JP6655133B2 - Vacuum pump - Google Patents
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Description
本発明は、真空ポンプ、特にターボ分子ポンプであって、真空空間、真空空間内に配置されたモーターローター、及びモーターローターを取り囲むモーターステーターを有するものに関する。 The present invention relates to a vacuum pump, in particular a turbo-molecular pump, comprising a vacuum space, a motor rotor arranged in the vacuum space, and a motor stator surrounding the motor rotor.
そのような真空ポンプは基本的に公知である。モーターステーターに電気的エネルギーを供給するために、三つの供給配線が設けられている。これらは、モーターステーターをモーター制御基盤と接続する。供給配線は、真空ポンプの運転中真空となっている真空ポンプの領域内に伸びているので、供給配線はモーター制御基盤にはんだ付けされており、そしてモーター制御基盤でのはんだ箇所は、誘電的キャスティングコンパウンド中にキャスティングされており、これによって所定のガス環境、特にアルゴン化において電気的なスパーク(独語:Ueberschlaegen)が発生しない。 Such vacuum pumps are basically known. Three supply wires are provided to supply electrical energy to the motor stator. These connect the motor stator with the motor control board. The supply wiring extends into the area of the vacuum pump that is under vacuum during operation of the vacuum pump, so the supply wiring is soldered to the motor control board, and the solder points on the motor control board are dielectric Casting in the casting compound, so that in certain gaseous environments, especially in argon, no electrical spark (Ueberschlagen) occurs.
モーター制御基盤上でのはんだ箇所のキャスティングは、キャスティングコンパウンドの硬化に時間がかかるという点で不利である。使用されるキャスティングコンパウンドの形式に応じて硬化は、多くて二日ほど必要となり得る。連続するテストにおいて、キャスティングが密に行われていないことがわかると、供給配線は切断され、そしてモーター制御基盤は、廃棄されなければならない。これはコストと時間がかかる。新たなモーター制御基盤が必要であり、キャスティングは更に二日必要となるからである。 Casting solder spots on a motor control board is disadvantageous in that the casting compound takes time to cure. Depending on the type of casting compound used, curing may be required for at most two days. If successive tests show that the casting is not tight, the supply wiring is cut off and the motor control board must be discarded. This is costly and time consuming. A new motor control infrastructure is needed, and casting requires two more days.
本発明の課題は、冒頭に記載した形式の真空ポンプであって、経済的な製造によって際立っているものを完成することである。 It is an object of the present invention to complete a vacuum pump of the type described at the outset, which is distinguished by economical production.
この課題の解決の為、請求項1に記載の特徴を有する真空ポンプが設けられている。
In order to solve this problem, a vacuum pump having the features described in
発明に係る真空ポンプは、特に、モーターステーターを配するモーターキャリアを有し、その外側が部分的に圧力室に隣接しており、圧力室は、圧力室の方に向けられた接続開口部を有し、この接続開口部は、接続基盤によって真空密に密閉されており、そしてこれは、モーターステーターを部分的に取り囲むキャスティングコンパウンドを有し、少なくとも一つの電気的な接続配線を有し、この接続配線は、キャスティングコンパウンドを通って延び、その一方の端部は、モーターステーターに接続されており、そしてその他方の端部は、基板のキャスティングコンパウンドの方の側に接続されており、そして少なくとも一つの電気的な供給配線を有し、この供給配線が、圧力室を通って延びており、そしてその一方の端部が、基板の圧力室の方の側に接続されている。 The vacuum pump according to the invention has, in particular, a motor carrier on which a motor stator is arranged, the outside of which is partly adjacent to the pressure chamber, the pressure chamber having a connection opening directed towards the pressure chamber. The connection opening is vacuum-tightly closed by a connection base, which has a casting compound partially surrounding the motor stator and has at least one electrical connection wiring, The connection wiring extends through the casting compound, one end of which is connected to the motor stator, and the other end is connected to the side of the substrate facing the casting compound, and at least. It has one electrical supply line which extends through the pressure chamber and has one end connected to the substrate pressure. It is connected to the side of the people of.
本発明は、モーターステーターを、貫通する電源供給配線によって直接モーター制御部に接続するのではなく、間接的に、つまり接続配線、接続基盤及び供給配線を介して接続するという一般的思想に基礎をおいている。これは、モーターステーターが、接続基盤への接続及びモーターキャリア内でのキャスティングの後、真空ポンプ内に組み込まれる前に試験を行われることが可能であるというメリットを有する。この予組立状態でのキャスティングが、シールされていないと判明し、これが電気的なスパークを引き起こすとであろうとき、この欠陥を有するアッセンブリは、簡単に欠陥を有さないアッセンブリで置き換えられることが可能である。その際、真空ポンプ全体の組立が遅れることは無い。 The invention is based on the general idea that the motor stator is not connected directly to the motor control by means of a penetrating power supply wiring, but rather indirectly, i.e. via connection wiring, connection base and supply wiring. I have it. This has the advantage that the motor stator can be tested after connection to the connection base and casting in the motor carrier, before being incorporated into the vacuum pump. If the casting in this pre-assembled state turns out to be unsealed and this would cause an electrical spark, the defective assembly can easily be replaced by a non-defective assembly. It is possible. At that time, there is no delay in assembling the entire vacuum pump.
接続基盤は、真空展開部として作用するので、特に、供給配線は圧力室を通って延びており、この中は例えば周囲圧力となっていることが可能である。これによって、供給配線を、電気的なスパークの危険性無く、取り外し可能にモーター制御部に、特にモーター制御基板につなぐことが可能である。モーター制御基板は、簡単にモーターステーターと接続されることが可能であり、モーターキャリアと、その中にキャスティングされるモーターステーターを有するアッセンブリが交換され、及び/又はモーターステーターが新たに(再度)キャスティングされる必要があるときでも廃棄される必要が無く、このことは最終的には、真空ポンプ組立の際の高いフレキシビリティと、真空ポンプの経済的な製造に貢献する。 Since the connection base acts as a vacuum expansion, in particular the supply wiring extends through the pressure chamber, in which, for example, it can be at ambient pressure. This makes it possible to detachably connect the supply wiring to the motor control, in particular to the motor control board, without the danger of an electrical spark. The motor control board can be easily connected to the motor stator, the motor carrier and the assembly having the motor stator cast therein are replaced, and / or the motor stator is newly (re) cast. It does not have to be discarded when it needs to be done, which ultimately contributes to the high flexibility in assembling the vacuum pump and the economic production of the vacuum pump.
本発明の有利な形態は、下位の請求項、明細書及び図面に見て取ることができる。 Advantageous embodiments of the invention can be found in the subclaims, the description and the drawings.
一つの実施形に従い、少なくとも一つの接続配線、及び/又は少なくとも一つの供給配線が取り外し可能に接続基盤に接続されており、特に接続基盤にはんだ付けされている。しかしまた、代替的に少なくとも一つの接続配線、及び/又は、少なくとも一つの供給配線が、接続基盤に取外し可能に接続されており、特にコネクター接続部によって接続されていることが可能である。 According to one embodiment, at least one connection line and / or at least one supply line are detachably connected to the connection base, in particular soldered to the connection base. However, it is alternatively also possible for at least one connection line and / or at least one supply line to be detachably connected to the connection base, in particular by a connector connection.
有利には、少なくとも一つの電気的な供給配線の他方の端部が、モーター制御部、特にモーター制御基板に接続されている。例えば、少なくとも一つの電気的な供給配線の他方の端部は、取り外し可能にモーター制御基板に接続、特にはんだ付けされていることが可能である。代替として、少なくとも一つの電気的な供給配線の他方の端部は、モーター制御基板に、特にコネクター接続部によって接続されていることが可能である。 Advantageously, the other end of the at least one electrical supply line is connected to a motor control, in particular a motor control board. For example, the other end of the at least one electrical supply line can be detachably connected, in particular soldered, to the motor control board. Alternatively, the other end of the at least one electrical supply line can be connected to the motor control board, in particular by a connector connection.
別の実施形に従い、接続基盤は、モーターキャリアの外側に取り付けられている。その際、接続基盤は、モーターキャリアの軸方向に延びる壁部部分に、又はモーターキャリアの半径方向に延びる壁部部分に取り付けられていることが可能である。この意味で、「軸方向」の向きは、モーターローターの回転軸によって定義されている。「半径方向」の向きは、相応して、モーターローターの回転軸に直角に向けられている。 According to another embodiment, the connection base is mounted on the outside of the motor carrier. In this case, the connection base can be mounted on an axially extending wall part of the motor carrier or on a radially extending wall part of the motor carrier. In this sense, the “axial” orientation is defined by the axis of rotation of the motor rotor. The "radial" orientation is correspondingly oriented perpendicular to the axis of rotation of the motor rotor.
特に簡単な組立の為に、接続基盤は、壁部部分にねじ留めされていることが可能である。 For a particularly simple assembly, the connection base can be screwed to the wall part.
好ましくは、シール要素は、接続基盤と壁部部分の間に設けられている。特にこれは、接続開口部を完全に取り囲んでいる。これは、真空空間を圧力室から、特に信頼性の高く分離することに貢献している。 Preferably, the sealing element is provided between the connection base and the wall part. In particular, it completely surrounds the connection opening. This contributes to a particularly reliable separation of the vacuum space from the pressure chamber.
別の実施形に従い、モーターキャリアは、軸方向に延びる、特に中空シリンダー状の外装壁部と、半径方向に延びる正面壁部を有する。この中に貫通穴が形成されている。この貫通穴は真空空間の部分である。 According to another embodiment, the motor carrier has an axially extending outer wall, in particular in the form of a hollow cylinder, and a radially extending front wall. A through hole is formed therein. This through hole is a part of the vacuum space.
モーターステーターの腐食に対する保護の為に、及び不所望な電気的なスパークに対する保護の為に、モーターステーターは、真空空間を画成する内側を除いて、理想的には完全にキャスティングコンパウンドによって取り囲まれている。 For protection against corrosion of the motor stator and against undesired electrical sparks, the motor stator is ideally completely surrounded by the casting compound except for the inside which defines the vacuum space. ing.
好ましくは、モーターステーターと、モーターキャリアの壁部とによって定義される中間空間は、完全にキャスティングコンパウンドによって満たされている。これは、特に簡単なモーターキャリア及びモーターステーターを有するアッセンブリーの製造を可能とする。モーターキャリアが、モーターステーター挿入の後、キャスティングコンパウンドによって満たされることだけが必要だからである。 Preferably, the intermediate space defined by the motor stator and the wall of the motor carrier is completely filled by the casting compound. This enables the manufacture of an assembly with a particularly simple motor carrier and motor stator. This is because the motor carrier only needs to be filled with the casting compound after the motor stator insertion.
その上、モーターキャリアと、モーターキャリアに付設されるラビリンスシールが独立した部材として形成されていると、真空ポンプ組立の際の更に高い柔軟性に貢献する。特にこれは、真空ポンプの内部における、モーターキャリアと無関係の、よって正確なラビリンスシール要素の整向を可能とする。 In addition, if the motor carrier and the labyrinth seal attached to the motor carrier are formed as independent members, it contributes to higher flexibility in assembling the vacuum pump. In particular, this allows the alignment of the labyrinth seal element independent of the motor carrier and thus accurate inside the vacuum pump.
その際、モーターキャリア、特にモーターキャリアの正面壁部が、ラビリンスシール要素の中へと挿入されていることが可能である。 The motor carrier, in particular the front wall of the motor carrier, can then be inserted into the labyrinth sealing element.
別の実施形に従い、切欠き部がラビリンスシール要素内に形成されている。これは、圧力室と連通している。特に、接続基盤がモーターキャリアの正面壁部に取り付けられているとき、この切欠き部は、接続基盤によって制限されていることが可能である。これによって、供給配線を、いわば軸方向で接続基盤に接続することが可能となる。 According to another embodiment, a notch is formed in the labyrinth sealing element. It is in communication with the pressure chamber. This notch can be limited by the connection base, especially when the connection base is mounted on the front wall of the motor carrier. This makes it possible to connect the supply wiring to the connection board in a so-called axial direction.
真空空間を取り巻く少なくとも一つのシール要素が、ラビリンスシール要素とモーターキャリアの間の切欠き部の領域に設けられていると、真空空間を圧力室からより良好に分離するのに貢献する。 If at least one sealing element surrounding the vacuum space is provided in the region of the cutout between the labyrinth sealing element and the motor carrier, it contributes to a better separation of the vacuum space from the pressure chamber.
同じ理由から、好ましくは、真空空間を取り巻く少なくとも一つのシール要素が、モーターキャリアと、真空ポンプの下部分との間に設けられている。 For the same reason, preferably at least one sealing element surrounding the vacuum space is provided between the motor carrier and the lower part of the vacuum pump.
本発明を、以下に図面に基づき例示的に説明する。 The present invention will be described below exemplarily with reference to the drawings.
図1及び2に示される真空ポンプ10は、インレットフランジ12に取り囲まれたポンプインレット14と、ポンプインレット14に及ぶガスをハウジング16の下部分90に設けられるポンプアウトレット74へと搬送するための、ハウジング16内の複数のポンプ段を有する。下部分90とハウジング16の間にはシール81が設けられている。真空ポンプ10は、ハウジング16内、又は下部分90内にモーターステーター92とモーターローター93を有する。モーターローター93は、回転軸18を中心として回転可能に支承されたローターシャフト20を有する。
The
真空ポンプ10は、ターボ分子ポンプとして形成されており、そして互いにシリアルに接続され、ポンプ効果を発する複数のターボ分子ポンプ段を有する。ターボ分子ポンプ段は、ローターシャフト20と接続された複数のターボ分子ローターディスク22と、軸方向においてローターディスク22の間に配置され、かつハウジング16内に固定された複数のターボ分子ステーターディスク24を有する。これらは、スペーサーリング26によって所望の軸方向間隔に互いに保持されている。ターボ分子ポンプ段によって実現されるポンプ効果を発するシステムは、よって、交互に存在するローターディスク22とステーターディスク24によって構築される。その際、示された構成要素の幾つかのみが、視認性上の観点から番号を付されている。ローターディスク22とステーターディスク24は、吸込み領域28内に矢印30の方向に向けられた、軸方向のポンプ作用を提供する。
The
真空ポンプ10は、ターボ分子ポンプ段に対してオプション的に後配置されて、一、又は複数のそれ自体公知のホルベックポンプ段を有し得る。これらは、図示されていない。例えば、半径方向に互いに入れ子式に配置され、そしてポンプ作用を奏するよう互いにシリアルに接続された三つのホルベックポンプ段が設けられていることが可能である。ホルベックポンプ段のローター側の部材は、その際、ローターシャフト20と接続されるローターハブと、ローターハブに固定され、そしてこれによって担持されるシリンダー側面形状の二つのホルベックロータースリーブを有し得る。これらは、ローター軸18と同軸に向けられており、そして半径方向において入れ子式に接続されている。更に、シリンダー側面形状の一つ、二つ、又は三つのホルベックステータースリーブが設けられていることが可能である。これは、同様に、回転軸18に同軸に向けられており、そして半径方向において入れ子式に接続されている。ホルベックポンプ段のポンプ効果を発する表面は、其々、半径方向の狭いホルベック間隙を互いに形成しつつ向かい合った、各ホルベックロータースリーブとホルベックステータースリーブの半径方向の側面によって形成されている。その際、ポンプ効果を発する各表面、特にホルベックロータースリーブの表面はは滑らかに形成されており、そして対向するポンプ効果を発する表面、特にホルベックステータースリーブの表面は構造化されている。構造化は、回転軸18の周りにねじ線形状に軸方向に推移する複数の溝を有するものである。これらの溝の中を、ローターの回転によってガスが搬送され、そしてこれによってポンピングが行われる。しかし、表された真空ポンプ10においては、ホルベックポンプ段は設けられていない。
The
シール領域34は、特別な、この場合非対称に形成されたステーターディスク24によって形成される。このステーターディスクは、ローターディスク22に対して残される中間空間を最小に保つ。第一及び第二のポンプ段の間の望まれていない逆流に対するより良好なシール性を達成するためである。
The sealing
予負荷兼シールリング32は、ハウジング16の内壁と、ターボ分子ポンプ段の間、特に二つのスペーサーリング26の間に配置されている。予負荷兼スペーサーリング32は、スペーサーリング26の公差含みの積層が、軸方向でハウジング16と下部分90の間で確実に予負荷を与えられることに供する。更にこれは、スペーサーリング26の積層と、ハウジング16の壁部の間の間隙を、望まれない逆流(予真空領域/排出領域から高真空領域/吸引領域への逆流)に対してシールする。
The preload and
ハウジング16には、フローガスインレット36が設けられている。これを介して真空ポンプ10はフローガスによる溢出が可能である。フローガスインレット36は、有利には、予負荷兼スペーサーリング32のポンプ流れ下流、又は下に位置している。接続部の高さに位置するスペーサーリング26は、好ましくはその側面に、全周囲にわたって一つのチャネル、又は切欠き部を有するので、フローガスはまず、良好なアドミタンス(又はコンダクタンス、独語:Leitwert)で全リングチャネル内に分配され、そしてその後、周囲にわたって可能な限り均等に、より低めのアドミタンスでステーター積層部内の間隙、又は切欠き内へと進入し、そしてフローに対して機械的に安定的な予真空近傍のポンプ段を達成する。
The
下部分90には、冷却媒体インレット38と冷却媒体アウトレット40が設けられている。これらの間には、少なくとも一つの冷却媒体管76により形成される冷却媒体配管が延びている。これは、下部分90の周りに巻き付けられ案内されている。冷却媒体インレット38と冷却媒体アウトレット40には、冷却媒体ポンプが接続されることが可能である。この冷却媒体ポンプによって、冷却媒体が、冷却媒体配管を通してポンピングされることが可能である。真空ポンプ10を冷却するためである。
The
冷却媒体管76は、例えば特許文献1に従う下部分90内の予成形された切欠き部内へと圧入されていることが可能である。管端部は、各管部分として任意の角度でポンプ10の輪郭から外へと突き出している。例えば、カット・クランプ・スクリュー(独語:schneid−Klemm−Verschraubungen)によって、又は特別なコネクター接続によってインレット38、又はアウトレット40に接続するためである。
The cooling
管端部は、接続ブロック内に収容されていることも可能である。接続ブロックは、インレット38またはアウトレット40を形成し、そしてそれらの側で下部分90に固定されている。その際、管76と接続ブロック38,40の密な接続は、様々な形式で作られることが可能である。例えば、はんだ付け、溶接、クランプ/プレス/ストレッチ、又は特別なシール要素、例えば(カッティング式の)シールリング、若しくはシールバンドによってであったり、又は統合されたシールシステムを有する特別なコネクター接続によってであったりする。
The tube end can also be accommodated in the connection block. The connecting block forms an
冷却媒体配管が表されている。これは、インレット38から始まって、三つの完全な渦巻き状に形成された巻き付き部(下部分90の巻き付き部)を有し、そしてアウトレット40のところで終了している。代替として、任意の数の巻き付き部、又は巻き付き部の任意の部分が、一回、又は複数回、異なる半径で、及び/又は回転軸18の異なる軸方向高さで交差し、又は、その回転半径は、例えばU字形状の曲げによって、又は配置される複数の転向ブロック(これら転向ブロックは、接続ブロックと同様二つの管部分端部を収容し、そしてそれらの間の接続を作り上げる)によって、一回又は複数回反転することが可能である。そのような接続ブロック、及び転向ブロックは、バルブも有し得る。バルブは、冷却媒体流を調整し、又は必要に応じて遮断することができる。代替的に、任意のブロックが、別の接続部も有し得る。これにおいては、例えば追加的な、特に平行な冷却媒体トレイン、又は一若しくは複数のバルブが冷却媒体流の転向、又は分配の為、必要に応じて冷却媒体管システム(この冷却媒体システムは、バイパスとして、又は転向部としても使用されることが可能である。)の異なる分岐で存在している。
The cooling medium piping is represented. It has three completely spirally formed wraps (the wrap of the lower portion 90), starting at the
ローターシャフト20の回転可能な支承は、ポンプアウトレット74の領域の転がり支承部42によって、及びポンプインレット14の領域の永久磁石支承部44によって行われる。
The rotatable bearing of the
永久磁石支承部44は、ローター側の支承半部46とステーター側の支承半部48を有する。これらは、其々、軸方向で互いに積層される複数の永久磁石のリング50,52を有する。その際、マグネットリング50、52は、半径方向の支承間隙54を形成しつつ互いに向き合っている。
The
永久磁石支承部44の内部には、緊急用、又は安全用支承部56が設けられている。これは、非潤滑式の転がり支承部として形成されており、そして真空ポンプの通常の運転では非接触で空転し、そしてローターがステーターに対して半径方向に過剰に偏向したとき初めて係合するに至る。ローターに対する半径方向のストッパーを形成する為である。このストッパーは、ローター側の構造がステーター側の構造と衝突するのを防止する。緊急用、又は安全用支承部56は、インサートを介して独立して収容されており、よって永久磁石支承部44と独立して交換されることが可能である。
An emergency or
転がり支承部42は、リングホルダーによって保持される。リングホルダーは、自身の側では弾性的な要素によって軸方向も半径方向も非連結式に転がり支承部ホルダー内、又は転がり支承部懸架部84内に収容される。これは、下部分90内に確実に固定されている。機械的なストッパーは、リングホルダーと転がり支承部懸架部84の間の可能な相対動作を制限する。
The rolling
転がり支承部42の領域には、ローターシャフト20に円すい形のスプラッシュスクリュー58が設けられている。スプラッシュスクリューは、転がり支承部42の方に向かって増加する外直径を有する。スプラッシュスクリューは、潤滑媒体チャネル60によって供給される運転媒体、特に潤滑媒体を収容し、そして転がり支承部に供給することができる。スプラッシュスクリュー58は、好ましくは特許文献2に従い形成されていることが可能である。
In the region of the rolling
運転媒体は、潤滑媒体ポンプ78によって潤滑される。潤滑媒体ポンプ78は、好ましくは特許文献3に従い構成されている。その際、これは、特に潤滑媒体予送りチャネルを供給する。これは、少なくとも一つのセグメントにおいて特許文献4に従いOリングによるシールされるリングチャネルとして構成されている。
The operating medium is lubricated by a lubricating
潤滑媒体ポンプ78によって、アクティブに調整される運転媒体供給部が実現されることが可能である。
By means of the lubricating
ローターシャフト20の回転駆動の為に、真空ポンプ10は、電気的駆動モーター62を有する。この駆動モーターは、モーターステーター92とモーターローター93を有する。モーターローターは、ローターシャフト20に形成されるものである。制御ユニット64は、駆動モーター62を駆動する。電気的接続部66を介して、真空ポンプ10と、特に制御ユニット64、並びに駆動モーター62が電流を供給されることが可能である。制御ユニット64は、ハウジング16の下側の領域を形成し、そしてカバー80によって覆われている。制御ユニット64とカバー80は、下部分90を密閉している。実施形に応じて、制御ユニット64、カバー80、及び/又は下部分90の間には、一又は複数のシール77が周回するよう挿入されており、又は例えば流体シール媒体、接着剤若しくは特にアプリケーション可能な(独語:applizierbar)成型シールによって、適当な移行部が閉じられている。メディア、及び/又は汚染物の進入に対する安全性を獲得するためである。少なくとも一つの電気的な展開部86によって、電流はカバー80を通ってハウジング内へと案内され、そして特に駆動モーター62へと供給されることが可能である。
The
真空展開部86は、特許文献5に従い形成されていることが可能である。その際、ここで記載された例においては、基盤は、異なる電圧電位と信号を、互いに独立的にポンプ内部から、つまり真空領域から外に向かって、つまり「環境(独語:Atmosphaere)」へと、そして特に制御ユニット64へと案内する。
The
適用例に応じて、制御ユニット64の側からも、又は駆動モーター62の側からも、又はポンプ効果を発する構成要素の側からもハウジング16を介して、主として望まれない熱がポンプ内へと運ばれることが可能である。冷却媒体、例えば水は、有利にはインレット38からアウトレット40へと流れる。というのは、制御ユニット64がもっとも低温に保持されるべきだからである。
Depending on the application, mainly undesired heat is introduced into the pump via the
下部分90の半径方向外側には、被覆88が設けられていることが可能である。この被覆88(この被覆は、外装状に、ポンプ10の回転軸18に対してスリットをあけられた薄板スリーブに沿って形成されていることが可能である)は、ポンプ10の外観図には有利には表されていない。その下に位置する解決策をより良好に見せるためである。被覆88は、一又は複数の視認窓、又は切り取り部を有し得る。下部分90の任意の接続部、例えばシールガスインレット68を、外に向かって貫通案内させる為、又は下部分90に外れないように取り付けられているポンプ10の型式データ(型式表示、又は印刷・刻印(独語:Gravur))を見えるようにするためである。
A
シールガスインレット68は、フラッシュガス接続部とも称される。シールガスインレット68を介してフラッシュガスが、モーター62の保護の為にモーター室(モーター室内にはモーター62が取り込まれている)内へと運ばれることが可能である。モーターの領域のシールガスインレット68を介して中に入れられるガスは、下部分90内に存在する構成要素を、腐食性の媒体、及び/又は堆積する媒体から保護する。これらは、適用例に応じてポンプシステム内に発生する可能性があるものである。モーターキャリア82と下部分90の間には、シール83が設けられている。その結果、ラビリンスシール72が、唯一のこされた通路として、一方ではその低いアドミタンスでもってモーター領域および転がり支承部領域内へと流れ込む媒体に対するバリアとなり、そして他方では、転がり支承部領域およびモーター領域がシールガス/不活性ガスで高い飽和状態となっていることを保証する。
The
ラビリンスシール72は、モーター室を上に向かって画成するモーターキャリア82と、下側のローターディスク22の間に設けられている。駆動モーター62のモーターステーター92は、有利にはキャスティングコンパウンドによって腐食に対し保護されている。表された実施形においては、モーターステーター92がモーターキャリア82内にキャスティングされているので、モーターステーター92、モーターキャリア82、及び、モーターキャリアと一体に形成されるラビリンスシール72のステーター側からなるユニットは、一つのステップで下部分90に対して整向され、又はこれにセンタリングされて接続されることが可能である。
The
ラビリンスシール72の半径方向外側、及びターボ分子ポンプ段の下側には、予真空領域が存在している。この中には、特にリング形状に回転軸18の周りを周回するチャンバー70が形成されている。このチャンバーは、図2に見られるように、基本的に長方形断面を有している。しかし、この断面形状は、単に例としてのみみなされようから、他の断面形状、例えば正方形の断面、又は円形の断面も実現されていることが可能である。チャンバー70は、ハウジング16内、又は下部分90内の他の箇所に収納されていることも可能である。好ましくは、チャンバー70は、大部分の堆積が発生する、つまり典型的には予真空領域に位置している。よって特に好ましくは、チャンバー70は、最後のポンプ段とポンプアウトレット74の間に位置している。
A pre-vacuum region exists radially outside the
表されたバリエーションにおいては、チャンバー70はポンプアウトレット74内に開口している。よってチャンバー70は、真空ポンプ10によってインレット14から搬送されるガス(このガスはポンプアウトレット74を介してこれに接続される予真空ポンプ(図示せず)に至り得る)の吐出領域を形成する。予真空領域は、その後ガスを更に、例えば排ガスの為の配管内へと搬送する。この配管は、通常圧力下にある。
In the variation shown,
以下に、本発明に係る真空ポンプの構成を説明する。これは基本的には、図1及び2に示された真空ポンプと、下側のポンプ部分の形成のみが異なっている。 Hereinafter, the configuration of the vacuum pump according to the present invention will be described. This basically differs from the vacuum pump shown in FIGS. 1 and 2 only in the formation of the lower pump part.
図3には、発明に係る真空ポンプの下側のポンプ部分の第一の実施形が表されている。この下側のポンプ部分もまた、下部分90を有する。これは、駆動モーター62を有している。駆動モーターは、モーターステーター92を有する。このモーターステーターは、リング形状に形成されており、およびここに図示されていない、ローターシャフト20に形成されているモーターローター93を取り囲んでいる。モーターステーター92は、モーターキャリア82内に配置されている。モーターキャリアはモーターステーター92を外から取り囲み、軸方向に延在し、かつ示された実施例においては中空シリンダー状に形成された外装壁部94を有し、そして半径方向に延在する正面壁部96を有する。正面壁部96には、ローターシャフト20の為の貫通開口部98が形成されている。その直径は、図示された実施例ではモーターステーター92の内直径と一致する。
FIG. 3 shows a first embodiment of the lower pump part of the vacuum pump according to the invention. This lower pump portion also has a
正面壁部96のカラー部分100は、半径方向外側に向かって外装壁部94を越えて突き出しており、そして下部分90の上側に位置している。更に、正面壁部96は、独立した部材として形成されるラビリンスシール要素102内に埋め込まれている。ラビリンスシール要素は、正面壁部96の上側に当接し、そして正面壁部96を半径方向外側に有するよう周回するカラー部104を有する。このカラー部は、下部分90とねじ接続されている。カラー部104の下部分90の方に向けられた下側には、周回する突出部106が設けられている。これは、下部分90に対するラビリンスシール要素102の正確な向きとセンタリングの為に、下部分90の周回する溝108の中に係合している。
The
ラビリンスシール要素102内にも、ローターシャフト20の為の貫通開口部110が形成されている。ラビリンスシール要素102の貫通開口部110は、モーターキャリア82の正面壁部96の貫通開口部98と並べられており、そしてその直径は少なくとも近似的に同じである。
A through opening 110 for the
ラビリンスシール102の上側には、貫通開口部110と同軸に配置され、半径方向に間隔をあけて周回する複数のシールウェブ112が形成されている。これらは、ラビリンスシール72の部分である。
Above the
モーターキャリア82の外装壁部94内には、接続開口部114が形成されている。これは、外装壁部94の外側面に配置された接続基盤116によって真空密に密閉されている。この為、接続基盤116は、外装壁部94とねじ接続されており、そして接続開口部114を取り囲む第一のシールリング118が、接続基盤116と外装壁部94の間に配置されている。
A
接続基盤116は、モーターステーター92の電気的接触に使用される。その際、モーターステーター92から出発する三つの接続配線120は、本実施例においては、接続基盤116にはんだ付けされている。しかしまた、基本的に、接続配線120を他の方法で取外し不可能に接続基盤に接続することも考え得るし、または、例えばコネクター接続部を使って取り外し可能に接続基盤116と接続することすら考え得る。
The
モーターステーター92は、キャスティングコンパウンド122内に埋め込まれている。これは、モーターステーター92によって占められるモーターキャリア82の内部空間を、少なくとも近似的に完全に満たし、よって、接続基盤116において接続配線120とその接点も取り囲む。モーターキャリア82内へのキャスティングコンパウンド122のキャスティングは、シリンダー状のキャスティングコアを使って行われる。これは、キャスティング過程の間、モーターキャリア82の正面壁部96の貫通開口部とモーターステーター92を通って突き出し、そしてその直径は、モーターステーター92の内直径と貫通開口部98の直径に合わせられている。結果として、つまりキャスティングコンパウンド122、モーターステーター82、及びモーターキャリア82の貫通開口部98は、ローターシャフト20の為のチャネルを画成する。この中は、真空ポンプの運転中、真空となっており、そしてチャネルは、よって真空室124の部分である。
The
モーターキャリア82と反対側の接続基盤116の外側は、軸方向に下部分90を貫通して延在する圧力室126を画成する。この中は、真空ポンプの運転中、周囲圧力となっている。接続基盤116は、換言するとつまり、ここでは半径方向の真空展開部を真空空間124と圧力室126の間に形成する。
The outside of the
下部分90の上側では、圧力室126が、モーターキャリア82の正面壁部96のカラー部分100によって画成されている。下部分90の下側では、圧力室126は、モーター制御基板128によって画成されている。このモーター制御基板は、例えば下部分90にねじ留めされていることが可能である。モーター制御基板128は、電気的に、接続基盤116と接続されている。詳しくいうとこれは、圧力室126を通って延びる三つの要求配線130によって行われる。接続基盤116又はモーター制御基板128への供給配線130の接続は、其々解除不能に行われることが可能である。しかし好ましくは、少なくとも一つのコネクター接続部132が設けられている。これは、接続基盤116又はモーター制御基板128からの供給配線130の簡単な取外しを可能とする。本実施例においては、比較的短い第一の供給配線部分は、モーター制御基板128にはんだ付けされており、そして第一のコネクター接続部を設けられ、そして比較的長い第二の供給配線部分は、接続基盤116にはんだ付けされ、そして補完的な第二のコネクター接続部を設けられている。
Above the
真空空間124の圧力室126に対するより良好なシールの為に、モーターキャリア82を取り囲む接続開口部114に第一のシールリング118に追加的に、更に別のシールリングが設けられている。第二のシールリング134は、モーターキャリア82の周りを、モーターキャリア82の外装壁部94のショルダー部と、補完的に形成された下部分90のショルダー部の間を推移している(伸びている)。第三のシールリング136は、圧力室126の半径方向外側を、正面壁部96の外側の周囲に沿ってカラー部分100及び下部分90の間に伸びている。第四のシール銀る138は、これと平行に、カラー部分100とラビリンスシール要素102の間に伸びている。モーターローター93の領域におけるプロセスガスの進入を防止するためである。更に図3には、貫通開口部98,110を取り囲む第五のシールリング140が、正面壁部96とラビリンスシール要素102の間に示されている。しかしこれは、この実施形においては重複している。
In addition to the
図4には、発明に係る真空ポンプの下側のポンプ部分の第二の実施形が表されている。この下側のポンプ部分は、図3に示されたポンプ部分とは、基本的に、接続開口部114と接続基盤116が、ここではモーターキャリア82の外装壁部94にではなく、モーターキャリア82の正面壁部96に配置されている点のみが異なっている。接続基盤116は、ここではつまり軸方向の真空展開部を形成する。接続基盤116からモーター制御装置128へと分岐する供給配線130の為のスペースを得るため、ラビリンスシール要素102は、モーターキャリア82の方の上側に、切欠き部142を有する。この切欠き部は、接続基盤116を収容し、そしてこれは、カラー部分100の孔部144を介して圧力室126と連通している。切欠き部142内も、真空ポンプの運転中は周囲圧力となっており、そして五つ全てのシールリング118、134、136、138及び140が、圧力室126と真空空間124の間のシール機能を担う。
FIG. 4 shows a second embodiment of the lower pump part of the vacuum pump according to the invention. The lower pump part is different from the pump part shown in FIG. 3 in that the
10 真空ポンプ
12 インレットフランジ
14 ポンプインレット
16 ハウジング
18 回転軸
20 ローターシャフト
22 ローターディスク
24 ステーターディスク
26 スペーサーリング
28 吸込み領域
30 矢印
32 予負荷兼スペーサーリング
34 シール領域
36 フローガスインレット
38 冷却媒体インレット
40 冷却媒体アウトレット
42 転がり支承部
44 永久磁石支承部
46 支承半部
48 支承半部
50 永久磁石のリング
52 永久磁石のリング
54 支承間隙
56 緊急用又は安全用支承部
58 スプラッシュスクリュー
60 潤滑媒体チャネル
62 駆動モーター
64 制御ユニット
66 電気的接続部
68 シールガスインレット
70 排出領域、チャンバー
72 ラビリンスシール
74 ポンプアウトレット
76 冷却媒体管
77 シール
78 潤滑媒体ポンプ
80 カバー部
81 シール
82 モーターキャリア
83 シール
84 転がり支承部懸架部
86 電気的展開部
88 被覆
90 下部分
92 モーターステーター
93 モーターローター
94 外装壁部
96 正面壁部
98 貫通開口部
100 カラー部分
102 ラビリンスシール要素
104 カラー部
106 突出部
108 溝
110 貫通開口部
112 シールウェブ
114 接続開口部
116 接続基盤
118 シールリング
120 接続配線
122 キャスティングコンパウンド
124 真空空間
126 圧力室
128 モーター制御基盤
130 供給配線
132 コネクター接続部
134 第二のシールリング
136 第三のシールリング
138 第四のシールリング
140 第五のシールリング
142 切欠き部
144 孔部
DESCRIPTION OF
Claims (13)
真空空間(124)を有し、
真空空間(124)内に配置されたモーターローター(93)を有し、そして、
モーターローター(93)を取り囲むモーターステーター(92)を有する真空ポンプ(10)において、
モーターステーター(92)を配するモーターキャリア(82)が設けられ、その外側が部分的に圧力室(126)に隣接し、このモーターキャリアは、圧力室の方に向けられた接続開口部(114)を有し、この接続開口部は、接続基盤(116)によって真空密に密閉されており、そしてこれは、モーターステーター(92)を部分的に取り囲むキャスティングコンパウンド(122)を有し、
少なくとも一つの電気的な接続配線(120)が設けられ、この接続配線が、キャスティングコンパウンド(122)を通って延びており、その一方の端部がモーターステーター(92)に接続されており、そしてその他方の端部が接続基盤(116)のキャスティングコンパウンド(122)の方の側に接続されており、そして、
少なくとも一つの電気的な供給配線(130)が設けられており、この供給配線が、圧力室(126)を通って延びており、そしてその一方の端部が、接続基盤(116)の圧力室の方の側に接続されており、接続基盤(116)が、モーターキャリア(82)の半径方向に延びる壁部部分に取り付けられていることを特徴とする真空ポンプ(10)。 A vacuum pump (10) or a turbo-molecular pump,
A vacuum space (124);
Having a motor rotor (93) disposed in a vacuum space (124);
In a vacuum pump (10) having a motor stator (92) surrounding a motor rotor (93),
A motor carrier (82) is provided, on which the motor stator (92) is arranged, the outside of which is partially adjacent to the pressure chamber (126), the motor carrier having a connection opening (114) directed towards the pressure chamber. ), The connection opening being vacuum-tightly sealed by a connection base (116), which has a casting compound (122) partially surrounding the motor stator (92);
At least one electrical connection line (120) is provided, the connection line extending through the casting compound (122), one end of which is connected to the motor stator (92); The other end is connected to the side of the connection base (116) towards the casting compound (122), and
At least one electrical supply line (130) is provided, which supply line extends through the pressure chamber (126), and one end of which is connected to the pressure chamber of the connection base (116). Vacuum pump (10), characterized in that the connection base (116) is mounted on a radially extending wall portion of the motor carrier (82 ).
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