surface section.
- One in the insertion area of the mounting rail arranged bevel can serve as a guide to facilitate the introduction of the flange portion in the mounting rail. Appropriate curvature can produce the same effect in each case.
- one or more seals can be provided, which are arranged at least in sections between the flange section and the surface section in order to achieve a reliable sealing effect
- the fastening rail for example the guide surface, can have a stop which facilitates positioning of the flange section in the longitudinal direction, i.e. in the direction of insertion, of the fastening rail and in particular prevents the flange section from being pushed too far, for example beyond the end of the fastening rail.
- a further aspect of the invention relates to a fastening system for fastening a first component of a vacuum system to a second component of a vacuum system, in particular one of the components being a vacuum pump.
- the fastening system comprises a flange section which is arranged on the first component, a surface section which is arranged on the second component and which can be brought into contact with a contact surface of the flange section, and at least one fastening rail which is fastened to the second component.
- the fastening system is designed so that two or more first vacuum components and two or more second vacuum components can be fastened to one another by means of at least one fastening rail.
- multiple vacuum pumps each having a flange portion, can be assembled into a mounting rail or assembly "threaded" from a plurality of mounting rails attached to one or more second vacuum components.
- Yet another aspect of the invention relates to a vacuum assembly having a first vacuum component and a second vacuum component coupled together by a fastening system as previously described.
- FIG. 1 shows a vacuum arrangement 10, comprising a first vacuum component, here a vacuum pump, specifically a turbomolecular pump 12, and a second vacuum component, here a vacuum chamber 16, which are connected to one another by means of a fastening system 20.
- a vacuum pump specifically a turbomolecular pump 12
- a second vacuum component here a vacuum chamber 16
- the turbomolecular pump 12 includes a rotor arrangement whose rotor axis R extends perpendicular to the plane of the drawing.
- a rectangular pump flange 14 is provided at a pump top and has a plurality of openings to a rotor accommodating space (not shown). Each of these openings is provided with a sealant and is intended to connect the rotor space of the turbomolecular pump 12 to a recipient, here to the vacuum chamber 16 .
- the fastening system 20 for fastening the turbomolecular pump 12 to the vacuum chamber 16 comprises on the one hand the flange section 14 of the turbomolecular pump 12 and on the other hand a surface section 18 of the vacuum chamber 16, which also has one or more openings in order to communicate with the rotor space of the turbomolecular pump 12 (not shown). and which can be brought into abutment with a contact surface of the flange portion 14 .
- the fastening system 20 comprises a first fastening rail 22 and a second fastening rail 22'.
- the first and second fastening rails 22 and 22' each have a guide section 26, 26' which cooperates with the side of the flange section 14 which faces away from the surface section 18 and which guides the flange section 14 during assembly in the fastening rail 22, 22'. respectively.
- the fastening rails 22, 22' are fastened to the vacuum chamber 16 by means of a fastening section 24, 24'.
- the fastening rails 22, 22' are approximately L-shaped, with the guide section 26, 26' and the fastening section 24, 24' being aligned essentially perpendicularly to one another.
- each of the fastening rails 22, 22' has a rotatably mounted eccentric device 28, 28', which is arranged in the guide section 26, 26' of the fastening rail 22, 22'.
- the eccentric device 28, 28' is shown in its clamped state, in which it applies a force directed towards the surface section 18 to the flange section 14 and thus clamps the flange section 14 and the surface section 18 together in a sealing manner.
- an active surface 48 of the eccentric devices 28, 28' protrudes (see e.g Figures 2E, 2F ) in the direction of the flange section 14 beyond the guide sections 26, 26' and thus leads to a lifting of the flange section 14.
- the eccentric device 28, 28' By rotating, the eccentric device 28, 28' can be brought into a release state in which the holding force acting upwards is removed from the flange section 14 and this is released. This is based on the detailed drawings of the Figures 2 to 6 clarified.
- Figure 2A 12 shows a first embodiment of a fastening rail 22 with a fastening section 24 for fastening to a surface section 18 (not shown).
- the fastening section has bores 30 here, by means of which the fastening rail 22 can be firmly screwed to the surface section 18 .
- the guide section 26 has a guide surface 32 which is arranged spaced parallel to the surface section 18 when the fastening rail 22 is in a mounted state.
- the flange section 14 for example of a turbomolecular pump 12 , can be introduced into the fastening rail 22 from an end face 34 of the fastening rail 22 , being guided by the guide surface 32 in the process.
- the fastening section 24 On an end section of the fastening rail 22 opposite the end face 34 (seen along a longitudinal axis B of the rail 22), the latter has an axial stop 36 which prevents the flange section 14 from being pushed beyond the end of the fastening rail 22.
- the fastening section 24 In the area of the end face 34, ie from the insertion side of the flange section 14, the fastening section 24 has a bevel 38 which facilitates the introduction of the flange section 14 into the fastening rail 22.
- the eccentric device 28 is embedded in the guide section 26 and is rotatably mounted therein.
- a longitudinal axis E of the eccentric device 22 (see 2D ) is arranged parallel to the longitudinal axis B of the fastening rail 22 and also of the guide section 26 in the first embodiment.
- the eccentric device has an actuating device 40, which is designed here as a hexagonal opening ( Figure 2B ).
- the eccentric device 28 can be rotated by means of the actuating device 40 between the clamping state and the release state--and vice versa--the associated end positions of the eccentric device 22 being marked with 0 and 1 for increased user-friendliness.
- the actuating device 40 and the entire fastening rail 22 can be operated from the insertion side of the flange section 14 .
- the eccentric device 22 has a single eccentric section 44 with an effective surface 48 .
- the eccentric section 44 extends in the direction of the longitudinal axis E of the eccentric device 22 ( 2D ) essentially over the entire extension length of the fastening rail 22 and the guide section 26 and is designed to be continuous or uninterrupted.
- the flange section 14 can be uniformly subjected to a holding force over its entire length and thus optimally pressed against the surface section 18 (not shown).
- any positioning of the flange section 14 within the fastening rail 22 is possible without any disadvantage for the fastening and/or sealing of the connection.
- the cross-sectional shape or area 46 of the eccentric section 44 can be seen in each case (in a plane perpendicular to the longitudinal axis E).
- the cross-sectional area 46 is designed and arranged eccentrically, the eccentric shape of the cross-section 46 being characterized in that its curvature varies in the circumferential direction.
- the eccentric shape has different radii that (continuously) merge into one another (see also examples Figure 6B ).
- the eccentric shape is provided with latching elements, with the latching elements each defining an end position of the eccentric device 22 .
- a first end face 50 defines the release state ( Figure 2E ) and a second, less pronounced end surface 52 the clamped state (see Figure 2F ).
- FIGS 3A to 3F show a mounting rail 22 according to a second embodiment. While these are largely related to the first embodiment ( Figures 2A to 2F ) matches, the eccentric device 28 in particular has a different configuration.
- the eccentric device 28 according to the second embodiment has a plurality of eccentric sections 44 which are arranged at a distance from one another ( Figures 3E, 3F ).
- the friction is significantly lower, while other properties of the eccentric device 28 remain essentially unchanged, at least functionally.
- the holding force is also introduced continuously, since the effective surface 48 is not segmented.
- the sections 44 merge into the surface 48 at their ends.
- the eccentric device 28 is formed in one piece despite the eccentric sections 44 being spaced apart.
- such an eccentric device 28 could also be made in several parts, in that various standard eccentric parts are joined together, for example by means of screw threads, with elements that serve as eccentric section 44 and connecting elements lying in between being joined together alternately.
- Figures 4A to 4E show a fastening rail 22 according to a third embodiment with an eccentric device 28, the longitudinal axis E of which is arranged perpendicularly to the longitudinal axis B of the fastening rail 22.
- the eccentric device 28 has an eccentric section 44 which extends along the eccentric device 28 over the entire length of the eccentric device 28 and essentially over the entire width of the fastening rail.
- the actuating device 40 corresponds to that of the first and second embodiment. However, it is not on the end face 34, but in an end portion of the Eccentric device 28, which is accessible from a longitudinal side 54 of the mounting rail 22 ( Figure 4E ).
- the eccentric device 28 In its clamped state, the eccentric device 28 according to the third embodiment generates an upwardly directed holding force, which acts on an inserted flange section 14, only in the area of the end face 34, ie in the insertion area of the fastening rail 22.
- the fastening rail 22 For effective pressing of the flange section 14 against a surface section 18 , the fastening rail 22 also has a bevel 56 and a plateau 58 in the area of the axial stop 36 .
- Bevel 56 and plateau 58 are dimensioned in such a way that flange section 14 is already effectively pressed against surface section 18 in the region of plateau 58 .
- Twisting the eccentric device 28 into the clamping state causes a lifting movement on the flange section 14 in the insertion area of the fastening rail 22 by the effective surface 48 of the eccentric device 28 protruding from the guide surface 32.
- the flange section 14 is then reliably fixed to the surface section 18.
- FIGS 5A and 5B show a fastening rail 22 according to a fourth embodiment.
- the fastening rail 22 has two eccentric devices 28 and 28" whose longitudinal axes E are arranged parallel to one another but perpendicular to the longitudinal axis B of the fastening rail 22.
- the eccentric devices 28, 28" each have an actuating device 40, 40" on the longitudinal side 54 of the An actuating device is also conceivable, by means of which the eccentric devices 28, 28'' can be actuated together.
- the eccentric devices 28 and 28" are both arranged in the area of the end face 34 of the fastening rail 22 and are only spaced apart from one another by a slight axial offset x with respect to the longitudinal axis B of the fastening rail 22.
- the axial distance x between the eccentric devices 28 and 28" can be adjusted as desired.
- the eccentric device 28'' can be arranged in a central area of the fastening rail 22 with respect to the longitudinal extension.
- Figures 6A and B possible cross-sectional shapes 46 for eccentric sections 44 are shown.
- Figure 6A shows an eccentric shape that is formed from two (continuously) merging circular surfaces with different radii Rx and Ry, which have a center distance e.
- FIG. 6B Another possible eccentric shape is in Figure 6B shown, wherein the cross-sectional shape 46 has a radius of curvature Rx in sections in the circumferential direction, which decreases continuously in a further section from a radius Rx4 to a radius Rx1, with the radii respectively merging into one another.
- the cross-sectional area 46 has the end face 50, which in the present exemplary embodiment defines the release state.
- the cross-sectional areas 46 of an eccentric section 44 can fundamentally vary in the direction of the longitudinal axis E of the eccentric device 28 .
- an eccentric section 44 can have an in Figure 6B have the eccentric shape shown, with the cross-sectional area 46 being arranged continuously rotated by a small angle along the longitudinal axis E.
- Such an angularly twisted eccentric section 44 can be advantageous in order to compensate for torsion of the eccentric device 28 when a rotation is initiated via an actuating device 40 arranged in an end section of the eccentric device 28 . In principle, this is conceivable with any cross-sectional shape 46 .
- FIG. 7A An eccentric screw 60 is shown, which has a screw head 62 and a threaded portion 64 which is arranged eccentrically with respect to the screw head 62 .
- a hexagonal opening which is also arranged eccentrically in the screw head 62 serves as an actuating device 40.
- the hexagonal opening and the threaded section 64 are arranged coaxially.
- Figure 7B shows a fastening rail 22 in a plan view with an eccentric device 28 which is designed as an eccentric screw 60 .
- the screw head 62 lies in a recess in the guide section 26 and forms the effective surface 48 .
- the screw head 62 also has the actuating device 40 .
- the threaded section 64 is screwed to the guide section 26 and serves to guide the eccentric screw 60.
- the effective surface 48 of the screw head 62 rises to different degrees, depending on the angle of rotation, above the guide surface 32 of the guide section 26, so that an inserted flange section is lifted and can thus be subjected to a holding force and pressed against a surface section.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Befestigungsschiene zur Befestigung eines Flanschabschnitts einer ersten Komponente eines Vakuumsystems an einem Oberflächenabschnitt einer zweiten Komponente eines Vakuumsystems.
- Eine derartige Befestigungsschiene ist grundsätzlich bekannt und kommt beispielsweise zum Einsatz, um eine Vakuumpumpe, insbesondere eine Turbomolekularpumpe, an einer Vakuumkammer zu befestigen. Bekannte Befestigungsschienen weisen oft den Nachteil auf, dass zur Montage und Demontage der Vakuumpumpe diverse Montageschritte in korrekter Abfolge einzuhalten sind und zudem gegebenenfalls weitere Bauteile des Vakuumsystems ausgebaut werden müssen, um ausreichenden Zugriff auf die Vakuumpumpe zu erhalten. Zudem sind bekannte Befestigungsschienen oft lediglich für die Aufnahme einer einzelnen Vakuumpumpe ausgelegt, wobei zusätzlich zu der Befestigungsschiene noch weitere Halteteile, beispielsweise Halteklammern oder Schrauben, zur Befestigung der Vakuumpumpe nötig sind. Dies beeinträchtigt jeweils die Bedienfreundlichkeit bekannter Schienensysteme, insbesondere im Service- oder Revisionsfall und bei Reparaturarbeiten und begrenzt die Variabilität der Schienenbefestigung.
- Die
EP 3 030 789 A1 offenbart eine Sicherungsvorrichtung für ein Vakuumsystem zur vakuumdichten Befestigung einer Vakuumpumpe an einem Rezipienten. Die Sicherungsvorrichtung umfasst eine Stützschiene zur Aufnahme eines Pumpenflanschs. In der Stützschiene ist eine Welle mit Abschnitten verschiedenen Durchmessers geführt, auf der ringförmige, kraftausübende Elemente verschiebbar angeordnet sind und welche in einer Klemmposition durch die Welle derart angehoben werden, dass sie den Pumpenflansch gegen den Rezipienten pressen. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Befestigungsschiene für ein Vakuumsystem bereitzustellen, welche sich durch einen erhöhten Bedienkomfort und flexiblere Einsatzmöglichkeiten auszeichnet. - Zur Lösung der Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Befestigungsschiene mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesehen und ganz konkret eine Befestigungsschiene zur Befestigung eines Flanschabschnitts einer ersten Komponente eines Vakuumsystems an einem Oberflächenabschnitt einer zweiten Komponente des Vakuumsystems. Die Befestigungsschiene weist einen Führungsabschnitt, der zum Zusammenwirken mit einer dem Oberflächenabschnitt abgewandten Seite des Flanschabschnitts ausgebildet ist und zudem einen Befestigungsabschnitt auf, der dazu ausgebildet ist, die Befestigungsschiene an der zweiten Vakuumkomponente derart zu befestigen, dass der Flanschabschnitt zwischen den Führungsabschnitt und den Oberflächenabschnitt einbringbar, insbesondere einschiebbar ist. Des Weiteren umfasst die erfindungsgemäße Befestigungsschiene eine drehbar gelagerte Exzentereinrichtung, die zwischen einem Klemmzustand und einem Freigabezustand verdrehbar ist und die dazu eingerichtet ist, über zumindest eine Wirkfläche in ihrem Klemmzustand den Flanschabschnitt mit einer in Richtung des Oberflächenabschnitts gerichteten Haltekraft zu beaufschlagen und in ihrem Freigabezustand den Flanschabschnitt freizugeben. Insbesondere wird durch das Klemmen ein Hub des Flanschabschnitts erzeugt.
- Grundsätzlich liegt der Erfindung also die Idee zugrunde, dass lediglich die in die Befestigungsschiene drehbar integrierte Exzentereinrichtung benötigt wird, um einen Flanschabschnitt einer ersten Komponente eines Vakuumsystems an einen Oberflächenabschnitt einer zweiten Komponente eines Vakuumsystems anzupressen. Weitere Halteklammern, Schrauben oder ähnliche Bauteile werden nicht zwingend benötigt. Die Bedienung der Befestigungsschiene ist somit denkbar komfortabel, insbesondere muss zur Montage einer ersten Komponente des Vakuumsystems lediglich ein Flanschabschnitt der ersten Komponente auf den Führungsabschnitt der im Freigabezustand befindlichen Befestigungsschiene eingeschoben werden und anschließend die Exzentereinrichtung in den Klemmzustand verdreht werden. Dadurch kann der Bauraum des Vakuumsystems vorteilhaft kompakter ausgebildet werden, woraus sich unmittelbare Kostenvorteile ergeben. Zudem wird der Flanschabschnitt sicher in der Befestigungsschiene gehalten, woraus sich eine erhöhte Betriebssicherheit des Vakuumsystems auch im Fehlerfall, beispielsweise bei einem Rotorcrash, ergibt.
- Der Oberflächenabschnitt, welcher ebenfalls als Flanschabschnitt ausgebildet sein kann, kann grundsätzlich eine Öffnung zu einer Vakuumkammer oder zu einer Vakuumpumpe aufweisen. Zudem können an dem Flanschabschnitt und/oder an dem Oberflächenabschnitt, insbesondere im Bereich von Öffnungen, Dichtmittel vorgesehen sein, welche im Klemmzustand eine dichtende Anlage des Flanschabschnitts und des Oberflächenabschnitts sicherstellen. Der Flanschabschnitt kann vorteilhafterweise zumindest annähernd rechteckig ausgebildet sein - diese Ausführungsform ist insbesondere bei einer Split-Flow vorteilhaft - oder zumindest einen geradlinig verlaufenden Abschnitt aufweisen, welcher in der Befestigungsschiene geführt werden kann. Dies ist für eine besonders einfache und sichere Befestigung sowie hinsichtlich des realisierbaren Saugvermögens des Vakuumsystems vorteilhaft.
- Im Klemmzustand wird die auf den Flanschabschnitt wirkende Haltekraft insbesondere durch eine mittels der Exzentereinrichtung bewirkte Hubbewegung erzeugt, bei der die Wirkfläche der Exzentereinrichtung mit dem Flanschabschnitt entweder direkt oder indirekt zusammenwirkt, um diesen in Richtung des Oberflächenabschnitts zu drücken. Bei einer indirekten Krafteinleitung kann die aus der Verdrehung der Exzentereinrichtung resultierende Hubbewegung beispielsweise an ein Zwischenelement, welches insbesondere mit der Exzentereinrichtung verbunden ist, übertragen werden und von diesem an den Flanschabschnitt weitergegeben werden. Dadurch kann beispielsweise der Hub vergrößert werden.
- Bei der ersten und der zweiten Komponente des Vakuumsystems, kann es sich beispielsweise um eine Vakuumpumpe, insbesondere um eine Turbomolekularpumpe, und eine Vakuumkammer oder Rezipienten handeln. Dabei kann wahlweise die Vakuumpumpe oder die Vakuumkammer den Flanschabschnitt und die jeweils andere Komponente den Oberflächenabschnitt aufweisen, an welchem wieder die Befestigungsschiene angebracht sein kann. Handelt es sich bei der ersten, den Flanschabschnitt aufweisenden Komponente um eine Turbomolekularpumpe, so kann die Einschubrichtung in die Befestigungsschiene parallel oder senkrecht zu der Rotorachse angeordnet sein.
- Beispielsweise kann eine Befestigungsschienenanordnung so gewählt sein, dass dem Oberflächenabschnitt zwei parallel zueinander verlaufende Befestigungsschienen zugeordnet sind, welche den dazwischen eingeschobenen Flanschabschnitt von zwei gegenüberliegenden Seiten her halten und, wenn sich die Befestigungsschienen in dem Klemmzustand befinden, diesen an zwei Seiten gegen den Oberflächenabschnitt pressen, und so ein Verkippen des Flanschabschnitts durch einseitiges Anpressen ausschließen und eine dichte Anlage an dem Oberflächenabschnitt ermöglichen. Grundsätzlich können mehrere Befestigungsschienen zu einem Schienensystem zusammengefügt werden.
- Die Befestigungsschiene kann mittels ihres Befestigungsabschnitts an der zweiten Komponente und insbesondere an dem Oberflächenabschnitt befestigt sein, beispielsweise lösbar damit verschraubt oder daran angeschweißt sein. Denkbar ist auch, dass der Befestigungsabschnitt oder die gesamte Befestigungsschiene einstückig mit dem Oberflächenabschnitt verbunden ist, wobei die Befestigungsschiene an den Oberflächenabschnitt gewissermaßen als Teil der zweiten Komponente des Vakuumsystems angeformt sein kann.
- Eine Positionierung des Flanschabschnitts kann in Einschubrichtung entlang der Befestigungsschiene flexibel erfolgen, sodass Vakuumkomponenten verschiedener Abmessungen in dieselbe Befestigungsschiene eingesetzt werden können. Weiterhin kann zwischen dem Oberflächenabschnitt und der Befestigungsschiene ein Adapterstück eingeführt werden, um Öffnungen, die in dem Oberflächenabschnitt und an dem Flanschabschnitt vorhanden sind, gegebenenfalls aneinander anzupassen. Ein derartiges Adapterstück kann schwingungsdämpfend und/oder thermisch isolierend und/oder elektrisch isolierend ausgestaltet sein. Die Befestigungsschiene kann ebenfalls mit Elementen versehen sein, die derartige Eigenschaften aufweisen.
- Insbesondere können auch mehrere, insbesondere verschiedenartige, Komponenten des Vakuumsystems in dieselbe Befestigungsschiene eingeschoben und damit befestigt werden, wobei das Einschieben beispielsweise von verschiedenen Endbereichen einer Befestigungsschiene her erfolgen kann. Somit kann eine große Flexibilität bei der Ausgestaltung des Vakuumsystems erzielt werden.
- Beispielsweise bei größeren Vakuumanordnungen, in denen mehrere Vakuumkomponenten mittels einer oder mehrerer Befestigungsschienen aneinander befestigt sind, insbesondere mehrere Vakuumpumpen mittels Befestigungsschienen in der Anordnung befestigt sind, ermöglicht das komfortable Bedienkonzept ein einfaches und unkompliziertes Warten oder Ersetzen einzelner Vakuumkomponenten. Dies ist insbesondere bei besonders wartungsintensiven Vakuumanordnungen von Vorteil.
- Um die Exzentereinrichtung von dem Freigabezustand in den Klemmzustand zu verdrehen - und umgekehrt - kann die Exzentereinrichtung eine Betätigungseinrichtung aufweisen, welche beispielsweise in einem Endbereich der Exzentereinrichtung angeordnet sein kann, insbesondere in einem Endbereich bezüglich einer Längsachse der Exzentereinrichtung. Besonders einfach kann diese als Aufnahmevorrichtung für ein Werkzeug ausgebildet sein, beispielsweise als Kupplung für einen Sechskant- bzw. Vierkant-Schlüssel, welches dann zur Einleitung der Drehbewegung der Exzentereinrichtung um ihre Längsachse dient. Noch komfortabler ist die Bedienung, wenn die Betätigungseinrichtung als Hebelanordnung, welche fest an der Exzentereinrichtung installiert sein kann, ausgebildet ist. Hebelendlagen, die beispielsweise dem Klemmzustand oder dem Freigabezustand der Exzentereinrichtung entsprechen, können dabei Rastpunkte aufweisen.
- Um einem Bediener der Befestigungsschiene auf die Endlagen der Exzentereinrichtung oder auf relevante Lagen der Exzentereinrichtung, beispielsweise Rastpunkte oder Endpunkte, hinzuweisen oder um allgemein einen Drehwinkel der Exzentereinrichtung anzugeben, kann die Betätigungseinrichtung und/oder die Führungseinrichtung entsprechende Markierungen aufweisen, beispielsweise Pfeile oder Skalen.
- Um eine Betätigung der Exzentereinrichtung von verschiedenen Seiten der Exzentereinrichtung her zu ermöglich, kann jeder Endabschnitt der Exzentereinrichtung eine Betätigungseinrichtung aufweisen.
- Grundsätzlich ist aber für eine Exzentereinrichtung eine einzige Betätigungseinrichtung ausreichend, sodass zur Montage oder Demontage lediglich von einer Seite her ein Zugang zu der Betätigungseinrichtung erforderlich ist, wodurch ein Zugriff im Service- oder Reparaturfall komfortabel möglich ist, während der benötigte Bauraum des Vakuumsystems vorteilhaft kompakt gestaltet werden kann.
- Eine Drehung der Exzentereinrichtung wird durch eine drehbare Lagerung der Exzentereinrichtung in der Befestigungsschiene ermöglicht. Zu diesem Zweck kann die Exzentereinrichtung in der Befestigungsschiene vollflächig gleitend angeordnet sein oder mittels Wälzlagern, beispielsweise Kugel-, Rollen- oder Nagellagern, gelagert sein. Eine Sicherung gegen axiales Verschieben oder Entfernen der Exzentereinrichtung aus der Befestigungsschiene kann durch ein Blockierelement, beispielsweise einen Schraubenkopf einer Schraube, eine Unterlegscheibe oder Ähnliches, erfolgen, das insbesondere mit genug Spiel im Bereich eines Endabschnitts der Exzentereinrichtung angeordnet sein kann, um weiterhin eine Drehung der Exzentereinrichtung zu ermöglichen.
- Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen.
- Gemäß der Erfindung, ist die Exzentereinrichtung in dem Führungsabschnitt der Befestigungsschiene angeordnet. Die Führungsfläche kann parallel zu dem Oberflächenabschnitt angeordnet sein und beispielsweise mittels des Befestigungsabschnitts an dem Oberflächenabschnitt befestigt und davon beabstandet sein. Der Führungsabschnitt kann eine Führungsfläche aufweisen, auf welcher der Flanschabschnitt beim Einschieben in die Befestigungsschiene entlang deren Längsachse gleitet. Eine in dem Führungsabschnitt angeordnete Exzentereinrichtung kann somit in dem Klemmzustand den Flanschabschnitt mit einer Kraft in Richtung Oberflächenabschnitt beaufschlagen.
- Gemäß der Erfindung, umfasst die Exzentereinrichtung zumindest einen Exzenterabschnitt, dessen Querschnitt in einer Ebene senkrecht zu einer Längsachse der Exzentereinrichtung exzentrisch ausgestaltet ist. Der Exzenterabschnitt kann in einer Ebene senkrecht zu einer Längsachse der Exzentereinrichtung exzentrisch angeordnet sein.
- Gemäß der Erfindung, variiert eine Krümmung des Exzenterabschnitts in dessen Umfangsrichtung. Insbesondere ist die zumindest eine Wirkfläche zumindest teilweise an dem Exzenterabschnitt angeordnet. Beispielsweise kann die Exzenterform im Querschnitt aus zwei - oder mehr - unterschiedlichen, tangential ineinander verlaufenden Radien erzeugt werden, oder auch, zumindest abschnittsweise, einen sich zumindest im Wesentlichen kontinuierlich verändernden Radius aufweisen. Die Querschnittsfläche kann auch eine geeignete Fläche mit freier Formgebung sein.
- Die Exzentereinrichtung kann insbesondere derart ausgestaltet sein, dass die Wirkfläche in dem Freigabezustand eben mit der Führungsfläche des Führungsabschnitts abschließt oder zumindest derart, dass die Wirkfläche auf der dem Flanschabschnitt zugewandten Seite nicht über die Führungsfläche oder den Führungsabschnitt hinausragt.
- Zur Erzeugung einer Haltekraft in Richtung des Oberflächenabschnitts kann die Exzentereinrichtung so beschaffen sein, dass die Wirkfläche sich in dem Klemmzustand auf der dem Flanschabschnitt zugewandten Seite über die Führungsfläche hinaus erhebt und somit eine Hubbewegung des Flanschabschnitts erzeugt. Somit ist die Formgebung des Exzenterabschnitts bestimmend für die Kinematik der Fixierungs- oder Befestigungsfunktion, also für Freigeben und Halten des Flanschabschnitts.
- Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform können die Exzentereinrichtung und/oder der Führungsabschnitt Mittel aufweisen, durch die eine Einschubbewegung des Flanschabschnitts zwischen den Führungsabschnitt und den Oberflächenabschnitt umwandelbar ist in eine Verdrehung der Exzentereinrichtung in den Klemmzustand. Derartige Mittel können zur Selbstarretierung der Befestigungsschiene dienen, indem sie selbsttätig eine Hub- und/oder einer Haltekraft auf den Flanschabschnitt beim Einschieben desselben erzeugen. Somit kann sichergestellt werden, dass eine den Flanschabschnitt aufweisende Vakuumkomponente zuverlässig in der Befestigungsschiene gesichert wird, ohne dass eine zusätzliche Handlung vorzunehmen ist. Ein Anheben oder Klemmen des Flanschabschnitts kann beispielsweise bis zur Selbsthemmung der Exzentereinrichtung erfolgen oder eben so weit, bis der benötigte Drehwinkel der Exzentereinrichtung zur sicheren Befestigung des Flanschabschnitts an dem Oberflächenabschnitt erreicht ist. Alternativ kann durch derartige Mittel nicht eine vollständige Selbstarretierung der Exzentereinrichtung bis in den Klemmzustand vorgesehen sein, sondern eine Vor-Arretierung, sodass der Drehwinkel der Exzentereinrichtung, der mittels der Betätigungseinrichtung bis zum Erreichen des Klemmzustands erzeugt werden muss, verringert werden kann.
- Die Umsetzung der Einschubbewegung in die Verdrehung der Exzentereinrichtung kann auf ganz unterschiedlichen konstruktiven Wegen über einen Formschluss und/oder einen Reibschluss erreicht werden. Beispielsweise können die Mittel einen Mitnehmer, insbesondere einen über die Führungsfläche des Führungsabschnitts hinausragenden Mitnehmer oder ähnliches, umfassen, der auf der Exzentereinrichtung angeordnet ist und der beim Einschieben des Flanschabschnitts durch diesen erfasst und mitgenommen wird, sodass dadurch die Exzentereinrichtung verdreht wird. Dabei kann der Flanschabschnitt selbst beispielsweise auch eine Führung für den Mitnehmer aufweisen, insbesondere eine Aussparung, in die der Mitnehmer eingreifen, und durch die er gegebenenfalls bei fortgesetztem Einschieben des Flanschabschnitts gleitend geführt werden kann.
- Alternativ oder zusätzlich kann die Exzentereinrichtung auch derart ausgebildet sein, dass die Wirkfläche in dem Freigabezustand nicht eben mit der Führungsfläche des Führungsabschnitts abschließt, sondern vielmehr zumindest teilweise über die Führungsfläche hinausragt. So kann beim Einschieben des Flanschabschnitts die Wirkfläche selbst zugleich als Mitnehmer dienen, sodass das Einschieben des Flanschabschnitts eine Drehung der Exzentereinrichtung bewirkt. Dies ist konstruktiv besonders unkompliziert umsetzbar, wenn die Längsachse der Exzentereinrichtung senkrecht zu der Einschubrichtung angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Verdrehung der Exzentereinrichtung auch durch einen Reibschluss mit dem Flanschabschnitt erzeugt werden. Die beteiligten Oberflächen können zur Erhöhung der zwischen ihnen wirkenden Reibung entsprechend behandelt und/oder strukturiert sein.
- Die Längsachse der Exzentereinrichtung und/oder des Exzenterabschnitts kann zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse der Befestigungsschiene und/oder des Führungsabschnitts angeordnet sein. Dabei entspricht vorteilhafterweise die Richtung der Längsachse der Befestigungsschiene auch der Einschubrichtung des Flanschabschnitts. Somit kann an je nach konkreter Ausgestaltung der Exzentereinrichtung an einer, allen oder mehreren Positionen entlang der Längserstreckung der Befestigungsschiene eine Haltekraft auf einen Flanschabschnitt erzeugt werden, wobei eine Betätigung der parallel zu der Befestigungsschiene angeordneten Exzentereinrichtung mittels einer einzigen, an der Stirnseite der Befestigungsschiene, d.h. an der Einschubseite für den Flanschabschnitt, angeordneten Betätigungseinrichtung möglich ist.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Längsachse der Exzentereinrichtung und/oder des Exzenterabschnitts zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse der Befestigungsschiene und/oder des Führungsabschnitts angeordnet. Die Exzentereinrichtung und/oder der Exzenterabschnitt können somit an geeigneter Stelle entlang der Längserstreckung der Befestigungsschiene angeordnet werden, beispielsweise direkt im Einschubbereich für den Flanschabschnitt oder auch am gegenüberliegenden Ende der Befestigungsschiene.
- Grundsätzlich können die Längsachse der Exzentereinrichtung und/oder des Exzenterabschnitts und die Befestigungsschiene und/oder der Führungsabschnitt unter beliebigen Winkeln zueinander angeordnet sein, wodurch eine optimale Anpassung an räumliche Gegebenheiten möglich ist.
- Der Exzenterabschnitt kann sich in Richtung der Längsachse der Exzentereinrichtung zumindest im Wesentlichen über die gesamte Erstreckung der Befestigungsschiene und/oder des Führungsabschnitts erstrecken und/oder durchgehend ausgebildet sein. Erstreckt sich die Exzentereinrichtung längs der Befestigungsschiene, kann eine einzelne Exzentereinrichtung ausreichen, um über die gesamte Schienenlänge eine Haltekraft für einen oder mehrere Flanschabschnitte bereitzustellen. Bei quer zur Befestigungsschiene verlaufender Exzentereinrichtung ist eine Anpressung über zumindest annähernd die gesamte Breite des eingeführten Flansches, d.h. über die Erstreckung des Flansches quer zur Einschubrichtung, möglich.
- Die Exzentereinrichtung kann zudem zumindest zwei beabstandet angeordnete Exzenterabschnitte aufweisen. Beispielsweise kann die Exzentereinrichtung eine einteilige Exzenterwelle umfassen, die lediglich abschnittsweise Exzenterabschnitte und dazwischenliegende Verbindungsabschnitte aufweist. Durch eine derart unterbrochene oder abgestufte Exzenterwelle kann vorteilhaft die Reibung bei Verdrehung der Exzentereinrichtung reduziert werden, während dennoch über die Erstreckung der Exzentereinrichtung verteilt eine Haltekraft auf einen Flanschabschnitt erzeugt werden kann.
- Grundsätzlich können der oder die Exzenterabschnitte oder gegebenenfalls die gesamte Exzenterwelle beispielsweise aus Messing, Bronze, Stahl, Edelstahl, vernickeltem Stahl, gehärtetem Stahl oder auch Aluminium bestehen. Für eine weitere Optimierung können der oder die Exzenterabschnitte oder gegebenenfalls die gesamte Exzenterwelle aus einem reibmindernden und/oder verschleißfesten Material gefertigt oder mit einem derartigen Material beschichtet sein.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Exzentereinrichtung zumindest ein Rastelement auf, das eine Endlage des Exzenterabschnitts in dem Klemmzustand und/oder eine Endlage des Exzenterabschnitts in dem Freigabezustand definiert. Die Rastelemente können insbesondere durch die Exzenterform des Exzenterabschnitts und beispielsweise als tangential an die Querschnittsfläche angeformte Rastflächen ausgebildet sein. Es können auch ein Anschlag oder mehrere Anschläge vorgesehen sein, durch die bestimmte Lagen des Flanschabschnitts relativ zu den Komponenten der Befestigungsschiene oder bestimmte Lagen der Exzentereinrichtung definiert werden.
- Alternativ oder zusätzlich kann eine Lage, insbesondere eine Endlage des Exzenterabschnitts oder das Erreichen des Anschlags mittels einer Sensoreinrichtung erfassbar sein. Insbesondere kann der grundsätzliche Befestigungszustand einer Exzentereinrichtung elektronisch mittels geeigneter Sensorik abgefragt werden. Beispielsweise können zu diesem Zweck Lichtschranken, Kontakterkennungssensoren, Drehwinkelsensoren oder weitere bekannte Sensoreinrichtungen eingesetzt werden. Dies bringt besonders in Zusammenhang mit großen Vakuumanordnungen, welche zahlreiche Vakuumkomponenten aufweisen, die mittels Befestigungsschienen miteinander verbunden sind, den Vorteil, dass eine zentrale Überwachung der gesamten Anlage möglich wird. Gerade bei Vakuumanordnungen, die beispielsweise aufgrund harter Prozessbedingungen wartungsintensiv sind, insbesondere in der Halbleiter- oder bei Beschichtungsprozessen, kann somit eine erhöhte Anlagensicherheit und Zuverlässigkeit erzielt werden.
- Der Drehwinkel der Exzentereinrichtung kann begrenzt sein, sodass beispielsweise ein "Überdrehen" der Exzentereinrichtung verhindert wird. Auch dies kann durch die Ausgestaltung der Exzenterform definiert sein. Insbesondere kann der Maximaldrehwinkel der Exzentereinrichtung zwischen dem Lösezustand und dem Klemmzustand kleiner als 360 Grad, insbesondere kleiner als 270 Grad oder kleiner als 225 Grad sein. Zudem können die Endlagen im Klemm- und/oder Freigabezustand für eine erleichterte Bedienung durch Markierungen angezeigt werden, die insbesondere im Bereich einer Betätigungseinrichtung angebracht sind.
- Ein Überdrehen der Exzentereinrichtung kann alternativ oder zusätzlich auch mittels geometrischer Anschläge verhindert werden, die an der Exzentereinrichtung, dem Führungsabschnitt und/oder dem Befestigungsabschnitt angeordnet sind und welche Endlagen des Exzenterabschnitts definieren können. Das Erreichen eines Anschlags kann mittels einer geeigneten Sensoreinrichtung erfassbar sein.
- Weiterhin kann auch eine Formgebung des zumindest einen Exzenterabschnitts in Längsrichtung der Exzentereinrichtung variieren. Beispielsweise kann der Exzenterabschnitt entlang einer Längsachse derart winkelverdrillt sein, dass eine gegebenenfalls auftretende Torsion entlang der Längserstreckung des Exzenterabschnitts bei Einleitung einer Drehbewegung von einem Endabschnitt der Exzentereinrichtung her ausgeglichen wird. Auch das aufzubringende Drehmoment kann somit verringert oder winkelabhängig gesteuert werden. Mit anderen Worten kann die Ausgestaltung des Exzenterabschnitts in axialer Richtung derart variieren, dass eine bei einer Verdrehung des Abschnitts auftretende Torsion kompensiert wird und so dass entlang des Exzenterabschnitts überall eine gleiche Anpresskraft erzeugt wird. Dies gilt sinngemäß auch für Exzentereinrichtungen mit zwei oder mehr Exzenterabschnitten.
- Die Exzentereinrichtung kann mehrteilig ausgebildet sein. Die Exzentereinrichtung kann eine mehrteilig ausgebildete Exzenterwelle aufweisen, welche insbesondere aus Exzenter-Normteilen zusammengesetzt sein kann. Zudem ist auch denkbar, dass die Exzentereirichtung eine insbesondere schraubenförmige Welle umfasst, auf welcher ein oder mehrere Exzenterabschnitte form- oder kraftschlüssig angebracht sind. Somit ist eine besonders kostengünstige Fertigung möglich.
- Besonders kostengünstig kann eine Exzentereinrichtung zudem mittels bekannter Exzenterschrauben ausgebildet werden. Dabei kann eine Exzenterschraube selbst als Exzentereinrichtung dienen, insbesondere kann ein Schraubenkopf der Exzenterschraube die Wirkfläche der Exzentereinrichtung aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Exzenterschraube mit einem zusätzlichen Exzenterabschnitt verschraubt werden, der die Wirkfläche oder zumindest einen Teil davon ausbildet. Dabei kann es sich beispielsweise im einfachsten Fall um eine Rundstange mit Innengewinde handeln, die exzentrisch auf der Exzenterschraube sitzt. Weitere Ausgestaltungen des zusätzlich angeschraubten Exzenterabschnitts sind ebenfalls möglich.
- Um einen Flanschabschnitt besonders zuverlässig in der Befestigungsschiene zu sichern, kann eine Formgebung des zumindest einen Exzenterabschnitts derart gewählt sein, dass eine in dem Klemmzustand erzielte Klemmung selbsthemmend ist. Die Selbsthemmung kann beispielsweise durch einen Reibschluss erzielt werden, insbesondere zwischen der Exzentereinrichtung und dem Flanschabschnitt oder der Exzentereinrichtung und dem Führungsabschnitt. Ein Reibschluss kann vorteilhaft durch den Einsatz gerändelter oder anderweitig oberflächenstrukturierter Kontaktflächen erhöht werden. Derart Form- oder Reibschluss erzeugende Strukturen können auch dazu beitragen, den Flanschabschnitt in eine Vorzugsrichtung in eine definierte Endlage zu fördern. D.h. die Strukturen können so ausgestaltet sein, dass der Flanschabschnitt durch eine Verdrehung der Exzentereinrichtung (unterstützend) gezogen wird.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Befestigungsschiene zumindest zwei Exzentereinrichtungen aufweisen, wobei deren Längsachsen insbesondere parallel zueinander angeordnet sind. Während dies generell möglich ist, hat der Einsatz mehrerer Exzentereinrichtungen besondere Relevanz, wenn die Exzentereinrichtungen quer zur Einschubrichtung und/oder quer zur Längsachse der Befestigungsschiene angeordnet sind. So kann in diesem Fall durch mehrere Exzentereinrichtungen sichergestellt werden, dass ein Flanschabschnitt über seine gesamte in der Befestigungsschiene angeordnete Erstreckung ausreichend gleichmäßig an den Oberflächenabschnitt angehoben wird. Die mehreren Exzentereinrichtungen können im Einschubbereich sowie am gegenüberliegenden Ende der Befestigungsschiene oder, je nach Zugänglichkeit, auch im mittleren Schienenbereich angeordnet sein.
- Eine mit dem Flanschabschnitt zusammenwirkende Führungsfläche des Führungsabschnitts kann zumindest abschnittsweise eine Schräge und/oder eine Krümmung aufweisen. Beispielsweise kann eine auf der Führungsfläche angeordnete Schräge dazu dienen, einen Flanschabschnitt beim Einschieben in die Befestigungsschiene auf ein am Ende der Schräge angeordnetes Plateau aufzuschieben, welches den Flanschabschnitt im Bereich des Plateaus bereits gegen den Oberflächenabschnitt oder eine auf dem Oberflächenabschnitt angeordnete Dichtung presst. In diesem Fall kann eine im Einschubbereich angeordnete Exzentereinrichtung genügen, um den Flanschabschnitt vollständig und dichtend an den Oberflächenabschnitt zu heben. Eine im Einschubbereich der Befestigungsschiene angeordnete Schräge kann als Führung dienen, um das Einbringen des Flanschabschnitts in die Befestigungsschiene zu erleichtern. Eine geeignete Krümmung kann jeweils den gleichen Effekt bewirken.
- Ganz grundsätzlich ist festzuhalten, dass eine oder mehrere Dichtungen vorgesehen sein können, welche zumindest abschnittsweise zwischen dem Flanschabschnitt und dem Oberflächenabschnitt angeordnet sind, um eine zuverlässige Dichtwirkung zu erzielen
- Zudem kann die Befestigungsschiene, beispielsweise die Führungsfläche, einen Anschlag aufweisen, der eine Positionierung des Flanschabschnitts in Längsrichtung, also in Einschubrichtung, der Befestigungsschiene erleichtert und insbesondere verhindert, dass der Flanschabschnitt zu weit, beispielsweise über das Ende der Befestigungsschiene hinaus, geschoben wird.
- Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Befestigungssystem zur Befestigung einer ersten Komponente eines Vakuumsystems an einer zweiten Komponente eines Vakuumsystems, insbesondere wobei eine der Komponenten eine Vakuumpumpe ist. Das Befestigungssystem umfasst einen Flanschabschnitt, der an der ersten Komponente angeordnet ist, einen Oberflächenabschnitt, der an der zweiten Komponente angeordnet ist und der in Anlage mit einer Kontaktfläche des Flanschabschnitts bringbar ist, und zumindest eine Befestigungsschiene, die an der zweiten Komponente befestigt ist.
- Insbesondere ist das Befestigungssystem dazu ausgebildet, dass zwei oder mehrere erste Vakuumkomponenten und zwei oder mehrere zweite Vakuumkomponenten aneinander mittels zumindest einer Befestigungsschiene befestigt werden können. Beispielsweise können mehrere Vakuumpumpen, die jeweils einen Flanschabschnitt aufweisen, in eine Befestigungsschiene oder eine Anordnung aus mehreren Befestigungsschienen "eingefädelt" werden, welche an einer oder mehreren zweiten Vakuumkomponenten befestigt sind.
- Noch ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vakuumanordnung mit einer ersten Vakuumkomponente und einer zweiten Vakuumkomponente, die mittels eines Befestigungssystems wie zuvor beschrieben miteinander gekoppelt sind.
- Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft anhand möglicher Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Frontalansicht einer Vakuumanordnung mit einer Vakuumpumpe und einer Vakuumkammer, die mittels Befestigungsschienen miteinander gekoppelt sind;
- Fig. 2A
- eine perspektivische Darstellung einer Befestigungsschiene mit einem durchgehenden Exzenterabschnitt gemäß einer ersten Ausführungsform;
- Fig. 2B
- eine Detailansicht einer Betätigungseinrichtung des Exzenterabschnitts von
Fig. 2A ; - Fig. 2C
- eine Seitenansicht der Befestigungsschiene von
Fig. 2A ; - Fig. 2D
- eine Frontalansicht und eine Draufsicht auf die Befestigungsschiene von
Fig. 2A ; - Fig. 2E
- eine perspektivische Frontalansicht der Befestigungsschiene von
Fig. 2A mit in einem Freigabezustand befindlicher Exzentereinrichtung; - Fig. 2F
- eine perspektivische Frontalansicht der Befestigungsschiene von
Fig. 2A mit in einem Klemmzustand befindlicher Exzentereinrichtung; - Fig. 3A
- eine perspektivische Darstellung einer Befestigungsschiene mit drei beabstandet angeordneten Exzenterabschnitten gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- Fig. 3B
- eine Detailansicht einer Betätigungseinrichtung des Exzenterabschnitts von
Fig. 3A ; - Fig. 3C
- eine Seitenansicht der Befestigungsschiene von
Fig. 3A ; - Fig. 3D
- eine Frontalansicht und eine Draufsicht auf die Befestigungsschiene von
Fig. 3A ; - Fig. 3E
- eine perspektivische Frontalansicht der Befestigungsschiene von
Fig. 3A mit in einem Freigabezustand befindlicher Exzentereinrichtung; - Fig. 3F
- eine perspektivische Frontalansicht der Befestigungsschiene von
Fig. 3A mit in einem Klemmzustand befindlicher Exzentereinrichtung; - Fig. 4A
- eine perspektivische Darstellung einer Befestigungsschiene gemäß einer dritten Ausführungsform mit einem Exzenterabschnitt, dessen Längsachse sich senkrecht zu einer Längsachse der Befestigungsschiene erstreckt;
- Fig. 4B
- eine Detailansicht der Exzentereinrichtung der Befestigungsschiene von
Fig. 4A ; - Fig. 4C
- eine Seitenansicht der Befestigungsschiene von
Fig. 4A ; - Fig. 4D
- eine Frontalansicht und eine Draufsicht auf die Befestigungsschiene von
Fig. 4A ; - Fig.4E
- eine perspektivische Darstellung der Befestigungsschiene von
Fig. 4A mit einer Betätigungseinrichtung der Exzentereinrichtung; - Fig. 5A
- eine perspektivische Darstellung einer Befestigungsschiene gemäß einer vierten Ausführungsform mit einem ersten und einem zweiten Exzenterabschnitt, deren Längsachsen sich jeweils senkrecht zu einer Längsachse der Befestigungsschiene erstrecken;
- Fig. 5B
- eine Detailansicht der Betätigungseinrichtungen des ersten und des zweiten Exzenterabschnitts von
Fig. 5A ; - Fig. 6A
- eine Querschnittsansicht eines Exzenterabschnitts für eine Befestigungsschiene gemäß einer fünften Ausführungsform;
- Fig. 6B
- eine Querschnittsansicht eines Exzenterabschnitts für eine Befestigungsschiene gemäß einer sechsten Ausführungsform;
- Fig. 7A
- eine perspektivische Darstellung einer Exzenterschraube für eine Befestigungsschiene gemäß einer siebten Ausführungsform; und
- Fig. 7B
- eine Draufsicht auf eine Befestigungsschiene mit der Exzenterschraube von
Fig. 7A . -
Fig. 1 zeigt eine Vakuumanordnung 10, umfassend eine erste Vakuumkomponente, hier einer Vakuumpumpe, konkret einer Turbomolekularpumpe 12, und eine zweite Vakuumkomponente, hier einer Vakuumkammer 16, welche mittels eines Befestigungssystems 20 miteinander verbunden sind. - Die Turbomolekularpumpe 12 umfasst eine Rotoranordnung, deren Rotorachse R sich senkrecht zur Zeichnungsebene erstreckt. An einer Pumpenoberseite ist ein rechteckiger Pumpenflansch 14 vorgesehen, der mehrere Öffnungen zu einem den Rotor aufnehmenden Raum aufweist (nicht gezeigt). Jede dieser Öffnungen ist mit einem Dichtmittel versehen und dazu vorgesehen, den Rotorraum der Turbomolekularpumpe 12 mit einem Rezipienten, hier mit der Vakuumkammer 16, zu verbinden.
- Das Befestigungssystem 20 zur Befestigung der Turbomolekularpumpe 12 an der Vakuumkammer 16 umfasst einerseits den Flanschabschnitt 14 der Turbomolekularpumpe 12, andererseits einen Oberflächenabschnitt 18 der Vakuumkammer 16, der ebenfalls eine oder mehrere Öffnungen aufweist, um mit dem Rotorraum der Turbomolekularpumpe 12 zu kommunizieren (nicht gezeigt) und der in Anlage mit einer Kontaktfläche des Flanschabschnitts 14 gebracht werden kann. Zudem umfasst das Befestigungssystem 20 eine erste Befestigungsschiene 22 und eine zweite Befestigungsschiene 22'.
- Die erste und die zweite Befestigungsschiene 22 und 22' weisen jeweils einen Führungsabschnitt 26, 26' auf, der mit der Seite des Flanschabschnitts 14 zusammenwirkt, die dem Oberflächenabschnitt 18 abgewandt ist und der den Flanschabschnitt 14 bei einer Montage in der Befestigungsschiene 22, 22' zu führen. Mittels eines Befestigungsabschnitts 24, 24' sind die Befestigungsschienen 22, 22' an der Vakuumkammer 16 befestigt. Die Befestigungsschienen 22, 22' sind dabei annähernd L-förmig ausgebildet, wobei der Führungsabschnitt 26, 26' und der Befestigungsabschnitt 24, 24' im Wesentlichen senkrecht zueinander ausgerichtet sind. So kann der Flanschabschnitt 14 der Turbomolekularpumpe 12 zwischen den Führungsabschnitten 26, 26' der Befestigungsschienen 22, 22' und den Oberflächenabschnitt 18 der Vakuumkammer 16 eingeschoben und aufgenommen werden.
- Zudem weist jede der Befestigungsschienen 22, 22' eine drehbar gelagerte Exzentereinrichtung 28, 28' auf, die jeweils in dem Führungsabschnitt 26, 26' der Befestigungsschiene 22, 22' angeordnet ist. In
Fig. 1 ist die Exzentereinrichtung 28, 28' in ihrem Klemmzustand gezeigt, in dem sie den Flanschabschnitt 14 mit einer zu dem Oberflächenabschnitt 18 hin gerichteten Kraft beaufschlagt und so den Flanschabschnitt 14 und den Oberflächenabschnitt 18 dichtend miteinander verklemmt. In dem Klemmzustand ragt jeweils eine Wirkfläche 48 der Exzentereinrichtungen 28, 28' (siehe z.B.Fig. 2E, 2F ) in Richtung des Flanschabschnitts 14 über die Führungsabschnitte 26, 26' hinaus und führt so zu einem Anheben des Flanschabschnitts 14. - Durch Drehung ist die Exzentereinrichtung 28, 28' in einen Freigabezustand bringbar, in dem die nach oben wirkende Haltekraft auf den Flanschabschnitt 14 entfällt und dieser freigegeben wird. Dies wird anhand der detaillierten Zeichnungen der
Fig. 2 bis 6 verdeutlicht. -
Fig. 2A zeigt eine erste Ausführungsform einer Befestigungsschiene 22 mit einem Befestigungsabschnitt 24 zur Befestigung an einem Oberflächenabschnitt 18 (nicht gezeigt). Der Befestigungsabschnitt weist hier Bohrungen 30 auf, mittels denen die Befestigungsschiene 22 mit dem Oberflächenabschnitt 18 fest verschraubt werden kann. Der Führungsabschnitt 26 weist eine Führungsfläche 32 auf, die in einem montierten Zustand der Befestigungsschiene 22 parallel beabstandet zu dem Oberflächenabschnitt 18 angeordnet ist. Von einer Stirnseite 34 der Befestigungsschiene 22 her kann der Flanschabschnitt 14, beispielsweise einer Turbomolekularpumpe 12, in die Befestigungsschiene 22 eingebracht werden , wobei er dabei durch die Führungsfläche 32 geführt wird. - An einem der Stirnseite 34 gegenüberliegenden Endabschnitt der Befestigungsschiene 22 (entlang einer Längsachse B der Schiene 22 gesehen) weist diese einen axialen Anschlag 36 auf, der verhindert, dass der Flanschabschnitt 14 über das Ende der Befestigungsschiene 22 hinaus geschoben wird. Im Bereich der Stirnseite 34, also von der Einschubseite des Flanschabschnitts 14 her, weist der Befestigungsabschnitt 24 eine Abschrägung 38 auf, welche das Einführen des Flanschabschnitts 14 in die Befestigungsschiene 22 erleichtert.
- Die Exzentereinrichtung 28 ist in den Führungsabschnitt 26 eingebettet und in diesem drehbar gelagert. Eine Längsachse E der Exzentereinrichtung 22 (siehe
Fig. 2D ) ist in der ersten Ausführungsform parallel zur Längsachse B der Befestigungsschiene 22 und auch des Führungsabschnitts 26 angeordnet. Im Bereich der Stirnfläche 34 weist die Exzentereinrichtung eine Betätigungseinrichtung 40 auf, welche hier als Sechskant-Öffnung ausgebildet ist (Fig. 2B ). Mit einem damit korrespondierenden Werkzeug kann die Exzentereinrichtung 28 mittels der Betätigungseinrichtung 40 zwischen dem Klemmzustand und dem Freigabezustand verdreht werden - und umgekehrt -, wobei die zugehörigen Endlagen der Exzentereinrichtung 22 für eine erhöhte Bedienfreundlichkeit mit 0 und 1 markiert sind. In der gezeigten Ausführungsform ist eine Bedienung der Betätigungseinrichtung 40 und der gesamten Befestigungsschiene 22 von der Einschubseite des Flanschabschnitts 14 her möglich. - Als Sicherung gegen ein axiales Herausziehen der Exzentereinrichtung 28 aus der Befestigungsschiene 22 zeigt
Fig. 2C eine Sicherungsschraube 42, die soweit spielbehaftet ist, dass eine bestimmungsgemäße Drehung der Exzentereinrichtung 28 möglich ist. - Gemäß der ersten Ausführungsform der
Figuren 2A bis 2F weist die Exzentereinrichtung 22 einen einzigen Exzenterabschnitt 44 mit einer Wirkfläche 48 auf. Der Exzenterabschnitt 44 erstreckt sich in Richtung der Längsachse E der Exzentereinrichtung 22 (Fig. 2D ) im Wesentlichen über die gesamte Erstreckungslänge der Befestigungsschiene 22 und des Führungsabschnitts 26 und ist durchgehend oder unterbrechungsfrei ausgebildet. Dadurch kann im Klemmzustand der Flanschabschnitt 14 über seine gesamte Länge gleichmäßig mit einer Haltekraft beaufschlagt werden und somit optimal an den (nicht gezeigten) Oberflächenabschnitt 18 angepresst werden. Zugleich ist eine beliebige Positionierung des Flanschabschnitts 14 innerhalb der Befestigungsschiene 22 möglich, ohne dass ein Nachteil für die Befestigung und/oder Abdichtung der Verbindung besteht. - In
Fig. 2E und 2F ist jeweils die Querschnittsform oder -fläche 46 des Exzenterabschnitts 44 erkennbar (in einer Ebene senkrecht zur Längsachse E). Die Querschnittsfläche 46 ist erkennbar exzentrisch ausgestaltet und angeordnet, wobei die Exzenterform des Querschnitts 46 dadurch charakterisiert ist, dass ihre Krümmung in Umfangsrichtung variiert. Abschnittsweise weist die Exzenterform verschiedene, ineinander (stetig) übergehende Radien auf (siehe auch beispielhaftFig. 6B ). In anderen Abschnitten wiederum ist die Exzenterform mit Rastelementen versehen, wobei die Rastelemente jeweils eine Endlage der Exzentereinrichtung 22 definieren. Eine erste Endfläche 50 definiert den Freigabezustand (Fig. 2E ) und eine zweite, weniger stark ausgeprägte Endfläche 52 den Klemmzustand (sieheFig. 2F ). - In dem in
Fig. 2E gezeigten Freigabezustand bildet die Rastfläche 50 zusammen mit der Führungsfläche 32 eine ebene Fläche, auf der der Flanschabschnitt 14 ohne Kraftbeaufschlagung gleiten kann. In dem inFig. 2F gezeigten Klemmzustand ragt die Wirkfläche 48 der Exzentereinrichtung 28 über die Führungsfläche 32 hinaus, sodass der Flanschabschnitt 14 nach oben, also in Richtung des nicht gezeigten Oberflächenabschnitts 18 mit einer Haltekraft beaufschlagt und an den Oberflächenabschnitt 18 angepresst wird. Eine erzielte Klemmung in dem Klemmzustand kann durch eine geeignete Exzentergeometrie selbsthemmend sein. -
Fig. 3A bis 3F zeigen eine Befestigungsschiene 22 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Während diese in weiten Teilen mit der ersten Ausführungsform (Fig. 2A bis 2F ) übereinstimmt, weist insbesondere die Exzentereinrichtung 28 eine abweichende Ausgestaltung aus. Die Exzentereinrichtung 28 gemäß der zweiten Ausführungsform weist mehrere Exzenterabschnitte 44 auf, die voneinander beabstandet angeordnet sind (Fig. 3E, 3F ). Somit ist bei einer Drehung der in dem Führungsabschnitt 26 gelagerten Exzentereinrichtung 28 die Reibung deutlich geringer, während weitere Eigenschaften der Exzentereinrichtung 28 zumindest funktionell im Wesentlichen unverändert erhalten bleiben. Während des Klemmvorgangs erfolgt die Einleitung der Haltekraft ebenfalls durchgängig, da die Wirkfläche 48 nicht segmentiert ist. An ihren Enden gehen die Abschnitte 44 in die Fläche 48 über. - In der gezeigten Ausführungsform ist die Exzentereinrichtung 28 trotz der beabstandeten Exzenterabschnitte 44 einteilig ausgebildet. Grundsätzlich könnte eine derartige Exzentereinrichtung 28 jedoch auch mehrteilig ausgebildet sein, indem verschiedene Exzenter-Normteile, beispielsweise mittels Schraubgewinden, zusammengefügt werden, wobei abwechselnd Elemente, die als Exzenterabschnitt 44 dienen und dazwischenliegende Verbindungselemente zusammengefügt werden.
-
Fig. 4A bis 4E zeigen eine Befestigungsschiene 22 gemäß einer dritten Ausführungsform mit einer Exzentereinrichtung 28, deren Längsachse E senkrecht zu der Längsachse B der Befestigungsschiene 22 angeordnet ist. Die Exzentereinrichtung 28 weist einen Exzenterabschnitt 44 auf, der sich über die gesamte Länge der Exzentereinrichtung 28 und im Wesentlichen über die gesamte Breite der Befestigungsschiene längs der Exzentereinrichtung 28 erstreckt. - Die Betätigungseinrichtung 40 entspricht der der ersten und zweiten Ausführungsform. Sie ist jedoch nicht an der Stirnseite 34, sondern in einem Endabschnitt der Exzentereinrichtung 28, der von einer Längsseite 54 der Befestigungsschiene 22 zugänglich ist (
Fig. 4E ). - Die Exzentereinrichtung 28 gemäß der dritten Ausführungsform erzeugt in ihrem Klemmzustand lediglich im Bereich der Stirnfläche 34, also im Einschubbereich der Befestigungsschiene 22, eine nach oben gerichtete Haltekraft, die auf einen eingeschobenen Flanschabschnitt 14 wirkt. Für eine wirksame Anpressung des Flanschabschnitts 14 an einen Oberflächenabschnitt 18 weist die Befestigungsschiene 22 zudem im Bereich des axialen Anschlags 36 eine Schräge 56 und ein Plateau 58 auf. Beim Einschieben eines Flanschabschnitts 14 in die im Freigabezustand befindliche Befestigungsschiene 22 wird der Flanschabschnitt 14 durch die Schräge 56 angehoben und schließlich auf das Plateau 58 gehoben. Schräge 56 und Plateau 58 sind derart bemessen, dass der Flanschabschnitt 14 im Bereich des Plateaus 58 bereits wirksam an den Oberflächenabschnitt 18 angepresst wird.
- Ein Verdrehen der Exzentereinrichtung 28 in den Klemmzustand bewirkt im Einschubbereich der Befestigungsschiene 22 eine Hubbewegung auf den Flanschabschnitt 14 durch die aus der Führungsfläche 32 heraustretende Wirkfläche 48 der Exzentereinrichtung 28. Der Flanschabschnitt 14 ist dann zuverlässig an dem Oberflächenabschnitt 18 fixiert.
-
Fig. 5A und Fig. 5B zeigen eine Befestigungsschiene 22 gemäß einer vierten Ausführungsform. Die Befestigungsschiene 22 weist zwei Exzentereinrichtungen 28 und 28" auf, deren Längsachsen E parallel zueinander, aber senkrecht zu der Längsachse B der Befestigungsschiene 22 angeordnet sind. Die Exzentereinrichtungen 28, 28" verfügen jeweils über eine Betätigungseinrichtung 40, 40" auf der Längsseite 54 der Befestigungsschiene. Es ist auch eine Betätigungseinrichtung denkbar, mittels derer die Exzentereinrichtungen 28, 28" gemeinsam betätigbar sind. - Im konkret gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Exzentereinrichtungen 28 und 28" beide im Bereich der Stirnseite 34 der Befestigungsschiene 22 angeordnet und lediglich durch einen geringen axialen Versatz x bezüglich der Längsachse B der Befestigungsschiene 22 voneinander beabstandet. Grundsätzlich kann aber der axiale Abstand x der Exzentereinrichtungen 28 und 28" beliebig angepasst werden. Beispielsweise kann die Exzentereinrichtung 28" in einem bezüglich der Längserstreckung mittleren Bereich der Befestigungsschiene 22 angeordnet werden.
- In
Fig. 6A und B sind mögliche Querschnittsformen 46 für Exzenterabschnitte 44 gezeigt.Fig. 6A zeigt eine Exzenterform, die aus zwei (stetig) ineinander übergehenden Kreisflächen mit verschiedenen Radien Rx und Ry gebildet wird, die einen Mittelpunktsabstand e aufweisen. - Eine weitere mögliche Exzenterform ist in
Fig. 6B gezeigt, wobei die Querschnittsform 46 in Umfangsrichtung abschnittsweise einen Krümmungsradius Rx aufweist, der sich in einem weiteren Abschnitt kontinuierlich von einem Radius Rx4 bis zu einem Radius Rx1 hin verkleinert, wobei die Radien jeweils ineinander übergehen. In einem dritten Abschnitt weist die Querschnittsfläche 46 die Endfläche 50 auf, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel den Freigabezustand definiert. - Die Querschnittsflächen 46 eines Exzenterabschnitts 44 können in Richtung der Längsachse E der Exzentereinrichtung 28 grundsätzlich variieren. Beispielsweise kann ein Exzenterabschnitt 44 eine in
Fig. 6B gezeigte Exzenterform aufweisen, wobei entlang der Längsachse E die Querschnittsfläche 46 kontinuierlich um einen kleinen Winkel verdreht angeordnet ist. Ein derart winkelverdrillter Exzenterabschnitt 44 kann vorteilhaft sein, um eine Torsion der Exzentereinrichtung 28 bei Einleitung einer Drehung über eine in einem Endabschnitt der Exzentereinrichtung 28 angeordnete Betätigungseinrichtung 40 zu kompensieren. Dies ist grundsätzlich mit jeder Querschnittsform 46 denkbar. - In
Fig. 7A ist eine Exzenterschraube 60 dargestellt, welche einen Schraubenkopf 62 und einen Gewindeabschnitt 64 aufweist, der in Bezug auf den Schraubenkopf 62 exzentrisch angeordnet ist. Eine in dem Schraubenkopf 62 ebenfalls exzentrisch angeordnete Sechskant-Öffnung dient als Betätigungseinrichtung 40. Die Sechskant-Öffnung und der Gewindeabschnitt 64 sind koaxial angeordnet. -
Fig. 7B zeigt eine Befestigungsschiene 22 in einer Draufsicht mit einer Exzentereinrichtung 28, welche als Exzenterschraube 60 ausgebildet ist. Der Schraubenkopf 62 liegt in einer Aussparung des Führungsabschnitts 26 und bildet die Wirkfläche 48 aus. Zugleich weist der Schraubenkopf 62 auch die Betätigungseinrichtung 40 auf. Der Gewindeabschnitt 64 ist mit dem Führungsabschnitt 26 verschraubt und dient zur Führung der Exzenterschraube 60. Bei Drehung der Exzenterschraube 60 erhebt sich je nach Drehwinkel die Wirkfläche 48 des Schraubenkopfes 62 verschieden weit über die Führungsfläche 32 des Führungsabschnitts 26 hinaus, sodass ein eingeschobener Flanschabschnitt angehoben wird und so mit einer Haltekraft beaufschlagt und gegen einen Oberflächenabschnitt gedrückt werden kann. -
- 10
- Vakuumanordnung
- 12
- Turbomolekularpumpe
- 14
- Pumpenflansch/Flanschabschnitt
- 16
- Vakuumkammer
- 18
- Oberflächenabschnitt
- 20
- Befestigungssystem
- 22, 22'
- Befestigungsschiene
- 24, 24'
- Befestigungsabschnitt
- 26, 26'
- Führungsabschnitt
- 28, 28', 28"
- Exzentereinrichtung
- 30
- Bohrung
- 32
- Führungsfläche
- 34
- Stirnseite
- 36
- axialer Anschlag
- 38
- Abschrägung
- 40, 40"
- Betätigungseinrichtung
- 42
- Sicherungsschraube
- 44
- Exzenterabschnitt
- 46
- Querschnitt bzw. Querschnittsform/-fläche
- 48
- Wirkfläche
- 50, 52
- Endfläche
- 54
- Längsseite
- 56
- Schräge
- 58
- Plateau
- 60
- Exzenterschraube
- 62
- Schraubenkopf
- 64
- Gewindeabschnitt
- R
- Rotorachse
- B, E
- Längsachse
- x
- Versatz
- Rx, Ry Rx1 bis Rx4
- Radius
- e
- Mittelpunktsabstand
Claims (14)
- Befestigungsschiene (22) zur Befestigung eines Flanschabschnitts (14) einer ersten Komponente eines Vakuumsystems (10) an einem Oberflächenabschnitt (18) einer zweiten Komponente des Vakuumsystems (10),mit einem Führungsabschnitt (26), der zum Zusammenwirken mit einer dem Oberflächenabschnitt (18) abgewandten Seite des Flanschabschnitts (14) ausgebildet ist,mit einem Befestigungsabschnitt (24), der dazu ausgebildet ist, die Befestigungsschiene (22) an der zweiten Vakuumkomponente derart zu befestigen, dass der Flanschabschnitt (14) zwischen den Führungsabschnitt (26) und den Oberflächenabschnitt (18) einbringbar, insbesondere einschiebbar ist, undmit einer drehbar gelagerten Exzentereinrichtung (28), die in dem Führungsabschnitt (26) angeordnet ist, und die zwischen einem Klemmzustand und einem Freigabezustand verdrehbar ist und die dazu eingerichtet ist, über zumindest eine Wirkfläche (48) in ihrem Klemmzustand den Flanschabschnitt (14) mit einer in Richtung des Oberflächenabschnitts (18) gerichteten Haltekraft zu beaufschlagen, insbesondere einen Hub des Flanschabschnitts zu erzeugen, und in ihrem Freigabezustand den Flanschabschnitt (14) freizugeben,wobei die Exzentereinrichtung (28) zumindest einen Exzenterabschnitt (44) umfasst, dessen Querschnitt (46) in einer Ebene senkrecht zu einer Längsachse (E) der Exzentereinrichtung (28) exzentrisch ausgestaltet ist,
dadurch gekennzeichnet, dasseine Krümmung des Exzenterabschnitts (44) in Umfangsrichtung des Exzenterabschnitts (44) variiert. - Befestigungsschiene (22) nach Anspruch 1,
wobei der Querschnitt (46) des zumindest einen Exzenterabschnitts (44) in einer Ebene senkrecht zu einer Längsachse (E) der Exzentereinrichtung (28) exzentrisch angeordnet ist. - Befestigungsschiene (22) nach Anspruch 1 oder 2,
wobei die Exzentereinrichtung (28) und/oder der Führungsabschnitt (26) Mittel aufweisen, durch die eine Einschubbewegung des Flanschabschnitts (14) zwischen dem Führungsabschnitt (26) und dem Oberflächenabschnitt (18) umwandelbar ist in eine Verdrehung der Exzentereinrichtung (28) in den Klemmzustand. - Befestigungsschiene (22) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei die Längsachse (E) der Exzentereinrichtung (28) und/oder des Exzenterabschnitts (44) zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse (B) der Befestigungsschiene (22) und/oder des Führungsabschnitts (26) angeordnet ist, oder wobei die Längsachse (E) der Exzentereinrichtung (28) und/oder des Exzenterabschnitts (44) zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse (B) der Befestigungsschiene(22) und/oder des Führungsabschnitts (26) angeordnet ist. - Befestigungsschiene (22) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei sich der Exzenterabschnitt (44) in Richtung der Längsachse (E) der Exzentereinrichtung (28) zumindest im Wesentlichen über die gesamte Erstreckung der Befestigungsschiene (22) und/oder des Führungsabschnitts (26) erstreckt und/oder durchgehend ausgebildet ist. - Befestigungsschiene (22) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Exzentereinrichtung (28) zumindest zwei beabstandet angeordnete Exzenterabschnitte (44) aufweist.
- Befestigungsschiene (22) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei die Exzentereinrichtung (28) zumindest ein Rastelement aufweist, das eine Endlage des Exzenterabschnitts (44) in dem Klemmzustand und/oder eine Endlage des Exzenterabschnitts (44) in dem Freigabezustand definiert, und/oder wobei eine Lage, insbesondere eine Endlage des Exzenterabschnitts (44) mittels einer Sensoreinrichtung erfassbar ist. - Befestigungsschiene (22) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei eine Formgebung des zumindest einen Exzenterabschnitts (44) in Längsrichtung der Exzentereinrichtung (28) variiert. - Befestigungsschiene (22) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei die Exzentereinrichtung (28) mehrteilig ausgebildet ist. - Befestigungsschiene (22) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei eine Formgebung des zumindest einen Exzenterabschnitts (44) derart gewählt ist, dass eine in dem Klemmzustand erzielte Klemmung selbsthemmend ist. - Befestigungsschiene (22) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei die Befestigungsschiene (22) zumindest zwei Exzentereinrichtungen (28) aufweist, insbesondere wobei deren Längsachsen (E) parallel zueinander angeordnet sind. - Befestigungsschiene (22) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei eine mit dem Flanschabschnitt (14) zusammenwirkende Führungsfläche (32) des Führungsabschnitts (26) zumindest abschnittsweise eine Schräge (56) und/oder eine Krümmung aufweist. - Befestigungssystem (20) zur Befestigung einer ersten Komponenten an einer zweiten Komponente eines Vakuumsystems (10), insbesondere wobei eine der Komponenten eine Vakuumpumpe (12) ist, umfassendeinen Flanschabschnitt (14), der an der ersten Komponente angeordnet ist,einen Oberflächenabschnitt (18), der an der zweiten Komponente angeordnet ist und der in Anlage mit einer Kontaktfläche des Flanschabschnitts (14) bringbar ist, undzumindest eine Befestigungsschiene (22) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, die an der zweiten Komponente befestigt ist.
- Vakuumanordnung (10) mit einer ersten Vakuumkomponente und einer zweiten Vakuumkomponente, die mittels eines Befestigungssystems (20) gemäß Anspruch 13 miteinander gekoppelt sind.
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