WO2003031823A1 - Axially discharging friction vacuum pump - Google Patents

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WO2003031823A1
WO2003031823A1 PCT/EP2002/009223 EP0209223W WO03031823A1 WO 2003031823 A1 WO2003031823 A1 WO 2003031823A1 EP 0209223 W EP0209223 W EP 0209223W WO 03031823 A1 WO03031823 A1 WO 03031823A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pump
rotor
pump according
shaft
housing
Prior art date
Application number
PCT/EP2002/009223
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Christian Beyer
Heinrich Engländer
Jürgen LEINEWEBER
Original Assignee
Leybold Vakuum Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leybold Vakuum Gmbh filed Critical Leybold Vakuum Gmbh
Publication of WO2003031823A1 publication Critical patent/WO2003031823A1/en

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00—Axial-flow pumps
    • F04D19/02—Multi-stage pumps
    • F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00—Axial-flow pumps
    • F04D19/02—Multi-stage pumps
    • F04D19/024—Multi-stage pumps with contrarotating parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/16—Combinations of two or more pumps ; Producing two or more separate gas flows

Definitions

  • the invention relates to an essentially axially conveying friction vacuum pump with a housing and with at least two rotationally symmetrical components arranged coaxially in the housing, the mutually facing surfaces of which, during the operation of the pump, move relative to one another, delimit a conveying channel with an annular cross section and effect gas delivery Wearing structures.
  • Known friction vacuum pumps have a stator and a rotor, between which there is a delivery channel with an annular cross section.
  • the gas production Structures causing such a pump can be interlocking stator and rotor blades (turbomolecular vacuum pump), thread webs (Holweck pump) or the like.
  • the properties of pumps of this type largely depend on the relative speed of the pump structures in the delivery channel between the stator and rotor.
  • the delivery cross section available in the pump for the arrangement of annular delivery channels is limited internally by the fact that no high peripheral speeds and thus no sufficiently high relative speeds between the stator and rotor structures can be achieved in the area near the axis.
  • the available funding cross-section is also limited externally. This is due to the maximum load on the rotor materials used with the centrifugal forces that occur.
  • a typical (magnetically mounted) turbomolecular vacuum pump with only one delivery channel with an annular cross section is known from WO 94/04825.
  • a friction vacuum pump of the Holweck type is known from DE-A-196 32 375.
  • Several cylinder sections are arranged coaxially to one another and together form a rotor component.
  • the pumping speed of the pump is increased by multiplying the delivery channels.
  • the overall delivery cross-section available for the arrangement of effective delivery channels is not increased by the proposed measures, especially since Holweck pumps require relatively high relative speeds, ie the unusable area near the axis is even relatively large.
  • the present invention has for its object to increase the power density in a friction vacuum pump with the features mentioned.
  • the relative speed of the pump-effective structures can be significantly increased.
  • this also has the advantage that the diameter of the pumping surfaces can be smaller.
  • a region close to the axis that was previously not usable in a friction vacuum pump is available in a pump designed according to the invention for accommodating pump structures.
  • the delivery cross section in the pump can be increased, the power density increases.
  • the increased relative speed of the pumping surfaces allows not only in the To realize smaller diameter but also shorter (because of the increased efficiency) delivery channels, so that compact pumps with surprisingly high suction power can be built.
  • the advantages according to the invention can therefore be realized in particular in the case of small friction vacuum pumps.
  • FIG. 1 shows a turbomolecular vacuum pump according to the. Invention with rotors mounted in the areas of both end faces,
  • FIG. 2 shows a turbomolecular vacuum pump according to the invention with a Holweck stage as a dynamic seal between the outer rotor and the housing,
  • Figure 3 shows a turbomolecular vacuum pump according to the
  • FIG. 4 shows a turbomolecular vacuum pump according to the invention, of two-flow design
  • Figure 5 is a turbomolecular vacuum pump according to the
  • Figure 6 shows a molecular pump according to the invention
  • Figure 7 shows a turbomolecular pump according to the invention with a screw pump as a backing pump.
  • the pump with 1, its housing with 2, its inlet with 3, its outlet with 4, the inner rotor with 5, the outer rotor with 6 and the two rotors 5, 6 have a common axis of rotation 7 designated.
  • the figures each show only essentially cylindrical rotors; the shape of the rotors and the housing 2 adapted to their shape can also be designed in a manner known per se step-like or conical - preferably tapering in the conveying direction.
  • the housing 2 comprises a cylindrical section
  • the covers 12, 13 are each equipped with inwardly extending, section-shaped supports 14, 15 on which the rotors 5, 6 are supported.
  • Part of the inner rotor 5 is the shaft 17, which is equipped on the outside with rotor blades 18.
  • the rotor coil 19 of the drive motor 21 for the inner rotor 5, which is fastened on the shaft 17, is located in the region of the carrier 14.
  • the stator coil 22 surrounding the rotor coil 19 is supported on the inside of the carrier 14.
  • 17 bearings are located between the inner sides of the carrier 14, 15 and the shaft 24, 25, which support the shaft 17 on both ends.
  • Part of the outer rotor 6 is the cylinder section 27, which is equipped on the inside with blades 28 and on the outside with blades 29.
  • the outer blades 29 are associated with stator blades 30, which on the outer housing 2 or. 11 are fastened or centered therefrom if they are part of a stator disk spacer ring package comprised by the housing 2.
  • the cylinder section 27 of the outer rotor 6 is also supported on both sides. It is supported via the bearings 31, 32 on the outer sides of the supports 14, 15.
  • the drive motor 33 for the rotor 6 is located on the end face opposite the drive motor 21 for the rotor 5. It is designed as an external rotor motor, as is known per se in turbomolecular vacuum pumps (cf. FR-A-1 304 689).
  • the stator coil 34 is fastened to the outside of the carrier 15, the rotor coil 35 to the cylinder section 27.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 1 has two conveying spaces 36 and 37 which are circular in cross section and flow through them in parallel or in a single flow (cf. the arrows shown in each case).
  • the cylinder section 27 is provided with openings 38 at the level of the inlet connector 3 and with openings 39 at the level of the connector 4.
  • the rotors 5 and 6 have opposite directions of rotation, so that even in the near-axis conveying space 37, relatively high relative speeds between the Blades 18 of the inner rotor 5 and the inwardly directed blades 28 to the outer rotor • can be achieved.
  • FIG. 1 also shows sealing means which separate the conveying spaces 36, 37 from the storage and engine compartments.
  • sealing means which separate the conveying spaces 36, 37 from the storage and engine compartments.
  • These are fixed washers 41, 42, 43 and 44 with concentric sealing collars 45, 46, 47 and 48, which together with the rotating component form contact-free seals (labyrinth seals, thread bridge seals).
  • the annular disks 41, 42 separate the outer delivery space 36, the annular disks 43, 44 fastened on the inner end faces of the carriers 14, 15 separate the inner delivery space 37 from the two cover-side engine and storage spaces. Seals of the type described are expedient if pumping is to be as free of hydrocarbons as possible and the bearings 24, 25, 31, 32 of the two rotors 5, 6 are not designed as magnetic bearings.
  • FIGS. 2 and 3 show single-flow designs in which the rotors 5, 6 are overhung and driven in the area of only one end face (the lower end face in FIGS. 2 and 3) and in which the upper end face of the housing 2 forms the inlet 3 ,
  • the outer rotor 6 has approximately the shape of a bell open at the bottom, in the cavity of which the drive motors 21 (Inner rotor for the inner rotor 5) and 33 (outer rotor for the outer rotor 6) and the bearings 24, 25 for the inner rotor 5 and the bearings 31, 32 for the outer rotor 6.
  • the pumps shown have a housing cover 12 on the rotor side.
  • a component 50 (only shown in FIG.
  • the carrier 51 extends cylindrically into the engine and storage space and carries the two stator coils of the drive motors 21, 33.
  • the component 50 has a concentric recess 52 in which the lower bearing 25 of the shaft 17 is located.
  • the upper shaft bearing 24 is supported on an inward web 49 of the carrier 51.
  • a disk 53 is supported by the bearing 32 and carries the outer rotor 6.
  • the inner ring of the upper bearing 31 for the outer rotor 6 is also supported on the web 49 of the carrier 51.
  • the outer rotor 6 is equipped with an inwardly directed web 54 which carries a support ring 55.
  • the outer bearing ring of the bearing 31 is supported on this.
  • the bearing 31 could also be located directly between the two opposing rotors 5 and 6; the bearing load would then be relatively high.
  • the web 54 has through openings 56 for the gases flowing in the inner delivery space 37. They are formed in that a plurality of axially offset web sections carry the support ring 55 for the outer bearing ring of the bearing 31. Instead of different web sections cuts, there may also be a helical web 54 which supports the axial-tangential conveyance of the gases.
  • the disk 53 is also equipped with openings 57. Drawn arrows show the path of the extracted gases.
  • the carrier 51, the component 50, the bearings 24, 25, 31, 32 and the stator coils 22, 34 of the drive motors 21, 33 together form a compact bearing and drive unit.
  • the bearing and drive unit can be designed as in the solution according to FIG. 2. It was therefore not shown again. For reasons of freedom from hydrocarbons, it could be expedient in an alternative solution to replace at least some of the mechanical bearings by magnetic bearings in a manner known per se.
  • FIGS. 2 and 3 differ essentially in that the outer pump stage with its delivery chamber 36 is designed once as a Holweck stage (FIG. 2) and once as a turbomolecular pump stage (FIG. 3, rotor blades 29, stator blades 30).
  • the Holweck stage (rotor 6 smooth outside, inner wall of the housing with thread 58) essentially has the function of a dynamic seal with a relatively low pumping speed.
  • Pumps of the type shown in Figure 2 are compact and have a high pumping speed because of the blades 18, 28 rotating in opposite directions in the delivery space 37.
  • Part of the rotor 6 can also be an outer cylinder 59, which consists of CFRP and for example reinforcement function when realizing higher speeds.
  • the outer pump stage with its delivery chamber 36 is designed as a turbomolecular pump stage.
  • the housing 2 centers in a manner known per se a stator, which usually consists of blade and spacer rings.
  • the blade half rings carry the blades 30 which, with the rotating blades 29, promote the gases.
  • the inner pump stage with its delivery space 37 can e.g. - Not shown in detail - should be constructed so that when mounting the pump 1, alternating blade rings, which carry the blades 28 of the rotor 6, and blade rings, which carry the blades 18 of the rotor 5, are superimposed and e.g. be secured by axial bolts.
  • the manufacture and assembly of the pump-effective components are particularly simple if they correspond to the teaching according to patent application DE 198 46 188 A1.
  • the blades of the stator or rotor of a turbomolecular pump are equipped with slots which are designed in such a way that the rotor and stator can be screwed in and out, that is to say they can be assembled by screwing into one another and disassembled by screwing apart.
  • the outer pump stage with its delivery chamber 36 can also be designed in this way, so that the plurality of vane rings and spacer rings can be omitted in this pump stage.
  • the pump according to FIG. 3 could be assembled in such a way that the drive and bearing unit - for. B.
  • stator is then installed. If the stator is constructed in the manner shown in FIG. 3, the stator package, consisting of stator disk and spacer ring halves, is first assembled and centered by sliding on the housing 2. If the stator is constructed in one piece according to the teaching of DE 198 46 188 A 1, the components of the outer pump stage are joined to the delivery chamber 36 by screwing one into the other. The final step is the attachment of the housing cover 12 to the housing 2.
  • Figure 4 shows a double flow version of a friction vacuum pump according to the invention.
  • the cylinder section 27 of the outer rotor 6 is equipped with openings 61 at the level of the inlet 3, so that of the four pump stages that are created with their delivery spaces 36a , 36b, 37a, 37b two each can be operated in parallel.
  • the two turbomolecular pump stages, each operated in parallel, with their delivery spaces 36a and 36b (each outside with their blades 29, 30) and 37a and 37b (each inside with blades 18 and 28 rotating in opposite directions) transport the gases to be delivered in the direction of both ends.
  • the outlet openings 4a and 4b arranged there are brought together via lines 62, 63 and open into the fore-vacuum connection which forms the outlet 4.
  • FIGS. 1 to 4 the conveying channels 36, 37 are each flowed through in parallel.
  • Figure 5 shows schematically an embodiment in which the conveying channels are flowed through in succession.
  • the two rotors 5, 6 are overhung and driven on the bearing side. Bearing and drive are not shown in detail.
  • the inlet 3 opens laterally into the bearing-side end of the outer conveying channel 36.
  • the conveyed gases flow through the conveying channel 36, are deflected in the area of the free end faces of the rotors 5, 6 and then flow through the inner conveying channel 37 in the direction of the outlet 4 (not shown) ).
  • the exemplary embodiments described above each have two delivery channels 36 and 37 with lower different center distances and different relative speeds of the respective pump structures.
  • the speeds of the two rotors 5, 6, it is sufficient if only the outer rotor is operated at the speeds (30 to 100 TU / min) that are customary in friction vacuum pumps, since 36 rotating and stationary structures in the outer delivery channel must meet the desired delivery properties.
  • the inner rotor 5 or inner delivery channel 37 the following applies:
  • the desired increase in the relative speed of the pump structures achieved by the invention also occurs when the inner rotor 5 does not rotate at the speeds customary in friction vacuum pumps, since the rotor 6 already has such speeds Has. Because of the opposite direction of rotation of the inner rotor 5, each speed of this rotor increases the relative speed of the pumping surfaces in the inner delivery channel 37.
  • the desired conveying properties in the conveying channels 36, 37 are set by appropriately designing the pump structures. If the rows of blades are interlocking, the length, width, thickness, spacing, angle of attack, etc. of the blades can be selected in a known manner so that the respective conveying channel has the desired properties. Depending on whether a dynamic seal or a significant transport of the gases is to be achieved in a conveyor channel with a threaded structure, the thread can be adjusted in terms of the number of gears, pitch, depth, width, etc.
  • the only schematically illustrated embodiment according to FIG. 6 is a friction vacuum pump designed as a molecular pump, as is known from DE 196 32 357. What differs from the prior art mentioned is that the pump-effective surfaces rotate in the opposite direction in the sense of the present invention.
  • Each of the rotors 5, 6 has a rotating disk (71, 72) which are axially spaced and between which the pump-active components extend.
  • the disk 71 of the rotor 5 is connected to the shaft 17 and to a central rotor component 73 fixed on the shaft, which is equipped on the outside with pump-effective structures (thread webs).
  • the disk 71 carries a further three cylinder sections 74, 75, 76, the inside and outside of which are designed as pump surfaces.
  • the pumping surfaces located on the outside of the outer cylinder 76 form the outermost delivery space 77 with the inside of the housing 2.
  • the disk 72 of the rotor 6 carries three cylinders 78, 79, 80 which engage in the spaces between the cylinders 73, 74, 75, 76 and form a total of six delivery spaces 81 to 86. Openings 87 and 88 arranged in a ring in the disks 71, 72 and correspondingly designed structures of the effective pumping surfaces result in a total of seven conveying spaces (77, 81 to 86) operated in parallel.
  • FIG. 7 shows an exemplary embodiment in which a friction vacuum pump 1 according to the invention is combined with a backing pump 90.
  • the friction vacuum pump 1 essentially corresponds to the design according to FIG. 2 or 3.
  • the backing pump 90 is designed as a screw vacuum pump. Your housing is labeled 91.
  • the screw vacuum pump 90 comprises two rotors 92 and 93, each having a shaft section 94, 95 and a thread 96, 97.
  • the friction vacuum pump 1 On the input side, the friction vacuum pump 1 has two turbomolecular pump stages connected in parallel (delivery channels 36, 37). This is followed by a molecular pump stage 101 at the level of the engine and storage space, formed by the cylindrical outside of the cylinder 27 of the outer rotor 6 and the lower section of the housing 11 of the pump 1. The inside of this housing section is equipped with the required thread structure 102.
  • the molecular pump stage continues the outer delivery channel 36 of the outer turbomolecular pump stage.
  • the gases flowing in the inner delivery channel 37 enter the delivery channel 36 through openings 103 in the cylinder .27.
  • the pressure-side end face of the lower housing section forms a disk 104, which essentially has the functions of the cover 12 according to FIGS. 2 and 3.
  • the forevacuum pump 90 is attached to this cover with its suction-side end face.
  • the disk 104 is equipped with a central opening 105, which simultaneously forms the outlet 4 of the pump 1 and the inlet of the screw pump 90.
  • the gases are conveyed to the outlet 106 in chambers formed by the threads 96 and 97 and by the housing 91.
  • the shaft 17 of the pump 1 is - in comparison to the solutions according to Figures 2 and 3 - extended on the pressure side.
  • the extension extends through the opening 105 and forms the shaft section 94 of the screw rotor 92.
  • Rotor 5 of the friction vacuum pump 1 and rotor 92 of the screw vacuum pump 91 form a unit.
  • Their bearings are labeled 24 and 25.
  • the suction-side bearing 24 is based on the web 49 of the Carrier 51 (as in the embodiments according to Figures 2 and 3).
  • the pressure-side bearing 25 is located in the housing 91 of the pump 90, specifically in the area of the pressure-side stin side of its housing 91.
  • the second rotor 93 of the screw pump 90 is supported on the bearings 107 and 108.
  • the bearing 107 lies in the plane of the bearing 25.
  • the bearing 108 is located at the level of the disk 104.
  • the shaft sections 94 and 95 carry the synchronization gearwheels 111 and 112 which are customary in screw pumps 114, 115 in the shaft sections 94, 95, coolant can be injected from the pressure side.
  • the solution according to FIG. 7 is a compact vacuum pump which is able to generate very low pressures (high vacuum) and which compresses against atmospheric pressure.
  • the screw vacuum pump 90 it is also possible to use other backing pumps, preferably axially delivering pumps with at least one shaft which, as in the embodiment described, is formed by an extension of the shaft 17 of the friction pump 1.
  • Such pumps are, for example, eccentric screw or internal spindle pumps, as are known from DE-A-198 49 098.
  • a drive alternative for the shaft 17, 94 is also shown in dashed lines in FIG.
  • the shaft 94 is guided to the outside on the pressure side.
  • a drive motor 116 is assigned to this stub shaft.
  • the drive motor 21 in the motor storage space of the friction pump 1 can be omitted.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)

Abstract

The invention relates to an essentially axially discharging friction vacuum pump (1) comprising a housing (2), and at least two rotationally symmetrical components (5, 6) which are coaxially arranged in the housing. The surfaces of said compounds, which face each other and move in relation to each other during the operation of the pump (1), define a discharge channel (36, 37) having a circular ring cross-section and carrying structures which cause the gas discharge. In order to increase the power density, a drive (21, 33 or 116) is associated with each of the two components, said drive being able to be operated in such a way that the two components (5, 6) rotate in the opposite direction.

Description

Axial fördernde RβibungsvakuumpumpeAxial conveying friction vacuum pump
Die Erfindung betrifft eine im wesentlichen axial fördernde ReibungsVakuumpumpe mit einem Gehäuse und mit mindestens zwei rotationssymmetrischen, koaxial im Gehäuse angeordneten Bauteilen, deren einander zugewandte, sich während des Betriebs der Pumpe relativ zueinander bewegende Flächen einen Förderkanal mit kreis- ringförmigem Querschnitt begrenzen und die Gasförderung bewirkende Strukturen tragen.The invention relates to an essentially axially conveying friction vacuum pump with a housing and with at least two rotationally symmetrical components arranged coaxially in the housing, the mutually facing surfaces of which, during the operation of the pump, move relative to one another, delimit a conveying channel with an annular cross section and effect gas delivery Wearing structures.
Allgemein ist es das Ziel der hier betroffenen Entwickler, die Pumpwirkung (Saugvermögen, Kompression) einer ReibungsVakuumpumpe zu verbessern, und zwar möglichst bei gleichbleibendem, vorzugsweise sogar kleinerem Bauvolumen (Erhöhung der Leistungsdichte) . Bei axial durchströmten Reibungsvakuumpumpen bedeutet . das , dass die im zur Verfügung stehenden Förderquerschnitt durch das - üblicherweise zylindrische - Pumpengehäuse strömende Gasmenge erhöht wird.In general, it is the aim of the developers concerned here to improve the pumping effect (pumping speed, compression) of a friction vacuum pump, if possible with a constant, preferably even smaller, volume (increase in power density). For friction vacuum pumps with axial flow means . this means that the amount of gas flowing through the - usually cylindrical - pump housing in the available delivery cross-section is increased.
Bekannte Reibungsvakuumpumpen besitzen einen Stator und einen Rotor, zwischen denen sich ein im Querschnitt ringförmiger Förderkanal befindet. Die die Gasförderung in einer solchen Pumpe bewirkenden Strukturen können ineinander greifende Stator- und Rotorschaufeln (Turbomolekularvakuumpumpe) , Gewindestege (Holweck-Pumpe) o- der ähnliches sein. Die Eigenschaften von Pumpen dieser Art hängen maßgeblich von der Relativgeschwindigkeit der Pumpstrukturen im Förderkanal zwischen Stator und Rotor ab.Known friction vacuum pumps have a stator and a rotor, between which there is a delivery channel with an annular cross section. The gas production Structures causing such a pump can be interlocking stator and rotor blades (turbomolecular vacuum pump), thread webs (Holweck pump) or the like. The properties of pumps of this type largely depend on the relative speed of the pump structures in the delivery channel between the stator and rotor.
Der in der Pumpe für die Anordnung kreisringförmiger Förderkanäle zur Verfügung stehende Förderquerschnitt ist nach innen dadurch begrenzt, dass im achsnahen Bereich keine hohen Umfangsgeschwindigkeiten und damit keine ausreichend hohen Relativgeschwindigkeiten zwischen den Stator- und Rotorstrukturen erzielt werden können. Nach außen sind dem zur Verfügung stehenden Förderquerschnitt ebenfalls Grenzen gesetzt. Diese haben ihre Ursache in der maximalen Belastung der verwendeten Rotorwerkstoffe mit den auftretenden Zentrifugalkräften.The delivery cross section available in the pump for the arrangement of annular delivery channels is limited internally by the fact that no high peripheral speeds and thus no sufficiently high relative speeds between the stator and rotor structures can be achieved in the area near the axis. The available funding cross-section is also limited externally. This is due to the maximum load on the rotor materials used with the centrifugal forces that occur.
Eine typische (magnetgelagerte) Turbomolekularvakuumpumpe mit nur einem im Querschnitt kreisringförmigen Förderkanal ist aus der WO 94/04825 bekannt. Weiterhin ist aus der DE-A-196 32 375 eine Reibungsvakuumpumpe nach der Bauart von Holweck bekannt. Mehrere Zylinderabschnitte sind koaxial zueinander angeordnet und bilden gemeinsam ein Rotorbauteil. Mehrere zylindrische, jeweils zwischen den Rotor-Zylinderabschnitten angeordnete, stationäre Zylinderabschnitte bilden ein gemeinsames Statorbauteil. Zwischen den Zylinderabschnitten der Stator- und Rotorbauteile befinden sich im Querschnitt kreisringförmige Förderkanäle. Die die Gasför- derung bewirkenden Strukturen auf den Innen- bzw. Außenflächen der Zylinder sind so gestaltet, dass die Förderkanäle parallel und in gleicher Richtung durchströmt werden. Bei dieser Lösung wird eine Erhöhung des Saugvermögens der Pumpe durch eine Vervielfachung der Förderkanäle erreicht. Der insgesamt für die Anordnung wirksamer Förderkanäle zur Verfügung stehende Förderquerschnitt wird durch die vorgeschlagenen Maßnahmen nicht vergrößert, zumal Holweck-Pumpen relativ hohe Relativgeschwindigkeiten benötigen, d.h. , dass der nicht nutzbare achsnahe Bereich sogar relativ groß ist.A typical (magnetically mounted) turbomolecular vacuum pump with only one delivery channel with an annular cross section is known from WO 94/04825. Furthermore, a friction vacuum pump of the Holweck type is known from DE-A-196 32 375. Several cylinder sections are arranged coaxially to one another and together form a rotor component. A plurality of cylindrical stationary cylinder sections, each arranged between the rotor cylinder sections, form a common stator component. Between the cylinder sections of the stator and rotor components, there are circular feed channels in cross section. Which the gas Structures causing the change on the inner and outer surfaces of the cylinders are designed in such a way that the conveying channels are flowed through in parallel and in the same direction. With this solution, the pumping speed of the pump is increased by multiplying the delivery channels. The overall delivery cross-section available for the arrangement of effective delivery channels is not increased by the proposed measures, especially since Holweck pumps require relatively high relative speeds, ie the unusable area near the axis is even relatively large.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer ReibungsVakuumpumpe mit den eingangs genannten Merkmalen die Leistungsdichte zu erhöhen.The present invention has for its object to increase the power density in a friction vacuum pump with the features mentioned.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche gelöst.According to the invention, this object is achieved by the characterizing features of the claims.
Dadurch, dass zwei konzentrisch zueinander angeordnete Rotorbauteile vorhanden sind, die in entgegengesetzter Richtung rotieren, kann die Relatiygeschwindigkeit der pumpwirksamen Strukturen maßgeblich erhöht werden. Dieses hat neben der Verbesserung der Pumpeigenschaften weiterhin den Vorteil, dass der Durchmesser der Pumpflächen kleiner sein kann. Ein bisher in einer Reibungsvakuumpumpe nicht nutzbarer achsnaher Bereich steht bei einer erfindungsgemäß ausgebildeten Pumpe für die Unterbringung von Pumpstrukturen zur Verfügung. Der Förderquerschnitt in der Pumpe kann vergrößert werden, die Leistungsdichte nimmt zu. Die erhöhte Relativgeschwindigkeit der Pumpflächen erlaubt es, nicht nur im Durchmesser kleinere sondern auch kürzere (wegen der erhöhten Effizienz) Förderkanäle zu verwirklichen, so dass kompakte Pumpen mit überraschend hohen Saugleistungen gebaut werden können. Die erfindungsgemäßen Vorteile lassen sich deshalb insbesondere bei kleinen Reibungsvakuumpumpen realisieren.Because there are two rotor components arranged concentrically to one another and rotating in the opposite direction, the relative speed of the pump-effective structures can be significantly increased. In addition to improving the pump properties, this also has the advantage that the diameter of the pumping surfaces can be smaller. A region close to the axis that was previously not usable in a friction vacuum pump is available in a pump designed according to the invention for accommodating pump structures. The delivery cross section in the pump can be increased, the power density increases. The increased relative speed of the pumping surfaces allows not only in the To realize smaller diameter but also shorter (because of the increased efficiency) delivery channels, so that compact pumps with surprisingly high suction power can be built. The advantages according to the invention can therefore be realized in particular in the case of small friction vacuum pumps.
Weitere Vorteile und Einzelheiten sollen an Hand von in den Figuren 1 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert werden.Further advantages and details will be explained on the basis of the exemplary embodiments illustrated in FIGS. 1 to 7.
Es zeigen:Show it:
Figur 1 eine Turbomolekularvakuumpumpe nach der . Erfindung mit in den Bereichen beider Stirnseiten gelagerten Rotoren,1 shows a turbomolecular vacuum pump according to the. Invention with rotors mounted in the areas of both end faces,
Figur 2 eine Turbomolekularvakuumpumpe nach der Erfindung mit einer Holweckstufe als dynamische Dichtung zwischen äußerem Rotor und Gehäuse,FIG. 2 shows a turbomolecular vacuum pump according to the invention with a Holweck stage as a dynamic seal between the outer rotor and the housing,
Figur 3 eine Turbomolekularvakuumpumpe nach derFigure 3 shows a turbomolecular vacuum pump according to the
Erfindung mit einer Turbo-Stufe zwischen äußerem Rotor und Gehäuse,Invention with a turbo stage between the outer rotor and housing,
Figur 4 eine Turbomolekularvakuumpumpe nach der Erfindung, zweiflutig ausgebildet,FIG. 4 shows a turbomolecular vacuum pump according to the invention, of two-flow design,
Figur 5 eine Turbomolekularvakuumpumpe nach derFigure 5 is a turbomolecular vacuum pump according to the
Erfindung mit hintereinander betriebenen Förderkanälen, Figur 6 eine Molekularpumpe nach der Erfindung undInvention with conveyor channels operated one after the other, Figure 6 shows a molecular pump according to the invention and
Figur 7 eine Turbomolekularpumpe nach der Erfindung mit einer Schraubenpumpe als Vorpumpe.Figure 7 shows a turbomolecular pump according to the invention with a screw pump as a backing pump.
In den Figuren 1 bis 6 sind jeweils die Pumpe mit 1, ihr Gehäuse mit 2, ihr Einlass mit 3,, ihr Auslass mit 4, der innere Rotor mit 5, der äußere Rotor mit 6 und die beiden Rotoren 5 , 6 gemeinsame Drehachse mit 7 bezeichnet. Die Figuren zeigen jeweils nur im wesentlichen zylindrisch gestaltete Rotoren; die Form der Rotoren und das an deren Form angepasste Gehäuse 2 können auch in an sich bekannter Weise stufenförmig oder konisch - vorzugsweise sich in Förderrichtung verjüngend - ausgebildet sein.In FIGS. 1 to 6, the pump with 1, its housing with 2, its inlet with 3, its outlet with 4, the inner rotor with 5, the outer rotor with 6 and the two rotors 5, 6 have a common axis of rotation 7 designated. The figures each show only essentially cylindrical rotors; the shape of the rotors and the housing 2 adapted to their shape can also be designed in a manner known per se step-like or conical - preferably tapering in the conveying direction.
Bei der schematisch dargestellten Ausführung nach FigurIn the schematically illustrated embodiment according to the figure
I umfasst das Gehäuse 2 einen zylindrischen AbschnittI, the housing 2 comprises a cylindrical section
II sowie stirnseitige Deckel 12 und 13. Die Deckel 12, 13 sind jeweils mit sich nach innen erstreckenden, zy- linderabschnittförmigen Trägern 14, 15 ausgerüstet, auf denen sich die Rotoren 5, 6 abstützen.II and end covers 12 and 13. The covers 12, 13 are each equipped with inwardly extending, section-shaped supports 14, 15 on which the rotors 5, 6 are supported.
Bestandteil des inneren Rotors 5 ist die Welle 17, die auf ihrer Außenseite mit Rotorschaufeln 18 ausgerüstet ist. Im Bereich des Trägers 14 befindet sich die auf der Welle 17 befestigte Rotorspule 19 des Antriebsmotors 21 für den inneren Rotor 5. Die die Rotorspule 19 umgebende Statorspule 22 stützt sich auf der Innenseite des Trägers 14 ab. Weiterhin befinden sich zwischen den Innenseiten der Träger 14, 15 und der Welle 17 Lager 24, 25, die die Welle 17 auf beiden Stirnseiten abstützen.Part of the inner rotor 5 is the shaft 17, which is equipped on the outside with rotor blades 18. The rotor coil 19 of the drive motor 21 for the inner rotor 5, which is fastened on the shaft 17, is located in the region of the carrier 14. The stator coil 22 surrounding the rotor coil 19 is supported on the inside of the carrier 14. Furthermore, 17 bearings are located between the inner sides of the carrier 14, 15 and the shaft 24, 25, which support the shaft 17 on both ends.
Bestandteil des äußeren Rotors 6 ist der Zylinderabschnitt 27, der auf seiner Innenseite mit Schaufeln 28 und auf seiner Außenseite mit Schaufeln 29 ausgerüstet ist. Den äußeren Schaufeln 29 sind Statorschaufeln 30 zugeordnet, die am äußeren Gehäuse 2 ,bzw. 11 befestigt sind bzw. davon zentriert werden, wenn sie Bestandteil eines vom Gehäuse 2 umfassten Statorscheiben-Distanzring-Paketes sind.Part of the outer rotor 6 is the cylinder section 27, which is equipped on the inside with blades 28 and on the outside with blades 29. The outer blades 29 are associated with stator blades 30, which on the outer housing 2 or. 11 are fastened or centered therefrom if they are part of a stator disk spacer ring package comprised by the housing 2.
Der Zylinderabschnitt 27 des äußeren Rotors 6 ist ebenfalls beidseitig gelagert. Er stützt sich über die Lager 31, 32 auf den Außenseiten der Träger 14, 15 ab. Der Antriebsmotor 33 für den Rotor 6 befindet sich auf der dem Antriebsmotor 21 für den Rotor 5 gegenüber liegenden Stirnseite. Er ist als Außenläufermotor ausgebildet, wie es bei Turbomolekularvakuumpumpen an sich bekannt ist (vgl. FR-A-1 304 689). Die Statorspule 34 ist auf der Außenseite des Trägers 15, die Rotorspule 35 am Zylinderabschnitt 27 befestigt.The cylinder section 27 of the outer rotor 6 is also supported on both sides. It is supported via the bearings 31, 32 on the outer sides of the supports 14, 15. The drive motor 33 for the rotor 6 is located on the end face opposite the drive motor 21 for the rotor 5. It is designed as an external rotor motor, as is known per se in turbomolecular vacuum pumps (cf. FR-A-1 304 689). The stator coil 34 is fastened to the outside of the carrier 15, the rotor coil 35 to the cylinder section 27.
Das Ausführungsbeispiel nach Figur 1 besitzt zwei im Querschnitt kreisringförmige Förderräume 36 und 37, die parallel bzw. einflutig durchströmt werden (vgl. die jeweils eingezeichneten Pfeile) . Dazu ist der Zylinderabschnitt 27 in Höhe des Einlassstutzens 3 mit Öffnungen 38 und in Höhe AnschlussStutzens 4 mit Öffnungen 39 ausgerüstet. Die Rotoren 5 und 6 haben entgegengesetzte Drehrichtungen, so dass selbst im achsnahen Förderraum 37 relativ hohe Relativgeschwindigkeiten zwischen den Schaufeln 18 des inneren Rotors 5 und den nach innen gerichteten Schaufeln 28 den äußeren• Rotors 6 erreicht werden können. Auch die Relativgeschwindigkeit der pumpaktiven Schaufeln 29 (rotierend) und 30 (stehend) im Förderraum 36 ist noch relativ hoch, da die Rotorschaufeln 29 des äußeren Rotors 6 einen größeren Achsabstand und damit eine höhere Umfangsgeschwindigkeit als die Rotorschaufeln 18 des inneren Rotors 5 haben.The exemplary embodiment according to FIG. 1 has two conveying spaces 36 and 37 which are circular in cross section and flow through them in parallel or in a single flow (cf. the arrows shown in each case). For this purpose, the cylinder section 27 is provided with openings 38 at the level of the inlet connector 3 and with openings 39 at the level of the connector 4. The rotors 5 and 6 have opposite directions of rotation, so that even in the near-axis conveying space 37, relatively high relative speeds between the Blades 18 of the inner rotor 5 and the inwardly directed blades 28 to the outer rotor • can be achieved. 6 The relative speed of the pump-active blades 29 (rotating) and 30 (standing) in the delivery chamber 36 is still relatively high, since the rotor blades 29 of the outer rotor 6 have a larger center distance and thus a higher peripheral speed than the rotor blades 18 of the inner rotor 5.
In Figur 1 sind noch Abdichtungsmittel dargestellt, die die Förderräume 36, 37 von den Lager- und Motorräumen trennen. Es handelt sich um feststehende Ringscheiben 41, 42, 43 und 44 mit konzentrischen Dichtkrägen 45, 46, 47 und 48, die gemeinsam mit dem jeweils rotierenden Bauteil berührungsfreie Abdichtungen (Labyrinthdichtungen, Gewindestegdichtungen) bilden. Die Ringscheiben 41, 42 trennen den äußeren Förderraum 36, die auf den inneren Stirnseiten der Träger 14, 15 befestigten Ringscheiben 43, 44 den inneren Förderraum 37 von den beiden deckelseitigen Motor- und Lagerräumen. Abdichtungen der beschriebenen Art sind zweckmäßig, wenn möglichst kohlenwasserstofffrei gepumpt werden soll und die Lager 24, 25, 31, 32 der beiden Rotoren 5, 6 nicht als Magnetlager ausgebildet sind.FIG. 1 also shows sealing means which separate the conveying spaces 36, 37 from the storage and engine compartments. These are fixed washers 41, 42, 43 and 44 with concentric sealing collars 45, 46, 47 and 48, which together with the rotating component form contact-free seals (labyrinth seals, thread bridge seals). The annular disks 41, 42 separate the outer delivery space 36, the annular disks 43, 44 fastened on the inner end faces of the carriers 14, 15 separate the inner delivery space 37 from the two cover-side engine and storage spaces. Seals of the type described are expedient if pumping is to be as free of hydrocarbons as possible and the bearings 24, 25, 31, 32 of the two rotors 5, 6 are not designed as magnetic bearings.
Die Figuren 2 und 3 zeigen einflutige Ausführungen, bei denen die Rotoren 5, 6 im Bereich nur einer Stirnseite (in den Figuren 2 und 3 die untere Stirnseite) fliegend gelagert sowie angetrieben sind und bei denen die obere Stirnseite des Gehäuses 2 den Einlass 3 bildet. Der äußere Rotor 6 hat etwa die Form einer nach unten offenen Glocke, in deren Hohlraum sich die Antriebsmotoren 21 (Innenläufer für den inneren Rotor 5) und 33 (Außenläufer für den äußeren Rotor 6) sowie die Lager 24, 25 für den inneren Rotor 5 und die Lager 31, 32 für den äußeren Rotor 6 befinden. Die dargestellten Pumpen besitzen otorseitig den Gehäusedeckel 12. An diesem ist zentral ein Bauteil 50 (nur in Fig. 2 dargestellt) lösbar befestigt, das - ebenfalls lösbar - mit einem Träger 51 verbunden ist. Der Träger 51 erstreckt sich zylindrisch in den Motor- und Lagerraum hinein und trägt die beiden Statorspulen der Antriebsmotoren 21, 33. Das Bauteil 50 besitzt eine konzentrische Aussparung 52, in der sich das untere Lager 25 der Welle 17 befindet. Das obere Wellenlager 24 stützt sich auf einem einwärts gerichteten Steg 49 des Trägers 51 ab.FIGS. 2 and 3 show single-flow designs in which the rotors 5, 6 are overhung and driven in the area of only one end face (the lower end face in FIGS. 2 and 3) and in which the upper end face of the housing 2 forms the inlet 3 , The outer rotor 6 has approximately the shape of a bell open at the bottom, in the cavity of which the drive motors 21 (Inner rotor for the inner rotor 5) and 33 (outer rotor for the outer rotor 6) and the bearings 24, 25 for the inner rotor 5 and the bearings 31, 32 for the outer rotor 6. The pumps shown have a housing cover 12 on the rotor side. A component 50 (only shown in FIG. 2) is releasably attached to this, which is also releasably connected to a carrier 51. The carrier 51 extends cylindrically into the engine and storage space and carries the two stator coils of the drive motors 21, 33. The component 50 has a concentric recess 52 in which the lower bearing 25 of the shaft 17 is located. The upper shaft bearing 24 is supported on an inward web 49 of the carrier 51.
Auf der Außenseite des Bauteiles 50 stützt sich über das Lager 32 eine Scheibe 53 ab, die den äußeren Rotor 6 trägt. Der Innenring des oberen Lagers 31 für den äußeren Rotor 6 stützt sich ebenfalls auf dem Steg 49 des Trägers 51 ab. Weiterhin ist der äußere Rotor 6 mit einem nach innen gerichteten Steg 54 ausgerüstet, der einen Stützring 55 trägt. Auf diesem stützt sich der äußere Lagerring des Lagers 31 ab. Das Lager 31 könnte sich auch unmittelbar zwischen den beiden gegenläufigen Rotoren 5 und 6 befinden; die Lagerbelastung wäre dann allerdings relativ hoch.On the outside of the component 50, a disk 53 is supported by the bearing 32 and carries the outer rotor 6. The inner ring of the upper bearing 31 for the outer rotor 6 is also supported on the web 49 of the carrier 51. Furthermore, the outer rotor 6 is equipped with an inwardly directed web 54 which carries a support ring 55. The outer bearing ring of the bearing 31 is supported on this. The bearing 31 could also be located directly between the two opposing rotors 5 and 6; the bearing load would then be relatively high.
Der Steg 54 weist Durchtrittsöffnungen 56 für die im inneren Förderraum 37 strömenden Gase auf. Sie werden dadurch gebildet, dass mehrere axial versetzte Stegabschnitte den Stützring 55 für den äußeren Lagerring des Lagers 31 tragen. An Stelle verschiedener Stegabschnit- schnitte kann auch ein schraubenförmiger Steg 54 vorhanden sein, der die axial-tangentiale Förderung der Gase unterstützt. Auch die Scheibe 53 ist mit Öffnungen 57 ausgerüstet. Eingezeichnete Pfeile lassen den Weg der geförderten Gase erkennen.The web 54 has through openings 56 for the gases flowing in the inner delivery space 37. They are formed in that a plurality of axially offset web sections carry the support ring 55 for the outer bearing ring of the bearing 31. Instead of different web sections cuts, there may also be a helical web 54 which supports the axial-tangential conveyance of the gases. The disk 53 is also equipped with openings 57. Drawn arrows show the path of the extracted gases.
Der Träger 51, das Bauteil 50, die Lager 24, 25, 31, 32 sowie die Statorspulen 22, 34 der Antriebsmotoren 21, 33 bilden zusammen eine kompakte Lager- und Antriebseinheit. Bei der Ausführung nach Figur 3 kann die Lager- und Antriebseinheit so ausgebildet sein wie bei der Lösung nach Figur 2. Sie wurde deshalb nicht nochmals dargestellt. Aus Gründen einer Kohlenwasserstoff- Freiheit könnte es bei einer alternativen Lösung zweckmäßig sein, zumindest einen Teil der mechanischen Lager in an sich bekannter Weise durch Magnetlager zu ersetzen.The carrier 51, the component 50, the bearings 24, 25, 31, 32 and the stator coils 22, 34 of the drive motors 21, 33 together form a compact bearing and drive unit. In the embodiment according to FIG. 3, the bearing and drive unit can be designed as in the solution according to FIG. 2. It was therefore not shown again. For reasons of freedom from hydrocarbons, it could be expedient in an alternative solution to replace at least some of the mechanical bearings by magnetic bearings in a manner known per se.
Die Ausführungen nach den Figuren 2 und 3 unterscheiden sich im wesentlichen dadurch, dass die äußere Pumpstufe mit ihrem Förderraum 36 einmal als Holweckstufe (Figur 2) und einmal als Turbomolekularpumpenstufe (Figur 3, Rotorschaufeln 29, Statorschaufeln 30) ausgebildet ist. Die Holweckstufe (Rotor 6 außen glatt, Innenwand des Gehäuses mit Gewinde 58) hat im wesentlichen die Funktion einer dynamischen Abdichtung mit relativ geringem Saugvermögen. Pumpen der in Figur 2 dargestellten Art sind kompakt und haben wegen der im Förderräum 37 gegenläufig rotierenden Schaufeln 18, 28 ein hohes Saugvermögen. Bestandteil des Rotors 6 kann zusätzlich ein äußerer Zylinder 59 sein, der z.B. aus CFK besteht und bei der Realisierung höherer Drehzahlen Armierungsfunk- tion hat.The embodiments according to FIGS. 2 and 3 differ essentially in that the outer pump stage with its delivery chamber 36 is designed once as a Holweck stage (FIG. 2) and once as a turbomolecular pump stage (FIG. 3, rotor blades 29, stator blades 30). The Holweck stage (rotor 6 smooth outside, inner wall of the housing with thread 58) essentially has the function of a dynamic seal with a relatively low pumping speed. Pumps of the type shown in Figure 2 are compact and have a high pumping speed because of the blades 18, 28 rotating in opposite directions in the delivery space 37. Part of the rotor 6 can also be an outer cylinder 59, which consists of CFRP and for example reinforcement function when realizing higher speeds.
Bei der Ausführung nach Figur 3 ist die äußere Pumpstufe mit ihrem Förderraum 36 als Turbomolekularpumpstufe ausgebildet. Das Gehäuse 2 zentriert in an sich bekannter Weise einen Stator, der üblicherweise aus Schaufel- und Distanzhalbringen besteht. Die Schaufelhalbringe tragen die Schaufeln 30, die mit den rotierenden Schaufeln 29 die Förderung der Gase bewirken. Die innere Pumpstufe mit ihrem Förderraum 37 kann z.B. - im einzelnen nicht dargestellt - so aufgebaut sein, dass bei der Montage der Pumpe 1 abwechselnd Schaufel- ringe, die die Schaufeln 28 des Rotors 6 tragen, sowie Schaufelringe, die die Schaufeln 18 des Rotors 5 tragen, übereinandergelegt und z.B. durch Axialbolzen gesichert werden.In the embodiment according to FIG. 3, the outer pump stage with its delivery chamber 36 is designed as a turbomolecular pump stage. The housing 2 centers in a manner known per se a stator, which usually consists of blade and spacer rings. The blade half rings carry the blades 30 which, with the rotating blades 29, promote the gases. The inner pump stage with its delivery space 37 can e.g. - Not shown in detail - should be constructed so that when mounting the pump 1, alternating blade rings, which carry the blades 28 of the rotor 6, and blade rings, which carry the blades 18 of the rotor 5, are superimposed and e.g. be secured by axial bolts.
Besonders einfach sind Herstellung und Montage der pumpwirksamen Bauteile jedoch dann, wenn sie der Lehre nach der Patentanmeldung DE 198 46 188 A 1 entsprechen. Nach dieser Lehre sind die Schaufeln des Stators oder Rotors einer Turbomolekularpumpe mit Schlitzen ausgerüstet, die derart ausgebildet sind, dass Rotor und Stator in- und auseinanderschraubbar sind, d. h. , durch Ineinanderschrauben montiert und durch Auseinanderschrauben demontiert werden können. Auch die äußere Pumpstufe mit ihrem Förderraum 36 kann in dieser Weise ausgebildet sein, so dass in dieser Pumpstufe die Vielzahl von Schaufelringen und Distanzringen entfallen kann. Die Montage der Pumpe nach Figur 3 könnte in der Weise erfolgen, dass zunächst die Antriebs- und Lagereinheit - z. B. auf dem Deckel 12 - montiert und diese Einheit sowie der innere Rotor 5 zusammengefügt werden. Danach werden der innere und äußere Rotor ineinander geschraubt und der äußere Rotor 6 an der Scheibe 53 befestigt. Im Anschluss daran erfolgt die Montage des Stators. Ist der Stator in der in Figur 3 dargestellten Weise aufgebaut, wird zunächst das Statorpaket, bestehend aus Statorscheiben- und Distanzringhälften montiert und durch Aufschieben des Gehäuse 2 zentriert . Ist der Stator nach der Lehre der DE 198 46 188 A 1 einstückig aufgebaut, werden die Bauteile der äußeren Pumpstufe mit dem Förderraum 36 durch Ineinanderschrau- ben zusammengefügt. Der abschließende Schritt ist jeweils die Befestigung des Gehäusedeckels 12 am Gehäuse 2.However, the manufacture and assembly of the pump-effective components are particularly simple if they correspond to the teaching according to patent application DE 198 46 188 A1. According to this teaching, the blades of the stator or rotor of a turbomolecular pump are equipped with slots which are designed in such a way that the rotor and stator can be screwed in and out, that is to say they can be assembled by screwing into one another and disassembled by screwing apart. The outer pump stage with its delivery chamber 36 can also be designed in this way, so that the plurality of vane rings and spacer rings can be omitted in this pump stage. The pump according to FIG. 3 could be assembled in such a way that the drive and bearing unit - for. B. on the lid 12 - and this unit and the inner rotor 5 are assembled. The inner and outer rotors are then screwed into one another and the outer rotor 6 is fastened to the disk 53. The stator is then installed. If the stator is constructed in the manner shown in FIG. 3, the stator package, consisting of stator disk and spacer ring halves, is first assembled and centered by sliding on the housing 2. If the stator is constructed in one piece according to the teaching of DE 198 46 188 A 1, the components of the outer pump stage are joined to the delivery chamber 36 by screwing one into the other. The final step is the attachment of the housing cover 12 to the housing 2.
Figur 4 zeigt eine zweiflutige Version einer Reibungsvakuumpumpe nach der Erfindung. Wie bei ReibungsVakuumpumpen dieser Gattung üblich, besitzt sie einen peri- pher und etwa mittig angeordneten Einlass 3. Der Zylinderabschnitt 27 des äußeren Rotors 6 ist in Höhe des Einlasses 3 mit Öffnungen 61 ausgerüstet, so dass von den insgesamt vier entstehenden Pumpstufen mit ihren Förderräumen 36a, 36b, 37a, 37b jeweils zwei parallel betrieben werden können. Die zwei jeweils parallel betriebenen Turbomolekularpumpenstufen mit ihren Förderräumen 36a und 36b (jeweils außen mit ihren Schaufeln 29, 30) sowie 37a und 37b (jeweils innen mit in entgegen gesetzter Richtung rotierenden Schaufeln 18 und 28) transportieren die zu fördernden Gase in Richtung der beiden Stirnseiten. Die dort angeordneten Auslassöffnungen 4a und 4b sind über Leitungen 62, 63 zusammen geführt und münden in den Vorvakuumstutzen, der den Auslass 4 bildet.Figure 4 shows a double flow version of a friction vacuum pump according to the invention. As is usual with friction vacuum pumps of this type, it has a peripheral and approximately centrally arranged inlet 3. The cylinder section 27 of the outer rotor 6 is equipped with openings 61 at the level of the inlet 3, so that of the four pump stages that are created with their delivery spaces 36a , 36b, 37a, 37b two each can be operated in parallel. The two turbomolecular pump stages, each operated in parallel, with their delivery spaces 36a and 36b (each outside with their blades 29, 30) and 37a and 37b (each inside with blades 18 and 28 rotating in opposite directions) transport the gases to be delivered in the direction of both ends. The outlet openings 4a and 4b arranged there are brought together via lines 62, 63 and open into the fore-vacuum connection which forms the outlet 4.
Auf einer der beiden Stirnseiten (in der Figur 4 die linke Stirnseite) befindet sich eine Antriebs- und Lagereinheit, die der bereits zu Figur 2 beschriebenen Antriebs- und Lagereinheit weitgehend entspricht. Unterschiedlich ist, dass sich die beiden Lagerpaare 24, 25 bzw. 31, 32 jeweils an den stirnseitigen Enden der jeweiligen Rotoren 5, 6 befinden (ähnlich der Lösung nach Figur 1) . Rotordynamisch bietet diese Lösung erhebliche Vorteile. Vor allem können in einfacher Weise aktive und/oder passive Magnetlager eingesetzt werden.On one of the two end faces (the left end face in FIG. 4) there is a drive and bearing unit which largely corresponds to the drive and bearing unit already described for FIG. The difference is that the two bearing pairs 24, 25 and 31, 32 are each located at the front ends of the respective rotors 5, 6 (similar to the solution according to FIG. 1). This solution offers considerable advantages in terms of rotor dynamics. Above all, active and / or passive magnetic bearings can be used in a simple manner.
Bei den Ausführungen nach den Figuren 1 bis 4 sind die Förderkanäle 36, 37 jeweils parallel durchströmt. Figur 5 zeigt schematisch eine Ausführung, bei der die Förderkanäle hintereinander durchströmt sind. Wie bei den Ausführungen nach den Figuren 2 und 3 sind die beiden Rotoren 5, 6 fliegend gelagert und auf der Lagerseite angetrieben. Lager und Antrieb sind im einzelnen nicht dargestellt. Der Einlass 3 mündet seitlich in das la- gerseitige Ende des äußeren Förderkanals 36. Die geförderten Gase durchströmen den Förderkanal 36, werden im Bereich der freien Stirnseiten der Rotoren 5, 6 umgelenkt und durchströmen danach den inneren Förderkanal 37 in Richtung Auslass 4 (nicht dargestellt) .In the embodiments according to FIGS. 1 to 4, the conveying channels 36, 37 are each flowed through in parallel. Figure 5 shows schematically an embodiment in which the conveying channels are flowed through in succession. As in the embodiments according to FIGS. 2 and 3, the two rotors 5, 6 are overhung and driven on the bearing side. Bearing and drive are not shown in detail. The inlet 3 opens laterally into the bearing-side end of the outer conveying channel 36. The conveyed gases flow through the conveying channel 36, are deflected in the area of the free end faces of the rotors 5, 6 and then flow through the inner conveying channel 37 in the direction of the outlet 4 (not shown) ).
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele weisen jeweils zwei Förderkanäle 36 und 37 mit unter- schiedlichen Achsabständen und unterschiedlichen Relativgeschwindigkeiten der jeweiligen Pumpstrukturen auf. Bezüglich der Drehzahlen der beiden Rotoren 5, 6 reicht es aus, wenn nur der äußere Rotor mit den bei Reibungsvakuumpumpen üblichen Drehzahlen (30 bis 100 T U/min) betrieben wird, da im äußeren Förderkanal 36 rotierende und stehende Strukturen die gewünschten Fördereigenschaften erfüllen müssen. Bezüglich des inneren Rotors 5 bzw. inneren Förderkanals 37 gilt: Die gewünschte und durch die Erfindung erreichte Erhöhung der Relativgeschwindigkeit der Pumpstrukturen tritt auch dann ein, wenn der innere Rotor 5 nicht mit den bei Reibungsvakuumpumpen üblichen Drehzahlen rotiert, da bereits der Rotor 6 solche Drehzahlen hat. Wegen der entgegengesetzten Drehrichtung des inneren Rotors 5 erhöht jede Drehzahl dieses Rotors die Relativgeschwindigkeit der Pumpflächen im inneren Förderkanal 37.The exemplary embodiments described above each have two delivery channels 36 and 37 with lower different center distances and different relative speeds of the respective pump structures. With regard to the speeds of the two rotors 5, 6, it is sufficient if only the outer rotor is operated at the speeds (30 to 100 TU / min) that are customary in friction vacuum pumps, since 36 rotating and stationary structures in the outer delivery channel must meet the desired delivery properties. With regard to the inner rotor 5 or inner delivery channel 37, the following applies: The desired increase in the relative speed of the pump structures achieved by the invention also occurs when the inner rotor 5 does not rotate at the speeds customary in friction vacuum pumps, since the rotor 6 already has such speeds Has. Because of the opposite direction of rotation of the inner rotor 5, each speed of this rotor increases the relative speed of the pumping surfaces in the inner delivery channel 37.
Die Einstellung der gewünschten Fördereigenschaften in den Förderkanälen 36, 37 erfolgt durch entsprechende Ausbildung der Pumpstrukturen. Handelt es sich um ineinander greifende Schaufelreihen, können in bekannter Weise Länge, Breite, Dicke, Abstand, Anstellwinkel usw. der Schaufeln so gewählt werden, dass der jeweilige Förderkanal die gewünschten Eigenschaften hat. Je nach dem, ob in einem Förderkanal mit einer Gewindestruktur im wesentlichen eine dynamische Abdichtung oder ein maßgeblicher Transport der Gase erreicht werden sollen, kann das Gewinde in Bezug auf Anzahl der Gänge, Steigung, Tiefe, Breite usw. angepasst werden. Bei der nur schematisch dargestellten Ausführung nach Figur 6 handelt es sich um eine als Molekularpumpe ausgebildete ReibungsVakuumpumpe, wie sie aus der DE 196 32 357 bekannt ist. Unterschiedlich gegenüber dem genannten Stand der Technik ist, dass die pumpwirksamen Flächen im Sinne der vorliegenden Erfindung in entgegengesetzter Richtung rotieren. Jeder der Rotoren 5, 6 weist jeweils eine rotierende Scheibe (71, 72) auf, die axial beabstandet sind und zwischen denen sich die pumpaktiven Bauteile erstrecken. Die Scheibe 71 des Rotors 5 steht mit der Welle 17 und einem auf der Welle fixierten zentralen Rotorbauteil 73 in Verbindung, der auf seiner Außenseite mit pumpwirksamen Strukturen (Gewindestege) ausgerüstet ist. Die Scheibe 71 trägt weitere drei Zylinderabschnitte 74, 75, 76, deren Innen- und Außenseiten als Pumpflächen ausgebildet sind. Die auf der Außenseite des äußeren Zylinders 76 befindlichen Pumpflächen bilden mit der Innenseite des Gehäuses 2 den äußersten Förderraum 77.The desired conveying properties in the conveying channels 36, 37 are set by appropriately designing the pump structures. If the rows of blades are interlocking, the length, width, thickness, spacing, angle of attack, etc. of the blades can be selected in a known manner so that the respective conveying channel has the desired properties. Depending on whether a dynamic seal or a significant transport of the gases is to be achieved in a conveyor channel with a threaded structure, the thread can be adjusted in terms of the number of gears, pitch, depth, width, etc. The only schematically illustrated embodiment according to FIG. 6 is a friction vacuum pump designed as a molecular pump, as is known from DE 196 32 357. What differs from the prior art mentioned is that the pump-effective surfaces rotate in the opposite direction in the sense of the present invention. Each of the rotors 5, 6 has a rotating disk (71, 72) which are axially spaced and between which the pump-active components extend. The disk 71 of the rotor 5 is connected to the shaft 17 and to a central rotor component 73 fixed on the shaft, which is equipped on the outside with pump-effective structures (thread webs). The disk 71 carries a further three cylinder sections 74, 75, 76, the inside and outside of which are designed as pump surfaces. The pumping surfaces located on the outside of the outer cylinder 76 form the outermost delivery space 77 with the inside of the housing 2.
Die Scheibe 72 des Rotors 6 trägt drei Zylinder 78, 79, 80, die in die Zwischenräume zwischen den Zylindern 73, 74, 75, 76 eingreifen und insgesamt sechs Förderräume 81 bis 86 bilden. Ringförmig angeordnete Öffnungen 87 bzw. 88 in den Scheiben 71, 72 und entsprechend ausgebildete Strukturen der wirksamen Pumpflächen bewirken, dass insgesamt sieben parallel betriebene Förderräume (77, 81 bis 86) vorhanden sind. Nicht nur wegen der Vielzahl der Förderräume sondern auch wegen der einander entgegengesetzt gerichteten Drehbewegung der Zylinder 74, 75, 76 einerseits und 78, 79, 90 andererseits wird der Bau einer kompakten MolekularVakuumpumpe mit hohem Saugvermögen möglich, da wegen der hohen Relativgeschwindigkeiten auch näher zur Achse gelegene Bereiche in den Förderquerschnitt einbezogen werden können. Antrieb und Lagerung der beiden Rotoren 5, 6 sind in Figur 6 nur teilweise dargestellt. Die angedeutete Lösung entspricht der zu Figur 1 beschriebenen Lösung.The disk 72 of the rotor 6 carries three cylinders 78, 79, 80 which engage in the spaces between the cylinders 73, 74, 75, 76 and form a total of six delivery spaces 81 to 86. Openings 87 and 88 arranged in a ring in the disks 71, 72 and correspondingly designed structures of the effective pumping surfaces result in a total of seven conveying spaces (77, 81 to 86) operated in parallel. Not only because of the large number of delivery spaces, but also because of the oppositely directed rotational movement of the cylinders 74, 75, 76 on the one hand and 78, 79, 90 on the other hand, the construction of a compact molecular vacuum pump is included high pumping speed possible, because the higher relative speeds also allow areas closer to the axis to be included in the cross section of the conveyor. The drive and bearing of the two rotors 5, 6 are only partially shown in FIG. The solution indicated corresponds to the solution described for FIG. 1.
Figur 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei der eine ReibungsVakuumpumpe 1 nach der Erfindung mit einer Vorvakuumpumpe 90 kombiniert ist. Die ReibungsVakuumpumpe 1 entspricht im wesentlichen den Ausführungen nach Figur 2 oder 3. Die Vorvakuumpumpe 90 ist als Schraubenvakuumpumpe ausgebildet. Ihr Gehäuse ist mit 91 bezeichnet. Die Schraubenvakuumpumpe 90 umfasst zwei Rotoren 92 und 93, die jeweils einen Wellenabschnitt 94, 95 und ein Gewinde 96, 97 aufweisen.FIG. 7 shows an exemplary embodiment in which a friction vacuum pump 1 according to the invention is combined with a backing pump 90. The friction vacuum pump 1 essentially corresponds to the design according to FIG. 2 or 3. The backing pump 90 is designed as a screw vacuum pump. Your housing is labeled 91. The screw vacuum pump 90 comprises two rotors 92 and 93, each having a shaft section 94, 95 and a thread 96, 97.
Die Reibungsvakuumpumpe 1 weist eingangsseitig zwei parallel geschaltete Turbomolekularpumpenstufen auf (Förderkanäle 36, 37) . Daran schließt sich in Höhe des Motor- und Lagerraumes eine Molekularpumpenstufe 101 an, gebildet von der zylindrischen Außenseite des Zylinders 27 des äußeren Rotors 6 und dem unteren Abschnitt des Gehäuses 11 der Pumpe 1. Die Innenseite dieses Gehäuseabschnittes ist mit der erforderlichen Gewindestruktur 102 ausgerüstet. Die Molekularpumpenstufe setzt den äußeren Förderkanal 36 der äußeren Turbomolekularpumpen- stufe fort. Durch Öffnungen 103 im Zylinder .27 gelangen die im inneren Förderkanal 37 strömenden Gase in den Förderkanal 36. Die druckseitige Stirnseite des unteren Gehäuseabschnittes bildet eine Scheibe 104, die im wesentlichen die Funktionen des Deckels 12 nach den Figuren 2 und 3 hat. An diesem Deckel ist die Vorvakuumpumpe 90 mit ihrer saugseitigen Stirnseite befestigt. Die Scheibe 104 ist mit einer zentralen Öffnung 105 ausgerüstet, die gleichzeitig den Auslass 4 der Pumpe 1 und den Einlass der Schraubenpumpe 90 bildet. In von den Gewinden 96 und 97 sowie vom Gehäuse 91 gebildeten Kammern werden die Gase zum Auslass 106 gefördert.On the input side, the friction vacuum pump 1 has two turbomolecular pump stages connected in parallel (delivery channels 36, 37). This is followed by a molecular pump stage 101 at the level of the engine and storage space, formed by the cylindrical outside of the cylinder 27 of the outer rotor 6 and the lower section of the housing 11 of the pump 1. The inside of this housing section is equipped with the required thread structure 102. The molecular pump stage continues the outer delivery channel 36 of the outer turbomolecular pump stage. The gases flowing in the inner delivery channel 37 enter the delivery channel 36 through openings 103 in the cylinder .27. The pressure-side end face of the lower housing section forms a disk 104, which essentially has the functions of the cover 12 according to FIGS. 2 and 3. The forevacuum pump 90 is attached to this cover with its suction-side end face. The disk 104 is equipped with a central opening 105, which simultaneously forms the outlet 4 of the pump 1 and the inlet of the screw pump 90. The gases are conveyed to the outlet 106 in chambers formed by the threads 96 and 97 and by the housing 91.
Bei der Molekularpumpe 101, die sich in Höhe des Motor- und Lagerraumes befindet, muss sicher sein, dass der Motor- und Lagerraum die Ansaugseite und die Auslassseite der Molekularpumpe nicht kurzschließt. Im einzelnen nicht dargestellte dynamische Dichtungen sind vorgesehen, die diesen Kurzschluss verhindern. Diese Dichtungen können als Labyrinthdichtungen ausgebildet sein, die sich oberhalb oder unterhalb der Lager 24, 31 befinden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass sich dynamische Dichtungen in den Spalten der Motoren 21, 3 befinden, die beispielsweise als Gewindedichtungen ausgebildet sind.In the case of the molecular pump 101, which is located at the level of the engine and storage space, it must be ensured that the engine and storage space does not short-circuit the suction side and the outlet side of the molecular pump. Dynamic seals, not shown in detail, are provided to prevent this short circuit. These seals can be designed as labyrinth seals, which are located above or below the bearings 24, 31. Another possibility is that there are dynamic seals in the columns of the motors 21, 3, which are designed, for example, as thread seals.
Die Welle 17 der Pumpe 1 ist - im Vergleich zu den Lösungen nach den Figuren 2 und 3 - druckseitig verlängert. Die Verlängerung erstreckt sich durch die Öffnung 105 hindurch und bildet den Wellenabschnitt 94 des Schraubenrotors 92. Rotor 5 der Reibungsvakuumpumpe 1 und Rotor 92 der Schraubenvakuumpumpe 91 bilden eine Einheit. Ihre Lager sind mit 24 und 25 bezeichnet. Das saugseitige Lager 24 stützt sich auf den Steg 49 des Trägers 51 (wie bei den Ausführungen nach den Figuren 2 und 3) . Das druckseitige Lager 25 befindet sich im Gehäuse 91 der Pumpe 90, und zwar im Bereich der druckseitigen Stinseite ihres Gehäuses 91. Der zweite Rotor 93 der Schraubenpumpe 90 stützt sich auf die Lager 107 und 108 ab. Das Lager 107 liegt in der Ebene des Lagers 25. Das Lager 108 befindet sich in Höhe der Scheibe 104. In der Nähe der Lager 25 und 107 tragen die Wellenabschnitte 94 und 95 die bei Schraubenpumpen üblichen SynchronisationsZahnräder 111 und 112. In die gestrichelt angedeuteten Sackbohrungen 114, 115 in den Wellenabschnitten 94, 95 können von der Druckseite her Kühlmittel eingespritzt werden.The shaft 17 of the pump 1 is - in comparison to the solutions according to Figures 2 and 3 - extended on the pressure side. The extension extends through the opening 105 and forms the shaft section 94 of the screw rotor 92. Rotor 5 of the friction vacuum pump 1 and rotor 92 of the screw vacuum pump 91 form a unit. Their bearings are labeled 24 and 25. The suction-side bearing 24 is based on the web 49 of the Carrier 51 (as in the embodiments according to Figures 2 and 3). The pressure-side bearing 25 is located in the housing 91 of the pump 90, specifically in the area of the pressure-side stin side of its housing 91. The second rotor 93 of the screw pump 90 is supported on the bearings 107 and 108. The bearing 107 lies in the plane of the bearing 25. The bearing 108 is located at the level of the disk 104. In the vicinity of the bearings 25 and 107, the shaft sections 94 and 95 carry the synchronization gearwheels 111 and 112 which are customary in screw pumps 114, 115 in the shaft sections 94, 95, coolant can be injected from the pressure side.
Bei der Lösung nach Figur 7 handelt es sich um eine kompakte Vakuumpumpe, die sehr niedrige Drücke (Hochvakuum) zu erzeugen vermag und die gegen den Atmosphärendruck verdichtet. An Stelle der Schraubenvakuumpumpe 90 können auch andere Vorvakuumpumpen eingesetzt werden, vorzugsweise axial fördernde Pumpen mit mindestens einer Welle, die - wie bei der beschriebenen Ausführung - von einer Verlängerung der Welle 17 der Reibungspumpe 1 gebildet wird. Solche Pumpen sind beispielsweise Ex- centerschnecken- oder Innenspindelpumpen, wie sie aus der DE-A-198 49 098 bekannt sind. Auch wenn die Wellen dieser Pumpen und damit der innere Rotor 5 der Reibungspumpe 1 nicht mit den bei Pumpen dieser Art üblichen Drehzahlen betrieben werden, wird dennoch - wie weiter vorne bereits erwähnt - der erfindungsgemäße Effekt - Erhöhung der Relativgeschwindigkeit der Pumpstukturen im Förderkanal 37 - erreicht. In Figur 7 ist noch gestrichelt eine Antriebsalternative für die Welle 17, 94 dargestellt. Die Welle 94 ist druckseitig nach außen geführt. Diesem Wellenstumpf ist ein Antriebsmotor 116 zugeordnet. Bei dieser Ausführung kann der Antriebsmotor 21 im Motor-Lagerraum der Reibungspumpe 1 entfallen. The solution according to FIG. 7 is a compact vacuum pump which is able to generate very low pressures (high vacuum) and which compresses against atmospheric pressure. Instead of the screw vacuum pump 90, it is also possible to use other backing pumps, preferably axially delivering pumps with at least one shaft which, as in the embodiment described, is formed by an extension of the shaft 17 of the friction pump 1. Such pumps are, for example, eccentric screw or internal spindle pumps, as are known from DE-A-198 49 098. Even if the shafts of these pumps and thus the inner rotor 5 of the friction pump 1 are not operated at the speeds which are customary in pumps of this type, the effect according to the invention - increasing the relative speed of the pump structures in the delivery channel 37 - is nevertheless achieved, as mentioned earlier , A drive alternative for the shaft 17, 94 is also shown in dashed lines in FIG. The shaft 94 is guided to the outside on the pressure side. A drive motor 116 is assigned to this stub shaft. In this embodiment, the drive motor 21 in the motor storage space of the friction pump 1 can be omitted.

Claims

Axial fördernde ReibungsVakuumpumpePATENTANSPRÜCHE Axial conveying friction vacuum pump
1. Im wesentlichen axial fördernde Reibungsvakuumpumpe (1) mit einem Gehäuse (2) , mit mindestens zwei, rotationssymmetrischen, koaxial im Gehäuse angeordneten Bauteilen (5, 6), deren einander zugewandte, sich während des Betriebs der Pumpe (1) relativ zueinander bewegende Flächen einen Förderkanal (36, 37) mit kreisringförmigem Querschnitt begrenzen und die Gasförderung bewirkende Struktu- • ren tragen, dadurch gekennzeichnet, dass jedem der beiden Bauteile ein Antrieb (21, 33 bzw. 116) zugeordnet ist, welche derart in Betrieb genommen werden können, dass die beiden Bauteile (5, 6) in entgegengesetzter Richtung rotieren.1. Essentially axially promoting friction vacuum pump (1) with a housing (2), with at least two, rotationally symmetrical, coaxially arranged in the housing components (5, 6), the mutually facing, during the operation of the pump (1) moving relative to each other Delimit surfaces of a delivery channel (36, 37) with an annular cross-section and carry structures that effect gas delivery, characterized in that each of the two components is assigned a drive (21, 33 or 116) which can be put into operation in this way that the two components (5, 6) rotate in the opposite direction.
2. Pumpe nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass ein innerer Rotor (5) und ein äußerer, den inneren Rotor (5) umgebender Rotor (6) die beiden Bauteile bilden und dass mindestens die Außenfläche des inneren Rotors (5) und/oder die Innenflä- ehe des äußeren Rotors (6) die Gasförderung bewirkende Strukturen (18 bzw. 28) tragen.2. Pump according to claim 2, characterized in that an inner rotor (5) and an outer, the inner rotor (5) surrounding rotor (6) form the two components and that at least the outer surface of the inner rotor (5) and / or the interior Before the outer rotor (6) carries the gas production structures (18 or 28).
3. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auch die Außenfläche des äußeren Rotors (6) und/oder die Innenfläche des Gehäuses (2) die Gasförderung bewirkende Strukturen (29. bzw. 30, 58, 102) tragen.3. Pump according to claim 2, characterized in that also the outer surface of the outer rotor (6) and / or the inner surface of the housing (2) carry the structures producing the gas (29 or 30, 58, 102).
4. Pumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3 , dadurch gekennzeichnet, dass sie ein- oder zweiflutig ausgebildet ist und das Förderkanäle (36, 37 bzw. 36a, 37a; 36b, 37b) parallel von den zu fördernden Gase durchströmt sind.4. Pump according to claim 1, 2 or 3, characterized in that it is of single or double flow and the delivery channels (36, 37 or 36a, 37a; 36b, 37b) are flowed through in parallel by the gases to be delivered.
5. Pumpe nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dass Bestandteile der beiden Rotoren (5, 6) jeweils mehrere ineinander greifende Zylinderabschnitte (74, 75, 76 bzw. 78, 79, 80) sind, wobei die jeweils einander zugewandten, sich während des Betriebs der Pumpe (1) relativ zueinander bewegenden Flächen jeweils einen Förderkanal (82, 83, 84, 85, 86, 77) mit kreisringförmigen Querschnitt begrenzen und die Gasförderung bewirkende Strukturen tragen.5. Pump according to claim 4, characterized in that components of the two rotors (5, 6) are each a plurality of intermeshing cylinder sections (74, 75, 76 and 78, 79, 80), the facing each other, during the When the pump (1) is operating relative to one another, each delimit a delivery channel (82, 83, 84, 85, 86, 77) with an annular cross-section and support structures that effect the gas delivery.
6. Pumpe nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass Scheiben (71 bzw. 72) die paarweise ineinander greifenden Zylinder tragen.6. Pump according to claim 5, characterized in that disks (71 and 72) carry the pairs of interlocking cylinders.
7. Pumpe nach Anspruch 4, 5.oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Förderkanal (36, 77) mit Pumpstrukturen ausgerüstet ist, die. die Funktion einer dynamischen Dichtung haben.7. Pump according to claim 4, 5. or 6, characterized in that the outer delivery channel (36, 77) with Pump structures is equipped that. have the function of a dynamic seal.
8. Pumpe nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche des Gehäuses die Pumpenstrukturen (58) trägt und dass Bestandteile der Außenfläche des Rotors (5, 6) eine Armierung (59) ist.8. Pump according to claim 7, characterized in that the inner surface of the housing carries the pump structures (58) and that components of the outer surface of the rotor (5, 6) is a reinforcement (59).
9. Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei parallel betriebene, mit Schaufeln ausgerüstete Turbomolekularpumpenstufen und eine Molekularpumpenstufe axial hintereinander angeordnet sind.9. Pump according to claim 4, characterized in that two parallel operated, equipped with blades turbomolecular pump stages and a molecular pump stage are arranged axially one behind the other.
10. Pumpe nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderkanäle (36, 37) hintereinander angeordnet sind.10. Pump according to one of claims 1, 2 or 3, characterized in that the delivery channels (36, 37) are arranged one behind the other.
11. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch . gekennzeichnet, dass Bestandteil des Rotors (5) eine Welle (17) und Bestandteil des Rotors (6) ein Zylinder (27) ist und dass Welle (17) und Zylinder (27) stirnseitig gelagert sind.11. Pump according to one of claims 1 to 10, characterized. characterized in that part of the rotor (5) is a shaft (17) and part of the rotor (6) is a cylinder (27) and that the shaft (17) and cylinder (27) are supported on the end face.
12. Pumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass Welle (17) und Zylinder (7) stirnseitig derart angetrieben sind, dass die beiden Antriebsmotoren einander gegenüber liegen.12. Pump according to claim 11, characterized in that the shaft (17) and cylinder (7) are driven on the end face such that the two drive motors lie opposite one another.
13. Pumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass Rotor (5) und Rotor (6) fliegend gelagert sind. 13. Pump according to claim 11, characterized in that the rotor (5) and rotor (6) are overhung.
14. Pumpe nach Anspruch 13 , dadurch gekennzeichnet, dass Rotor ( 5 ) und Rotor ( 6) auf der selben Stirnseite fliegend gelagert und angetrieben sind.14. Pump according to claim 13, characterized in that the rotor (5) and rotor (6) are overhung and driven on the same end face.
15. Pumpe nach einem der Ansprüche 11 bis 14 , dadurch gekennzeichnet , dass stirnseitige Deckel mit Trägern ( 14, 15 , 51) ausgerüstet sind, auf denen sich Rotorlager und Bestandteile der Antriebsmotoren15. Pump according to one of claims 11 to 14, characterized in that end covers are equipped with supports (14, 15, 51) on which there are rotor bearings and components of the drive motors
(21 , 33 ) abstützen.Support (21, 33).
16. Pumpe nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (27) auf einer oder auf beiden Seiten Glockenform hat und dass sich die Lager- und Antriebsmittel in dem von der bzw. den Glocken gebildeten Raum befinden.16. Pump according to one of claims 11 to 15, characterized in that the cylinder (27) has a bell shape on one or on both sides and that the bearing and drive means are in the space formed by the bell or bells.
17. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (17) des Rotors (5) mit Hilfe eines Innenläufermotors (21) und der Zylinder (27) des Rotors (6) mit einem Außenläufermotor (33) angetrieben wird.17. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft (17) of the rotor (5) is driven by means of an internal rotor motor (21) and the cylinder (27) of the rotor (6) is driven by an external rotor motor (33).
18. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Lager (24, 25, 31, 32) als Magnetlager ausgebildet sind.18. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that at least some of the bearings (24, 25, 31, 32) are designed as magnetic bearings.
19. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer Vorvakuumpumpe (90) ausgerüstet ist. 19. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that it is equipped with a backing pump (90).
20. Pumpe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorvakuumpumpe eine Welle (94) aufweist, das die Welle (17) der Pumpe (1) durch das Gehäuse (2) der Pumpe (1) heraus geführt ist und gleichzeitig die Welle (94) der Vorvakuumpumpe bildet.20. Pump according to claim 19, characterized in that the backing pump has a shaft (94), the shaft (17) of the pump (1) through the housing (2) of the pump (1) is guided out and at the same time the shaft ( 94) the backing pump forms.
21. Pumpe nach Anspruch 20 , dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (94) der Vorvakuumpumpe (90) vom Antriebsmotor (21) der Welle (17) angetrieben wird.21. Pump according to claim 20, characterized in that the shaft (94) of the backing pump (90) is driven by the drive motor (21) of the shaft (17).
22. Pumpe nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorvakuumpumpe (90) einen Antriebsmotor (116) für die Welle (94) aufweist und dass die22. Pump according to claim 20, characterized in that the backing pump (90) has a drive motor (116) for the shaft (94) and that
Welle (17) der Pumpe (1) vom Antriebsmotor (116) angetrieben wird.Shaft (17) of the pump (1) is driven by the drive motor (116).
23. Pumpe nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (91) der Vorvakuumpumpe (90) am Gehäuse (2) der Pumpe (1) angeflanscht ist und dass die Durchtrittsöffnung (105) für die Welle (17) den Auslass (4) der Pumpe (1) und den Einlass der Vorvakuumpumpe (90) bildet.23. Pump according to one of claims 19 to 22, characterized in that the housing (91) of the backing pump (90) is flanged to the housing (2) of the pump (1) and that the passage opening (105) for the shaft (17) forms the outlet (4) of the pump (1) and the inlet of the backing pump (90).
24. Pumpe nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Lager (24, 25) für den Rotor (5) vorgesehen sind und dass sich eines der Lager in der Vorvakuumpumpe (90) befindet.24. Pump according to one of claims 19 to 23, characterized in that two bearings (24, 25) are provided for the rotor (5) and that one of the bearings is in the backing pump (90).
25. Pumpe nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorvakuumpumpe (90) eine Zweiwellenvakuumpumpe ist. 25. Pump according to one of claims 19 to 24, characterized in that the backing pump (90) is a two-shaft vacuum pump.
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