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JP7670752B2 - Vacuum pump with Holweck pump stage having variable Holweck geometry - Patents.com - Google Patents
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Vacuum pump with Holweck pump stage having variable Holweck geometry - Patents.com Download PDF

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Description

本発明は、少なくとも1つのホルベックポンプ段を有する、請求項1の上位概念に記載の、ここでは単にポンプとも称される真空ポンプ、特にターボ分子真空ポンプに関する。 The invention relates to a vacuum pump, in particular a turbomolecular vacuum pump, also referred to simply as a pump herein, according to the preamble of claim 1, which has at least one Holweck pump stage.

真空ポンプは、様々な技術分野で用いられる。必要に応じて、真空ポンプは、1つ又は複数のポンプ段を有してよい。一般的に、ホルベックポンプ段は、分子真空ポンプの分類に属し、位置固定のホルベックステータに対して相対的にホルベックロータを回転させることによって分子流を発生させる。基本的に、真空ポンプは、1つ又は複数のホルベックポンプ段を有してよく、この場合、複数のホルベックポンプ段は、互いに直列でも並列でも運転できる。典型的には、ホルベックポンプ段は、ターボ分子真空ポンプに用いられ、この場合、ホルベックポンプ段は、流れ方向で1つ又は複数のターボ分子ポンプ段に後置されている。 Vacuum pumps are used in various technical fields. Depending on the requirements, a vacuum pump may have one or more pump stages. Generally, Holweck pump stages belong to the category of molecular vacuum pumps, which generate a molecular flow by rotating a Holweck rotor relative to a fixed Holweck stator. In principle, a vacuum pump may have one or more Holweck pump stages, which can be operated in series or in parallel with each other. Typically, Holweck pump stages are used in turbomolecular vacuum pumps, where the Holweck pump stage is followed in the flow direction by one or more turbomolecular pump stages.

ホルベックポンプ段は、通常、ホルベックロータとホルベックステータとを有し、この場合、ホルベックロータは、ロータシャフトを有し、ロータシャフトに、例えばディスク状のホルベックハブによって、1つ又は複数のホルベックロータスリーブが同心に設けられている。ホルベックステータスリーブには、単条又は多条のホルベックねじ部が設けられている。圧送されるべき気体分子は、ホルベックステータに対して相対的なホルベックロータの回転運動によって、ねじ条部に沿ってそれぞれのホルベックポンプ段の吸気口から排気口へ圧送される。ねじ条部は、ねじ溝の形態で、ウェブの壁によって画定された螺旋状に周回するホルベックチャネルを有し、ロータスリーブがステータスリーブに対して相対的に回転すると、ねじ溝内で気体分子が圧送される。 A Holbeck pump stage typically comprises a Holbeck rotor and a Holbeck stator, where the Holbeck rotor comprises a rotor shaft on which one or more Holbeck rotor sleeves are concentrically mounted, for example by means of a disk-shaped Holbeck hub. The Holbeck stator sleeve is provided with a single-start or multiple-start Holbeck thread. The gas molecules to be pumped are pumped along the thread from the inlet to the outlet of the respective Holbeck pump stage by the rotational movement of the Holbeck rotor relative to the Holbeck stator. The thread has a helically circulating Holbeck channel in the form of a screw groove defined by the walls of the web, in which the gas molecules are pumped when the rotor sleeve rotates relative to the stator sleeve.

さらに、複数のホルベックポンプ段が互いに同心に配置されていて、互いに内側に係合しているいわゆる「折り畳みタイプの」ホルベック配置構造が公知であるので、半径方向に直接的に連続するホルベックポンプ段のポンピング方向は、互いに逆向きである。したがって、流れ方向に連続する2つのホルベックポンプ段、すなわち(半径方向)外側のホルベックポンプ段及び(半径方向)内側のホルベックポンプ段は、両側にホルベックねじ部をそれぞれ具備する共通のホルベックステータを有してよく、ホルベックステータは、半径方向に2つのロータスリーブの間に位置する。 Furthermore, so-called "folded" Holbeck arrangements are known in which several Holbeck pump stages are arranged concentrically with one another and engage with one another inwardly, so that the pumping directions of directly successive Holbeck pump stages in the radial direction are opposite to one another. Thus, two successive Holbeck pump stages in the flow direction, i.e. the (radially) outer Holbeck pump stage and the (radially) inner Holbeck pump stage, may have a common Holbeck stator with a Holbeck thread on each side, which is located radially between the two rotor sleeves.

基本的に、ホルベック幾何形状及び特にホルベックねじ部の構成は、例えばホルベックポンプ段の排気速度及び/又は圧縮性能並びにポンプモータの消費電力などのホルベックポンプ段の特性値に影響を及ぼす。しかし、通常、ホルベック幾何形状は、ホルベックステータスリーブの軸方向の延伸長さにわたって変化しないので、テーマとなる特性値は、ポンプを設計するときに制限された範囲でしか調整できない。 Essentially, the Holweck geometry and in particular the configuration of the Holweck thread influence the characteristic values of the Holweck pump stage, such as the pumping speed and/or compression performance of the Holweck pump stage as well as the power consumption of the pump motor. However, since the Holweck geometry usually does not change over the axial extension length of the Holweck stator sleeve, the characteristic values in question can only be adjusted to a limited extent when designing the pump.

ポンプを設計するときに、例えば排気速度及び/又は圧縮性能並びに消費電力などの、ホルベックポンプ段の特性値に関してより多くの構成の余地を持たせるために、ホルベックポンプ段のホルベックステータは、複数の別個のスリーブ部分によって形成されてよく、これらのスリーブ部分は、ポンピング方向で軸方向に相前後して又は互いに直接的に隣接して配置されている。この場合、個々のスリーブ部分は、例えばウェブの数又はウェブによって形成されたねじ条について異なってよく、これにより、テーマとなる特性値に影響が及ぼされる。 In order to allow more design latitude when designing the pump with regard to the characteristic values of the Holweck pump stage, such as, for example, the pumping speed and/or the compression performance and the power consumption, the Holweck stator of the Holweck pump stage can be formed by a number of separate sleeve sections, which are arranged axially one after the other in the pumping direction or directly adjacent to one another. In this case, the individual sleeve sections can differ, for example, with regard to the number of webs or the threads formed by the webs, which influences the characteristic values in question.

しかし、ホルベックステータスリーブの軸方向の延伸長さには、例えば製造及び組立上の理由から下限がある。したがって、ホルベックステータスリーブは、ある程度の最小の軸方向の延伸長さを下回ってはならないので、ホルベックポンプ段の特性値は、例えばより大きな数のウェブ及び/又は別のねじピッチを有する他のスリーブ部分をスリーブ部分と交換することによって比較的大きなステップで変更することしかできない。 However, there is a lower limit to the axial extension length of the Holweck stator sleeve, e.g. for manufacturing and assembly reasons. The Holweck stator sleeve must therefore not fall below a certain minimum axial extension length, so that the characteristic values of the Holweck pump stage can only be changed in relatively large steps, e.g. by replacing the sleeve part with another sleeve part having a larger number of webs and/or a different thread pitch.

したがって、本発明の基礎をなす課題は、冒頭で述べた方式の真空ポンプを改良して、ホルベックポンプ段の特性値を比較的小さなステップで又は微調整して変化できるようにすることである。 The object of the present invention is therefore to improve a vacuum pump of the type mentioned at the beginning in such a way that the characteristic values of the Holweck pump stages can be varied in relatively small steps or with fine adjustment.

この課題は、請求項1の特徴を有する真空ポンプによって、特に、ワンピースに構成されたステータスリーブで、ホルベックねじ部のねじ部幾何形状が、ステータスリーブの軸方向の延伸長さにわたって変化することによって解決される。特に、本発明によれば、ワンピースに構成されたステータスリーブで、ウェブの数と、ねじピッチと、ねじ溝の幅と、ウェブの幅と、溝底上のウェブの高さとからなるねじ部パラメータの群のうちのホルベックねじ部の少なくとも1つのねじ部パラメータが、ステータスリーブの軸方向の延伸長さにわたって変化する、ことが想定されている。 This problem is solved by a vacuum pump having the features of claim 1, in particular in a one-piece stator sleeve, in which the thread geometry of the Holweck thread varies over the axial extension length of the stator sleeve. In particular, it is envisaged according to the invention that in a one-piece stator sleeve, at least one thread parameter of the Holweck thread from the group of thread parameters consisting of the number of webs, the thread pitch, the width of the thread groove, the width of the webs and the height of the webs above the groove base varies over the axial extension length of the stator sleeve.

例えば、予備真空側又はホルベックポンプ段の排気口で圧縮性能を高くするために、及び高真空側又はホルベックポンプ段の吸気口で圧縮性能を低くするために又は排気速度を高くするために、ステータスリーブは、ホルベックポンプ段の排気口で、例えば比較的小さな軸方向の延伸長さを有するねじ部部分を有し、このねじ部部分では、ウェブの数又はねじ溝の数は、これより上流側に位置するねじ部分における数よりも大きい。排気口側のねじ部部分の高さ寸法又は軸方向の延伸長さは、ステータスリーブのワンピース構造に基づいて、ほぼ任意に小さく形成できるので、したがって、ホルベックポンプ段の排気口における圧縮性能を比較的小さなステップで変化させることができる。このことは、特に、ステータスリーブの軸方向の延伸長さにわたって、ウェブの数だけでなく、例えば付加的にねじピッチ及び/又はねじ溝の幅も変化するとき、並びにウェブの幅がステータスリーブの軸方向の延伸長さにわたって変化するときに当てはまる。 For example, in order to achieve a high compression performance at the pre-vacuum side or at the outlet of the Holbeck pump stage, and a low compression performance or a high pumping speed at the high vacuum side or at the inlet of the Holbeck pump stage, the stator sleeve has a threaded section at the outlet of the Holbeck pump stage, for example with a relatively small axial extension, in which the number of webs or the number of thread grooves is greater than in the threaded section located upstream from it. The height dimension or axial extension of the threaded section on the outlet side can be made almost arbitrarily small due to the one-piece structure of the stator sleeve, so that the compression performance at the outlet of the Holbeck pump stage can be changed in relatively small steps. This applies in particular when not only the number of webs but also, for example, the thread pitch and/or the width of the thread grooves change over the axial extension of the stator sleeve, as well as when the width of the webs changes over the axial extension of the stator sleeve.

さらに、比較的小さな軸方向の延伸長さを有するホルベックポンプ段の特性値も修正できる。というのも、比較的小さな高さ寸法を有するステータスリーブでも、ステータスリーブの軸方向の延伸長さにわたって少なくとも1つのねじ部パラメータが変化するように構成できるからである。その一方で、比較的小さい軸方向延伸長さを有するこのようなステータスリーブでは、軸方向に相前後して配置されるべき別個の2つのスリーブ部分からなるステータスリーブのマルチピースの構成は排除されている。というのも、製造及び/又は組立技術的な理由からスリーブ部分の最小の軸方向延伸長さを下回ってはならないからである。 Furthermore, the characteristic values of Holweck pump stages with a relatively small axial extension can also be modified, since even stator sleeves with a relatively small height dimension can be configured so that at least one thread parameter varies over the axial extension of the stator sleeve. On the other hand, for such stator sleeves with a relatively small axial extension, a multi-piece configuration of the stator sleeve consisting of two separate sleeve parts to be arranged axially one after the other is excluded, since for manufacturing and/or assembly technical reasons the minimum axial extension of the sleeve parts must not be exceeded.

以下、ここで本発明の好適な実施形態について述べる。更なる実施形態は、従属請求項、図面の記載及び図面自体からも明らかである。 Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described. Further embodiments are evident from the dependent claims, the description of the drawings and the drawings themselves.

したがって、一実施形態によれば、ホルベックねじ部は、軸方向でステータスリーブの第1の高さ寸法にわたって延在する第1のねじ部部分、第1のねじ部部分の下流側で、軸方向でステータスリーブの第2の高さ寸法にわたって延在する第2のねじ部部分及び/又は第2のねじ部部分の下流側で、軸方向でステータスリーブの第3の高さ寸法にわたって延在する少なくとも1つの第3のねじ部部分を有し、3つのねじ部部分のうちの少なくとも1つのねじ部部分と、3つのねじ部部分のうちの別のねじ部部分とは、ねじ部パラメータの群のうちの少なくとも1つのねじ部パラメータにおいて異なる、ことが想定され得る。 Thus, according to one embodiment, the Holweck thread has a first thread portion extending axially across a first height dimension of the stator sleeve, a second thread portion extending axially across a second height dimension of the stator sleeve downstream of the first thread portion, and/or at least one third thread portion extending axially across a third height dimension of the stator sleeve downstream of the second thread portion, and at least one of the three thread portions differs from another of the three thread portions in at least one thread parameter of the group of thread parameters.

したがって、例えば例示的な一実施形態によれば、第3のねじ部部分におけるウェブの数は、第2のねじ部部分における数よりも大きくてよく、特に、第3のねじ部部分におけるウェブの数は、第2のねじ部部分における数の2倍の大きさである、ことが想定され得る。したがって、ホルベックポンプ段の予備真空側又は排気口で、ウェブの数ひいてはねじ溝の数は、ホルベックポンプ段の吸気口における数よりも大きいことによって、ホルベックポンプ段の排気口で、ホルベックポンプ段の吸気口よりも高い圧縮性能を実現できる。同様に、第3のねじ部部分におけるウェブの数は、第2のねじ部部分における数よりも大きいことによって、ホルベックポンプ段の高真空側又は吸気口において、ホルベックポンプ段の排気口よりも高い排気速度を達成できる。 Thus, for example, according to an exemplary embodiment, it can be envisaged that the number of webs in the third threaded portion may be greater than the number in the second threaded portion, in particular that the number of webs in the third threaded portion is twice as large as the number in the second threaded portion. Thus, the number of webs and therefore the number of thread grooves is greater at the pre-vacuum side or outlet of the Holbeck pump stage than at the inlet of the Holbeck pump stage, so that a higher compression performance can be achieved at the outlet of the Holbeck pump stage than at the inlet of the Holbeck pump stage. Similarly, the number of webs in the third threaded portion is greater than the number in the second threaded portion, so that a higher pumping speed can be achieved at the high vacuum side or inlet of the Holbeck pump stage than at the outlet of the Holbeck pump stage.

この場合、体積流量、すなわち単位時間あたりねじ溝の横断面を通って圧送できる体積が排気速度とみなされる。圧縮性能は、好適には部品長さに関連する、すなわち構造長さあたりの圧縮性能に合わせたものである。この場合、それぞれのねじ部部分によって、それぞれの下流側に位置する端部で達成できる圧縮率を圧縮性能とみなすことができる。換言すると、圧縮性能は、それぞれのねじ溝の吸気口と排気口との間の圧力比を表す。 In this case, the volumetric flow rate, i.e. the volume that can be pumped through the cross section of the thread per unit time, is considered as the pumping speed. The compression performance is preferably related to the part length, i.e. adjusted to the compression performance per structural length. In this case, the compression ratio that can be achieved by each threaded section at its downstream end can be considered as the compression performance. In other words, the compression performance represents the pressure ratio between the inlet and outlet of each threaded section.

第2のねじ部部分におけるウェブの数は、第1のねじ部部分におけるウェブの数よりも大きくてもよいが、このことは、ウェブの数が、ホルベックポンプ段の吸気口から出発して排気口の方へ同一のステップで漸増することを意味し、しかも、第2のねじ部部分におけるウェブの数は、第1のねじ部部分におけるウェブの数と同一であってもよいので、この観点で見ると、ステータスリーブは、ある意味、異なるウェブ数を有する2つのねじ部部分のみを有する。 The number of webs in the second threaded portion may be greater than the number of webs in the first threaded portion, meaning that the number of webs increases in equal steps starting from the inlet of the Holweck pump stage towards the outlet, and the number of webs in the second threaded portion may be the same as the number of webs in the first threaded portion, so that in this respect the stator sleeve has in a sense only two threaded portions with different numbers of webs.

別の一実施形態によれば、第3のねじ部部分におけるねじ溝の幅は、第2のねじ部部分における幅よりも小さい、ことが想定され得る。この場合、特に、第3のねじ部部分におけるねじ溝の幅は、第2のねじ部部分における幅の半分以下の小ささである、ことが想定され得る。例えばホルベックステータスリーブが、ホルベックポンプ段の吸気口から排気口まで延在する、螺旋状に周回するウェブの第1のセットを有するとき、第3のねじ部部分における、これにより形成されるねじ溝に、付加的なウェブが形成されてよく、付加的なウェブによって、これらのウェブと第1のセットのウェブとの相互間隔が低減される。 According to another embodiment, it may be envisaged that the width of the thread groove in the third thread portion is smaller than the width in the second thread portion. In this case, it may be envisaged in particular that the width of the thread groove in the third thread portion is less than half the width in the second thread portion. For example, when the Holweck stator sleeve has a first set of spirally circumferential webs extending from the inlet to the outlet of the Holweck pump stage, additional webs may be formed in the thread groove formed thereby in the third thread portion, which reduces the mutual spacing between these webs and the first set of webs.

別の一実施形態によれば、第2のねじ部部分におけるねじ溝の幅は、第1のねじ部部分におけるねじ溝の幅と同一の大きさであるので、ホルベックポンプ段は、この場合、効果的に、異なるねじ溝幅を有する2つのねじ部部分のみを有する、ことが想定され得る。 According to another embodiment, the width of the thread groove in the second thread portion is the same as the width of the thread groove in the first thread portion, so that it can be envisaged that the Holweck pump stage in this case effectively has only two thread portions with different thread groove widths.

既に前述したように、一実施形態によれば、第2のねじ部部分におけるウェブの数は、第1のねじ部部分における数よりも多い、ことが想定され得る。ウェブ幅が同一の場合、このことは、第3のねじ部部分におけるねじ溝の幅が、第1のねじ部部分における幅よりも著しく小さく、これにより、圧縮性能は、ホルベックポンプ段の排気口へ向けて増加し、その一方で、ホルベックポンプ段の吸気口へ向けて排気速度が増加する傾向にあることを意味する。 As already mentioned above, according to one embodiment, it can be envisaged that the number of webs in the second threaded section is greater than in the first threaded section. For the same web width, this means that the width of the thread groove in the third threaded section is significantly smaller than in the first threaded section, which means that the compression performance increases towards the exhaust of the Holweck pump stage, while the exhaust velocity tends to increase towards the intake of the Holweck pump stage.

第3のねじ部部分におけるウェブの数が、第2のねじ部部分における数よりも大きい実施形態に対して付加的に又は代替的に、別の一実施形態によれば、第1のねじ部部分におけるウェブの数も第2のねじ部部分における数よりも大きい、ことが想定され得る。この場合特に、第1のねじ部部分におけるウェブの数は、第3のねじ部部分におけるウェブの数と同一の大きさである、ことが想定され得る。換言すると、この実施形態では、中央の第2のねじ部部分におけるねじ溝の数が、吸気口側及び排気口側の第1及び第3のねじ部部分における数よりも小さい、ことが想定され得る。 Additionally or alternatively to the embodiment in which the number of webs in the third threaded portion is greater than the number in the second threaded portion, according to another embodiment, it can be envisaged that the number of webs in the first threaded portion is also greater than the number in the second threaded portion. In particular, in this case, it can be envisaged that the number of webs in the first threaded portion is of the same magnitude as the number of webs in the third threaded portion. In other words, in this embodiment, it can be envisaged that the number of thread grooves in the central second threaded portion is less than the number in the first and third threaded portions on the inlet and outlet sides.

これに対して代替的に、中央の第2のねじ部部分におけるねじ溝の数が、吸気口側及び排気口側における第1及び第3のねじ部部分における数よりも大きい、ことが想定され得る。 Alternatively, it may be envisaged that the number of thread grooves in the second central threaded portion is greater than the number in the first and third threaded portions on the intake and exhaust sides.

全てのねじ溝の溝底は、円筒形の側面上に位置してよいが、しかし、ホルベックポンプ段の排気口へ向けて排気速度が増加することが所望されるべきであり、したがって別の一実施形態によれば、溝底が、3つのねじ部部分のうちの少なくとも1つにおいて円錐形に形成された底包絡線を設定する、ことが想定され得る。この場合特に、溝底が、3つのねじ部部分のうちの少なくとも1つにおいて別のねじ部部分における角度とは別の角度を有するテーパ角を設定する、ことが想定され得る。 The groove bottoms of all the thread grooves may be located on the cylindrical side, but it should be desired that the pumping speed increases towards the exhaust of the Holweck pump stage, and therefore according to another embodiment it can be envisaged that the groove bottoms set a conically formed bottom envelope in at least one of the three threaded sections. In this case it can be envisaged in particular that the groove bottoms set a taper angle in at least one of the three threaded sections that has an angle different from the angle in the other threaded sections.

したがって、例えば、第1のねじ部部分におけるテーパ角は、第2のねじ部部分及び/又は第3のねじ部部分におけるテーパ角よりも小さくてよく、このことは、ホルベックポンプ段の排気口へ向けて第1のねじ部部分における底包絡線が、第2のねじ部部分又は第3のねじ部部分における底包絡線よりも小さく先細りになっている、ことを意味する。この構成は、特に、ホルベックポンプ段が第1のねじ部部分の下流側の端部に中間吸気口を有すると有利であると証明できる。というのも、この場合、中間吸気口において、排気速度の増加を回避できるからである。 Thus, for example, the taper angle in the first threaded section may be smaller than the taper angle in the second and/or third threaded section, which means that the bottom envelope of the first threaded section tapers less towards the outlet of the Holweck pump stage than the bottom envelope of the second or third threaded section. This configuration may prove to be advantageous, in particular, if the Holweck pump stage has an intermediate inlet at the downstream end of the first threaded section, since in this case an increase in the pumping speed at the intermediate inlet can be avoided.

別の一実施形態によれば、それぞれのねじ部部分の高さ寸法は、ステータスリーブの軸方向延伸長さ全体の15%から50%、好ましくは25%から40%、特に好ましくは30%から35%とする、ことが想定され得る。特に、ねじ部部分ののうちの1つの高さ寸法は、ステータスリーブの軸方向延伸長さのわずか30~35%である、要するに、対象とするねじ部部分が、比較的小さな軸方向延伸長さを有するとき、例えばホルベックポンプ段の排気速度、圧縮性能及び/又は消費電力などの特性値を比較的小さなステップで適合させることができる。 According to another embodiment, it can be envisaged that the height dimension of each threaded portion is 15% to 50%, preferably 25% to 40%, particularly preferably 30% to 35% of the total axial extension length of the stator sleeve. In particular, the height dimension of one of the threaded portions is only 30-35% of the axial extension length of the stator sleeve, i.e. when the threaded portion in question has a relatively small axial extension length, characteristic values such as, for example, the pumping speed, compression performance and/or power consumption of a Holweck pump stage can be adapted in relatively small steps.

単段のホルベックポンプでは、一般的に、ステータスリーブは、ロータスリーブを取り囲む。したがって、この場合、ホルベックねじ部は、ステータスリーブに設けられた雌ねじ部として構成されている。これに対して、ロータスリーブがステータスリーブを取り囲むとき、この場合には、ホルベックねじ部は、ステータスリーブに設けられた雄ねじ部として構成される。 In a single stage Holweck pump, the stator sleeve generally surrounds the rotor sleeve. In this case, the Holweck thread is therefore configured as an internal thread on the stator sleeve. In contrast, when the rotor sleeve surrounds the stator sleeve, the Holweck thread is then configured as an external thread on the stator sleeve.

しかも、別の一実施形態によれば、真空ポンプは、冒頭で記述したように「折り畳みタイプの」ホルベック配置構造を有してもよい。この場合、ホルベックロータは、内側のロータスリーブと、内側のロータスリーブを同心に取り囲む外側のロータスリーブとを有し、これに対して、ホルベックステータは、外側のロータスリーブを同心に取り囲む外側のステータスリーブと、内側ロータスリーブを同心に取り囲む内側のステータスリーブとを有する。この場合、ホルベックねじ部は、外側のステータスリーブに設けられた雌ねじ部、内側のステータスリーブに設けられた雌ねじ部及び/又は内側のステータスリーブに設けられた雄ねじ部として構成されている。 Moreover, according to another embodiment, the vacuum pump may have a "folded" Holweck arrangement as described above. In this case, the Holweck rotor has an inner rotor sleeve and an outer rotor sleeve concentrically surrounding the inner rotor sleeve, whereas the Holweck stator has an outer stator sleeve concentrically surrounding the outer rotor sleeve and an inner stator sleeve concentrically surrounding the inner rotor sleeve. In this case, the Holweck thread is configured as an internal thread on the outer stator sleeve, an internal thread on the inner stator sleeve and/or an external thread on the inner stator sleeve.

別の実施形態によれば、ステータスリーブは、第1及び/又は第3のねじ部部分の代わりに、ねじ部を有しない円筒形の側面を有する部分を形成し、この部分には、付加的な部品として、ねじ部部分を有する別個に取扱い可能な環体が嵌め込まれていて、環体は、少なくとも第2のねじ部部分と共に、ステータスリーブのホルベックねじ部を形成し、この場合、環体のねじ部部分は、第2のねじ部部分とは、前述のねじ部パラメータの群のうちの少なくとも1つのねじ部パラメータにおいて異なる、ことが想定され得る。付加的に、環体のねじ部部分の溝底が、円錐形の底包絡線を設定し、この場合、底包絡線は、ホルベックポンプ段の排気口へ向けて先細になっている、ことが想定され得る。 According to another embodiment, it can be envisaged that the stator sleeve forms, instead of the first and/or third threaded portion, a portion with a cylindrical side without threads, into which a separately handleable annular body with a threaded portion is fitted as an additional part, which, together with at least the second threaded portion, forms the Holweck thread of the stator sleeve, in which case the threaded portion of the annular body differs from the second threaded portion in at least one threaded parameter of the aforementioned group of threaded parameters. Additionally, it can be envisaged that the groove bottom of the threaded portion of the annular body defines a conical bottom envelope, in which case the bottom envelope tapers towards the exhaust of the Holweck pump stage.

以下、本発明を、添付の図面を参照して記述する。 The present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.

ターボ分子ポンプの斜視図を示す。FIG. 1 shows a perspective view of a turbomolecular pump. 図1のターボ分子ポンプの下面図を示す。FIG. 2 shows a bottom view of the turbomolecular pump of FIG. 図2に示された切断線A-Aに沿ったターボ分子ポンプを断面図で示す。3 shows a cross-sectional view of the turbomolecular pump taken along section line AA shown in FIG. 2. 図2に示された切断線B-Bに沿ったターボ分子ポンプを断面図で示す。3 shows a cross-sectional view of the turbomolecular pump taken along section line BB shown in FIG. 2. 図2に示された切断線C-Cに沿ったターボ分子ポンプを断面図で示す。3 shows a cross-sectional view of the turbomolecular pump taken along section line CC shown in FIG. 2. 従来のホルベックステータスリーブの概略展開図を示す。1 shows a schematic development of a conventional Holweck Sterling sleeve. 本発明によるホルベックステータスリーブの一実施形態の概略展開図を示す。1 shows a schematic exploded view of one embodiment of a Holweck Stator Sleeve according to the present invention. 本発明によるホルベックステータスリーブの別の実施形態の概略展開図を示す。1 shows a schematic exploded view of another embodiment of a Holweck Stator Sleeve according to the present invention. 本発明によるホルベックステータスリーブのさらに別の実施形態の概略展開図を示す。1 shows a schematic exploded view of yet another embodiment of a Holweck Stator Sleeve according to the present invention. 別の実施形態による、本発明に従って構成されたホルベックステータスリーブを有する、折り畳みタイプのホルベックポンプ段の概略断面図を示す。2 shows a schematic cross-sectional view of a folded-type Holweck pump stage having a Holweck stator sleeve constructed in accordance with the present invention according to another embodiment. 図10のホルベックポンプ段における排気速度を説明するための線図を示す。FIG. 11 is a diagram for explaining the pumping speed in the Holweck pump stage of FIG. 10. さらに別の実施形態による、折り畳みタイプのホルベックポンプ段の概略断面図を示す。4 shows a schematic cross-sectional view of a folded type Holweck pump stage according to yet another embodiment.

図1に示されたターボ分子ポンプ111は、吸気口フランジ113によって取り囲まれたポンプ吸気口115を有する。ポンプ吸気口115には、それ自体公知のように、図示されていないレシピエントを接続してよい。レシピエントから到来する気体は、ポンプ吸気口115を介してレシピエントから吸い込まれ、そしてポンプを通ってポンプ排気口117へと圧送できる。ポンプ排気口117には、例えばロータリベーンポンプ等の補助真空ポンプを接続してよい。 The turbomolecular pump 111 shown in FIG. 1 has a pump inlet 115 surrounded by an inlet flange 113. A recipient (not shown) may be connected to the pump inlet 115 in a manner known per se. Gas coming from the recipient can be sucked in through the pump inlet 115 and pumped through the pump to the pump outlet 117. An auxiliary vacuum pump, for example a rotary vane pump, may be connected to the pump outlet 117.

吸気口フランジ113は、図1による真空ポンプの向きでは、真空ポンプ111のハウジング119の上端部を形成する。ハウジング119は、下部分121を有する。下部分121には、側方にエレクトロニクスハウジング123が配置されている。エレクトロニクスハウジング123内には、例えば真空ポンプ内に配置された電動モータ125(図3も参照)を作動させるための、真空ポンプ111の電気的及び/又は電子的な構成要素が収容されている。エレクトロニクスハウジング123には、アクセサリに対する複数の接続部127が設けられている。さらに、データインタフェース129(例えばRS485規格に準拠するもの)及び電流供給接続部131が、エレクトロニクスハウジング123に配置されている。 The inlet flange 113 forms the upper end of the housing 119 of the vacuum pump 111 in the orientation of the vacuum pump according to FIG. 1. The housing 119 has a lower part 121, on which an electronics housing 123 is arranged laterally. In the electronics housing 123, electrical and/or electronic components of the vacuum pump 111 are accommodated, for example for operating an electric motor 125 (see also FIG. 3) arranged in the vacuum pump. The electronics housing 123 is provided with a number of connections 127 for accessories. Furthermore, a data interface 129 (for example according to the RS485 standard) and a current supply connection 131 are arranged on the electronics housing 123.

取り付けられたこの種のエレクトロニクスハウジングを有さずに、外部の駆動エレクトロニクスに接続されるターボ分子ポンプも存在する。 There are also turbomolecular pumps that do not have this type of attached electronics housing, but are connected to external drive electronics.

ターボ分子ポンプ111のハウジング119には、通気用吸気口133が、特に通気弁の形態で設けられている。通気用吸気口133を介して、真空ポンプ111を通気してよい。下部分121の領域には、その上さらに、シールガス接続部135(パージガス接続部とも称される)が配置されている。シールガス接続部135を介して、パージガスを、ポンプによって圧送される気体に対して電動モータ125(例えば図3参照)を防護するために、モータ室137内に送り込んでよい。モータ室137内で、真空ポンプ111に、電動モータ125が収容されている。下部分121には、その上さらに2つの冷却剤接続部139が配置されている。この場合、一方の冷却剤接続部は、冷却剤用の吸気口として、そして他方の冷却剤接続部は、排気口として設けられている。冷却剤は、冷却目的で真空ポンプ内に導入可能である。存在する別のターボ分子真空ポンプ(図示されていない)は、専ら空冷式に運転される。 A ventilation inlet 133, in particular in the form of a ventilation valve, is provided in the housing 119 of the turbomolecular pump 111. Via the ventilation inlet 133, the vacuum pump 111 can be vented. In the region of the lower part 121, a sealing gas connection 135 (also called a purge gas connection) is also arranged. Via the sealing gas connection 135, a purge gas can be fed into the motor chamber 137 in order to protect the electric motor 125 (see, for example, FIG. 3) against the gas pumped by the pump. In the motor chamber 137, the vacuum pump 111 accommodates the electric motor 125. In the lower part 121, two coolant connections 139 are also arranged. In this case, one coolant connection is provided as an intake for the coolant and the other coolant connection is provided as an exhaust. A coolant can be introduced into the vacuum pump for cooling purposes. A separate turbomolecular vacuum pump (not shown) is present and is operated exclusively air-cooled.

真空ポンプの下面141は、ベースとして使用できるので、真空ポンプ111は、下面141を基準に縦置きで運転してよい。しかも、真空ポンプ111は、吸気口フランジ113を介してレシピエントに固定し、したがって、いわば懸架した状態で運転してもよい。さらに、真空ポンプ111は、図1に示されたのとは別の向きで整向されているときでも運転できるように構成してもよい。下面141を下向きではなく、横向きに又は上向きに配置できる真空ポンプの形態も実現可能である。この場合、原則として、任意の角度が考えられる。 The underside 141 of the vacuum pump can be used as a base, so that the vacuum pump 111 can be operated vertically with the underside 141 as a reference. Moreover, the vacuum pump 111 can be fixed to the recipient via the inlet flange 113 and thus operated in a suspended state, so to speak. Furthermore, the vacuum pump 111 can be configured so that it can be operated even when oriented in a different direction than that shown in FIG. 1. Vacuum pump configurations are also possible in which the underside 141 can be arranged not only downwards, but also sideways or upwards. In this case, in principle, any angle is conceivable.

特に図示されたポンプよりも大きな、存在する別のターボ分子真空ポンプ(図示されていない)は、縦置きでは運転できない。 In particular, any other turbomolecular vacuum pumps (not shown) that are larger than the pump shown cannot be operated in a vertical position.

図2に示された下面141には、様々なねじ143がさらに配置されている。これらのねじ143によって、ここでは詳細には特定されない真空ポンプの構成部材が互いに固定されている。例えば、軸受カバー145が下面141に固定されている。 Various screws 143 are further arranged on the underside 141 shown in FIG. 2. These screws 143 secure the vacuum pump components, not specified in detail here, to one another. For example, a bearing cover 145 is secured to the underside 141.

下面141には、固定孔147がさらに配置されている。固定孔147を介して、ポンプ111を、例えば設置面に固定できる。このことは、特に図示されたポンプよりも大きな、存在する別のターボ分子真空ポンプ(図示されていない)では、不可能である。 In the underside 141, furthermore, fastening holes 147 are arranged. Via the fastening holes 147, the pump 111 can be fixed, for example, to a mounting surface. This is not possible with other existing turbomolecular vacuum pumps (not shown), in particular those larger than the pump shown.

図2から図5には、冷却剤管路148が示されている。冷却剤管路148内で、冷却剤接続部139を介して導入及び導出される冷却剤が循環可能である。 2 to 5 show a coolant line 148. In the coolant line 148, a coolant can be circulated that is introduced and discharged via the coolant connection 139.

図3から図5の断面図に示されているように、真空ポンプは、複数のプロセスガスポンプ段を有する。プロセスガスポンプ段は、ポンプ吸気口115に作用するプロセスガスをポンプ排気口117へ圧送するためのものである。 As shown in the cross-sectional views of Figures 3 to 5, the vacuum pump has multiple process gas pump stages. The process gas pump stages are for pumping process gas acting on the pump inlet 115 to the pump outlet 117.

ハウジング119内には、ロータ149が配置されている。ロータ149は、回転軸線151を中心に回転可能なロータシャフト153を有する。 A rotor 149 is disposed within the housing 119. The rotor 149 has a rotor shaft 153 that is rotatable about a rotation axis 151.

ターボ分子ポンプ111は、ポンピング作用を及ぼすように互いに直列に接続された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、ロータシャフト153に固定された半径方向の複数の動翼155と、動翼155同士の間に配置され、そしてハウジング119内に固定された複数の静翼157とを有する。この場合、1枚の動翼155とこれに隣り合う1枚の静翼157とが、それぞれ1つのターボ分子ポンプ段を形成する。静翼157は、スペーサリング159によって、互いに所望の軸方向の間隔を置いて保持されている。 The turbomolecular pump 111 has a number of turbomolecular pump stages connected in series to provide a pumping action. The turbomolecular pump stages have a number of radial rotor blades 155 fixed to the rotor shaft 153 and a number of stator vanes 157 arranged between the rotor blades 155 and fixed within the housing 119. In this case, one rotor blade 155 and one adjacent stator vane 157 each form one turbomolecular pump stage. The stator vanes 157 are held at a desired axial distance from each other by spacer rings 159.

真空ポンプは、半径方向で互いに内外に配置され、そしてポンピング作用を及ぼすように互いに直列に接続されたホルベックポンプ段をさらに有する。ホルベックポンプ段を有しない別のターボ分子真空ポンプ(図示されていない)が存在する。 The vacuum pump further comprises Holweck pump stages arranged radially inside and outside each other and connected in series to provide a pumping action. There are alternative turbomolecular vacuum pumps (not shown) that do not have Holweck pump stages.

ホルベックポンプ段のロータは、ロータシャフト153に配置されたロータハブ161と、ロータハブ161に固定され、そしてこのロータハブ161によって支持される円筒側面状の2つのホルベックロータスリーブ163、165とを有する。ホルベックロータスリーブ163、165は、回転軸線151に対して同軸に配向されていて、そして半径方向で互いに内外に係合している。円筒側面状の2つのホルベックステータスリーブ167、169がさらに設けられている。ホルベックステータスリーブ167、169は、同様に、回転軸線151に対して同軸に配向されていて、そして半径方向で見て互いに内外に係合している。 The rotor of the Holweck pump stage has a rotor hub 161 arranged on the rotor shaft 153 and two Holweck rotor sleeves 163, 165 with cylindrical sides fixed to and supported by the rotor hub 161. The Holweck rotor sleeves 163, 165 are oriented coaxially with respect to the axis of rotation 151 and engage with each other radially. Two Holweck stator sleeves 167, 169 with cylindrical sides are further provided. The Holweck stator sleeves 167, 169 are likewise oriented coaxially with respect to the axis of rotation 151 and engage with each other radially.

ホルベックポンプ段の、ポンピング作用を奏する表面は、側面によって、つまりホルベックロータスリーブ163、165及びホルベックステータスリーブ167、169の半径方向の内側面及び/又は外側面によって形成されている。外側のホルベックステータスリーブ167の半径方向の内側面は、半径方向のホルベック間隙171を形成しつつ、外側のホルベックロータスリーブ163の半径方向の外側面に対向していて、そしてこの外側面と共に、ターボ分子ポンプに後続する第1のホルベックポンプ段を形成する。外側のホルベックロータスリーブ163の半径方向の内側面は、半径方向のホルベック間隙173を形成しつつ、内側のホルベックステータスリーブ169の半径方向の外側面に対向していて、そしてこの外側面と共に、第2のホルベックポンプ段を形成する。内側のホルベックステータスリーブ169の半径方向の内側面は、半径方向のホルベック間隙175を形成しつつ、内側のホルベックロータスリーブ165の半径方向の外側面に対向していて、そしてこの外側面と共に、第3のホルベックポンプ段を形成する。 The pumping surfaces of the Holbeck pump stage are formed by the lateral surfaces, i.e. by the radially inner and/or outer surfaces of the Holbeck rotor sleeves 163, 165 and the Holbeck stator sleeves 167, 169. The radially inner surface of the outer Holbeck stator sleeve 167 faces the radially outer surface of the outer Holbeck rotor sleeve 163, forming a radial Holbeck gap 171, and together with this outer surface forms the first Holbeck pump stage following the turbomolecular pump. The radially inner surface of the outer Holbeck rotor sleeve 163 faces the radially outer surface of the inner Holbeck stator sleeve 169, forming a radial Holbeck gap 173, and together with this outer surface forms the second Holbeck pump stage. The radially inner surface of the inner Holweck stator sleeve 169 faces the radially outer surface of the inner Holweck rotor sleeve 165 while forming a radial Holweck gap 175, and together with this outer surface forms the third Holweck pump stage.

ホルベックロータスリーブ163の下端部には、半径方向に延びるチャネルが設けられてよい。チャネルを介して、半径方向外側に位置するホルベック間隙171が、中央のホルベック間隙173に接続されている。内側のホルベックステータスリーブ169の上端部には、半径方向に延びるチャネルがさらに設けられてよい。チャネルを介して、中央のホルベック間隙173が、半径方向内側に位置するホルベック間隙175に接続されている。これにより、互いに内外に係合する複数のホルベックポンプ段が、互いに直列で接続される。半径方向内側に位置するホルベックロータスリーブ165の下端部には、排気口117に通じる接続チャネル179がさらに設けられてよい。 The lower end of the Holweck rotor sleeve 163 may be provided with a radially extending channel. The radially outer Holweck gap 171 is connected to the central Holweck gap 173 via the channel. The upper end of the inner Holweck stator sleeve 169 may be further provided with a radially extending channel. The central Holweck gap 173 is connected to the radially inner Holweck gap 175 via the channel. In this way, the multiple Holweck pump stages that engage with each other inwardly and outwardly are connected in series with each other. The lower end of the Holweck rotor sleeve 165 located in the radially inner direction may be further provided with a connecting channel 179 that leads to the exhaust port 117.

ホルベックステータスリーブ167、169の、前述のポンピング作用を奏する表面は、回転軸線151を中心に螺旋状に周回しつつ軸方向に延びる複数のホルベック溝をそれぞれ有する。その一方で、ホルベックロータスリーブ163、165の、これに対向する側面は、滑らかに形成されていて、そして真空ポンプ111の運転のための気体をホルベック溝内において前方へ送り出す。 The pumping surfaces of the Holweck stator sleeves 167, 169 each have a number of Holweck grooves that extend in the axial direction while spiraling around the rotation axis 151. Meanwhile, the opposing sides of the Holweck rotor sleeves 163, 165 are smoothly formed and pump the gas for operating the vacuum pump 111 forward in the Holweck grooves.

ロータシャフト153の回転可能な軸支のために、ポンプ排気口117の領域に転がり軸受181が設けられていて、ポンプ吸気口115の領域に永久磁石式の磁気軸受183が設けられている。 For rotatable support of the rotor shaft 153, a rolling bearing 181 is provided in the area of the pump exhaust port 117, and a permanent magnetic bearing 183 is provided in the area of the pump intake port 115.

転がり軸受181の領域には、ロータシャフト153に、円錐形のスプラッシュナット185が設けられている。スプラッシュナット185は、転がり軸受181の方へ増大する外径を有する。スプラッシュナット185は、作動媒体貯蔵部の少なくとも1つの掻落とし部材と滑り接触している。存在する別のターボ分子真空ポンプ(図示されていない)では、スプラッシュナットの代わりに、スプラッシュねじが設けられてよい。これにより、様々な構成が実現可能であるので、上記関係において、「スプラッシュ尖端」との用語も用いられる。 In the region of the rolling bearing 181, the rotor shaft 153 is provided with a conical splash nut 185. The splash nut 185 has an outer diameter that increases towards the rolling bearing 181. The splash nut 185 is in sliding contact with at least one scraping member of the working medium reservoir. In other existing turbomolecular vacuum pumps (not shown), a splash screw may be provided instead of a splash nut. Since various configurations are possible hereby, the term "splash tip" is also used in the above context.

作動媒体貯蔵部は、上下にスタックされた吸収性の複数のディスク187を有する。これらのディスク187には、転がり軸受181用の作動媒体、例えば潤滑剤が含浸されている。 The working medium reservoir has a number of absorbent disks 187 stacked one above the other. These disks 187 are impregnated with a working medium, e.g. a lubricant, for the rolling bearings 181.

真空ポンプ111の運転時、作動媒体は、毛管現象によって、作動媒体貯蔵部から掻落とし部材を介して、回転するスプラッシュナット185へと伝達され、そして、遠心力に基づいて、スプラッシュナット185に沿って、スプラッシュナット185の、増大していく外径の方へと、転がり軸受181に向かって送られる。そこでは、例えば潤滑機能が満たされる。転がり軸受181及び作動媒体貯蔵部は、真空ポンプ内で槽状のインサート189と軸受カバー145とによって囲繞されている。 During operation of the vacuum pump 111, the working medium is transferred by capillary action from the working medium reservoir through the scraping member to the rotating splash nut 185 and then, due to centrifugal force, is forced along the splash nut 185 towards the increasing outer diameter of the splash nut 185 towards the rolling bearing 181, where it fulfills, for example, a lubrication function. The rolling bearing 181 and the working medium reservoir are enclosed in the vacuum pump by a trough-like insert 189 and a bearing cover 145.

永久磁石式の磁気軸受183は、ロータ側の軸受半部191と、ステータ側の軸受半部193とを有する。これらは、それぞれ1つのリングスタックを有し、リングスタックは、軸方向に上下にスタックされた永久磁石の複数のリング195、197からなる。リング磁石195、197は、互いに半径方向の軸受間隙199を形成しつつ、対向していて、この場合、ロータ側のリング磁石195は、半径方向外側に、そしてステータ側のリング磁石197は、半径方向内側に配置されている。軸受間隙199内に存在する磁界は、リング磁石195、197の間に磁気的反発力を引き起こす。その反発力は、ロータシャフト153の半径方向の軸支を実現する。ロータ側のリング磁石195は、ロータシャフト153の支持部分201によって支持されている。支持部分201は、リング磁石195を半径方向外側で取り囲む。ステータ側のリング磁石197は、ステータ側の支持部分203によって支持されている。支持部分203は、リング磁石197を通って延びていて、そしてハウジング119の半径方向の支材205に懸架されている。回転軸線151に対して平行に、ロータ側のリング磁石195が、支持部分203に連結されたカバー要素207によって固定されている。ステータ側のリング磁石197は、回転軸線151に対して平行に1つの方向で、支持部分203に結合された固定リング209と支持部分203に結合された固定リング211とによって固定されている。固定リング211とリング磁石197との間に、皿ばね213がさらに設けられてよい。 The permanent magnetic bearing 183 has a rotor-side bearing half 191 and a stator-side bearing half 193. Each of these has a ring stack, which consists of several rings 195, 197 of permanent magnets stacked axially one above the other. The ring magnets 195, 197 face each other forming a radial bearing gap 199, with the rotor-side ring magnet 195 arranged radially outward and the stator-side ring magnet 197 arranged radially inward. The magnetic field present in the bearing gap 199 causes a magnetic repulsion between the ring magnets 195, 197. This repulsion provides a radial support for the rotor shaft 153. The rotor-side ring magnet 195 is supported by a support part 201 of the rotor shaft 153. The support part 201 surrounds the ring magnet 195 radially outward. The stator-side ring magnet 197 is supported by a support part 203 on the stator side. The support part 203 extends through the ring magnet 197 and is suspended on radial struts 205 of the housing 119. Parallel to the axis of rotation 151, the rotor-side ring magnet 195 is fixed by a cover element 207 connected to the support part 203. The stator-side ring magnet 197 is fixed in one direction parallel to the axis of rotation 151 by a fixing ring 209 connected to the support part 203 and a fixing ring 211 connected to the support part 203. Between the fixing ring 211 and the ring magnet 197, a disc spring 213 may further be provided.

磁気軸受内に、非常用軸受又は安全軸受215が設けられている。非常軸受又は安全軸受215は、真空ポンプの通常運転時には、非接触で空転し、そしてロータ149がステータに対して相対的に半径方向に過剰に変位するとようやく係合し、これにより、ロータ側の構造とステータ側の構造との衝突が阻止されるように、ロータ149に対する半径方向のストッパが形成される。安全軸受215は、非潤滑式の転がり軸受として構成されていて、そしてロータ149及び/又はステータと共に半径方向の間隙を形成する。間隙によって、安全軸受215は、通常のポンプ運転時には係合しないようになる。半径方向の変位に際して安全軸受215が係合し、半径方向の変位は、十分に大きく寸法付けられているので、安全軸受215は、真空ポンプの通常運転時は係合せず、そして同時に十分に小さいので、ロータ側の構造とステータ側の構造との衝突があらゆる状況で阻止される。 An emergency or safety bearing 215 is provided in the magnetic bearing. The emergency or safety bearing 215 runs free during normal operation of the vacuum pump and only engages if the rotor 149 is displaced too far radially relative to the stator, thus forming a radial stop for the rotor 149, so that a collision between the rotor-side and stator-side structures is prevented. The safety bearing 215 is configured as a non-lubricated rolling bearing and forms a radial gap together with the rotor 149 and/or the stator. The gap ensures that the safety bearing 215 is not engaged during normal pump operation. The safety bearing 215 engages during radial displacement, which is dimensioned to be sufficiently large so that the safety bearing 215 is not engaged during normal operation of the vacuum pump, and at the same time is sufficiently small so that a collision between the rotor-side and stator-side structures is prevented in all circumstances.

真空ポンプ111は、ロータ149を回転駆動する電動モータ125を有する。電動モータ125の電機子は、ロータ149によって形成されている。ロータ149のロータシャフト153は、モータステータ217を通って延びる。ロータシャフト153の、モータステータ217を通って延びる部分には、半径方向外側に又は埋入して、永久磁石アセンブリが配置されてよい。モータステータ217と、ロータ149の、モータステータ217を通って延びる部分との間には、中間室219が配置されている。中間219は、半径方向のモータ間隙を有する。モータ間隙を介して、モータステータ217と永久磁石アセンブリとは、駆動トルクを伝達するために、磁気的に影響を及ぼしてよい。 The vacuum pump 111 has an electric motor 125 which drives a rotor 149 in rotation. The armature of the electric motor 125 is formed by the rotor 149. The rotor shaft 153 of the rotor 149 extends through the motor stator 217. A permanent magnet assembly may be arranged radially outwardly or embedded in the portion of the rotor shaft 153 which extends through the motor stator 217. An intermediate chamber 219 is arranged between the motor stator 217 and the portion of the rotor 149 which extends through the motor stator 217. The intermediate chamber 219 has a radial motor gap. Through the motor gap, the motor stator 217 and the permanent magnet assembly may magnetically interact to transmit a drive torque.

モータステータ217は、ハウジング内で、電動モータ125に対して設けられたモータ室137内に固定されている。シールガス接続部135を介して、シールガス(パージガスとも称され、これは例えば空気や窒素であってよい)が、モータ室137に到達し得る。シールガスを介して、電動モータ125を、プロセスガス、例えばプロセスガスの腐食性の部分に対して保護できる。モータ室137は、ポンプ排気口117を介して真空引きしてもよい。つまりモータ室137内に、少なくとも近似的に、ポンプ排気口117に接続された補助真空ポンプによって実現される真空圧が作用する。 The motor stator 217 is fixed in the housing in a motor chamber 137 provided for the electric motor 125. Via a seal gas connection 135, a seal gas (also called purge gas, which may be, for example, air or nitrogen) can reach the motor chamber 137. Via the seal gas, the electric motor 125 can be protected against process gas, for example against corrosive parts of the process gas. The motor chamber 137 may be evacuated via the pump exhaust 117, i.e. a vacuum pressure is applied in the motor chamber 137, which is realized at least approximately by an auxiliary vacuum pump connected to the pump exhaust 117.

ロータハブ161と、モータ室137を画成する壁部221との間には、それ自体公知のいわゆるラビリンスシール223がさらに設けられてよい。これにより、特に、半径方向外側に位置するホルベックポンプ段に対するモータ室217のより良好なシールが達成される。 Between the rotor hub 161 and the wall 221 that defines the motor chamber 137, a so-called labyrinth seal 223, known per se, may further be provided. This achieves better sealing of the motor chamber 217, in particular against the radially outer Holweck pump stages.

図1から図5を参照して前述したターボ分子真空ポンプ111では、ホルベックステータスリーブ167、169は、図6に展開図として略示されているように、内側又は外側に位置するホルベックねじ部16を有することができる。この描画から看取できるように、そこでは、ホルベック幾何形状は、ホルベックポンプ段の吸気口Eと排気口Aとの間で、ホルベックステータスリーブ167、169の軸方向延伸長さ全体にわたって一定であり、この場合、特に、ホルベックねじ部16を形成するウェブ12の数は、吸気口Eと排気口Aとの間で一定である。ねじ部のピッチ、ウェブ12の幅、ねじ溝14の幅及びウェブ12の高さは、ステータスリーブ167、169の軸方向の延伸長さにわたって一定である。 In the turbomolecular vacuum pump 111 described above with reference to Figures 1 to 5, the Holweck stator sleeves 167, 169 can have the Holweck threads 16 located on the inside or on the outside, as shown diagrammatically as an exploded view in Figure 6. As can be seen from this drawing, the Holweck geometry is constant over the entire axial extension length of the Holweck stator sleeves 167, 169 between the inlet E and the outlet A of the Holweck pump stage, in which case, in particular, the number of webs 12 forming the Holweck threads 16 is constant between the inlet E and the outlet A. The pitch of the threads, the width of the webs 12, the width of the thread grooves 14 and the height of the webs 12 are constant over the axial extension length of the stator sleeves 167, 169.

以下、ここで図示のステータスリーブ167、169の代わりに、ターボ分子真空ポンプ111に組み込むことができる、ステータスリーブ10の様々な実施形態を記述する。ただしこの場合、ターボ分子真空ポンプ111のその他の構造や内外に係合する3つのポンプ段を有するホルベックポンプ段の基本構造は維持してよい。 Hereinafter, various embodiments of the stator sleeve 10 are described which can be incorporated into the turbomolecular vacuum pump 111 in place of the stator sleeves 167, 169 shown here, while still maintaining the basic structure of the Holweck pump stage with three pump stages mating inside and outside the rest of the turbomolecular vacuum pump 111.

図7の展開図から看取されるように、そこでは、ステータスリーブ10又はステータスリーブ10のねじ部ウェブ12によって形成されたホルベックねじ部16は、吸気口Eと排気口Aとの間に、3つのねじ部部分I、II、IIIを有し、この場合、最も下流側の第3のねじ部部分IIIにおけるねじ部ウェブ12の数は、第2のねじ部部分IIにおける数の2倍の大きさである。これに対して、第2のねじ部部分IIにおけるウェブ12の数は、第1のねじ部部分Iにおけるウェブ12の数と同一の大きさであるので、図7の実施形態では、基本的に、互いに異なるホルベック幾何形状を有する2つのねじ部部分だけが存在する。 As can be seen from the development of FIG. 7, the stator sleeve 10 or the Holweck thread 16 formed by the thread webs 12 of the stator sleeve 10 has three thread sections I, II, III between the inlet E and the outlet A, where the number of thread webs 12 in the third thread section III, which is the most downstream, is twice as large as the number in the second thread section II. In contrast, the number of webs 12 in the second thread section II is the same as the number of webs 12 in the first thread section I, so that in the embodiment of FIG. 7, there are essentially only two thread sections with different Holweck geometries.

第3のねじ部部分IIIでは、ウェブ12の数は、第1及び第2のねじ部部分I、IIにおける数の2倍の大きさであり、したがって、第3のねじ部部分IIIにおけるねじ溝14の幅は、他の2つのねじ部部分I、IIにおける幅よりも著しく小さいことによって、圧縮性能は、排気口Aへ向けて増加し、これに対して、吸気口Eへ向けてホルベックポンプ段の排気速度が増加する。 In the third threaded section III, the number of webs 12 is twice as large as in the first and second threaded sections I, II, and therefore the width of the thread grooves 14 in the third threaded section III is significantly smaller than in the other two threaded sections I, II, resulting in an increase in compression performance towards the exhaust port A, whereas the exhaust speed of the Holweck pump stage towards the intake port E increases.

図8の実施形態では、これに対して、ステータスリーブ10は、効果的に、互いにそれぞれ異なるホルベック幾何形状を有する3つのねじ部部分I、II、IIIを有する。特に、中央の第2のねじ部部分IIにおけるウェブ12の数は、吸気口側の第1のねじ部部分Iにおける数よりも大きく、そして排気口側の第3のねじ部部分IIIにおける数よりも小さく、その結果、第3のねじ部部分IIIにおけるねじ溝の幅は、第1のねじ部部分Iにおける幅よりも著しく小さい。 In the embodiment of FIG. 8, by contrast, the stator sleeve 10 effectively has three threaded portions I, II, III, each having a different Holweck geometry. In particular, the number of webs 12 in the central second threaded portion II is greater than the number in the first threaded portion I on the inlet side and less than the number in the third threaded portion III on the outlet side, so that the width of the thread groove in the third threaded portion III is significantly smaller than the width in the first threaded portion I.

これに対して、図9の実施形態によれば、中央のねじ部部分IIにおけるウェブ12の数は、吸気口側の第1のねじ部部分I及び排気口側の第3のねじ部部分IIIの両方における数よりも小さい。これに対して代替的に、達成されるべき特性値に応じて逆の状態も存在し得るので、例えば中央の第2のねじ部部分IIにおいて、ウェブ12の数は、吸気口側の第1のねじ部部分I及び排気口側の第3のねじ部部分IIIにおける数よりも大きいことがある。 9, the number of webs 12 in the central threaded portion II is smaller than the number in both the first threaded portion I on the inlet side and the third threaded portion III on the outlet side. Alternatively, the reverse situation may exist depending on the characteristic value to be achieved, so that, for example, in the central second threaded portion II, the number of webs 12 may be greater than the number in the first threaded portion I on the inlet side and the third threaded portion III on the outlet side.

図7から図9を参照して前述した実施形態では、ねじピッチは、吸気口Eと排気口Aとの間で変わらないが、ただし、それぞれのホルベックポンプ段の設計に応じて、ステータスリーブ10の軸方向の延伸長さにわたってねじピッチは変化してもよく、このことは、ねじ溝14の幅、ウェブ12の幅及び/又はそれぞれのねじ溝14の溝底18上のウェブ12の高さにも同様に適用され得る。 In the embodiment described above with reference to Figures 7 to 9, the thread pitch does not change between the inlet port E and the outlet port A, but depending on the design of each Holweck pump stage, the thread pitch may vary over the axial extension length of the stator sleeve 10, which may equally apply to the width of the thread grooves 14, the width of the webs 12 and/or the height of the webs 12 above the groove base 18 of each thread groove 14.

図9の実施形態から最も良好に看取できるように、そこでは、ねじ部部分I、II、IIIは、それぞれステータスリーブ10の軸方向延伸長さの約30%から35%である、吸気口Eと排気口Aとの間の軸方向延伸長さを有する。したがって、それぞれのねじ部部分の軸方向延伸長さは、特に、ステータスリーブ10がその全体で既に比較的小さな軸方向延伸長さを有するときには極めて小さくてよく、これにより、ホルベックポンプ段の特性値を微調整できる。 As can be best seen from the embodiment of FIG. 9, in which the threaded portions I, II, and III each have an axial extension length between the inlet E and the outlet A that is approximately 30% to 35% of the axial extension length of the stator sleeve 10. Thus, the axial extension length of each threaded portion can be quite small, especially when the stator sleeve 10 already has a relatively small axial extension length in its entirety, allowing fine tuning of the characteristics of the Holweck pump stage.

図10は、半径方向外側のステータスリーブ10が、吸気口Eと排気口Aとの間に位置する2つのねじ部部分I、IIによって形成される、折り畳みタイプのホルベックポンプ段の別の実施形態を示す。この場合、第1のねじ部部分Iの溝底18と第1のねじ部部分Iの下流側に位置する第2のねじ部部分IIの溝底18との両方が、円錐形の底包絡線を形成し、この場合、ここに示された実施形態では、第1のねじ部部分Iにおけるテーパ角αは、第2のねじ部部分IIにおけるテーパ角αよりも小さい。しかし、これに対して代替的に、第2のねじ部部分IIにおけるテーパ角αは、第1のねじ部部分Iにおけるテーパ角αよりも小さくてもよい。 Figure 10 shows another embodiment of a folded type Holweck pump stage, in which the radially outer stator sleeve 10 is formed by two threaded sections I, II located between the inlet E and the outlet A. In this case, both the groove bottom 18 of the first threaded section I and the groove bottom 18 of the second threaded section II located downstream of the first threaded section I form a conical bottom envelope, in which case, in the embodiment shown here, the taper angle α in the first threaded section I is smaller than the taper angle α in the second threaded section II. However, alternatively to this, the taper angle α in the second threaded section II may be smaller than the taper angle α in the first threaded section I.

テーパ角αは、両方のねじ部部分I及びIIにおいて同一の大きさであってよいが、しかし、図10に示されるように、第2のねじ部部分IIにおけるテーパ角αは、第1のねじ部部分Iにおけるテーパ角αよりも大きく、したがって、これにより、第1のねじ部部分Iから第2のねじ部部分IIへの移行部において20%までのオーダーの排気速度の増加を達成でき、具体的には、特に予備圧力又は排気口Aにおける圧力が比較的高く、1mbarから約10mbarの範囲にあるときに達成でき、これについては図11の線図が参照される。このことは、特に、図10の描画によるホルベックポンプ段が、第1のねじ部部分Iと第2のねじ部部分IIとの間の移行領域に中間吸気口20を有するときに有利であると証明できる。というのも、この場合、中間吸気口20における排気速度の増加によって、これにより吸い込まれたプロセスガスがホルベックポンプ段の吸気口Eへ向けて逆流することを防止できるからである。 The taper angle α may be the same in both threaded sections I and II, but as shown in FIG. 10, the taper angle α in the second threaded section II is greater than the taper angle α in the first threaded section I, so that an increase in the pumping speed of up to 20% can be achieved in the transition from the first threaded section I to the second threaded section II, in particular when the pre-pressure or pressure at the exhaust port A is relatively high, in the range of 1 mbar to about 10 mbar, see the diagram in FIG. 11. This can prove to be advantageous in particular when the Holweck pump stage according to the drawing in FIG. 10 has an intermediate intake port 20 in the transition area between the first threaded section I and the second threaded section II, since in this case the increase in the pumping speed at the intermediate intake port 20 makes it possible to prevent the process gas sucked in thereby from flowing back towards the intake port E of the Holweck pump stage.

図12を参照して記述した実施形態では、最後に、ホルベックポンプ段の排気口Aに位置する第3のねじ部部分IIIは、雌ねじ部が形成された別個に取扱い可能な環体22によって形成され、この場合、ねじ溝14の底包絡線は、ここでも同様に円錐形に形成されていて、排気口Aへ向けて先細りになっている。 Finally, in the embodiment described with reference to FIG. 12, the third threaded portion III, located at the outlet A of the Holweck pump stage, is formed by a separately addressable annular body 22 with an internal thread, the bottom envelope of the thread groove 14 here likewise being conically formed and tapering towards the outlet A.

この場合、環体22を収容するために、ステータスリーブ10は、その排気口側の端部Aに、リング22を圧入できるねじ部を有しない円筒形の側面26を具備する部分24を有するので、2つの上流側のねじ部部分I、IIは、環体22のねじ部部分と共に、ステータスリーブ10のホルベックねじ部16を形成する。この場合、環体22のねじ部部分は、他の2つのねじ部部分I、IIとは、例えばねじピッチ、ウェブ12の数、ねじ溝14の幅、ウェブ12の幅及び溝底18上のウェブ12の高さなどの少なくとも1つのねじ部パラメータにおいて異なり、そうすると、これによりホルベックポンプ段の特性値を微調整できる。 In this case, to accommodate the annulus 22, the stator sleeve 10 has at its outlet end A a portion 24 with a cylindrical unthreaded side 26 into which the ring 22 can be pressed, so that the two upstream threaded portions I, II together with the threaded portion of the annulus 22 form the Holweck thread 16 of the stator sleeve 10. In this case, the threaded portion of the annulus 22 differs from the other two threaded portions I, II in at least one thread parameter, such as the thread pitch, the number of webs 12, the width of the thread grooves 14, the width of the webs 12 and the height of the webs 12 above the groove bottom 18, which allows fine-tuning of the characteristic values of the Holweck pump stage.

ステータスリーブ10のねじ部を有しない円筒形の側面26を有する部分24によって受容されるので、環体22は、いわば別個に取扱い可能なステータスリーブであるが、環体22は、安定性を損なうことなく、比較的小さな軸方向延伸長さをもって製造できる。というのも、環体22は、ある程度、ねじ部を有しない円筒形の側面26を有する部分24によって支持され、補強されるからである。
なお、本願は、特許請求の範囲に記載の発明に関するものであるが、他の態様として以下を含む。
1.
真空ポンプ(111)、特にターボ分子真空ポンプ(111)であって、
吸気口(E)とポンプ方向で吸気口(E)の下流側にある排気口(A)とを有する少なくとも1つのホルベックポンプ段を備え、
ホルベックポンプ段は、ロータスリーブ(163、165)を具備するホルベックロータと、ステータスリーブ(10)を具備するホルベックステータとを有し、ステータスリーブ(10)は、ホルベック間隙(171、173、175)を形成しながら、ホルベックロータに対して同軸に配置されていて、
ステータスリーブ(10)は、複数のねじ溝(14)を具備するホルベックねじ部(16)を有し、ねじ溝(14)は、ステータスリーブ(10)に形成されたウェブ(12)と、ステータスリーブ(10)によって形成された溝底(18)とによって画定されている、真空ポンプ(111)において、
ステータスリーブ(10)は、ワンピースに構成されていて、ウェブ(12)の数と、ねじピッチと、ねじ溝(14)の幅と、ウェブ(12)の幅と、溝底(18)上のウェブ(12)の高さとからなるねじ部パラメータの群のうちのホルベックねじ部(16)の少なくとも1つのねじ部パラメータが、ステータスリーブ(10)の軸方向の延伸長さにわたって変化することを特徴とする、真空ポンプ(111)。
2.
ホルベックねじ部(16)は、軸方向でステータスリーブ(10)の第1の高さ寸法にわたって延在する第1のねじ部部分(I)と、第1のねじ部部分(I)の下流側で、軸方向でステータスリーブ(10)の第2の高さ寸法にわたって延在する第2のねじ部部分(II)と、第2のねじ部部分(III)の下流側で、軸方向でステータスリーブ(10)の第3の高さ寸法にわたって延在する少なくとも1つの第3のねじ部部分(III)とを有し、3つのねじ部部分(I、II、III)のうちの少なくとも1つのねじ部部分は、3つのねじ部部分(I、II、III)のうちの別のねじ部部分とは、ねじ部パラメータの群のうちの少なくとも1つのねじ部パラメータにおいて異なる、上記1の真空ポンプ。
3.
第3のねじ部部分(III)におけるウェブ(12)の数は、第2のねじ部部分(II)における数よりも大きく、特に、第3のねじ部部分(III)におけるウェブ(12)の数は、第2のねじ部部分(II)における数の2倍の大きさである、上記2の真空ポンプ。
4.
第2のねじ部部分(II)におけるウェブ(12)の数は、第1のねじ部部分(I)におけるウェブ(12)の数と同一の大きさである、上記2又は3の真空ポンプ。
5.
第3のねじ部部分(III)におけるねじ溝(14)の幅は、第2のねじ部部分(II)における幅よりも小さく、及び/又は第2のねじ部部分(II)におけるねじ溝(14)の幅は、第1のねじ部部分(I)におけるねじ溝(14)の幅と同一の大きさである、上記2から4のいずれか一つの真空ポンプ。
6.
第2のねじ部部分(II)におけるウェブ(12)の数は、第1のねじ部部分(I)における数よりも大きい、上記2又は3の真空ポンプ。
7.
第3のねじ部部分(III)におけるねじ溝(14)の幅は、第1のねじ部部分(I)における幅よりも小さい、上記6の真空ポンプ。
8.
第1のねじ部部分(I)におけるウェブ(12)の数は、第2のねじ部部分における数よりも大きく、及び/又は第1のねじ部部分(I)におけるウェブ(12)の数は、第3のねじ部部分(III)におけるウェブ(12)の数と同一の大きさである、上記2又は3の真空ポンプ。
9.
第3のねじ部部分(III)及び第1のねじ部部分(I)におけるねじ溝(14)の幅は、第2のねじ部部分(II)における幅よりも小さく、及び/又は第3のねじ部部分(III)におけるねじ溝(14)の幅は、第1のねじ部部分(I)におけるねじ溝(14)の幅と同一の大きさである、上記8の真空ポンプ。
10.
溝底(18)は、3つのねじ部部分(I、II、III)のうちの少なくとも1つに円錐形に形成された底包絡線を設定する、上記1から9のいずれか一つの真空ポンプ。
11.
溝底(18)は、3つのねじ部部分(I、II、III)のうちの少なくとも1つにおいて別の1つのねじ部部分におけるテーパ角(α)とは別の値を有するテーパ角(α)を設定する、上記10の真空ポンプ。
12.
第1のねじ部部分(I)におけるテーパ角(α)は、第2のねじ部部分(II)及び/又は第3のねじ部部分(III)におけるテーパ角(α)よりも小さい、上記11の真空ポンプ。
13.
それぞれのねじ部部分(I、II、III)の高さ寸法は、ステータスリーブ(10)の軸方向延伸長さの15%から50%、好ましくは25%から40%であり、特に好ましくは30%から35%である、上記1から12のいずれか一つの真空ポンプ。
14.
ステータスリーブ(10)は、ロータスリーブ(163、165)を取り囲み、ホルベックねじ部(16)は、ステータスリーブ(10)に設けられた雌ねじ部として構成されていて、及び/又はロータスリーブ(163)は、ステータスリーブ(10)を取り囲み、ホルベックねじ部(16)は、ステータスリーブ(10)に設けられた雄ねじ部として構成されている、上記1から13のいずれか一つの真空ポンプ。
15.
ホルベックロータは、内側のロータスリーブ(165)と、内側のロータスリーブ(165)を同心に取り囲む外側のロータスリーブ(163)とを有し、ホルベックステータは、外側のロータスリーブ(163)を同心に取り囲む外側のステータスリーブ(10)と、内側のロータスリーブ(165)を同心に取り囲む内側のステータスリーブ(10)とを有し、ホルベックねじ部(16)は、外側のステータスリーブ(10)に設けられた雌ねじ部として、内側のステータスリーブ(10)に設けられた雌ねじ部として、及び/又は内側ステータスリーブ(10)に設けられた雄ねじ部として構成されている、上記1から14のいずれか一つの真空ポンプ。
16.
ステータスリーブ(10)は、第1及び/又は第3のねじ部部分(I、III)の代わりに、ねじ部を有しない円筒形の側面(26)を有する部分(24)を形成し、前記部分(24)は、ねじ部部分を有する別個に取扱い可能な環体(22)を収容し、環体(22)は、第2のねじ部部分(II)と共に、ステータスリーブ(10)のホルベックねじ部部分(16)を形成し、環体(22)のねじ部部分は、第2のねじ部部分(II)とは、ねじ部パラメータの群のうちの少なくとも1つのねじ部パラメータにおいて異なる、上記2から15のいずれか一つの真空ポンプ。
17.
溝底(18)は、円錐形の底包絡線を設定する、上記16の真空ポンプ。
Since it is received by the portion 24 having the unthreaded cylindrical side 26 of the stator sleeve 10, the annulus 22 is, in a sense, a separately manipulable stator sleeve, but the annulus 22 can be manufactured with a relatively small axial extension without compromising stability, since it is supported and reinforced to some extent by the portion 24 having the unthreaded cylindrical side 26.
This application relates to the invention described in the claims, but also includes the following as other aspects.
1.
A vacuum pump (111), in particular a turbomolecular vacuum pump (111), comprising:
at least one Holweck pump stage having an inlet (E) and an outlet (A) downstream of the inlet (E) in the pumping direction,
The Holweck pump stage comprises a Holweck rotor having a rotor sleeve (163, 165) and a Holweck stator having a stator sleeve (10), the stator sleeve (10) being arranged coaxially with respect to the Holweck rotor while forming a Holweck gap (171, 173, 175);
A vacuum pump (111) in which a stator sleeve (10) has a Holweck thread (16) having a plurality of thread grooves (14), the thread grooves (14) being defined by a web (12) formed in the stator sleeve (10) and a groove base (18) formed by the stator sleeve (10),
1. A vacuum pump (111) comprising a stator sleeve (10) of one-piece construction, characterized in that at least one thread parameter of the Holweck thread (16) from a group of thread parameters consisting of the number of webs (12), the thread pitch, the width of the thread groove (14), the width of the webs (12), and the height of the webs (12) above the groove base (18) varies over the axial extension length of the stator sleeve (10).
2.
11. The vacuum pump of claim 1, wherein the Holweck thread (16) has a first thread portion (I) extending axially across a first height dimension of the stator sleeve (10), a second thread portion (II) extending axially across a second height dimension of the stator sleeve (10) downstream of the first thread portion (I), and at least one third thread portion (III) extending axially across a third height dimension of the stator sleeve (10) downstream of the second thread portion (III), wherein at least one of the three thread portions (I, II, III) differs from another of the three thread portions (I, II, III) in at least one thread parameter of a group of thread parameters.
3.
The vacuum pump of claim 2, wherein the number of webs (12) in the third threaded portion (III) is greater than the number in the second threaded portion (II), and in particular, the number of webs (12) in the third threaded portion (III) is twice as large as the number in the second threaded portion (II).
4.
4. The vacuum pump of claim 2 or 3, wherein the number of webs (12) in the second threaded portion (II) is the same as the number of webs (12) in the first threaded portion (I).
5.
5. Any one of the vacuum pumps described above in 2 to 4, wherein the width of the thread groove (14) in the third thread portion (III) is smaller than the width in the second thread portion (II) and/or the width of the thread groove (14) in the second thread portion (II) is the same as the width of the thread groove (14) in the first thread portion (I).
6.
4. The vacuum pump according to claim 2 or 3, wherein the number of webs (12) in the second threaded portion (II) is greater than the number in the first threaded portion (I).
7.
7. The vacuum pump of claim 6, wherein the width of the thread groove (14) in the third thread portion (III) is smaller than the width in the first thread portion (I).
8.
4. The vacuum pump of claim 2 or 3, wherein the number of webs (12) in the first threaded portion (I) is greater than the number in the second threaded portion and/or the number of webs (12) in the first threaded portion (I) is the same as the number of webs (12) in the third threaded portion (III).
9.
9. The vacuum pump of claim 8, wherein the width of the thread groove (14) in the third thread portion (III) and the first thread portion (I) is smaller than the width in the second thread portion (II) and/or the width of the thread groove (14) in the third thread portion (III) is the same as the width of the thread groove (14) in the first thread portion (I).
10.
10. The vacuum pump according to any one of claims 1 to 9, wherein the groove bottom (18) defines a conically shaped bottom envelope in at least one of the three threaded portions (I, II, III).
11.
11. The vacuum pump of claim 10, wherein the groove bottom (18) sets a taper angle (α) in at least one of the three threaded portions (I, II, III) that has a different value from a taper angle (α) in another one of the threaded portions.
12.
12. The vacuum pump of claim 11, wherein the taper angle (α) in the first threaded portion (I) is smaller than the taper angle (α) in the second threaded portion (II) and/or the third threaded portion (III).
13.
13. The vacuum pump of any one of claims 1 to 12, wherein the height dimension of each of the threaded portions (I, II, III) is 15% to 50%, preferably 25% to 40%, and particularly preferably 30% to 35% of the axial extension length of the stator sleeve (10).
14.
14. The vacuum pump of any one of claims 1 to 13, wherein the stator sleeve (10) surrounds the rotor sleeve (163, 165) and the Holweck thread portion (16) is configured as a female thread portion provided on the stator sleeve (10), and/or the rotor sleeve (163) surrounds the stator sleeve (10) and the Holweck thread portion (16) is configured as a male thread portion provided on the stator sleeve (10).
15.
15. The vacuum pump of any one of claims 1 to 14, wherein the Holweck rotor has an inner rotor sleeve (165) and an outer rotor sleeve (163) concentrically surrounding the inner rotor sleeve (165), the Holweck stator has an outer stator sleeve (10) concentrically surrounding the outer rotor sleeve (163) and an inner stator sleeve (10) concentrically surrounding the inner rotor sleeve (165), and the Holweck thread portion (16) is configured as a female thread portion provided on the outer stator sleeve (10), as a female thread portion provided on the inner stator sleeve (10), and/or as a male thread portion provided on the inner stator sleeve (10).
16.
16. The vacuum pump of any one of claims 2 to 15, wherein the stator sleeve (10) forms, instead of the first and/or third threaded portions (I, III), a portion (24) having a cylindrical side surface (26) without threads, said portion (24) housing a separately addressable annulus (22) having a threaded portion, the annulus (22) forming, together with the second threaded portion (II), the Holweck threaded portion (16) of the stator sleeve (10), the threaded portion of the annulus (22) differing from the second threaded portion (II) in at least one threaded parameter of a group of threaded parameters.
17.
17. The vacuum pump of claim 16, wherein the groove bottom (18) defines a conical bottom envelope.

E 吸気口
A 排気口
10 ステータスリーブ
12 ウェブ
14 ねじ溝
16 ホルベックねじ部
18 溝底
20 中間吸気口
22 環体
24 部分
26 側面
I、II、III ねじ部部分
α テーパ角
111 ターボ分子ポンプ
113 吸気口フランジ
115 ポンプ吸気口
117 ポンプ排気口
119 ハウジング
121 下部分
123 エレクトロニクスハウジング
125 電動モータ
127 アクセサリ接続部
129 データインタフェース
131 電流供給接続部
133 通気用吸気口
135 シールガス接続部
137 モータ室
139 冷却剤接続部
141 下面
143 ねじ
145 軸受カバー
147 固定孔
148 冷却剤管路
149 ロータ
151 回転軸線
153 ロータシャフト
155 動翼
157 静翼
159 スペーサリング
161 ロータハブ
163 ホルベックロータスリーブ
165 ホルベックロータスリーブ
167 ホルベックステータスリーブ
169 ホルベックステータスリーブ
171 ホルベック間隙
173 ホルベック間隙
175 ホルベック間隙
179 接続チャネル
181 転がり軸受
183 永久磁石式の磁気軸受
185 スプラッシュナット
187 ディスク
189 インサート
191 ロータ側の軸受半部
193 ステータ側の軸受半部
195 リング磁石
197 リング磁石
199 軸受間隙
201 支持部分
203 支持部分
205 半径方向の支柱
207 カバー要素
209 支持リング
211 固定リング
213 皿ばね
215 非常用軸受又は安全軸受
217 モータステータ
219 中間室
221 壁部
223 ラビリンスシール
E Inlet A Outlet 10 Stator sleeve 12 Web 14 Thread groove 16 Holweck thread 18 Groove bottom 20 Intermediate inlet 22 Annulus 24 Part 26 Side I, II, III Threaded part α Taper angle 111 Turbomolecular pump 113 Inlet flange 115 Pump inlet 117 Pump outlet 119 Housing 121 Lower part 123 Electronics housing 125 Electric motor 127 Accessory connection 129 Data interface 131 Current supply connection 133 Ventilating inlet 135 Seal gas connection 137 Motor chamber 139 Coolant connection 141 Lower surface 143 Screw 145 Bearing cover 147 Fixing hole 148 Coolant line 149 Rotor 151 axis of rotation 153 rotor shaft 155 rotor blade 157 stator blade 159 spacer ring 161 rotor hub 163 Holweck rotor sleeve 165 Holweck rotor sleeve 167 Holweck stator sleeve 169 Holweck stator sleeve 171 Holweck gap 173 Holweck gap 175 Holweck gap 179 connecting channel 181 rolling bearing 183 permanent magnetic bearing 185 splash nut 187 disk 189 insert 191 rotor-side bearing half 193 stator-side bearing half 195 ring magnet 197 ring magnet 199 bearing gap 201 support part 203 support part 205 radial strut 207 cover element 209 support ring 211 fixing ring 213 Disc spring 215 Emergency bearing or safety bearing 217 Motor stator 219 Intermediate chamber 221 Wall 223 Labyrinth seal

Claims (12)

真空ポンプ(111)であって、
吸気口(E)とポンプ方向で吸気口(E)の下流側にある排気口(A)とを有する少なくとも1つのホルベックポンプ段を備え、
ホルベックポンプ段は、ロータスリーブ(163、165)を具備するホルベックロータと、ステータスリーブ(10)を具備するホルベックステータとを有し、ステータスリーブ(10)は、ホルベック間隙(171、173、175)を形成しながら、ホルベックロータに対して同軸に配置されていて、
ステータスリーブ(10)は、複数のねじ溝(14)を具備するホルベックねじ部(16)を有し、ねじ溝(14)は、ステータスリーブ(10)に形成されたウェブ(12)と、ステータスリーブ(10)によって形成された溝底(18)とによって画定されている、真空ポンプ(111)において、
ステータスリーブ(10)は、ワンピースに構成されていて、ウェブ(12)の数と、ねじピッチと、ねじ溝(14)の幅と、ウェブ(12)の幅と、溝底(18)上のウェブ(12)の高さとからなるねじ部パラメータの群のうちのホルベックねじ部(16)の少なくとも1つのねじ部パラメータが、ステータスリーブ(10)の軸方向の延伸長さにわたって変化し、
ホルベックねじ部(16)は、軸方向でステータスリーブ(10)の第1の高さ寸法にわたって延在する第1のねじ部部分(I)と、第1のねじ部部分(I)の下流側で、軸方向でステータスリーブ(10)の第2の高さ寸法にわたって延在する第2のねじ部部分(II)と、第2のねじ部部分(II)の下流側で、軸方向でステータスリーブ(10)の第3の高さ寸法にわたって延在する少なくとも1つの第3のねじ部部分(III)とを有し、3つのねじ部部分(I、II、III)のうちの少なくとも1つのねじ部部分は、3つのねじ部部分(I、II、III)のうちの別のねじ部部分とは、ねじ部パラメータの群のうちの少なくとも1つのねじ部パラメータにおいて異なり、
第1のねじ部部分(I)におけるウェブ(12)の数は、第2のねじ部部分における数よりも大きく、第1のねじ部部分(I)におけるウェブ(12)の数は、第3のねじ部部分(III)におけるウェブ(12)の数と同一の大きさである、
ことを特徴とする、真空ポンプ(111)。
A vacuum pump (111 ) ,
at least one Holweck pump stage having an inlet (E) and an outlet (A) downstream of the inlet (E) in the pumping direction,
The Holweck pump stage comprises a Holweck rotor having a rotor sleeve (163, 165) and a Holweck stator having a stator sleeve (10), the stator sleeve (10) being arranged coaxially with respect to the Holweck rotor while forming a Holweck gap (171, 173, 175);
A vacuum pump (111) in which a stator sleeve (10) has a Holweck thread (16) having a plurality of thread grooves (14), the thread grooves (14) being defined by a web (12) formed in the stator sleeve (10) and a groove base (18) formed by the stator sleeve (10),
the stator sleeve (10) is of one-piece construction, and at least one thread parameter of the Holweck thread (16) from a group of thread parameters consisting of the number of webs (12), the thread pitch, the width of the thread grooves (14), the width of the webs (12), and the height of the webs (12) above the groove root (18) varies over the axial extension length of the stator sleeve (10);
the Holweck thread (16) has a first thread portion (I) extending axially across a first height dimension of the stator sleeve (10), a second thread portion (II) extending axially across a second height dimension of the stator sleeve (10) downstream of the first thread portion (I), and at least one third thread portion (III) extending axially across a third height dimension of the stator sleeve (10) downstream of the second thread portion (II), wherein at least one of the three thread portions (I, II, III) differs from another of the three thread portions (I, II, III) in at least one thread parameter of a group of thread parameters;
the number of webs (12) in the first threaded portion (I) is greater than the number in the second threaded portion, and the number of webs (12) in the first threaded portion (I) is the same as the number of webs (12) in the third threaded portion (III);
A vacuum pump (111).
3のねじ部部分(III)におけるウェブ(12)の数は、第2のねじ部部分(II)における数の2倍の大きさである、請求項に記載の真空ポンプ。 2. A vacuum pump according to claim 1 , wherein the number of webs (12) in the third threaded portion (III) is twice as large as the number in the second threaded portion (II). 第3のねじ部部分(III)におけるねじ溝(14)の幅は、第2のねじ部部分(II)における幅よりも小さ、請求項又はに記載の真空ポンプ。 3. A vacuum pump according to claim 1 or 2 , wherein the width of the thread groove (14) in the third threaded portion (III) is smaller than its width in the second threaded portion (II). 第3のねじ部部分(III)及び第1のねじ部部分(I)におけるねじ溝(14)の幅は、第2のねじ部部分(II)における幅よりも小さく、及び/又は第3のねじ部部分(III)におけるねじ溝(14)の幅は、第1のねじ部部分(I)におけるねじ溝(14)の幅と同一の大きさである、請求項に記載の真空ポンプ。 2. The vacuum pump according to claim 1, wherein the width of the thread groove (14) in the third thread portion (III) and in the first thread portion (I) is smaller than the width in the second thread portion (II) and/or the width of the thread groove (14) in the third thread portion (III) is the same as the width of the thread groove (14) in the first thread portion ( I ). 溝底(18)は、3つのねじ部部分(I、II、III)のうちの少なくとも1つに円錐形に形成された底包絡線を設定する、請求項又はに記載の真空ポンプ。 3. A vacuum pump according to claim 1 or 2 , wherein the groove bottom (18) defines a conically shaped bottom envelope in at least one of the three threaded sections (I, II, III). 溝底(18)は、3つのねじ部部分(I、II、III)のうちの少なくとも1つにおいて別の1つのねじ部部分におけるテーパ角(α)とは別の値を有するテーパ角(α)を設定する、請求項に記載の真空ポンプ。 6. A vacuum pump as claimed in claim 5, wherein the groove bottom (18) defines a taper angle (α) in at least one of the three threaded portions (I, II, III) that has a different value than a taper angle (α) in another one of the threaded portions. 第1のねじ部部分(I)におけるテーパ角(α)は、第2のねじ部部分(II)及び/又は第3のねじ部部分(III)におけるテーパ角(α)よりも小さい、請求項に記載の真空ポンプ。 7. The vacuum pump according to claim 6, wherein the taper angle (α) in the first threaded portion (I) is smaller than the taper angle (α) in the second threaded portion (II) and/or the third threaded portion ( III ). それぞれのねじ部部分(I、II、III)の高さ寸法は、ステータスリーブ(10)の軸方向延伸長さの15%から50%である、請求項又はに記載の真空ポンプ。 3. A vacuum pump according to claim 1 or 2 , wherein the height dimension of each of the threaded portions (I, II, III) is between 15% and 50% of the axial extension length of the stator sleeve (10). ステータスリーブ(10)は、ロータスリーブ(163、165)を取り囲み、ホルベックねじ部(16)は、ステータスリーブ(10)に設けられた雌ねじ部として構成されていて、及び/又はロータスリーブ(163)は、ステータスリーブ(10)を取り囲み、ホルベックねじ部(16)は、ステータスリーブ(10)に設けられた雄ねじ部として構成されている、請求項1又は2に記載の真空ポンプ。 A vacuum pump according to claim 1 or 2, wherein the stator sleeve (10) surrounds the rotor sleeve (163, 165) and the Holweck thread (16) is configured as a female thread provided on the stator sleeve (10), and/or the rotor sleeve (163) surrounds the stator sleeve (10) and the Holweck thread (16) is configured as a male thread provided on the stator sleeve (10). ホルベックロータは、内側のロータスリーブ(165)と、内側のロータスリーブ(165)を同心に取り囲む外側のロータスリーブ(163)とを有し、ホルベックステータは、外側のロータスリーブ(163)を同心に取り囲む外側のステータスリーブ(10)と、内側のロータスリーブ(165)を同心に取り囲む内側のステータスリーブ(10)とを有し、ホルベックねじ部(16)は、外側のステータスリーブ(10)に設けられた雌ねじ部として、内側のステータスリーブ(10)に設けられた雌ねじ部として、及び/又は内側ステータスリーブ(10)に設けられた雄ねじ部として構成されている、請求項1又は2に記載の真空ポンプ。 The vacuum pump according to claim 1 or 2, wherein the Holweck rotor has an inner rotor sleeve (165) and an outer rotor sleeve (163) concentrically surrounding the inner rotor sleeve (165), the Holweck stator has an outer stator sleeve (10) concentrically surrounding the outer rotor sleeve (163) and an inner stator sleeve (10) concentrically surrounding the inner rotor sleeve (165), and the Holweck thread portion (16) is configured as a female thread portion provided on the outer stator sleeve (10), as a female thread portion provided on the inner stator sleeve (10), and/or as a male thread portion provided on the inner stator sleeve (10). ステータスリーブ(10)は、第1及び/又は第3のねじ部部分(I、III)の代わりに、ねじ部を有しない円筒形の側面(26)を有する部分(24)を形成し、前記部分(24)は、ねじ部部分を有する別個に取扱い可能な環体(22)を収容し、環体(22)は、第2のねじ部部分(II)と共に、ステータスリーブ(10)のホルベックねじ部部分(16)を形成し、環体(22)のねじ部部分は、第2のねじ部部分(II)とは、ねじ部パラメータの群のうちの少なくとも1つのねじ部パラメータにおいて異なる、請求項又はに記載の真空ポンプ。 3. A vacuum pump according to claim 1 or 2, wherein the stator sleeve (10) forms, instead of the first and/or third threaded portions (I, III), a portion (24) with a cylindrical side surface (26) without threads, said portion (24) housing a separately addressable annulus (22) with a threaded portion, which annulus (22) forms, together with the second threaded portion (II), the Holweck threaded portion (16) of the stator sleeve (10), the threaded portion of the annulus ( 22 ) differing from the second threaded portion (II) in at least one threaded parameter of a group of threaded parameters. 溝底(18)は、円錐形の底包絡線を設定する、請求項11に記載の真空ポンプ。 12. The vacuum pump of claim 11 , wherein the groove bottom (18) defines a conical bottom envelope.
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