EP4108930A1 - Vacuum pump with a magnet holder adjustable in axial direction - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe, insbesondere Turbomolekularvakuumpumpe, mit zumindest einer Pumpstufe, die einen Stator und einen im Betrieb relativ zum Stator um eine Drehachse rotierenden Rotor umfasst, und zumindest einem Magnetlager für den Rotor, insbesondere für einen einlassnahen Endbereich des Rotors, das einen Magnetlagerrotor und einen mit diesem zusammenwirkenden Magnetlagerstator umfasst, die jeweils einen Stapel aus mehreren Permanentmagnetringen aufweisen, wobei der Magnetlagerrotor am Rotor und der Magnetlagerstator an einem Halter des Stators angebracht ist, wobei für den Magnetlagerstator ein separater Magnetträger vorgesehen ist, an dem die Permanentmagnetringe unabhängig von dem Halter fertig montierbar sind und der zusammen mit den fertig montierten Permanentmagnetringen als eine Einheit am Halter anbringbar ist, und wobei bezüglich der Drehachse die axiale Position des Magnetträgers am Halter verstellbar ist.The invention relates to a vacuum pump, in particular a turbomolecular vacuum pump, with at least one pump stage, which comprises a stator and a rotor which rotates about an axis of rotation relative to the stator during operation, and at least one magnetic bearing for the rotor, in particular for an end region of the rotor near the inlet, which has a magnetic bearing rotor and a magnetic bearing stator interacting with it, each having a stack of several permanent magnet rings, the magnetic bearing rotor being attached to the rotor and the magnetic bearing stator being attached to a holder of the stator, a separate magnet carrier being provided for the magnetic bearing stator, on which the permanent magnet rings are attached independently of the Holder are fully assembled and can be attached together with the fully assembled permanent magnet rings as a unit on the holder, and with respect to the axis of rotation, the axial position of the magnet carrier on the holder is adjustable.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe, insbesondere Turbomolekularvakuumpumpe, mit zumindest einer Pumpstufe, die einen Stator und einen im Betrieb relativ zum Stator um eine Drehachse rotierenden Rotor umfasst, und zumindest einem Magnetlager für den Rotor, insbesondere für einen einlassnahen Endbereich des Rotors, das einen Magnetlagerrotor und einen mit diesem zusammenwirkenden Magnetlagerstator umfasst, die jeweils einen Stapel aus mehreren Permanentmagnetringen aufweisen, wobei der Magnetlagerrotor am Rotor und der Magnetlagerstator an einem Halter des Stators angebracht ist.The invention relates to a vacuum pump, in particular a turbomolecular vacuum pump, with at least one pump stage, which comprises a stator and a rotor which rotates about an axis of rotation relative to the stator during operation, and at least one magnetic bearing for the rotor, in particular for an end region of the rotor near the inlet, which has a magnetic bearing rotor and a magnetic bearing stator cooperating therewith, each having a stack of a plurality of permanent magnet rings, the magnetic bearing rotor being attached to the rotor and the magnetic bearing stator being attached to a holder of the stator.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Montieren, Anbringen und Einstellen eines Magnetlagers einer solchen Vakuumpumpe.The invention also relates to a method for assembling, attaching and adjusting a magnetic bearing of such a vacuum pump.

Derartige Vakuumpumpen sind grundsätzlich bekannt. Für die Praxis sind Turbomolekularvakuumpumpen von besonderer Bedeutung. Die Pumpwirkung beruht hierbei auf einer Anordnung aus dem Stator zugeordneten Statorschaufeln und aus Rotorschaufeln, die mit dem Rotor verbunden sind. Bei einem typischen Aufbau einer Turbomolekularvakuumpumpe verläuft die Drehachse des Rotors parallel zur Pumprichtung, die von einer auch als Hochvakuumseite bezeichneten, mit einem Pumpeneinlass versehenen Ansaugseite der Pumpe zur auch als Vorvakuum-Seite bezeichneten Auslassseite der Pumpe verläuft.Such vacuum pumps are known in principle. In practice, turbomolecular vacuum pumps are of particular importance. The pumping effect is based on an arrangement of stator blades assigned to the stator and rotor blades that are connected to the rotor. In a typical design of a turbomolecular vacuum pump, the axis of rotation of the rotor runs parallel to the pumping direction, which runs from a suction side of the pump, also known as the high-vacuum side, which is provided with a pump inlet, to the outlet side of the pump, also known as the fore-vacuum side.

Diese Anordnung aus Statorschaufeln und Rotorschaufeln wird auch als Turbopumpstufe bezeichnet, d.h. eine Turbomolekularvakuumpumpe besitzt eine oder mehrere derartige Turbopumpstufen. Typischerweise besitzen Turbomolekularvakuumpumpen zusätzlich eine oder mehrere Holweckpumpstufen, die sich in Pumprichtung an die zumindest eine Turbopumpstufe anschließen. Eine Holweck-pumpstufe besteht aus einer oder mehreren zylindrischen Holweckhülsen, die während des Betriebs rotieren und an einem eigenen Rotor oder an einem gemeinsamen Rotor von Turbopumpstufe(n) und Holweckpumpstufe(n) angebracht sind, sowie aus einem Holweckstator.This arrangement of stator blades and rotor blades is also referred to as a turbo pump stage, ie a turbo molecular vacuum pump has one or more such turbo pump stages. Turbomolecular vacuum pumps typically also have one or more Holweck pump stages, which follow the at least one turbo pump stage in the pumping direction. A Holweck pump stage consists of one or more cylindrical Holweck sleeves, which rotate during operation and are attached to a separate rotor or to a common rotor of turbo pump stage(s) and Holweck pump stage(s), as well as a Holweck stator.

Der Stator einer Vakuumpumpe, bei einer typischen Turbomolekularvakuumpumpe also die Statorschaufeln der Turbopumpstufen und die Holweckstatoren der Holweckpumpstufen, sind in der Praxis meist separate Bauteile, die drehfest im Inneren eines Pumpengehäuses angeordnet sind. Grundsätzlich ist es auch möglich, zumindest einige der Statoren einstückig mit dem Pumpengehäuse auszubilden. Insofern kann auch das Pumpengehäuse als ein Bestandteil des Stators einer Vakuumpumpe angesehen werden.The stator of a vacuum pump, ie the stator blades of the turbo pump stages and the Holweck stators of the Holweck pump stages in a typical turbomolecular vacuum pump, are in practice usually separate components which are arranged in a rotationally fixed manner inside a pump housing. In principle, it is also possible to form at least some of the stators in one piece with the pump housing. In this respect, the pump housing can also be regarded as part of the stator of a vacuum pump.

Die Lagerung des Rotors einer Turbomolekularvakuumpumpe erfolgt in der Praxis typischerweise durch eine sogenannte Hybridlagerung. Auf der Hochvakuumseite, also einlassseitig, befindet sich das bereits erwähnte Magnetlager zwischen Rotor und Stator. Auf der Vorvakuumseite, also auslassseitig, ist der Rotor mittels eines Wälzlagers, insbesondere eines Kugellagers, gelagert. Es existieren jedoch auch reine magnetgelagerte Rotoren, die sowohl an ihrem einlassnahen Ende als auch an ihrem einlassfernen Ende jeweils durch ein Magnetlager gelagert sind.In practice, the rotor of a turbomolecular vacuum pump is typically supported by a so-called hybrid bearing. On the high-vacuum side, i.e. on the inlet side, there is the already mentioned magnetic bearing between the rotor and the stator. On the fore-vacuum side, that is to say on the outlet side, the rotor is mounted by means of a roller bearing, in particular a ball bearing. However, there are also purely magnetically levitated rotors which are each borne by a magnetic bearing both at their end near the inlet and at their end far from the inlet.

Zwar ist die Erfindung besonders vorteilhaft für das einlassnahe Magnetlager eines Rotors einer Turbomolekularpumpstufe. Grundsätzlich ist die Erfindung aber für beliebige Vakuumpumpen einsetzbar, bei denen zwischen einem beliebige pumpwirksame Komponenten tragenden Rotor und einem entsprechende pumpwirksame Komponenten, die mit den rotierenden pumpwirksamen Komponenten zusammenwirken, aufweisenden Stator ein Magnetlager vorhanden ist, das sowohl statorseitig als auch rotorseitig einen Stapel aus mehreren Permanentmagnetringen aufweist.It is true that the invention is particularly advantageous for the magnetic bearing of a rotor of a turbomolecular pump stage near the inlet. In principle, however, the invention can be used for any vacuum pumps in which there is a magnetic bearing between a rotor carrying any pump-active components and a stator having corresponding pump-active components which interact with the rotating pump-active components Has permanent magnet rings.

Die Montage und das Einstellen derartiger Magnetlager stellt in der Praxis grundsätzlich eine Herausforderung dar, insbesondere was den Magnetlagerstator anbetrifft.In practice, the assembly and adjustment of such magnetic bearings fundamentally represents a challenge, particularly as far as the magnetic bearing stator is concerned.

Der Magnetlagerstator und der Magnetlagerrotor müssen bezogen auf die Drehachse beim Montieren der Vakuumpumpe in eine exakte axiale Relativlage gebracht werden. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass der Rotor aufgrund seiner Lagerung am einlassfernen Ende ein gewisses axiales Spiel besitzt, also in axialer Richtung in einem geringfügigen Maße beweglich ist. Deshalb geht man beim Einstellen des Magnetlagers, das im Rahmen der Pumpenmontage erfolgt, so vor, dass die einzelnen Permanentmagnetringe zunächst an einem Bauteil des Stators vormontiert werden. Bei diesem Bauteil handelt es sich typischerweise um einen in das Pumpengehäuse hinein vorstehenden Zapfen, der an einer im Bereich des Pumpeneinlasses angeordneten Statorkomponente ausgebildet ist, die einen sternförmigen Aufbau besitzt und daher auch als Statorstern bezeichnet wird. Der Zapfen für den Magnetlagerstator ist zylindrisch ausgebildet und konzentrisch zur Drehachse des Rotors angeordnet. Am freien Ende des Zapfens befindet sich ein Tellerfederpaket, wobei die Permanentmagnetringe zwischen diesem Tellerfederpaket und einem Einstellring angeordnet sind, der auf den Zapfen geschraubt ist.The magnetic bearing stator and the magnetic bearing rotor must be brought into an exact axial relative position in relation to the axis of rotation when assembling the vacuum pump. It must be taken into account here that the rotor has a certain axial play due to its bearing at the end remote from the inlet, ie it can be moved to a small extent in the axial direction. Therefore, when adjusting the magnetic bearing, which takes place during pump assembly, the individual permanent magnet rings are first pre-assembled on a component of the stator. This component is typically a pin which protrudes into the pump housing and is formed on a stator component which is arranged in the region of the pump inlet and has a star-shaped structure and is therefore also referred to as a stator star. The pin for the magnetic bearing stator is cylindrical and arranged concentrically to the axis of rotation of the rotor. At the free end of the pin there is a set of disk springs, with the permanent magnet rings being arranged between this set of disk springs and an adjusting ring which is screwed onto the pin.

Durch Verdrehen des Einstellrings können die Permanentmagnetringe gegen die Rückstellkraft des Tellerfederpakets zusammengedrückt und gemeinsam zum Einstellen ihrer axialen Position relativ zum Zapfen verstellt werden, um auf diese Weise die Axialposition des Magnetlagerstators am Stator einzustellen. Die korrekte Einstellung ist erreicht, wenn der mit dem erwähnten geringen axialen Spiel behaftete Rotor aufgrund des Zusammenwirkens der beim Einstellen axial relativ zueinander Permanentmagnetring-Stapel von Stator und Rotor schlagartig einen kleinen Sprung in axialer Richtung vollführt. Die Drehstellung des Magnetlagerstators am Zapfen, bei welcher dieser Effekt auftritt, wird auch als Kippwinkel bezeichnet. Dieses Einstellen des Magnetlagers erfolgt in der Praxis typischerweise bei liegender Vakuumpumpe, also bei horizontal verlaufender Drehachse des Rotors.By turning the adjusting ring, the permanent magnet rings can be pressed together against the restoring force of the plate spring assembly and adjusted together to adjust their axial position relative to the pin, in order to adjust the axial position of the magnetic bearing stator on the stator in this way. The correct setting is achieved when the rotor, which has the mentioned small axial play, abruptly performs a small jump in the axial direction due to the interaction of the permanent magnet ring stack of stator and rotor relative to one another when setting axially. The rotational position of the magnetic bearing stator on the journal at which this effect occurs is also referred to as the tilt angle. This setting of the magnetic bearing is typically done in practice when the vacuum pump is lying, i.e. when the axis of rotation of the rotor is horizontal.

Diese Vorgehensweise zum Einstellen des Magnetlagers einer Vakuumpumpe ist dem Fachmann grundsätzlich bekannt und ermöglicht prinzipiell eine zuverlässige und exakte Axialpositionierung des Magnetlagerstators. Gleichwohl ist dieses Einstellkonzept nicht ohne Nachteile. Die Montage des erwähnten Tellerfederpakets ist zeitaufwendig und fehleranfällig. Außerdem kann es bei der Montage der Tellerfedern zu einem sogenannten "Umklappen" einzelner Tellerfedern kommen, was Nacharbeit erfordert und somit zusätzliche Kosten bedeutet. Ferner können beim Verdrehen des Einstellrings aufgrund von Reibung zwischen dem Einstellring und den Permanentmagnetringen bzw. gegebenenfalls verwendeten Distanzscheiben Späne entstehen, die in das Pumpeninnere gelangen können. Des Weiteren ist konstruktionsbedingt der Einstellring von der Einlassseite der Pumpe aus nur über kreisbogenförmige Langlöcher zugänglich, was zur Folge hat, dass das zum Verdrehen des Einstellrings verwendete Einstellwerkzeug mehrfach neu angesetzt werden muss, da aufgrund der Begrenzung durch die Langlöcher jeweils nur um einen vergleichsweise kleinen Winkel gedreht werden kann. Eine Automatisierung des in der Praxis noch manuell durchgeführten Einstellvorgangs wird hierdurch erschwert oder praktisch unmöglich gemacht. Ferner ist problematisch, dass die Federkennlinie der Tellerfedern nicht linear ist. Aufgrund thermischer Ausdehnung können einzelne Tellerfedern "umklappen", wodurch der Permanentring-Stapel nicht mehr ausreichend vorgespannt wird.This procedure for adjusting the magnetic bearing of a vacuum pump is known in principle to a person skilled in the art and in principle enables reliable and precise axial positioning of the magnetic bearing stator. Nevertheless, this setting concept is not without disadvantages. The assembly of the above-mentioned set of cup springs is time-consuming and error-prone. In addition, so-called "folding over" of individual plate springs can occur during assembly of the plate springs, which requires reworking and thus means additional costs. Furthermore, when the adjustment ring is turned, due to friction between the adjustment ring and the permanent magnet rings or any spacers used, chips can arise that can get into the interior of the pump. Furthermore, due to the design, the adjustment ring is only accessible from the inlet side of the pump via elongated holes in the shape of a circular arc, with the result that the adjustment tool used to turn the adjustment ring has to be repositioned several times, since the restriction by the elongated holes means that it can only be adjusted by a comparatively small one angle can be rotated. This makes it more difficult or practically impossible to automate the adjustment process, which is still carried out manually in practice. Another problem is that the spring characteristic of the plate springs is not linear. Due to thermal expansion, individual disc springs can "fold over", as a result of which the permanent ring stack is no longer sufficiently prestressed.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, Montage und Einstellung eines Magnetlagers für den Rotor einer Vakuumpumpe zu vereinfachen.The object of the invention is therefore to simplify the assembly and adjustment of a magnetic bearing for the rotor of a vacuum pump.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt jeweils durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche.This task is solved in each case by the features of the independent claims.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist für den Magnetlagerstator ein separater Magnetträger vorgesehen, an dem die Permanentmagnetringe unabhängig von dem Halter fertig montierbar sind und der zusammen mit den fertig montierten Permanentmagnetringen als eine Einheit am Halter anbringbar ist, wobei bezüglich der Drehachse die axiale Position des Magnetträgers am Halter verstellbar ist.In the device according to the invention, a separate magnet carrier is provided for the magnetic bearing stator, on which the permanent magnet rings can be fully assembled independently of the holder and which can be attached to the holder together with the fully assembled permanent magnet rings as a unit, with the axial position of the magnet carrier being at the holder is adjustable.

Unter "fertig montiert" ist in diesem Zusammenhang zu verstehen, dass die Permanentmagnetringe auf Stoß zusammengedrückt sind, sich also in axialer Richtung nur als ganzer Stapel, aber nicht mehr relativ zueinander bewegen können.In this context, “completely assembled” is to be understood as meaning that the permanent magnet rings are pressed together in abutment, ie can only move in the axial direction as a whole stack, but can no longer move relative to one another.

Die Erfindung bedeutet eine Abkehr von der bisher geübten Praxis, die Permanentmagnetringe des Magnetlagerstators einzeln direkt am Stator der Vakuumpumpe anzuordnen und erst danach zusammenzudrücken und gleichzeitig gegen die Rückstellkraft einer Feder zu bewege, um die jeweils erforderliche Axialposition einzustellen. Während also beim eingangs erläuterten Stand der Technik das Zusammendrücken der Permanentmagnetringe und das Einstellen der axialen Position quasi gleichzeitig erfolgen, zwischen dem Zusammendrücken und dem Einstellen also im Grunde nicht unterschieden werden kann, was zu den vorstehend erläuterten Problemen führt, geht die Erfindung einen völlig anderen Weg.The invention represents a departure from the previous practice of arranging the permanent magnet rings of the magnetic bearing stator individually directly on the stator of the vacuum pump and only then compressing them and simultaneously moving them against the restoring force of a spring in order to set the axial position required in each case. So while in the prior art explained at the outset, the compression of the permanent magnet rings and the adjustment of the axial position take place more or less simultaneously, i.e. basically no distinction can be made between the compression and the adjustment, which leads to the problems explained above, the invention is completely different Path.

Der durch die Erfindung geschaffene separate Magnetträger ermöglicht eine Vormontage der Permanentmagnetringe unabhängig von dem Stator der Vakuumpumpe. An diesen separaten Magnetträger können die Permanentmagnetringe einfach und insbesondere maschinell fertig montiert, also auf Stoß zusammengedrückt werden. Hierdurch wird eine Automatisierung ermöglicht. Die Einheit aus Magnetträger und Permanentmagnetringen kann hierdurch in großen Stückzahlen gefertigt und montiert werden.The separate magnet carrier created by the invention enables the permanent magnet rings to be preassembled independently of the stator of the vacuum pump. The permanent magnet rings can be mounted easily and in particular by machine on these separate magnet carriers, ie they can be pressed together in abutting fashion. This enables automation. The unit consisting of the magnet carrier and permanent magnet rings can be manufactured and assembled in large numbers as a result.

Die fertig montierten Einheiten können jeweils vollkommen unabhängig von dem Rest der Vakuumpumpe gehandhabt und insbesondere als Zukaufteil extern gefertigt werden. Bei der Endmontage der Vakuumpumpe kann diese Einheit als Ganzes am Stator angebracht werden. Da die Permanentmagnetringe bereits fertig montiert sind, erfolgt bei der Montage am Stator der Vakuumpumpe lediglich noch die Einstellung der Axialposition, indem die axiale Position des Magnetträgers und damit des an diesem fertig montierten Permanentmagnet-Stapels an dem Halter des Stators verstellt wird.The fully assembled units can each be handled completely independently of the rest of the vacuum pump and, in particular, can be manufactured externally as a purchased part will. During the final assembly of the vacuum pump, this unit can be attached to the stator as a whole. Since the permanent magnet rings are already fully assembled, the only thing left to do during assembly on the vacuum pump stator is to adjust the axial position by adjusting the axial position of the magnet carrier and thus of the permanently assembled permanent magnet stack on the stator holder.

Von Vorteil ist ferner, dass bei einem während des Einsatze der Vakuumpumpe im Feld erforderlichen Austausch des Magnetlagers oder Magnetlagerstators nicht mehr die einzelnen Permanentmagnetringe des Magnetlagerstators oder der Stator bzw. das Gehäuse ganz oder teilweise getauscht werden muss, sondern nur noch die als Ganzes handhabbare Einheit aus Magnetträger und Permanentmagnetring-Stapel ausgetauscht zu werden braucht.Another advantage is that if the magnetic bearing or magnetic bearing stator needs to be replaced during use of the vacuum pump in the field, the individual permanent magnet rings of the magnetic bearing stator or the stator or the housing no longer have to be replaced in whole or in part, but only the unit that can be handled as a whole needs to be exchanged from magnet carrier and permanent magnet ring stack.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch die folgenden Schritte aus:

• Montieren des Magnetlagerrotors am Rotor,
• Bereitstellen eines separaten Magnetträgers für den Magnetlagerstator,
• Montieren der Permanentmagnetringe des Magnetlagerstators an dem Magnetträger unabhängig von dem Stator der Vakuumpumpe,
• Anbringen des Magnetträgers zusammen mit den fertig montierten Permanentmagnetringen als eine Einheit an einem Halter des Stators, und
• Einstellen des Magnetlagers durch Verstellen der axialen Position des Magnetträgers am Halter bezüglich der Drehachse.

The method according to the invention is characterized by the following steps:

• Assembling the magnetic bearing rotor to the rotor,
• Providing a separate magnet carrier for the magnetic bearing stator,
• Assembling the permanent magnet rings of the magnetic bearing stator on the magnet carrier independently of the vacuum pump stator,
• attaching the magnet carrier together with the fully assembled permanent magnet rings as a unit to a holder of the stator, and
• Adjusting the magnetic bearing by adjusting the axial position of the magnet carrier on the holder with respect to the axis of rotation.

Mögliche Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Zeichnung sowie der nachfolgenden Beschreibung angegeben.Possible developments of the invention are specified in the dependent claims, the drawing and the following description.

In einige Ausführungsbeispielen kann vorgesehen sein, dass der Halter einen parallel zur Drehachse verlaufenden Durchgang aufweist, durch den hindurch der Magnetträger ausgehend von der Einlassseite der Pumpe für ein manuell oder maschinell handhabbares Einstellwerkzeug zum Einstellen der axialen Position des Magnetträgers zugänglich ist. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Magnetträger an einer zur Einlassseite der Pumpe weisenden und mit dem Durchgang ausgerichteten Seite einen Betätigungsabschnitt für das Einstellwerkzeug aufweist.In some exemplary embodiments it can be provided that the holder has a passage running parallel to the axis of rotation, through which the magnet carrier can be inserted, starting from the inlet side of the pump, for a manual or mechanically manageable adjustment tool for adjusting the axial position of the magnet carrier is accessible. It can be provided in particular that the magnet carrier has an actuating section for the adjustment tool on a side facing the inlet side of the pump and aligned with the passage.

Bei dem Einstellwerkzeug kann es sich insbesondere um einen manuell oder mittels einer automatisch arbeitenden Maschine betreibbaren Innensechskantschlüssel handeln. Der Betätigungsabschnitt des Magnetträgers umfasst dann ein entsprechendes Sechskantprofil für dieses Werkzeug.The adjustment tool can in particular be an Allen key that can be operated manually or by means of an automatically operating machine. The actuation section of the magnet carrier then includes a corresponding hexagonal profile for this tool.

Gemäß einigen Weiterbildungen der Erfindung erfolgt das Anbringen des Magnetträgers am Halter und das Verstellen der axialen Position des Magnetträgers am Halter durch Verschrauben des Magnetträgers mit dem Halter.According to some developments of the invention, the magnet carrier is attached to the holder and the axial position of the magnet carrier is adjusted on the holder by screwing the magnet carrier to the holder.

Hierbei ermöglicht die erfindungsgemäße Verwendung eines separaten Magnetträgers vollständige Umdrehungen des Einstellwerkzeugs, so dass das eingangs im Zusammenhang mit dem Stand der Technik erläuterte mehrfache Umstecken nicht mehr erforderlich ist und dadurch die Montage der Vakuumpumpe beschleunigt wird.The use of a separate magnet carrier according to the invention enables complete revolutions of the adjustment tool, so that the multiple repositioning explained above in connection with the prior art is no longer necessary and the assembly of the vacuum pump is accelerated as a result.

Gemäß einigen Ausführungsformen kann der Halter einen sich parallel zur Drehachse erstreckenden Haltezapfen umfassen, wobei der Haltezapfen und der Magnetträger einander in axialer Richtung überlappend angeordnet sind.According to some embodiments, the holder can comprise a retaining pin extending parallel to the axis of rotation, the retaining pin and the magnet carrier being arranged so as to overlap one another in the axial direction.

Dabei kann vorgesehen sein, dass der Haltezapfen in den Stapel der am Magnetträger montierten Permanentmagnetringe des Magnetlagerstators hineinragt.It can be provided that the retaining pin protrudes into the stack of permanent magnet rings mounted on the magnet carrier of the magnetic bearing stator.

Das Anbringen des Magnetträgers am Haltezapfen kann dadurch erfolgen, dass der Magnetträger in eine im Haltezapfen ausgebildete Aussparung, insbesondere in einen parallel zur Drehachse verlaufenden Durchgang, eingeschraubt wird. Alternativ kann die Anbringung dadurch erfolgen, dass der Magnetträger auf eine Außenseite des Haltezapfens aufgeschraubt wird.The attachment of the magnet carrier on the retaining pin can be done in that the magnet carrier in a recess formed in the retaining pin, in particular into a passage running parallel to the axis of rotation. Alternatively, it can be attached by screwing the magnet carrier onto an outside of the holding pin.

Der Halter, an dem der Magnetträger anbringbar ist, ist insbesondere im Bereich des Pumpeneinlasses angeordnet. Der Halter kann sternförmig ausgebildet sein und einen mit einem Pumpengehäuse verbundenen, insbesondere ringförmigen, Außenabschnitt, einen den Haltezapfen aufweisenden Zentralabschnitt und eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Stegabschnitten umfassen, durch die der Zentralabschnitt mit dem Außenabschnitt verbunden ist.The holder to which the magnet carrier can be attached is arranged in particular in the area of the pump inlet. The holder can be star-shaped and can comprise an outer section, in particular an annular one, connected to a pump housing, a central section having the retaining pin and a plurality of web sections distributed in the circumferential direction, through which the central section is connected to the outer section.

Insbesondere kann der Halter ein einstückig ausgebildetes, separates Bauteil sein, das einlassseitig in das Pumpengehäuse eingesetzt und drehfest angeordnet ist. Insbesondere kann es sich bei dem Halter um einen sogenannten Statorstern handeln, wie er eingangs bereits erwähnt worden ist.In particular, the holder can be a one-piece, separate component that is inserted into the pump housing on the inlet side and is arranged in a rotationally fixed manner. In particular, the holder can be a so-called stator star, as has already been mentioned at the outset.

In einigen Ausführungsbeispielen kann der Magnetträger eine Zentrierhülse, auf der radial außen die Permanentmagnetringe sitzen, und zwei in axialer Richtung voneinander beabstandete Widerlager für die Permanentmagnetringe umfassen. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Zentrierhülse und der Halter, insbesondere ein Haltezapfen des Halters, einander in axialer Richtung überlappen.In some exemplary embodiments, the magnet carrier can comprise a centering sleeve, on which the permanent magnet rings are seated radially on the outside, and two abutments for the permanent magnet rings which are spaced apart from one another in the axial direction. It can be provided in particular that the centering sleeve and the holder, in particular a retaining pin of the holder, overlap one another in the axial direction.

Im fertig montierten Zustand sind die Permanentmagnetringe zwischen diesen Widerlagern eingespannt, d.h. auf Stoß zusammengedrückt.In the fully assembled state, the permanent magnet rings are clamped between these abutments, i.e. they are pressed together on impact.

Dabei kann vorgesehen sein, dass das eine, insbesondere das einlassferne, Widerlager einstückig mit der Zentrierhülse ausgebildet und das andere, insbesondere das einlassnahe, Widerlager ein separates Bauteil ist, das mit der Zentrierhülse fest verbunden ist. Dieses separate Widerlager kann mit der Zentrierhülse verpresst oder verschraubt sein, um auf diese Weise den fertig montierten Zustand herzustellen.It can be provided that one abutment, in particular the abutment remote from the inlet, is formed in one piece with the centering sleeve and the other, in particular the abutment near the inlet, is a separate component which is firmly connected to the centering sleeve. This separate abutment can be pressed with the centering sleeve or be screwed in order to produce the fully assembled state in this way.

Des Weiteren kann bei einigen Ausführungsbeispielen vorgesehen sein, dass der Magnetträger einen konzentrisch zur Zentrierhülse angeordneten Zentralabschnitt mit gegenüber der Zentrierhülse reduziertem Durchmesser umfasst. Dieser Zentralabschnitt kann insbesondere zapfenförmig ausgebildet sein. Die Zentrierhülse und der Zentralabschnitt können durch einen unterhalb des Haltezapfens des Halters gelegenen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sein. Insbesondere können die Zentrierhülse und der Zentralabschnitt einstückig miteinander verbunden sein. Je nach konkreter Ausführungsform des Magnetträgers kann der Zentralabschnitt unterschiedlich ausgebildet sein und unterschiedliche Funktionen erfüllen.Furthermore, in some exemplary embodiments it can be provided that the magnet carrier comprises a central section which is arranged concentrically to the centering sleeve and has a reduced diameter compared to the centering sleeve. This central section can be designed in particular in the form of a peg. The centering sleeve and the central section can be connected to one another by a connecting section located below the retaining pin of the holder. In particular, the centering sleeve and the central section can be connected to one another in one piece. Depending on the specific embodiment of the magnet carrier, the central section can be designed differently and fulfill different functions.

Der Zentralabschnitt und die Zentrierhülse können einander in axialer Richtung überlappend angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Zentralabschnitt über das einlassferne Ende der Zentrierhülse hinaus vorstehen.The central section and the centering sleeve can be arranged so that they overlap one another in the axial direction. Alternatively or additionally, the central section can protrude beyond the end of the centering sleeve that is remote from the inlet.

Die Zentrierhülse kann nicht nur als Sitz für die Permanentmagnetringe dienen. Zusätzlich kann der Magnetträger mittels der Zentrierhülse auf einen sich parallel zur Drehachse erstreckenden Haltezapfen des Halters aufgeschraubt sein. Hierbei dient somit die Zentrierhülse zum Anbringen des Magnetträgers am Halter des Stators der Vakuumpumpe. Das Anbringen des Magnetträgers kann alternativ mittels eines mit der Zentrierhülse verbundenen Zentralabschnitts erfolgen, indem dieser mit einem sich parallel zur Drehachse erstreckenden Haltezapfen des Halters verschraubt wird. Insbesondere kann hierbei der Zentralabschnitt des Magnetträgers in eine im Haltezapfen ausgebildete Aussparung eingeschraubt sein. Bei dieser Aussparung kann es sich insbesondere um einen parallel zur Drehachse verlaufenden Durchgang handeln.The centering sleeve can not only serve as a seat for the permanent magnet rings. In addition, the magnet carrier can be screwed by means of the centering sleeve onto a retaining pin of the holder that extends parallel to the axis of rotation. In this case, the centering sleeve is used to attach the magnet carrier to the holder of the stator of the vacuum pump. Alternatively, the magnet carrier can be attached by means of a central section connected to the centering sleeve by screwing it to a holding pin of the holder, which extends parallel to the axis of rotation. In particular, the central section of the magnet carrier can be screwed into a recess formed in the holding pin. This recess can in particular be a passage running parallel to the axis of rotation.

In einer konkreten Ausgestaltung kann folglich der Zentralabschnitt ein Gewindezapfen mit Betätigungsabschnitt für ein Einstellwerkzeug sein, der in den Durchgang des Haltezapfens eingeschraubt und so ausgehend von der Einlassseite für das Einstellwerkzeug zugänglich ist.In a specific embodiment, the central section can consequently be a threaded pin with an actuating section for an adjustment tool, which is screwed into the passage of the retaining pin and is thus accessible for the adjustment tool, starting from the inlet side.

Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann an einem einlassfernen freien Endbereich des Magnetträgers der eine von zwei einander zugeordneten Lagerteilen eines Fang- oder Notlagers für den den anderen Lagerteil aufweisenden Rotor angeordnet sein. Das Vorsehen von Fang- oder Notlagern für magnetgelagerte Rotoren von Vakuumpumpen ist grundsätzlich bekannt. Bei diesen Weiterbildungen der Erfindung kann der Magnetträger gleichzeitig als ein Bestandteil eines solchen Fang- oder Notlagers eingesetzt werden. Der entsprechende Lagerteil für dieses Fang- oder Notlager kann insbesondere an einem mit einer Zentrierhülse verbundenen Zentralabschnitt des Magnetträgers angeordnet sein.According to some exemplary embodiments, one of two mutually associated bearing parts of a safety or emergency bearing for the rotor having the other bearing part can be arranged on a free end region of the magnet carrier that is remote from the inlet. The provision of catch or emergency bearings for magnetically levitated rotors of vacuum pumps is known in principle. In these developments of the invention, the magnet carrier can be used at the same time as a component of such a catch or emergency store. The corresponding bearing part for this catch or emergency bearing can be arranged in particular on a central section of the magnet carrier that is connected to a centering sleeve.

Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine in axialer Richtung zwischen dem Magnetträger und dem Halter wirksame Spanneinrichtung vorgesehen ist. Eine eingestellte axiale Relativposition zwischen Magnetträger und Halter kann hierdurch gesichert werden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Magnetträger und der Halter miteinander verschraubt werden, da die Spanneinrichtung das Gewindespiel beseitigt. Ferner kann durch eine solche Spanneinrichtung eine ausreichende Selbsthemmung des Gewindes erreicht werden. Die Spanneinrichtung sorgt hierdurch für eine sehr hohe Verdrehsicherung und somit Sicherung der jeweils eingestellten Axialposition des Magnetträgers.According to further exemplary embodiments of the invention, provision can be made for a clamping device which is effective in the axial direction between the magnet carrier and the holder to be provided. A set axial relative position between magnet carrier and holder can be secured in this way. This is particularly advantageous when the magnet carrier and the holder are screwed together, since the clamping device eliminates the thread play. Furthermore, a sufficient self-locking of the thread can be achieved by such a clamping device. As a result, the clamping device ensures a very high degree of protection against rotation and thus secures the axial position of the magnet carrier that is set in each case.

Bei der Spanneinrichtung kann es sich beispielsweise um eine Feder handeln. Die Feder kann beispielsweise eine Druckfeder oder eine Wellenfeder umfassen. Für die Anordnung einer als Spanneinrichtung dienenden Feder kann es je nach konkreter Ausgestaltung unterschiedliche Möglichkeiten geben. Beispielsweise kann die Feder zwischen einem Verbindungsabschnitt, der einen Zentralabschnitt und eine Zentrierhülse des Magnetträgers miteinander verbindet, und dem einlassfernen Endbereich eines sich parallel zur Drehachse erstreckenden Haltezapfens des Halters wirksam sein. Alternativ oder zusätzlich kann eine als Spanneinrichtung dienende Feder einen Haltezapfen des Halters umgeben und zwischen einem Schulterbereich am Übergang zwischen Haltezapfen und Halter einerseits und dem einlassnahen Endbereich des Magnetträgers andererseits wirksam sein.The tensioning device can be a spring, for example. The spring can, for example, comprise a compression spring or a wave spring. Depending on the specific configuration, there can be different options for arranging a spring serving as a tensioning device. For example, can the spring can be effective between a connecting section, which connects a central section and a centering sleeve of the magnet carrier to one another, and the end region, remote from the inlet, of a retaining pin of the holder that extends parallel to the axis of rotation. Alternatively or additionally, a spring serving as a tensioning device can surround a retaining pin of the holder and be effective between a shoulder area at the transition between retaining pin and holder on the one hand and the end area of the magnet carrier near the inlet on the other.

Alternativ oder zusätzlich kann die Spanneinrichtung eine Schraube umfassen. Die Schraube kann beispielsweise als eine Madenschraube ausgebildet sein. Eine als Spanneinrichtung dienende Schraube kann mit dem Halter verschraubt sein und den Magnetträger in axialer Richtung beaufschlagen. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die als Spanneinrichtung dienende Schraube in einen Durchgang, der in einem sich parallel zur Drehachse erstreckenden Haltezapfen des Halters ausgebildet ist, eingeschraubt ist.Alternatively or additionally, the tensioning device can comprise a screw. The screw can be designed as a grub screw, for example. A screw serving as a tensioning device can be screwed to the holder and act on the magnet carrier in the axial direction. It can be provided, in particular, that the screw serving as a clamping device is screwed into a passage that is formed in a retaining pin of the holder that extends parallel to the axis of rotation.

Des Weiteren kann gemäß einigen Ausführungsbeispielen zumindest in einer von zwei einander berührenden, beim Anbringen und Verstellen des Magnetträgers sich relativ zueinander bewegenden Kontaktflächen des Halters und des Magnetträgers zumindest eine als Spänetasche wirksame Vertiefung ausgebildet sein. Bei der Vertiefung kann es sich beispielsweise um eine ringförmige, um die Drehachse umlaufende Nut handeln.Furthermore, according to some exemplary embodiments, at least one depression acting as a chip pocket can be formed in at least one of two contact surfaces of the holder and the magnet carrier that touch one another and move relative to one another when the magnet carrier is attached and adjusted. The indentation can be, for example, an annular groove running around the axis of rotation.

Eine oder mehrere als Spänetasche wirksame Vertiefungen können beispielsweise an der Innenseite der Zentrierhülse ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich können eine oder mehrere Vertiefungen auch an der Außenseite eines Haltezapfens des Halters ausgebildet sein. Das Konzept der als Spänetaschen wirksamen Vertiefungen ist dabei unabhängig von der Art und Weise der Anbringung des Magnetträgers am Stator. Insbesondere kann unabhängig davon, ob zur Anbringung des Magnetträgers am Stator die Zentrierhülse mit dem Haltezapfen verschraubt oder ein Zentralabschnitt des Magnetträgers in eine im Haltezapfen ausgebildete Aussparung, insbesondere einen Durchgang, eingeschraubt wird, das Konzept der als Spänetasche(n) wirksamen Vertiefung(en) an zumindest einer der Kontaktflächen zwischen Zentrierhülse und Haltezapfen vorgesehen sein.One or more depressions acting as a chip pocket can be formed, for example, on the inside of the centering sleeve. Alternatively or additionally, one or more indentations can also be formed on the outside of a retaining pin of the holder. The concept of the indentations acting as chip pockets is independent of the manner in which the magnet carrier is attached to the stator. In particular, regardless of whether the centering sleeve is screwed to the retaining pin for attaching the magnet carrier to the stator or a central section of the magnet carrier is screwed into a recess formed in the retaining pin, in particular a passage, the concept of the recess(es) acting as a chip pocket(s) being provided on at least one of the contact surfaces between the centering sleeve and the retaining pin.

Die vorstehend erläuterten möglichen Weiterbildungen der Erfindung und auch solche Weiterbildungen, die sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung ergeben, sind Weiterbildungen sowohl der erfindungsgemäßen Vakuumpumpe, insbesondere des erfindungsgemäßen Magnetträgers, als auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens.The possible developments of the invention explained above and also those developments that result from the following description of the drawing are developments of both the vacuum pump according to the invention, in particular the magnet carrier according to the invention, and developments of the method according to the invention.

Wenn im Zusammenhang mit der Erläuterung von untereinander kombinierbaren Weiterbildungen einzelne Bauteile die gleiche Bezeichnung aufweisen, dann kann bei einem diese Weiterbildungen in Kombination aufweisenden erfindungsgemäßen Gegenstand das betreffende Bauteil mehrere der erläuterten Weiterbildungen aufweisen. So kann beispielsweise bei einigen Ausführungsformen der Erfindung ein Zentralabschnitt des Magnetträgers als Zapfen mit Außengewinde ausgebildet sein und so zum Verschrauben des Magnetträgers mit einem in einem Haltezapfen des Halters ausgebildeten Durchgang dienen, wobei gleichzeitig der Zentralabschnitt an einem einlassfernen freien Endbereich einen Lagerteil eines Fang-oder Notlagers aufweisen kann, dies aber nicht zwingend ist. Analog gilt dies auch für andere der im Zusammenhang mit unterschiedlichen Weiterbildungen erläuterten Bauteile.If, in connection with the explanation of developments that can be combined with one another, individual components have the same designation, then in the case of an object according to the invention having these developments in combination, the component in question can have several of the explained developments. For example, in some embodiments of the invention, a central section of the magnet carrier can be designed as a pin with an external thread and can thus be used to screw the magnet carrier to a passage formed in a retaining pin of the holder, with the central section simultaneously having a bearing part of a catch or Notlagers may have, but this is not mandatory. This also applies analogously to other components explained in connection with different developments.

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1

eine perspektivische Ansicht einer bekannten Turbomolekular-pumpe,

Fig. 2

eine Ansicht der Unterseite der Turbomolekularpumpe von Fig. 1,

Fig. 3

einen Querschnitt der Turbomolekularpumpe längs der in Fig. 2 gezeigten Schnittlinie A-A,

Fig. 4

eine Querschnittsansicht der Turbomolekularpumpe längs der in Fig. 2 gezeigten Schnittlinie B-B,

Fig. 5

eine Querschnittsansicht der Turbomolekularpumpe längs der in Fig. 2 gezeigten Schnittlinie C-C,

Fig. 6a und 6b

ein mögliches Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Turbomolekularvakuumpumpe, wobei Fig. 6b einen vergrößerten Ausschnitt von Fig. 6a mit dem Magnetlager zeigt,

Fig. 7a und 7b

in entsprechender Darstellung ein weiteres mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 8a und 8b

in entsprechender Darstellung ein weiteres mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 9a und 9b

in entsprechender Darstellung ein weiteres mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung, und

Fig. 10

einen als Halter dienenden Statorstern einer Vakuumpumpe mit daran angebrachtem Magnetträger gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.

The invention is described below by way of example with reference to the drawing. Show it:

1

a perspective view of a known turbomolecular pump,

2

a view of the bottom of the turbo molecular pump from 1 ,

3

a cross-section of the turbomolecular pump along the in 2 shown cutting line AA,

4

a cross-sectional view of the turbomolecular pump along the in 2 shown cutting line BB,

figure 5

a cross-sectional view of the turbomolecular pump along the in 2 shown cutting line CC,

Figures 6a and 6b

a possible embodiment of a turbomolecular vacuum pump according to the invention, wherein Figure 6b an enlarged section of Figure 6a with the magnetic bearing shows

Figures 7a and 7b

in a corresponding representation another possible embodiment of the invention,

Figures 8a and 8b

in a corresponding representation another possible embodiment of the invention,

Figures 9a and 9b

a further possible exemplary embodiment of the invention in a corresponding representation, and

10

a stator star serving as a holder of a vacuum pump with a magnet carrier attached thereto according to a further exemplary embodiment of the invention.

Die in Fig. 1 gezeigte Turbomolekularpumpe 111 umfasst einen von einem Einlassflansch 113 umgebenen Pumpeneinlass 115, an welchen in an sich bekannter Weise ein nicht dargestellter Rezipient angeschlossen werden kann. Das Gas aus dem Rezipienten kann über den Pumpeneinlass 115 aus dem Rezipienten gesaugt und durch die Pumpe hindurch zu einem Pumpenauslass 117 gefördert werden, an den eine Vorvakuumpumpe, wie etwa eine Drehschieberpumpe, angeschlossen sein kann.In the 1 The turbomolecular pump 111 shown comprises a pump inlet 115 surrounded by an inlet flange 113, to which a recipient, not shown, can be connected in a manner known per se. The gas from the recipient can be sucked out of the recipient via the pump inlet 115 and conveyed through the pump to a pump outlet 117 to which a backing pump, such as a rotary vane pump, can be connected.

Der Einlassflansch 113 bildet bei der Ausrichtung der Vakuumpumpe gemäß Fig. 1 das obere Ende des Gehäuses 119 der Vakuumpumpe 111. Das Gehäuse 119 umfasst ein Unterteil 121, an welchem seitlich ein Elektronikgehäuse 123 angeordnet ist. In dem Elektronikgehäuse 123 sind elektrische und/oder elektronische Komponenten der Vakuumpumpe 111 untergebracht, z.B. zum Betreiben eines in der Vakuumpumpe angeordneten Elektromotors 125 (vgl. auch Fig. 3). Am Elektronikgehäuse 123 sind mehrere Anschlüsse 127 für Zubehör vorgesehen. Außerdem sind eine Datenschnittstelle 129, z.B. gemäß dem RS485-Standard, und ein Stromversorgungsanschluss 131 am Elektronikgehäuse 123 angeordnet.The inlet flange 113 forms when the vacuum pump is aligned according to FIG 1 the upper end of the housing 119 of the vacuum pump 111. The housing 119 comprises a lower part 121 on which an electronics housing 123 is arranged laterally. Electrical and/or electronic components of the vacuum pump 111 are accommodated in the electronics housing 123, for example for operating an electric motor 125 arranged in the vacuum pump (cf. also 3 ). Several connections 127 for accessories are provided on the electronics housing 123 . In addition, a data interface 129, for example according to the RS485 standard, and a power supply connection 131 are arranged on the electronics housing 123.

Es existieren auch Turbomolekularpumpen, die kein derartiges angebrachtes Elektronikgehäuse aufweisen, sondern an eine externe Antriebselektronik angeschlossen werden.There are also turbomolecular pumps that do not have such an attached electronics housing, but are connected to external drive electronics.

Am Gehäuse 119 der Turbomolekularpumpe 111 ist ein Fluteinlass 133, insbesondere in Form eines Flutventils, vorgesehen, über den die Vakuumpumpe 111 geflutet werden kann. Im Bereich des Unterteils 121 ist ferner noch ein Sperrgasanschluss 135, der auch als Spülgasanschluss bezeichnet wird, angeordnet, über welchen Spülgas zum Schutz des Elektromotors 125 (siehe z.B. Fig. 3) vor dem von der Pumpe geförderten Gas in den Motorraum 137, in welchem der Elektromotor 125 in der Vakuumpumpe 111 untergebracht ist, eingelassen werden kann.A flood inlet 133, in particular in the form of a flood valve, is provided on the housing 119 of the turbomolecular pump 111, via which the vacuum pump 111 can be flooded. In the area of the lower part 121 there is also a sealing gas connection 135, which is also referred to as a flushing gas connection, through which flushing gas to protect the electric motor 125 (see e.g 3 ) before the pumped gas in the motor compartment 137, in which the electric motor 125 is housed in the vacuum pump 111, can be admitted.

Im Unterteil 121 sind ferner noch zwei Kühlmittelanschlüsse 139 angeordnet, wobei einer der Kühlmittelanschlüsse als Einlass und der andere Kühlmittelanschluss als Auslass für Kühlmittel vorgesehen ist, das zu Kühlzwecken in die Vakuumpumpe geleitet werden kann. Andere existierende Turbomolekularvakuumpumpen (nicht dargestellt) werden ausschließlich mit Luftkühlung betrieben.Two coolant connections 139 are also arranged in the lower part 121, one of the coolant connections being provided as an inlet and the other coolant connection being provided as an outlet for coolant, which can be conducted into the vacuum pump for cooling purposes. Other existing turbomolecular vacuum pumps (not shown) operate solely on air cooling.

Die untere Seite 141 der Vakuumpumpe kann als Standfläche dienen, sodass die Vakuumpumpe 111 auf der Unterseite 141 stehend betrieben werden kann. Die Vakuumpumpe 111 kann aber auch über den Einlassflansch 113 an einem Rezipienten befestigt werden und somit gewissermaßen hängend betrieben werden. Außerdem kann die Vakuumpumpe 111 so gestaltet sein, dass sie auch in Betrieb genommen werden kann, wenn sie auf andere Weise ausgerichtet ist als in Fig. 1 gezeigt ist. Es lassen sich auch Ausführungsformen der Vakuumpumpe realisieren, bei der die Unterseite 141 nicht nach unten, sondern zur Seite gewandt oder nach oben gerichtet angeordnet werden kann. Grundsätzlich sind dabei beliebige Winkel möglich.The lower side 141 of the vacuum pump can serve as a standing surface, so that the vacuum pump 111 can be operated standing on the underside 141 . However, the vacuum pump 111 can also be fastened to a recipient via the inlet flange 113 and can thus be operated in a suspended manner, as it were. In addition, the vacuum pump 111 can be designed in such a way that it can also be operated when it is oriented in a different way than in FIG 1 is shown. It is also possible to realize embodiments of the vacuum pump in which the underside 141 cannot be arranged facing downwards but to the side or directed upwards. In principle, any angles are possible.

Andere existierende Turbomolekularvakuumpumpen (nicht dargestellt), die insbesondere größer sind als die hier dargestellte Pumpe, können nicht stehend betrieben werden.Other existing turbomolecular vacuum pumps (not shown), which in particular are larger than the pump shown here, cannot be operated standing.

An der Unterseite 141, die in Fig. 2 dargestellt ist, sind noch diverse Schrauben 143 angeordnet, mittels denen hier nicht weiter spezifizierte Bauteile der Vakuumpumpe aneinander befestigt sind. Beispielsweise ist ein Lagerdeckel 145 an der Unterseite 141 befestigt.At the bottom 141, the in 2 shown, various screws 143 are also arranged, by means of which components of the vacuum pump that are not further specified here are fastened to one another. For example, a bearing cap 145 is attached to the underside 141 .

An der Unterseite 141 sind außerdem Befestigungsbohrungen 147 angeordnet, über welche die Pumpe 111 beispielsweise an einer Auflagefläche befestigt werden kann. Dies ist bei anderen existierenden Turbomolekularvakuumpumpen (nicht dargestellt), die insbesondere größer sind als die hier dargestellte Pumpe, nicht möglich.In addition, fastening bores 147 are arranged on the underside 141, via which the pump 111 can be fastened, for example, to a support surface. This is with other existing turbomolecular vacuum pumps (Not shown), which are in particular larger than the pump shown here, is not possible.

In den Figuren 2 bis 5 ist eine Kühlmittelleitung 148 dargestellt, in welcher das über die Kühlmittelanschlüsse 139 ein- und ausgeleitete Kühlmittel zirkulieren kann.In the Figures 2 to 5 a coolant line 148 is shown, in which the coolant fed in and out via the coolant connections 139 can circulate.

Wie die Schnittdarstellungen der Figuren 3 bis 5 zeigen, umfasst die Vakuumpumpe mehrere Prozessgaspumpstufen zur Förderung des an dem Pumpeneinlass 115 anstehenden Prozessgases zu dem Pumpenauslass 117.Like the sectional views of the Figures 3 to 5 show, the vacuum pump comprises several process gas pump stages for conveying the process gas present at the pump inlet 115 to the pump outlet 117.

In dem Gehäuse 119 ist ein Rotor 149 angeordnet, der eine um eine Rotationsachse 151 drehbare Rotorwelle 153 aufweist.A rotor 149 is arranged in the housing 119 and has a rotor shaft 153 which can be rotated about an axis of rotation 151 .

Die Turbomolekularpumpe 111 umfasst mehrere pumpwirksam miteinander in Serie geschaltete turbomolekulare Pumpstufen mit mehreren an der Rotorwelle 153 befestigten radialen Rotorscheiben 155 und zwischen den Rotorscheiben 155 angeordneten und in dem Gehäuse 119 festgelegten Statorscheiben 157. Dabei bilden eine Rotorscheibe 155 und eine benachbarte Statorscheibe 157 jeweils eine turbomolekulare Pumpstufe. Die Statorscheiben 157 sind durch Abstandsringe 159 in einem gewünschten axialen Abstand zueinander gehalten.The turbomolecular pump 111 comprises a plurality of turbomolecular pumping stages connected in series with one another in a pumping manner, with a plurality of radial rotor disks 155 fastened to the rotor shaft 153 and stator disks 157 arranged between the rotor disks 155 and fixed in the housing 119. A rotor disk 155 and an adjacent stator disk 157 each form a turbomolecular pump stage. The stator discs 157 are held at a desired axial distance from one another by spacer rings 159 .

Die Vakuumpumpe umfasst außerdem in radialer Richtung ineinander angeordnete und pumpwirksam miteinander in Serie geschaltete Holweck-Pumpstufen. Es existieren andere Turbomolekularvakuumpumpen (nicht dargestellt), die keine Holweck-Pumpstufen aufweisen.The vacuum pump also comprises Holweck pump stages which are arranged one inside the other in the radial direction and are connected in series with one another for pumping purposes. Other turbomolecular vacuum pumps (not shown) exist that do not have Holweck pumping stages.

Der Rotor der Holweck-Pumpstufen umfasst eine an der Rotorwelle 153 angeordnete Rotornabe 161 und zwei an der Rotornabe 161 befestigte und von dieser getragene zylindermantelförmige Holweck-Rotorhülsen 163, 165, die koaxial zur Rotationsachse 151 orientiert und in radialer Richtung ineinander geschachtelt sind. Ferner sind zwei zylindermantelförmige Holweck-Statorhülsen 167, 169 vorgesehen, die ebenfalls koaxial zu der Rotationsachse 151 orientiert und in radialer Richtung gesehen ineinander geschachtelt sind.The rotor of the Holweck pump stages comprises a rotor hub 161 arranged on the rotor shaft 153 and two Holweck rotor sleeves 163, 165 in the shape of a cylinder jacket, fastened to the rotor hub 161 and carried by it and coaxial with the axis of rotation 151 oriented and nested in one another in the radial direction. Also provided are two cylinder jacket-shaped Holweck stator sleeves 167, 169, which are also oriented coaxially with respect to the axis of rotation 151 and are nested in one another when viewed in the radial direction.

Die pumpaktiven Oberflächen der Holweck-Pumpstufen sind durch die Mantelflächen, also durch die radialen Innen- und/oder Außenflächen, der Holweck-Rotorhülsen 163, 165 und der Holweck-Statorhülsen 167, 169 gebildet. Die radiale Innenfläche der äußeren Holweck-Statorhülse 167 liegt der radialen Außenfläche der äußeren Holweck-Rotorhülse 163 unter Ausbildung eines radialen Holweck-Spalts 171 gegenüber und bildet mit dieser die der Turbomolekularpumpen nachfolgende erste Holweck-Pumpstufe. Die radiale Innenfläche der äußeren Holweck-Rotorhülse 163 steht der radialen Außenfläche der inneren Holweck-Statorhülse 169 unter Ausbildung eines radialen Holweck-Spalts 173 gegenüber und bildet mit dieser eine zweite Holweck-Pumpstufe. Die radiale Innenfläche der inneren Holweck-Statorhülse 169 liegt der radialen Außenfläche der inneren Holweck-Rotorhülse 165 unter Ausbildung eines radialen Holweck-Spalts 175 gegenüber und bildet mit dieser die dritte Holweck-Pumpstufe.The pumping-active surfaces of the Holweck pump stages are formed by the lateral surfaces, ie by the radial inner and/or outer surfaces, of the Holweck rotor sleeves 163, 165 and the Holweck stator sleeves 167, 169. The radial inner surface of the outer Holweck stator sleeve 167 lies opposite the radial outer surface of the outer Holweck rotor sleeve 163, forming a radial Holweck gap 171 and forming with it the first Holweck pump stage following the turbomolecular pumps. The radially inner surface of the outer Holweck rotor sleeve 163 faces the radially outer surface of the inner Holweck stator sleeve 169 to form a radial Holweck gap 173 and therewith forms a second Holweck pumping stage. The radially inner surface of the inner Holweck stator sleeve 169 faces the radially outer surface of the inner Holweck rotor sleeve 165 to form a radial Holweck gap 175 and therewith forms the third Holweck pumping stage.

Am unteren Ende der Holweck-Rotorhülse 163 kann ein radial verlaufender Kanal vorgesehen sein, über den der radial außenliegende Holweck-Spalt 171 mit dem mittleren Holweck-Spalt 173 verbunden ist. Außerdem kann am oberen Ende der inneren Holweck-Statorhülse 169 ein radial verlaufender Kanal vorgesehen sein, über den der mittlere Holweck-Spalt 173 mit dem radial innenliegenden Holweck-Spalt 175 verbunden ist. Dadurch werden die ineinander geschachtelten Holweck-Pumpstufen in Serie miteinander geschaltet. Am unteren Ende der radial innenliegenden Holweck-Rotorhülse 165 kann ferner ein Verbindungskanal 179 zum Auslass 117 vorgesehen sein.At the lower end of the Holweck rotor sleeve 163, a radially running channel can be provided, via which the radially outer Holweck gap 171 is connected to the middle Holweck gap 173. In addition, a radially extending channel can be provided at the upper end of the inner Holweck stator sleeve 169, via which the middle Holweck gap 173 is connected to the radially inner Holweck gap 175. As a result, the nested Holweck pump stages are connected in series with one another. Furthermore, a connecting channel 179 to the outlet 117 can be provided at the lower end of the radially inner Holweck rotor sleeve 165 .

Die vorstehend genannten pumpaktiven Oberflächen der Holweck-Statorhülsen 167, 169 weisen jeweils mehrere spiralförmig um die Rotationsachse 151 herum in axialer Richtung verlaufende Holweck-Nuten auf, während die gegenüberliegenden Mantelflächen der Holweck-Rotorhülsen 163, 165 glatt ausgebildet sind und das Gas zum Betrieb der Vakuumpumpe 111 in den Holweck-Nuten vorantreiben.The above-mentioned pumping-active surfaces of the Holweck stator sleeves 167, 169 each have a plurality of Holweck grooves running in a spiral shape around the axis of rotation 151 in the axial direction, while the opposite lateral surfaces of the Holweck rotor sleeves 163, 165 are smooth and the gas for operating the Advance vacuum pump 111 in the Holweck grooves.

Zur drehbaren Lagerung der Rotorwelle 153 sind ein Wälzlager 181 im Bereich des Pumpenauslasses 117 und ein Permanentmagnetlager 183 im Bereich des Pumpeneinlasses 115 vorgesehen.A roller bearing 181 in the region of the pump outlet 117 and a permanent magnet bearing 183 in the region of the pump inlet 115 are provided for the rotatable mounting of the rotor shaft 153 .

Im Bereich des Wälzlagers 181 ist an der Rotorwelle 153 eine konische Spritzmutter 185 mit einem zu dem Wälzlager 181 hin zunehmenden Außendurchmesser vorgesehen. Die Spritzmutter 185 steht mit mindestens einem Abstreifer eines Betriebsmittelspeichers in gleitendem Kontakt. Bei anderen existierenden Turbomolekularvakuumpumpen (nicht dargestellt) kann anstelle einer Spritzmutter eine Spritzschraube vorgesehen sein. Da somit unterschiedliche Ausführungen möglich sind, wird in diesem Zusammenhang auch der Begriff "Spritzspitze" verwendet.In the area of the roller bearing 181 , a conical spray nut 185 is provided on the rotor shaft 153 with an outer diameter that increases towards the roller bearing 181 . The injection nut 185 is in sliding contact with at least one stripper of an operating fluid store. In other existing turbomolecular vacuum pumps (not shown), an injection screw may be provided instead of an injection nut. Since different designs are thus possible, the term "spray tip" is also used in this context.

Der Betriebsmittelspeicher umfasst mehrere aufeinander gestapelte saugfähige Scheiben 187, die mit einem Betriebsmittel für das Wälzlager 181, z.B. mit einem Schmiermittel, getränkt sind.The resource reservoir comprises a plurality of absorbent discs 187 stacked on top of one another, which are impregnated with a resource for the roller bearing 181, e.g. with a lubricant.

Im Betrieb der Vakuumpumpe 111 wird das Betriebsmittel durch kapillare Wirkung von dem Betriebsmittelspeicher über den Abstreifer auf die rotierende Spritzmutter 185 übertragen und in Folge der Zentrifugalkraft entlang der Spritzmutter 185 in Richtung des größer werdenden Außendurchmessers der Spritzmutter 185 zu dem Wälzlager 181 hin gefördert, wo es z.B. eine schmierende Funktion erfüllt. Das Wälzlager 181 und der Betriebsmittelspeicher sind durch einen wannenförmigen Einsatz 189 und den Lagerdeckel 145 in der Vakuumpumpe eingefasst.During operation of vacuum pump 111, the operating fluid is transferred by capillary action from the operating fluid reservoir via the scraper to the rotating spray nut 185 and, as a result of the centrifugal force, is conveyed along the spray nut 185 in the direction of the increasing outer diameter of the spray nut 185 to the roller bearing 181, where it eg fulfills a lubricating function. The roller bearing 181 and the operating fluid reservoir are surrounded by a trough-shaped insert 189 and the bearing cover 145 in the vacuum pump.

Das Permanentmagnetlager 183 umfasst eine rotorseitige Lagerhälfte 191 und eine statorseitige Lagerhälfte 193, welche jeweils einen Ringstapel aus mehreren in axialer Richtung aufeinander gestapelten permanentmagnetischen Ringen 195, 197 umfassen. Die Ringmagnete 195, 197 liegen einander unter Ausbildung eines radialen Lagerspalts 199 gegenüber, wobei die rotorseitigen Ringmagnete 195 radial außen und die statorseitigen Ringmagnete 197 radial innen angeordnet sind. Das in dem Lagerspalt 199 vorhandene magnetische Feld ruft magnetische Abstoßungskräfte zwischen den Ringmagneten 195, 197 hervor, welche eine radiale Lagerung der Rotorwelle 153 bewirken. Die rotorseitigen Ringmagnete 195 sind von einem Trägerabschnitt 201 der Rotorwelle 153 getragen, welcher die Ringmagnete 195 radial außenseitig umgibt. Die statorseitigen Ringmagnete 197 sind von einem statorseitigen Trägerabschnitt 203 getragen, welcher sich durch die Ringmagnete 197 hindurch erstreckt und an radialen Streben 205 des Gehäuses 119 aufgehängt ist. Parallel zu der Rotationsachse 151 sind die rotorseitigen Ringmagnete 195 durch ein mit dem Trägerabschnitt 201 gekoppeltes Deckelelement 207 festgelegt. Die statorseitigen Ringmagnete 197 sind parallel zu der Rotationsachse 151 in der einen Richtung durch einen mit dem Trägerabschnitt 203 verbundenen Befestigungsring 209 sowie einen mit dem Trägerabschnitt 203 verbundenen Befestigungsring 211 festgelegt. Zwischen dem Befestigungsring 211 und den Ringmagneten 197 kann außerdem eine Tellerfeder 213 vorgesehen sein.The permanent magnet bearing 183 comprises a bearing half 191 on the rotor side and a bearing half 193 on the stator side, which each comprise a ring stack of a plurality of permanent magnetic rings 195, 197 stacked on top of one another in the axial direction. The ring magnets 195, 197 lie opposite one another, forming a radial bearing gap 199, the ring magnets 195 on the rotor side being arranged radially on the outside and the ring magnets 197 on the stator side being arranged radially on the inside. The magnetic field present in the bearing gap 199 produces magnetic repulsive forces between the ring magnets 195, 197, which cause the rotor shaft 153 to be supported radially. The ring magnets 195 on the rotor side are carried by a support section 201 of the rotor shaft 153, which radially surrounds the ring magnets 195 on the outside. The ring magnets 197 on the stator side are carried by a support section 203 on the stator side, which extends through the ring magnets 197 and is suspended on radial struts 205 of the housing 119 . The ring magnets 195 on the rotor side are fixed parallel to the axis of rotation 151 by a cover element 207 coupled to the carrier section 201 . The stator-side ring magnets 197 are fixed parallel to the axis of rotation 151 in one direction by a fastening ring 209 connected to the support section 203 and a fastening ring 211 connected to the support section 203 . A disc spring 213 can also be provided between the fastening ring 211 and the ring magnet 197 .

Innerhalb des Magnetlagers ist ein Not- bzw. Fanglager 215 vorgesehen, welches im normalen Betrieb der Vakuumpumpe 111 ohne Berührung leer läuft und erst bei einer übermäßigen radialen Auslenkung des Rotors 149 relativ zu dem Stator in Eingriff gelangt, um einen radialen Anschlag für den Rotor 149 zu bilden, damit eine Kollision der rotorseitigen Strukturen mit den statorseitigen Strukturen verhindert wird. Das Fanglager 215 ist als ungeschmiertes Wälzlager ausgebildet und bildet mit dem Rotor 149 und/oder dem Stator einen radialen Spalt, welcher bewirkt, dass das Fanglager 215 im normalen Pumpbetrieb außer Eingriff ist. Die radiale Auslenkung, bei der das Fanglager 215 in Eingriff gelangt, ist groß genug bemessen, sodass das Fanglager 215 im normalen Betrieb der Vakuumpumpe nicht in Eingriff gelangt, und gleichzeitig klein genug, sodass eine Kollision der rotorseitigen Strukturen mit den statorseitigen Strukturen unter allen Umständen verhindert wird.An emergency or safety bearing 215 is provided within the magnetic bearing, which runs idle without contact during normal operation of the vacuum pump 111 and only engages in the event of an excessive radial deflection of the rotor 149 relative to the stator, in order to create a radial stop for the rotor 149 to form, so that a collision of the rotor-side structures is prevented with the stator-side structures. The backup bearing 215 is designed as an unlubricated roller bearing and forms a radial gap with the rotor 149 and/or the stator, which causes the backup bearing 215 to be disengaged during normal pumping operation. the The radial deflection at which the backup bearing 215 engages is dimensioned large enough so that the backup bearing 215 does not engage during normal operation of the vacuum pump, and at the same time small enough so that the structures on the rotor side prevent the structures on the stator from colliding under all circumstances will.

Die Vakuumpumpe 111 umfasst den Elektromotor 125 zum drehenden Antreiben des Rotors 149. Der Anker des Elektromotors 125 ist durch den Rotor 149 gebildet, dessen Rotorwelle 153 sich durch den Motorstator 217 hindurch erstreckt. Auf den sich durch den Motorstator 217 hindurch erstreckenden Abschnitt der Rotorwelle 153 kann radial außenseitig oder eingebettet eine Permanentmagnetanordnung angeordnet sein. Zwischen dem Motorstator 217 und dem sich durch den Motorstator 217 hindurch erstreckenden Abschnitt des Rotors 149 ist ein Zwischenraum 219 angeordnet, welcher einen radialen Motorspalt umfasst, über den sich der Motorstator 217 und die Permanentmagnetanordnung zur Übertragung des Antriebsmoments magnetisch beeinflussen können.The vacuum pump 111 includes the electric motor 125 for rotating the rotor 149. The armature of the electric motor 125 is formed by the rotor 149, the rotor shaft 153 of which extends through the motor stator 217. A permanent magnet arrangement can be arranged radially on the outside or embedded on the section of the rotor shaft 153 that extends through the motor stator 217 . Between the motor stator 217 and the section of the rotor 149 extending through the motor stator 217 there is an intermediate space 219 which includes a radial motor gap via which the motor stator 217 and the permanent magnet arrangement can influence each other magnetically for the transmission of the drive torque.

Der Motorstator 217 ist in dem Gehäuse innerhalb des für den Elektromotor 125 vorgesehenen Motorraums 137 festgelegt. Über den Sperrgasanschluss 135 kann ein Sperrgas, das auch als Spülgas bezeichnet wird, und bei dem es sich beispielsweise um Luft oder um Stickstoff handeln kann, in den Motorraum 137 gelangen. Über das Sperrgas kann der Elektromotor 125 vor Prozessgas, z.B. vor korrosiv wirkenden Anteilen des Prozessgases, geschützt werden. Der Motorraum 137 kann auch über den Pumpenauslass 117 evakuiert werden, d.h. im Motorraum 137 herrscht zumindest annäherungsweise der von der am Pumpenauslass 117 angeschlossenen Vorvakuumpumpe bewirkte Vakuumdruck.The motor stator 217 is fixed in the housing inside the motor room 137 provided for the electric motor 125 . A sealing gas, which is also referred to as flushing gas and which can be air or nitrogen, for example, can get into the engine compartment 137 via the sealing gas connection 135 . The sealing gas can protect the electric motor 125 from process gas, e.g. from corrosive components of the process gas. The engine compartment 137 can also be evacuated via the pump outlet 117, i.e. the vacuum pressure produced by the backing pump connected to the pump outlet 117 prevails in the engine compartment 137 at least approximately.

Zwischen der Rotornabe 161 und einer den Motorraum 137 begrenzenden Wandung 221 kann außerdem eine sog. und an sich bekannte Labyrinthdichtung 223 vorgesehen sein, insbesondere um eine bessere Abdichtung des Motorraums 217 gegenüber den radial außerhalb liegenden Holweck-Pumpstufen zu erreichen.A so-called labyrinth seal 223 be provided, in particular in order to achieve better sealing of the motor compartment 217 in relation to the Holweck pump stages lying radially outside.

Hinsichtlich einzelner Details der nachstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Turbomolekularvakuumpumpen wird auf die vorstehende Beschreibung der Fig. 1 bis 5 verwiesen, d.h. alle dort beschriebenen Ausgestaltungen können auch bei einer erfindungsgemäßen Vakuumpumpe realisiert sein. Umgekehrt können die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung auch bei der anhand der Fig. 1 bis 5 erläuterten Vakuumpumpe realisiert werden.With regard to individual details of the turbomolecular vacuum pumps according to the invention described below, reference is made to the above description of Figures 1 to 5 referenced, ie all the configurations described there can also be implemented in a vacuum pump according to the invention. Conversely, the embodiments of the invention described below can also be based on the Figures 1 to 5 explained vacuum pump can be realized.

Die in den Fig. 6a, 7a, 8a und 9a dargestellten Turbomolekularvakuumpumpen weisen jeweils ein Pumpengehäuse 33 auf, in welchem sich zwei Pumpstufen befinden, nämlich eine näher am Einlass der Pumpe gelegene Turbopumpstufe 11 und eine sich in Pumprichtung daran anschließende Holweckpumpstufe 13. Die einzelnen Statorschaufeln 11a bilden den Stator der Turbopumpstufe 11. Die Holweckpumpstufe 13 weist einen Stator 13a auf, der in radialer Richtung gesehen zwischen zwei Holweckhülsen 13b angeordnet ist, die drehfest an einem gemeinsamen Rotor 15 der Turbopumpstufe 11 und der Holweckpumpstufe 13 angebracht sind. Die Statorschaufeln 11a der Turbopumpstufe 11 wirken mit Rotorschaufeln 11b zusammen, die wie die Holweckhülsen 13b drehfest mit dem Rotor 15 verbunden sind.The in the Figure 6a , 7a , 8a and 9a The turbomolecular vacuum pumps shown each have a pump housing 33 in which there are two pump stages, namely a turbo pump stage 11 located closer to the inlet of the pump and a Holweck pump stage 13 which is connected thereto in the pumping direction. The individual stator blades 11a form the stator of the turbo pump stage 11. The Holweck pump stage 13 has a stator 13a which, seen in the radial direction, is arranged between two Holweck sleeves 13b, which are attached to a common rotor 15 of the turbo pump stage 11 and the Holweck pump stage 13 in a rotationally fixed manner. The stator blades 11a of the turbo pump stage 11 interact with rotor blades 11b which, like the Holweck sleeves 13b, are connected to the rotor 15 in a torque-proof manner.

Dieser Aufbau einer Turbomolekularpumpstufe ist grundsätzlich bekannt. Ebenfalls grundsätzlich bekannt ist die einlassseitige Lagerung des Rotors 15 mittels eines Magnetlagers 17. Das Magnetlager 17 umfasst einen Magnetlagerrotor 19 und einen Magnetlagerstator 21 (vgl. Fig. 6b, 7b, 8b und 9b), die jeweils einen Stapel aus in axialer Richtung übereinander angeordneten Permanentmagnetringen 19a (Magnetlagerrotor) bzw. 21a (Magnetlagerstator) aufweisen. Die axiale Richtung bezieht sich hier auf die Drehachse 14 des Rotors 15.This structure of a turbomolecular pump stage is known in principle. Also known in principle is the mounting of the rotor 15 on the inlet side by means of a magnetic bearing 17. The magnetic bearing 17 comprises a magnetic bearing rotor 19 and a magnetic bearing stator 21 (cf. Figure 6b , 7b , 8b and 9b ), each of which has a stack of permanent magnet rings 19a (magnetic bearing rotor) or 21a (magnetic bearing stator) arranged one above the other in the axial direction. The axial direction here refers to the axis of rotation 14 of the rotor 15.

Die Permanentmagnetringe 19a des Magnetlagerrotors 19 sind mittels eines Widerlagers 61, beispielsweise eines eingepressten oder eingeschraubten Rings, auf Stoß zusammengedrückt und so in einer axial definierten Position und drehfest am Rotor 15 angebracht.The permanent magnet rings 19a of the magnetic bearing rotor 19 are pushed together by means of an abutment 61, for example a pressed-in or screwed-in ring, and are thus attached to the rotor 15 in an axially defined position and in a rotationally fixed manner.

Der Magnetlagerstator 21 ist Bestandteil einer als Ganzes und separat vom Rest der Vakuumpumpe handhabbaren Baueinheit, die zusätzlich einen Magnetträger 25 umfasst. Wie nachstehend näher erläutert wird, ist der Magnetträger 25 an einem Haltezapfen 31 angebracht, der einstückig an einem sogenannten Statorstern 23 ausgebildet ist, der einen ringförmigen Außenteil 35, einen mit dem Haltezapfen 31 versehenen Zentralabschnitt 37 und eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Stegabschnitten 39 umfasst, die den Zentralabschnitt 37 mit dem Außenabschnitt 35 verbinden. Dieser Statorstern ist ein einstückiges, separates Bauteil, das einlassseitig in das Pumpengehäuse 33 drehfest eingesetzt ist. Bei dem Magnetträger 25 handelt es sich um ein einstückiges Bauteil, das beispielsweise aus Metall hergestellt sein kann.The magnetic bearing stator 21 is part of a structural unit which can be handled as a whole and separately from the rest of the vacuum pump and which additionally comprises a magnet carrier 25 . As explained in more detail below, the magnet carrier 25 is attached to a retaining pin 31, which is formed in one piece on a so-called stator star 23, which has an annular outer part 35, a central section 37 provided with the retaining pin 31, and a plurality of web sections 39 distributed in the circumferential direction that connects the central portion 37 to the outer portion 35 . This stator star is a one-piece, separate component that is inserted into the pump housing 33 on the inlet side in a torque-proof manner. The magnet carrier 25 is a one-piece component that can be made of metal, for example.

Bei allen hier dargestellten Ausführungsbeispielen ist in dem zylindrischen, konzentrisch zur Drehachse 14 angeordneten Haltezapfen 31 ein Durchgang 27 ausgebildet, der an einer einlassfernen Stirnseite am freien Endbereich des Haltezapfens 31 mündet. Auf die Funktion des Haltezapfens 31 und dessen Durchgang 27 wird nachstehend näher eingegangen.In all of the exemplary embodiments shown here, a passage 27 is formed in the cylindrical retaining pin 31 arranged concentrically to the axis of rotation 14 , which passage opens out at the free end region of the retaining pin 31 on an end face remote from the inlet. The function of the retaining pin 31 and its passage 27 will be discussed in more detail below.

Der Magnetträger 25 umfasst eine zylindrische Zentrierhülse 41, auf der radial außen die Permanentmagnetringe 21a sitzen. An ihrem einlassfernen Ende ist die Zentrierhülse 41 mit einer radial nach außen vorstehenden Schulter versehen, die als Widerlager 45 für den Permanentmagnetring-Stapel 21a dient. Ferner ist die Zentrierhülse 41 über einen ringförmigen Verbindungsabschnitt 49 mit einem zapfenförmigen Zentralabschnitt 47 verbunden. An seiner zum Einlass weisenden Seite ist der Zentralabschnitt 47 mit einem Betätigungsabschnitt 29 in Form eines Innensechskants (Inbus) versehen. Dieser Betätigungsabschnitt 29 ist ausgehend von der Einlassseite der Pumpe über den im Haltezapfen 31 ausgebildeten Durchgang 27 hindurch für ein nicht dargestelltes Einstellwerkzeug zugänglich, welches dazu dient, den Magnetträger 25 um die Drehachse 14 zu verdrehen.The magnet carrier 25 comprises a cylindrical centering sleeve 41 on which the permanent magnet rings 21a sit radially on the outside. At its end remote from the inlet, the centering sleeve 41 is provided with a radially outwardly projecting shoulder, which serves as an abutment 45 for the permanent magnet ring stack 21a. Furthermore, the centering sleeve 41 is connected to a peg-shaped central section 47 via an annular connecting section 49 . On its side facing the inlet, the central section 47 is provided with an actuating section 29 in the form of a Allen key (Allen key) provided. Starting from the inlet side of the pump, this actuating section 29 is accessible via the passage 27 formed in the retaining pin 31 for an adjustment tool (not shown), which is used to rotate the magnet carrier 25 about the axis of rotation 14 .

An seinem einlassfernen freien Endbereich trägt der Zentralabschnitt 37 einen Lagerteil 51 eines Not- oder Fanglagers für den Rotor 15, wobei der andere Lagerteil 53 am Rotor 15 angeordnet ist (vgl. jeweils Fig. 6b, 7b, 8b und 9b).At its free end area remote from the inlet, the central section 37 carries a bearing part 51 of an emergency or safety bearing for the rotor 15, the other bearing part 53 being arranged on the rotor 15 (cf Figure 6b , 7b , 8b and 9b ).

Die Permanentmagnetringe 21a des Magnetlagerstators 21 sind mittels eines Widerlagers 43 auf Stoß zusammengedrückt, d.h. der Stapel aus Permanentmagnetringen 21a ist zwischen den beiden Widerlagern 43, 45 auf dem Magnetträger 25 eingespannt und somit am Magnetträger 25 fertig montiert. Das Widerlager 43 ist als ein Spannring ausgebildet, der bei der Montage des Magnetlagerstators 21 am Magnetträger 25 auf die Zentrierhülse 41 des Magnetträgers 25 - je nach konkreter Ausgestaltung - aufgepresst oder aufgeschraubt wird.The permanent magnet rings 21a of the magnetic bearing stator 21 are pushed together by means of an abutment 43, i.e. the stack of permanent magnet rings 21a is clamped between the two abutments 43, 45 on the magnet carrier 25 and is thus fully assembled on the magnet carrier 25. The abutment 43 is designed as a clamping ring, which is pressed or screwed onto the centering sleeve 41 of the magnet carrier 25 during assembly of the magnet bearing stator 21 on the magnet carrier 25 - depending on the specific configuration.

Die Einheit aus Magnetträger 25 und an diesem fertig montiertem Magnetlagerstator 21 ist eine separate, als Ganzes handhabbare und unabhängig vom Rest der Vakuumpumpe herstellbare und montierbare Baugruppe.The unit consisting of the magnet carrier 25 and the magnet bearing stator 21 fully assembled on this is a separate subassembly that can be handled as a whole and manufactured and assembled independently of the rest of the vacuum pump.

Die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele unterscheiden sich insbesondere hinsichtlich der Art und Weise der Anbringung des Magnetträgers 25 am Haltezapfen 31 des Statorsterns 23 und hinsichtlich der Art und Weise einer Spanneinrichtung zwischen Statorstern 23 und Magnetträger 25.The exemplary embodiments described here differ in particular with regard to the way in which the magnet carrier 25 is attached to the retaining pin 31 of the stator star 23 and with regard to the way in which a clamping device is used between the stator star 23 and the magnet carrier 25.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 6a und 6b wird der Magnetträger 25 samt fertig montiertem Magnetlagerstator 21 mit der Zentrierhülse 41 auf den Haltezapfen 31 aufgeschraubt. Hierzu dient ein Schraubgewinde 63, d.h. in diesem Bereich ist die Innenseite der Zentrierhülse 41 mit einem Innengewinde und die Außenseite des Haltezapfens 31 mit einem Außengewinde versehen.In the embodiment of Figure 6a and 6b the magnet carrier 25 together with the fully assembled magnetic bearing stator 21 is screwed onto the retaining pin 31 with the centering sleeve 41 . A screw thread 63 is used for this purpose, ie in this area the Inside of the centering sleeve 41 with an internal thread and the outside of the retaining pin 31 with an external thread.

Das Verschrauben erfolgt durch Verdrehen des Magnetträgers 25 mittels des bereits erwähnten Einstellwerkzeugs, das mit dem am Zentralabschnitt 47 ausgebildeten Betätigungsabschnitt 29 zusammenwirkt.The screwing takes place by turning the magnet carrier 25 by means of the adjustment tool already mentioned, which interacts with the actuating section 29 formed on the central section 47 .

Damit möglicherweise entstehende Späne nicht in das Pumpeninnere gelangen, ist an der Außenseite des Haltezapfens 31 eine als umlaufende Nut ausgebildete Vertiefung 59 vorgesehen, die als Spänetasche dient.So that any chips that may be produced do not get into the interior of the pump, a recess 59 designed as a circumferential groove is provided on the outside of the retaining pin 31 and serves as a pocket for chips.

Die erwähnte Spanneinrichtung umfasst hier eine Druckfeder 57, die zwischen der einlassfernen Stirnseite am freien Ende des Haltezapfens 31 und der zum Einlass weisenden Seite des Zentralabschnitts 47 angeordnet ist. Die Druckfeder 57 beseitigt das Spiel im Gewinde 63 und sorgt gleichzeitig für eine ausreichend hohe Selbsthemmung dieses Gewindes 63. Dadurch ist der Magnetträger 25 zuverlässig gegen ein unbeabsichtigtes Verdrehen gesichert.The tensioning device mentioned here comprises a compression spring 57 which is arranged between the end face remote from the inlet at the free end of the holding pin 31 and the side of the central section 47 pointing towards the inlet. The compression spring 57 eliminates the play in the thread 63 and at the same time ensures that this thread 63 is sufficiently self-locking. As a result, the magnet carrier 25 is reliably secured against unintentional twisting.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 7a und 7b unterscheidet sich von dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel dadurch, dass als Spanneinrichtung eine Madenschraube 57 vorgesehen ist, die in den mit einem entsprechenden Innengewinde versehenen Durchgang 27 im Haltezapfen 31 eingeschraubt ist. Mit einem an ihrem einlassfernen freien Ende ausgebildeten Konus 57a beaufschlagt diese Spannschraube 57 den Zentralabschnitt 47 an einer den Betätigungsabschnitt 29 umgebenden Gegenfläche 57b mit entsprechendem Konuswinkel. Zum Verspannen kann die Madenschraube 57 mittels eines nicht dargestellten Werkzeugs gedreht werden, beispielsweise eines Inbusschlüssels, der mit einem entsprechenden, an der zum Einlass weisenden Seite der Spannschraube 57 ausgebildeten Profil (nicht dargestellt) zusammenwirkt.The embodiment of Figure 7a and 7b differs from the exemplary embodiment described above in that a grub screw 57 is provided as the clamping device, which is screwed into the passage 27 in the retaining pin 31 provided with a corresponding internal thread. With a cone 57a formed on its free end remote from the inlet, this clamping screw 57 acts on the central section 47 on a counter surface 57b surrounding the actuating section 29 with a corresponding cone angle. For tightening, the grub screw 57 can be turned by means of a tool (not shown), for example an Allen key, which interacts with a corresponding profile (not shown) formed on the side of the tightening screw 57 pointing towards the inlet.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 8a und 8b kombiniert hinsichtlich der Spanneinrichtung die beiden Varianten gemäß Fig. 6a und 6b einerseits und Fig. 7a und 7b andererseits. Das Verspannen und damit die Verdrehsicherung erfolgt hier also sowohl durch eine Druckfeder 57 gemäß Fig. 6a und 6b als auch durch eine Madenschraube 57 gemäß Fig. 7a und 7b. Hierdurch wird ein besonders hohes Maß an Verdrehsicherheit für den Magnetträger 25 erreicht.The embodiment of Figure 8a and 8b combines the two variants according to the clamping device Figure 6a and 6b on the one hand and Figure 7a and 7b on the other hand. The bracing and thus the anti-twist device is carried out here both by a compression spring 57 according to FIG Figure 6a and 6b as well as by a grub screw 57 according to Figure 7a and 7b . As a result, a particularly high degree of security against rotation for the magnet carrier 25 is achieved.

Das Verspannen mittels der Madenschraube 57 erfolgt jeweils erst dann, wenn die erforderlich Axialposition des Magnetträgers 25 durch Verdrehen erreicht worden ist.The clamping by means of the grub screw 57 only takes place when the required axial position of the magnet carrier 25 has been reached by turning.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 9a und 9b ist als Spanneinrichtung eine Wellenfeder 57 vorgesehen. Die Wellenfeder 57 ist am Fuß des Haltezapfens 31 angeordnet, d.h. die Wellenfeder 57 umgibt den Haltezapfen 31 und stützt sich mit ihrer zum Einlass weisenden Seite an einem Schulterbereich am Übergang zwischen dem Haltezapfen 31 und dem Zentralabschnitt 37 des Statorsterns 23 ab. Mit ihrem anderen Ende beaufschlagt die Wellenfeder 57 die Baueinheit aus Magnetträger 25 und Magnetlagerstator 21.In the embodiment of Figure 9a and 9b a wave spring 57 is provided as a tensioning device. The wave spring 57 is arranged at the base of the retaining pin 31 , ie the wave spring 57 surrounds the retaining pin 31 and is supported with its side pointing towards the inlet on a shoulder area at the transition between the retaining pin 31 and the central section 37 of the stator spider 23 . With its other end, the wave spring 57 acts on the assembly consisting of the magnet carrier 25 and the magnetic bearing stator 21.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 10 erfolgt die Anbringung des Magnetträgers 25 am Haltezapfen 31 nicht durch Verschrauben mittels der Zentrierhülse 41 des Magnetträgers 25. Stattdessen erstreckt sich der Zentralabschnitt 47 des Magnetträgers 25 ausgehend von dem Verbindungsabschnitt 49 zur Einlassseite der Pumpe, also in die Zentrierhülse 51 hinein und somit in Richtung des Haltezapfens 31. Die Länge dieses zapfenförmigen Teils des Zentralabschnitts 47 ist derart bemessen, dass der Zentralabschnitt 47 in den Durchgang 27 des Haltezapfens 31 eingeschraubt werden kann. Hierzu ist ein Schraubgewinde 63 vorgesehen, das ein Außengewinde am Zentralabschnitt 47 und ein im Durchgang 27 ausgebildetes Innengewinde des Haltezapfens 31 umfasst.In the embodiment of 10 the magnet carrier 25 is not attached to the retaining pin 31 by screwing it using the centering sleeve 41 of the magnet carrier 25. Instead, the central section 47 of the magnet carrier 25 extends from the connecting section 49 to the inlet side of the pump, i.e. into the centering sleeve 51 and thus in the direction of the Holding pin 31. The length of this pin-shaped part of the central section 47 is dimensioned such that the central section 47 can be screwed into the passage 27 of the holding pin 31. A screw thread 63 is provided for this purpose, which comprises an external thread on the central section 47 and an internal thread of the retaining pin 31 formed in the passage 27 .

Das Verschrauben des Magnetträgers 25 mit dem Haltezapfen 31 erfolgt wiederum durch Betätigen des Zentralabschnitts 47 am Betätigungsabschnitt 29, der an dem in den Haltezapfen 31 geschraubten zapfenförmigen Abschnitt des Zentralabschnitts 47 ausgebildet ist. Zur Spielbeseitigung und Selbsthemmung des Gewindes 73 und somit zur Verdrehsicherung des Magnetträgers 25 dient wiederum eine Spanneinrichtung, die hier als Druckfeder 57 zwischen stirnseitigem Ende des Haltezapfens 31 und Verbindungsabschnitt 49 des Magnetträgers 25 angeordnet ist.The screwing of the magnet carrier 25 to the holding pin 31 is in turn effected by actuating the central section 47 on the operating section 29 which is formed on the pin-shaped section of the central section 47 which is screwed into the holding pin 31 . A clamping device, which is arranged here as a compression spring 57 between the front end of the retaining pin 31 and the connecting section 49 of the magnet carrier 25, serves to eliminate play and self-locking of the thread 73 and thus to prevent the magnet carrier 25 from rotating.

An zumindest einer der Kontaktflächen zwischen Halteabschnitt 31 und Zentrierhülse 41 können eine oder mehrere Vertiefungen vorgesehen sein, die wie bei den anderen Ausführungsbeispielen als Spänetasche dienen.One or more indentations can be provided on at least one of the contact surfaces between holding section 31 and centering sleeve 41, which, as in the other exemplary embodiments, serve as chip pockets.

Im Verbindungsabschnitt 49 ist eine Bohrung 67 ausgebildet, durch die vermieden wird, dass bei montiertem Magnetträger 25 ein sogenanntes Totvolumen innerhalb der Zentrierhülse 41 vorhanden ist. Die Bohrung 67 erlaubt während des Betriebs der Vakuumpumpe ein Evakuieren dieses Raumes. Eine oder mehrere entsprechende Evakuierungsöffnungen, wie die Bohrung 67, können auch bei den anderen Ausführungsbeispielen vorgesehen sein.A bore 67 is formed in the connecting section 49, through which it is avoided that a so-called dead volume is present within the centering sleeve 41 when the magnet carrier 25 is mounted. The bore 67 allows this space to be evacuated during operation of the vacuum pump. One or more corresponding evacuation openings, such as bore 67, can also be provided in the other exemplary embodiments.

Die Passung zwischen den Permanentmagnetringen 21a und der Außenseite der Zentrierhülse 41 ist bei allen Ausführungsbeispielen eine Spielpassung. Dies gilt auch für die Passung zwischen Außenseite des Haltezapfens 31 und Innenseite der Zentrierhülse 41 im Ausführungsbeispiel der Fig. 10, bei dem die Verschraubung nicht zwischen Haltezapfen 31 und Zentrierhülse 41 erfolgt.The fit between the permanent magnet rings 21a and the outside of the centering sleeve 41 is a loose fit in all of the exemplary embodiments. This also applies to the fit between the outside of the retaining pin 31 and the inside of the centering sleeve 41 in the embodiment of FIG 10 , in which the screw connection does not take place between the retaining pin 31 and the centering sleeve 41.

Bei allen hier beschriebenen Ausführungsbeispielen kann unabhängig von der Montage einer jeweiligen Vakuumpumpe zunächst eine Vormontage des Magnetlagerstators 21 am Magnetträger 25 erfolgen. Die Permanentmagnetringe 21a können also vollkommen unabhängig vom Rest der Vakuumpumpe und insbesondere unabhängig vom Haltezapfen 31 des Statorsterns 23 auf der Zentrierhülse 41 angeordnet und abschließend mittels des Widerlagers 43, beispielsweise eines Aufpress- oder Aufschraubrings, gegen das andere Widerlager 45 gedrückt und somit auf Stoß zusammengedrückt und dadurch fertig montiert werden.In all of the exemplary embodiments described here, the magnetic bearing stator 21 can first be preassembled on the magnet carrier 25 independently of the assembly of a respective vacuum pump. The permanent magnet rings 21a can therefore be completely independent of the rest of the vacuum pump and in particular arranged independently of the retaining pin 31 of the stator star 23 on the centering sleeve 41 and finally by means of the abutment 43, for example a press-on or screw-on ring, pressed against the other abutment 45 and thus compressed with impact and thus fully assembled.

Diese vorgefertigte Baugruppe wird dann in der vorstehend beschriebenen Weise mit dem Haltezapfen 31 verschraubt, wobei gegebenenfalls die als Spanneinrichtung dienende Druck- oder Wellenfeder 57 zwischengeschaltet wird.This prefabricated assembly is then screwed to the retaining pin 31 in the manner described above, with the compression or wave spring 57 serving as a tensioning device being interposed if necessary.

Sobald der Magnetträger mit dem Haltezapfen 31 verschraubt ist, kann unmittelbar anschließend oder zu einem späteren Zeitpunkt die korrekte relative Axialstellung des Magnetlagerstators 21 eingestellt werden, indem die axiale Position des Magnetträgers 25 durch Verdrehen eingestellt wird, wie dies im Einleitungsteil beschrieben worden ist.As soon as the magnet carrier is screwed to the retaining pin 31, the correct relative axial position of the magnetic bearing stator 21 can be set immediately afterwards or at a later point in time by adjusting the axial position of the magnet carrier 25 by turning it, as has been described in the introductory part.

Wenn anstelle oder zusätzlich zu einer Feder als Spanneinrichtung eine ebenfalls als Spanneinrichtung dienende Madenschraube verwendet wird (vgl. Fig. 7a, 7b und Fig. 8a, 8b), dann wird nach dem Einstellen der korrekten Axialposition die Madenschraube 57 verspannt, um auf diese Weise das Gewindespiel zwischen Haltezapfen 31 und Zentrierhülse 41 zu beseitigen und die Selbsthemmung dieses Schraubgewindes sicherzustellen, womit ein hohes Maß an Verdrehsicherheit gewährleistet ist.If, instead of or in addition to a spring, a grub screw, which also serves as a tensioning device, is used as a tensioning device (cf. Figure 7a , 7b and Figure 8a , 8b ), then, after setting the correct axial position, the grub screw 57 is tightened in order to eliminate the thread play between the retaining pin 31 and the centering sleeve 41 and to ensure the self-locking of this screw thread, which ensures a high degree of security against torsion.

BezugszeichenlisteReference List

111111

Turbomolekularpumpeturbomolecular pump

113113

Einlassflanschinlet flange

115115

Pumpeneinlasspump inlet

117117

Pumpenauslasspump outlet

119119

GehäuseHousing

121121

Unterteillower part

123123

Elektronikgehäuseelectronics housing

125125

Elektromotorelectric motor

127127

Zubehöranschlussaccessory port

129129

Datenschnittstelledata interface

131131

Stromversorgungsanschlusspower connector

133133

Fluteinlassflood inlet

135135

Sperrgasanschlusssealing gas connection

137137

Motorraumengine compartment

139139

Kühlmittelanschlusscoolant connection

141141

Unterseitebottom

143143

Schraubescrew

145145

Lagerdeckelbearing cap

147147

Befestigungsbohrungmounting hole

148148

Kühlmittelleitungcoolant line

149149

Rotorrotor

151151

Rotationsachseaxis of rotation

153153

Rotorwellerotor shaft

155155

Rotorscheiberotor disc

157157

Statorscheibestator disc

159159

Abstandsringspacer ring

161161

Rotornaberotor hub

163163

Holweck-RotorhülseHolweck rotor sleeve

165165

Holweck-RotorhülseHolweck rotor sleeve

167167

Holweck-StatorhülseHolweck stator sleeve

169169

Holweck-StatorhülseHolweck stator sleeve

171171

Holweck-SpaltHolweck fissure

173173

Holweck-SpaltHolweck fissure

175175

Holweck-SpaltHolweck fissure

179179

Verbindungskanalconnecting channel

181181

Wälzlagerroller bearing

183183

Permanentmagnetlagerpermanent magnet bearing

185185

Spritzmutterinjection nut

187187

Scheibedisc

189189

Einsatzmission

191191

rotorseitige Lagerhälfterotor-side bearing half

193193

statorseitige Lagerhälftestator bearing half

195195

Ringmagnetring magnet

197197

Ringmagnetring magnet

199199

Lagerspaltbearing gap

201201

Trägerabschnittcarrier section

203203

Trägerabschnittcarrier section

205205

radiale Streberadial strut

207207

Deckelelementcover element

209209

Stützringsupport ring

211211

Befestigungsringmounting ring

213213

Tellerfederdisc spring

215215

Not- bzw. FanglagerEmergency or catch camp

217217

Motorstatormotor stator

219219

Zwischenraumspace

221221

Wandungwall

223223

Labyrinthdichtunglabyrinth seal

1111

Turbopumpstufeturbo pump stage

11a11a

Statorschaufelstator blade

11b11b

Rotorschaufelrotor blade

1313

HolweckpumpstufeHolweck pump stage

13a13a

HolweckstatorHolweck stator

13b13b

HolweckhülseHolweck sleeve

1414

Drehachseaxis of rotation

1515

Rotorrotor

1717

Magnetlagermagnetic bearing

1919

Magnetlagerrotormagnetic bearing rotor

19a19a

Permanentmagnetringepermanent magnet rings

2121

Magnetlagerstatormagnetic bearing stator

21a21a

Permanentmagnetringepermanent magnet rings

2323

Halter, Statorsternholder, stator star

2525

Magnetträgermagnet carrier

2727

Durchgangpassage

2929

Betätigungsabschnittoperating section

3131

Haltezapfenretaining pin

3333

Pumpengehäusepump housing

3535

Außenabschnittoutdoor section

3737

Zentralabschnittcentral section

3939

Stegabschnittweb section

4141

Zentrierhülsecentering sleeve

4343

Widerlagerabutment

4545

Widerlagerabutment

4747

Zentralabschnittcentral section

4949

Verbindungsabschnittconnection section

5151

Lagerteilbearing part

5353

Lagerteilbearing part

5555

Fang- oder Notlagercatch or emergency camp

5757

Spanneinrichtungclamping device

57a57a

Konuscone

57b57b

Gegenflächecounter surface

5959

Vertiefung, Spänetascherecess, chip pocket

6161

Widerlagerabutment

6363

Gewindethread

6565

Gewindethread

6767

Bohrungdrilling

Claims (15)

Vakuumpumpe, insbesondere Turbomolekularvakuumpumpe, mit - zumindest einer Pumpstufe (11, 13), die einen Stator (11a, 13a) und einen im Betrieb relativ zum Stator (11a, 13a) um eine Drehachse (14) rotierenden Rotor (15) umfasst, und - zumindest einem Magnetlager (17) für den Rotor (15), insbesondere für einen einlassnahen Endbereich des Rotors (15), das einen Magnetlagerrotor (19) und einen mit diesem zusammenwirkenden Magnetlagerstator (21) umfasst, die jeweils einen Stapel aus mehreren Permanentmagnetringen (19a, 21a) aufweisen, wobei der Magnetlagerrotor (19) am Rotor (15) und der Magnetlagerstator (21) an einem Halter (23) des Stators (11a, 13a) angebracht ist, wobei für den Magnetlagerstator (21) ein separater Magnetträger (25) vorgesehen ist, an dem die Permanentmagnetringe (21a) unabhängig von dem Halter (23) fertig montierbar sind und der zusammen mit den fertig montierten Permanentmagnetringen (21a) als eine Einheit am Halter (23) anbringbar ist, und wobei bezüglich der Drehachse (14) die axiale Position des Magnetträgers (25) am Halter (23) verstellbar ist. Vacuum pump, in particular turbomolecular vacuum pump, with - at least one pump stage (11, 13), which comprises a stator (11a, 13a) and a rotor (15) rotating about an axis of rotation (14) relative to the stator (11a, 13a) during operation, and - At least one magnetic bearing (17) for the rotor (15), in particular for an end region of the rotor (15) near the inlet, which comprises a magnetic bearing rotor (19) and a magnetic bearing stator (21) interacting with it, each of which comprises a stack of a plurality of permanent magnet rings ( 19a, 21a), wherein the magnetic bearing rotor (19) is attached to the rotor (15) and the magnetic bearing stator (21) to a holder (23) of the stator (11a, 13a), a separate magnet carrier (25) being provided for the magnetic bearing stator (21), on which the permanent magnet rings (21a) can be fully assembled independently of the holder (23) and which together with the fully assembled permanent magnet rings (21a) can be mounted as a unit on the holder ( 23) is attachable, and the axial position of the magnet carrier (25) on the holder (23) being adjustable with respect to the axis of rotation (14). Vakuumpumpe nach Anspruch 1, wobei der Halter (23) einen parallel zur Drehachse (14) verlaufenden Durchgang (27) aufweist, durch den hindurch der Magnetträger (25) ausgehend von der Einlassseite der Pumpe für ein manuell oder automatisch handhabbares Einstellwerkzeug zum Einstellen der axialen Position des Magnetträgers (25) zugänglich ist, insbesondere wobei der Magnetträger (25) an einer zur Einlassseite der Pumpe weisenden und mit dem Durchgang (27) ausgerichteten Seite einen Betätigungsabschnitt (29) für das Einstellwerkzeug aufweist. Vacuum pump according to claim 1, wherein the holder (23) has a passage (27) running parallel to the axis of rotation (14), through which the magnet carrier (25) can be inserted, starting from the inlet side of the pump, for a manually or automatically operable adjustment tool for adjusting the axial position of the magnet carrier (25 ) is accessible, in particular wherein the magnet carrier (25) has an actuating section (29) for the adjustment tool on a side facing towards the inlet side of the pump and aligned with the passage (27). Vakuumpumpe nach Anspruch 1 oder 2,
wobei das Anbringen des Magnetträgers (25) am Halter (23) und das Verstellen der axialen Position des Magnetträgers (25) am Halter (23) durch Verschrauben des Magnetträgers (25) mit dem Halter (23) erfolgt.Vacuum pump according to claim 1 or 2,
the magnet carrier (25) being attached to the holder (23) and the axial position of the magnet carrier (25) being adjusted on the holder (23) by screwing the magnet carrier (25) to the holder (23). Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Halter (23) einen sich parallel zur Drehachse erstreckenden Haltezapfen (31) umfasst, und wobei der Haltezapfen (31) und der Magnetträger (23) einander in axialer Richtung überlappend angeordnet sind.Vacuum pump according to one of the preceding claims,
wherein the holder (23) comprises a retaining pin (31) extending parallel to the axis of rotation, and wherein the retaining pin (31) and the magnet carrier (23) are arranged overlapping one another in the axial direction. Vakuumpumpe nach Anspruch 4, wobei der Haltezapfen (31) in den Stapel der am Magnetträger (25) montierten Permanentmagnetringe (21a) des Magnetlagerstators (21) hineinragt, und/oder wobei der Magnetträger (25) in eine im Haltezapfen (31) ausgebildete Aussparung, insbesondere in einen parallel zur Drehachse (14) verlaufenden Durchgang (27), eingeschraubt ist oder wobei der Magnetträger (25) auf eine Außenseite des Haltezapfens (31) aufgeschraubt ist. Vacuum pump according to claim 4, the retaining pin (31) protruding into the stack of permanent magnet rings (21a) of the magnetic bearing stator (21) mounted on the magnet carrier (25), and/or wherein the magnet carrier (25) is screwed into a recess formed in the retaining pin (31), in particular into a passage (27) running parallel to the axis of rotation (14), or wherein the magnet carrier (25) is attached to an outside of the retaining pin (31 ) is screwed on. Vakuumpumpe nach Anspruch 4 oder 5,
wobei der, insbesondere im Bereich des Pumpeneinlasses angeordnete, Halter (23) sternförmig ausgebildet ist und einen mit einem Pumpengehäuse (33) verbundenen, insbesondere ringförmigen, Außenabschnitt (35), einen den Haltezapfen (31) aufweisenden Zentralabschnitt (37) und eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Stegabschnitten (39) umfasst, durch die der Zentralabschnitt (37) mit dem Außenabschnitt (35) verbunden ist.Vacuum pump according to claim 4 or 5,
wherein the holder (23) arranged in particular in the area of the pump inlet is star-shaped and has an outer section (35), in particular annular, connected to a pump housing (33), a central section (37) having the retaining pin (31) and a plurality of web sections distributed in the circumferential direction (39) by which the central portion (37) is connected to the outer portion (35). Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Magnetträger (25) eine Zentrierhülse (41), auf der radial außen die Permanentmagnetringe (21a) sitzen, und zwei in axialer Richtung voneinander beabstandete Widerlager (43, 45) für die Permanentmagnetringe (21a) umfasst, insbesondere wobei die Zentrierhülse (41) und der Halter (23), insbesondere ein Haltezapfen (31) des Halters (23), einander in axialer Richtung überlappend angeordnet sind.Vacuum pump according to one of the preceding claims,
wherein the magnet carrier (25) comprises a centering sleeve (41) on which the permanent magnet rings (21a) are seated radially on the outside, and two abutments (43, 45) spaced apart from one another in the axial direction for the permanent magnet rings (21a), in particular wherein the centering sleeve (41 ) and the holder (23), in particular a retaining pin (31) of the holder (23), are arranged overlapping one another in the axial direction. Vakuumpumpe nach Anspruch 7,
wobei das eine, insbesondere das einlassferne, Widerlager (45) einstückig mit der Zentrierhülse (41) ausgebildet und das andere, insbesondere das einlassnahe, Widerlager (43) ein separates Bauteil ist, das mit der Zentrierhülse (41) verbunden, insbesondere verpresst oder verschraubt, ist.Vacuum pump according to claim 7,
one, in particular the abutment (45) remote from the inlet, being formed in one piece with the centering sleeve (41) and the other, in particular the abutment (43) near the inlet, being a separate component which is connected to the centering sleeve (41), in particular pressed or screwed , is. Vakuumpumpe nach Anspruch 7 oder 8,
wobei der Magnetträger (25) einen konzentrisch zur Zentrierhülse (41) angeordneten Zentralabschnitt (47) mit gegenüber der Zentrierhülse (41) reduziertem Durchmesser umfasst, wobei die Zentrierhülse (41) und der Zentralabschnitt (47) durch einen unterhalb des Haltezapfens (31) des Halters (23) gelegenen Verbindungsabschnitt (49) der Zentrierhülse (41), insbesondere einstückig, miteinander verbunden sind, und wobei der Zentralabschnitt (47) und die Zentrierhülse (41) einander in axialer Richtung überlappend angeordnet sind und/oder der Zentralabschnitt (47) über das einlassferne Ende der Zentrierhülse (41) hinaus vorsteht.Vacuum pump according to claim 7 or 8,
wherein the magnet carrier (25) comprises a central section (47) arranged concentrically to the centering sleeve (41) and having a reduced diameter compared to the centering sleeve (41), the centering sleeve (41) and the central section (47) being supported by a The connecting section (49) of the centering sleeve (41) located on the holder (23) is connected to one another, in particular in one piece, and the central section (47) and the centering sleeve (41) are arranged so that they overlap in the axial direction and/or the central section (47) protrudes beyond the end of the centering sleeve (41) remote from the inlet. Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
wobei der Magnetträger (25) mittels der Zentrierhülse (41) auf einen sich parallel zur Drehachse (14) erstreckenden Haltezapfen (31) des Halters (23) aufgeschraubt ist, oder wobei der Magnetträger (25) mittels eines mit der Zentrierhülse (41) verbundenen Zentralabschnitts (47) mit einem sich parallel zur Drehachse (14) erstreckenden Haltezapfen (31) des Halters (23) verschraubt, insbesondere in eine im Haltezapfen (31) ausgebildete Aussparung, insbesondere in einen parallel zur Drehachse (14) verlaufenden Durchgang (27), eingeschraubt ist.Vacuum pump according to one of claims 7 to 9,
the magnet carrier (25) being screwed onto a retaining pin (31) of the holder (23) extending parallel to the axis of rotation (14) by means of the centering sleeve (41), or the magnet carrier (25) being connected to the centering sleeve (41) by means of a Central section (47) is screwed to a retaining pin (31) of the holder (23) extending parallel to the axis of rotation (14), in particular in a recess formed in the retaining pin (31), in particular in a passage (27) running parallel to the axis of rotation (14) , screwed in. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei an einem einlassfernen freien Endbereich des Magnetträgers (25), insbesondere eines mit einer Zentrierhülse (41) verbundenen Zentralabschnitts (47) des Magnetträgers (25), der eine von zwei einander zugeordneten Lagerteilen (51, 53) eines Fang- oder Notlagers (55) für den den anderen Lagerteil aufweisenden Rotor (15) angeordnet ist.Vacuum pump according to one of the preceding claims,
wherein on a free end area of the magnet carrier (25) remote from the inlet, in particular a central section (47) of the magnet carrier (25) connected to a centering sleeve (41), which is one of two mutually associated bearing parts (51, 53) of a catch or emergency bearing (55 ) is arranged for the rotor (15) having the other bearing part. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei eine in axialer Richtung zwischen dem Magnetträger (25) und dem Halter (23) wirksame Spanneinrichtung (57) vorgesehen ist.Vacuum pump according to one of the preceding claims,
a clamping device (57) effective in the axial direction between the magnet carrier (25) and the holder (23) being provided. Vakuumpumpe nach Anspruch 12, wobei die Spanneinrichtung (57) eine Feder, vorzugsweise eine Druckfeder oder eine Wellenfeder, umfasst, die entweder zwischen einem Verbindungsabschnitt (49), der einen Zentralabschnitt (47) und eine Zentrierhülse (41) des Magnetträgers (25) miteinander verbindet, und dem einlassfernen Endbereich eines sich parallel zur Drehachse (14) erstreckenden Haltezapfens (31) des Halters (23) wirksam ist, oder die den Haltezapfen (31) des Halters (23) umgibt und zwischen einem Schulterbereich am Übergang zwischen dem Haltezapfen (31) und dem Halter (23) und dem einlassnahen Endbereich des Magnetträgers (25) wirksam ist, und/oder wobei die Spanneinrichtung (57) eine Schraube, vorzugsweise eine Madenschraube, umfasst, die mit dem Halter (23) verschraubt ist und den Magnetträger (25) in axialer Richtung beaufschlagt, insbesondere wobei die Schraube in einen Durchgang (27), der in einem sich parallel zur Drehachse (14) erstreckenden Haltezapfen (31) des Halters (23) ausgebildet ist, eingeschraubt ist. Vacuum pump according to claim 12, wherein the tensioning device (57) comprises a spring, preferably a compression spring or a wave spring, which is connected either between a connecting section (49), which connects a central section (47) and a centering sleeve (41) of the magnet carrier (25) to one another, and the inlet remote end region of a retaining pin (31) of the holder (23) extending parallel to the axis of rotation (14), or which surrounds the retaining pin (31) of the holder (23) and between a shoulder area at the transition between the retaining pin (31) and the holder (23) and the inlet near End area of the magnet carrier (25) is effective, and/or wherein the clamping device (57) comprises a screw, preferably a grub screw, which is screwed to the holder (23) and acts on the magnet carrier (25) in the axial direction, in particular the screw being inserted in a passage (27) which is screwed into a retaining pin (31) of the holder (23) extending parallel to the axis of rotation (14). Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei zumindest in einer von zwei einander berührenden, beim Anbringen und Verstellen des Magnetträgers (25) sich relativ zueinander bewegenden Kontaktflächen des Halters (23) und des Magnetträgers (25) zumindest eine als Spänetasche wirksame Vertiefung (59) ausgebildet ist, insbesondere eine um die Drehachse (14) umlaufende Nut.Vacuum pump according to one of the preceding claims,
at least one indentation (59) acting as a chip pocket being formed in at least one of two contact surfaces of the holder (23) and the magnet carrier (25) that touch one another and move relative to one another when the magnet carrier (25) is attached and adjusted, in particular one around the Axis of rotation (14) circumferential groove. Verfahren zum Montieren, Anbringen und Einstellen eines Magnetlagers (17) einer Vakuumpumpe, insbesondere Turbomolekularvakuumpumpe, insbesondere einer Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vakuumpumpe zumindest eine Pumpstufe (11, 13), die einen Stator (11a, 13a) und einen im Betrieb relativ zum Stator (11a, 13a) um eine Drehachse (14) rotierenden Rotor (15) umfasst, und wobei das für den Rotor (15), insbesondere für den einlassnahen Endbereich des Rotors (15), vorgesehene Magnetlager (17) einen Magnetlagerrotor (19) und einen Magnetlagerstator (21) umfasst, die jeweils einen Stapel aus mehreren Permanentmagnetringen (19a, 21a) aufweisen, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: - Montieren des Magnetlagerrotors (19) am Rotor (15), - Bereitstellen eines separaten Magnetträgers (25) für den Magnetlagerstator (21), - Montieren der Permanentmagnetringe (21a) des Magnetlagerstators (21) an dem Magnetträger (25) unabhängig von dem Stator (11a, 13a) der Vakuumpumpe, - Anbringen des Magnetträgers (25) zusammen mit den fertig montierten Permanentmagnetringen (21a) als eine Einheit an einem Halter (23) des Stators (11a, 13a), und - Einstellen des Magnetlagers (17) durch Verstellen der axialen Position des Magnetträgers (25) am Halter (23) bezüglich der Drehachse (14). Method for assembling, attaching and adjusting a magnetic bearing (17) of a vacuum pump, in particular a turbomolecular vacuum pump, in particular a vacuum pump according to one of the preceding claims, wherein the vacuum pump comprises at least one pump stage (11, 13), which comprises a stator (11a, 13a) and a rotor (15) rotating about an axis of rotation (14) relative to the stator (11a, 13a) during operation, and wherein the The rotor (15), in particular for the end area of the rotor (15) near the inlet, comprises magnetic bearings (17), a magnetic bearing rotor (19) and a magnetic bearing stator (21), each of which has a stack of a plurality of permanent magnet rings (19a, 21a), the method comprising the steps of: - Mount the magnetic bearing rotor (19) on the rotor (15), - Providing a separate magnet carrier (25) for the magnetic bearing stator (21), - Assembling the permanent magnet rings (21a) of the magnetic bearing stator (21) on the magnet carrier (25) independently of the stator (11a, 13a) of the vacuum pump, - Attaching the magnet carrier (25) together with the fully assembled permanent magnet rings (21a) as a unit on a holder (23) of the stator (11a, 13a), and - Adjusting the magnetic bearing (17) by adjusting the axial position of the magnet carrier (25) on the holder (23) with respect to the axis of rotation (14).

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