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技術 ローターディスク

出願人 プファイファー・ヴァキューム・ゲーエムベーハー
発明者 ヤン・ホフマンベルント・ホフマンマティアス・アンケル
出願日 2015年12月22日 (5年0ヶ月経過) 出願番号 2015-249770
公開日 2016年12月15日 (4年0ヶ月経過) 公開番号 2016-211535
状態 特許登録済
技術分野 非容積形送風機
主要キーワード オーバーラップ比 角度整 ローター羽根 角度比率 円すい形 貫通移動 スペーサーリング ステーター側
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (9)

課題

本発明の課題は、真空ポンプローターの為のローターディスクの製造を簡易化することである。

解決手段

課題は、重なり合って設けられ、ローター軸(14)に取り付けられた、独立した複数のローターディスク(12)、又は、ローター軸(14)に取り付けられた、独立した一つのローターディスクを有する、真空ポンプ、特にターボ分子ポンプ(10)のローターの為のローターディスク(12)であって、ローターディスク(12)が、周囲方向に分配して設けられた複数の羽根(16)を有し、これら羽根が、其々、半径方向に内側から外側に向かって推移する厚さプロフィルを有し、そして、少なくとも一つの羽根(16)が、羽根(16)の二つの部分(18,20)を分離する少なくとも一つの段(22)を有する厚さプロフィルを有することを特徴とするローターディスク(12)により解決される。

概要

背景

規範的ターボ分子真空ポンプは、ローター軸を有するローターを有している。ローター軸には、複数のローラーディスクが軸方向にオフセットされて設けられているか、又は、ローター軸上にちょうど一つのローラーディスクが設けられている。各ローターディスクは、周囲方向に分配されて設けられた複数の羽根を有する。真空技術的な性能値、例えば、吸引性能圧縮比率のようなもの(これらは各羽根の半径方向の延在にわたってできる限り一定である)を保証するために、各羽根を半径方向外側に向かって先細とする、つまり円錐形に形成することが公知である。つまり羽根は、半径方向内側に向かって厚く、そして半径方向外側に向かって徐々に薄い。そのように形成される羽根を有するローターディスクの製造は複雑であり、そしてコストがかかるツール機械及びツールを必要とする。

概要

本発明の課題は、真空ポンプのローターの為のローターディスクの製造を簡易化することである。課題は、重なり合って設けられ、ローター軸(14)に取り付けられた、独立した複数のローターディスク(12)、又は、ローター軸(14)に取り付けられた、独立した一つのローターディスクを有する、真空ポンプ、特にターボ分子ポンプ(10)のローターの為のローターディスク(12)であって、ローターディスク(12)が、周囲方向に分配して設けられた複数の羽根(16)を有し、これら羽根が、其々、半径方向に内側から外側に向かって推移する厚さプロフィルを有し、そして、少なくとも一つの羽根(16)が、羽根(16)の二つの部分(18,20)を分離する少なくとも一つの段(22)を有する厚さプロフィルを有することを特徴とするローターディスク(12)により解決される。

目的

本発明の課題は、真空ポンプのローターの為のローターディスクの製造を簡易化することである

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

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請求項1

重なり合って設けられ、ローター軸(14)に取り付けられた、独立した複数のローターディスク(12)、又は、ローター軸(14)に取り付けられた、独立した一つのローターディスクを有する、真空ポンプ、特にターボ分子ポンプ(10)のローターの為のローターディスク(12)であって、ローターディスク(12)が、周囲方向に分配して設けられた複数の羽根(16)を有し、これら羽根が、其々、半径方向に内側から外側に向かって推移する厚さプロフィルを有し、そして、少なくとも一つの羽根(16)が、羽根(16)の二つの部分(18,20)を分離する少なくとも一つの段(22)を有する厚さプロフィルを有することを特徴とするローターディスク(12)。

請求項2

厚さプロフィルが、羽根(16)の対向位置する平面部によって定義されていることを特徴とする請求項1に記載のローターディスク(12)。

請求項3

段(22)が、平面部の一方に形成されており、そして羽根(16)の半径方向内側のより厚い部分(18)と、半径方向外側のより薄い部分(20)の間に形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のローターディスク(12)。

請求項4

厚さが、各部分(18,20)の半径方向の延在にわたって一定であることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のローターディスク(12)。

請求項5

羽根(16)が、回転軸(R)に対して基本的に垂直に推移する平面に対して傾斜して設けられており、その際、各部分(18,20)が、其々一つの取り付け角度を有し、そして半径方向内側の部分(18)の取り付け角度(A1)が、半径方向外側の部分(20)の取り付け角度(A2)より大きいことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のローターディスク(12)。

請求項6

段(22)が、少なくとも一つの面取り部、及び/又は丸め部を有することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載のローターディスク(12)。

請求項7

重なり合って設けられ、ローター軸(14)に取り付けられた複数の独立したローターディスク(12)、またはちょうど一つの、ローター軸(14)に取り付けられた独立したローターディスク(12)を有する少なくとも一つのローターを有する真空ポンプ、特にターボ分子ポンプであって、その際、請求項1から6のいずれか一項に記載の少なくとも一つのローターディスク(12)が形成されていることを特徴とする真空ポンプ。

請求項8

真空ポンプ、特にターボ分子ポンプ(10)の為のローターディスク(12)の製造の為の方法であって、重なり合って設けられ、ローター軸(14)に取り付けられた複数の独立したローターディスク(12)、またはローター軸(14)に取り付けられたちょうど一つの独立したローターディスク(12)を有するローターを有し、又は、そのような真空ポンプ、とっくにターボ分子ポンプ(10)を製造するための方法であって、その際、ローターディスク(12)が、中実材料からなるディスク(26)から一体式に製造され、そして、その際、ディスク(26)に、材料除去によって、周囲方向に分配されて設けられた複数の羽根(16)が形成され、そしてその際、少なくとも一つの羽根(16)が、半径方向において内側から外側に向かって推移する厚さプロフィルを有しており、この厚さプロフィルが、羽根(16)の二つの部分(18,20)を分離する少なくとも一つの段(22)を有することを特徴とする方法。

請求項9

ツール(28)によって、各羽根(22)の形成の為に、少なくとも一つの処理過程が実施され、当該処理過程が、半径方向の要素でもって、ツール(28)が、ディスク(26)内に進入させられ、及び/又は、軸方向の要素が、羽根(16)の取り付け角度(A1,A2)に相応して、ディスク(26)を通過して移動させられること含むことを特徴とする請求項8に記載の方法。

請求項10

ツールが、互いに間隔をあけて設けられ、同時に有効な二つのシングルツール(28)を有するダブルツール、又はツインツールを含むことを特徴とする請求項8または9に記載の方法。

請求項11

その半径方向の延在にわたって一定の厚さを有する羽根部分(18,20)の形成の為に、複数のシングルツール(28)が、平行して設けられていることを特徴とする請求項10に記載の方法。

請求項12

各羽根(16)の個々の部分(18,20)を形成するために、複数の処理過程が、時間的に相前後して実施され、その際、これら処理過程が、半径方向の処理深さに関して互いに異なっていることを特徴とする請求項8から11のいずれか一項に記載の方法。

請求項13

個々の処理過程の為に、複数の異なるツールが使用され、及び/又はツールの異なる調整が行われることを特徴とする請求項12に記載の方法。

請求項14

個々の処理過程の為に、互いに間隔をあけて設けられ、同時に有効な二つのシングルツール(28)を有する各一つのダブルツール又はツインツールが使用され、その際、個々の処理過程の為の間隔が異なるよう調整されることを特徴とする請求項12または13に記載の方法。

請求項15

各羽根(16)の個々の部分(18,20)の為の異なる取り付け角度(A1,A2)の形成の為に、回転軸(R)に対して少なくとも基本的に垂直に推移する平面に対して、ツールの異なる向きが個々の処理過程の為に選択されることを特徴とする請求項8から14のいずれか一項に記載の方法。

技術分野

0001

本発明は真空ポンプローターの為のローターディスクと、そのようなローターディスクを製造するための方法に関する。

背景技術

0002

規範的ターボ分子真空ポンプは、ローター軸を有するローターを有している。ローター軸には、複数のローラーディスクが軸方向にオフセットされて設けられているか、又は、ローター軸上にちょうど一つのローラーディスクが設けられている。各ローターディスクは、周囲方向に分配されて設けられた複数の羽根を有する。真空技術的な性能値、例えば、吸引性能圧縮比率のようなもの(これらは各羽根の半径方向の延在にわたってできる限り一定である)を保証するために、各羽根を半径方向外側に向かって先細とする、つまり円錐形に形成することが公知である。つまり羽根は、半径方向内側に向かって厚く、そして半径方向外側に向かって徐々に薄い。そのように形成される羽根を有するローターディスクの製造は複雑であり、そしてコストがかかるツール機械及びツールを必要とする。

先行技術

0003

米国特許出願公開第3623826A号明細書
ドイツ連邦共和国特許出願公開第2046693A1号明細書
ドイツ連邦共和国特許出願公開第2923632A1号明細書
欧州特許出願公開第0965761A2号明細書

発明が解決しようとする課題

0004

本発明の課題は、真空ポンプのローターの為のローターディスクの製造を簡易化することである。

課題を解決するための手段

0005

この課題は、請求項1に記載のローターディスクによって解決される。特に、少なくとも一つの羽根が、羽根の二つの部分を分離する少なくとも一つの段を有する厚さプロフィルを有していることによって解決される。

0006

発明に係るローターディスクは、特に簡単に製造可能である。というのは、段を有する厚さプロフィルが許容されるとき、処理ツール移動経路と、ツールの形式は、明らかに簡易化されることが可能だからである。例えばこれによって、羽根は、本発明の一つの可能な実施形において、一次元の処理ステップのみによって製造されることが可能であり、つまりツールは、処理ステップ中に一つの直線的な経路に沿ってのみ移動される。これによって、例えば、完全な三次元の処理経路(これは、複数の処理自由度を有する複雑でコスト集中的である処理機械を必要とする)が置き換えられる。

0007

先行技術では、連続的に形成された(つまり段を有さない)羽根を有するローターディスクが、例えばタービンにおいてそうであるように、最高の真空技術上のパフォーマンスを提供するという点から出発する。発明に従い、段を有する羽根が、連続的に形成されたものに対して真空ポンプのパフォーマンスを減少させるとしても、それは僅かのみであるということが分かった。これと反対に、発明に係るローターディスクの製造過程の著しい簡易化が行われ、これによって、製造コストが明らかに減少する。

0008

よって本発明は、連続的な羽根、又は常に先細となる羽根を有するローターディスクのみが、十分な真空技術的性能値を達成することが可能であろうというイメージからの反転を意味する。その際、このような先入観の発明に係る克服は、ローターディスクの製造の際に著しい節約ポテンシャルを発揮する。

0009

段の数量は、発明に従い、基本的に任意である。多数の段によって、例えば、半径方向外側に向かって先細となる、少なくとも理論的な観点ではいわば理想的な羽根の形状に近づけられることが可能である。その際、基本的に引き続き、簡単な製造性という本発明に係るメリットは保証される。多数の段が、高い製造コストと結びついたとしてもである。

0010

好ましくは、ローターディスクの全ての羽根が同一に形成される。しかしその際、これは必須ではない。

0011

一つの実施形においては、厚さプロフィルは、対向位置している羽根の平面部によって定義される。平面部は、少なくともその法線が、軸方向の要素、つまりローターディスクの回転軸に対して平行な要素を有する。各平面部は、羽根の狭面部と異なっている。これは例えば回転軸に対して垂直に延在する。狭面部と平面部は、少なくとも、羽根の正面部と異なっている。これは、半径方向における半径方向外側に向かう羽根の制限部を意味する。その際、平面部、狭面部、及び正面部の間の移行部は、しかし必然的に不連続で、つまり例えばシャープなエッジとして形成されていない、しかしその際、そのような形態は、発明に従い可能である。

0012

別の実施形においては、段は平面部に、羽根の半径方向内側の厚い部分と半径方向外側の薄い部分の間に形成されている。羽根は、この実施形においては、つまり半径方向外側に向かって薄くなっていく厚さを有している。その際、このような減少は、連続的で無く、段階的である。

0013

当該部分の少なくとも一つの中において、平面部の少なくとも一つは平坦であることが可能である。これによって、製造過程が更に簡易化される。

0014

厚さは、特に各部分の半径方向の延在にわたって一定である。これによっても、製造過程が更に簡易化される。というのは、例えば処理の際に、機械の自由度が省略可能だからである。

0015

羽根のこれら両方の部分は、各一つの平行四辺形形状の断面を有することが可能である。断面は、しかしまた平行四辺形と異なることも可能である。断面は、例えば、長方形台形又は変則的な三角形又は多角形であることが可能であり、及び/又は丸められた制限部線を有することが可能である。断面とは、ローターディスクの半径に対して垂直な方向に羽根を貫通する断面であると解される。

0016

一つの実施形においては、羽根は回転軸に対して基本的に垂直に推移する平面に対して傾斜して設けられている。その際、各部分は、一つの取り付け角度を有し、半径方向内側の部分の取り付け角度は、半径方向外側の部分の取り付け角度より大きい。羽根は、つまり換言すると、「ねじれている」ことが可能である。その際、連続的に「ねじれている」ことは、段のようなものによって近づけられたり、置き換えられたりすることが可能である。製造プロセスを、更に簡易化し、しかし、十分良好な真空ポンプの性能値を保証するためである。この開示の枠内では、回転軸に対して垂直な方向に推移する平面に対する角度が、取り付け角度と解される。

0017

一つの実施例においては、段は、少なくとも面取り部及び/又は丸め部を有する。これによってシャープエッジが回避され、及び/又は羽根の安定性の向上が図られる。

0018

課題は、真空ポンプ、特にターボ分子ポンプであって、重なり合って設けられ、ローター軸に取り付けられた複数の独立したローターディスクを有する少なくとも一つのローター、又はローター軸に取り付けられたちょうど一つの独立したローターディスクを有するローターを有する真空ポンプによって解決される。ここで少なくとも一つのローターディスクは、発明に係る方法で形成されている。

0019

更に課題は、重なり合って設けられ、ローター軸に取り付けられた複数の独立したローターディスクを有するか、又はローター軸に取り付けられたちょうど一つの独立したローラーディスクを有する少なくとも一つのローターを有する真空ポンプ、特にターボ分子ポンプの為のローターの製造方法、又はそのような真空ポンプ、特にターボ分子ポンプの製造方法であって、その際、ローターディスクが、中実の材料から成るディスクから一体式に製造され、そしてその際、ディスクに、材料除去によって、周囲方向に分配して設けられて多複数の羽根が形成され、そしてその際、少なくとも一つの羽根が、半径方向において内側から外側に向かって推移する厚さプロフィルを付与され、この厚さプロフィルが、羽根の二つの部分を分離する一つの段を有する方法によって解決される。

0020

ディスクは、特に円形ディスク又はシリンダーディスクとして形成されていることが可能であり、そして代替的に、又は追加的に羽根の形成の前に、中央の、特に円形状の開口部を有する。これは例えば、ローター軸の貫通の為に使用される。材料除去は、例えば挽きや旋削のような切削処理機械加工処理)を含むことが可能であり、しかしまた他の形成も可能である。

0021

一つの実施形においては、ツールによって、各羽根の形成の為に、少なくとも一つの処理過程が実施される。この処理過程は、ツールの半径方向の要素がディスク内に進入することを含む。この実施形においては、ツールの移動軸唯一のみ意図されていることが可能である。その際、複数の羽根の形成の為に、ディスクは単にツールに対して、特にその回転軸を中心として回転されれば十分である。処理は、この場合、二つの地涌度のみを必要とする。これによって製造の為の機会が特別安価となる。

0022

代替として又は追加的に、ツールの軸方向の要素が、羽根の取り付け角度に相応してディスクを貫通させられることが可能である。ここでもまた、ディスクは、各次の羽根の製造の為に簡単に回転可能である。一つの実施形に従い、ツールが少なくとも一つの丸鋸ブレードを有する。ここで、処理ベースは、つまり半径方向の処理深さに相当する領域が、まっすぐに形成されることが可能であるというメリットが生じる。

0023

ツールは、互いに間隔を有して設けられた二つの同時に有効なダブルツール又はツインツールを有することが可能である。これらシングルツールは、例えば、回転するよう、互いに連結されている、回転固着的、又は回転不能に互いに接続されている、ギアを介して接続されている、平行な回転軸を有する、及び/又は、一致する回転軸を有することが可能である。ツール、特にシングルツールは、例えば鋸、鋸ブレードフライス盤(独語:Fraesser)、ダブル鋸(Doppelsaege)、及び/又はツイン鋸(Zwillingssaege)等を、一又は複数有することが可能である。シングルツールの(間の)間隔は、羽根の各部分の厚さを決定する。その際、異なる厚さの部分の製造の為に間隔は調整可能であることが可能であり、及び/又は、シングルツールの間の異なる間隔を有するツールはが、保持されることが可能である。

0024

一つの実施例においては、その半径方向の延在にわたって一定である厚さを有する羽根部分の形成の為に、シングルツールは、平行に設けられることが可能である。「平行」は、その際、例えば、場合によっては存在する、各シングルツールの回転軸に関すること、シングルツールの処理面に関すること、及び/又は、シングルツールの延在方向又は延在平面に関することが可能である。発明に係る方法を実施するための機械は、これによって更に簡易化される。

0025

更なる発展形においては、各羽根の個々の部分の形成の為に、複数の処理過程が時間的に互いに前後して実施され、その際、これら処理過程は、半径方向の処理深さに関して互いに異なっている。その際、厚さプロフィルの段は、各半径方向の処理深さのもと、又は各半径方向の処理深さによって形成されることが可能である。処理過程は、代替として、又は追加的に、シングルツールの間の間隔が異なっていることが可能である。羽根の各部分には、例えば処理過程が付設されていることが可能である。

0026

その上、個々の処理過程の為に、異なるツール、及び/又はツールの異なる調整が使用されることが可能である。相違は、例えばシングルツールの形式、歯数、直径、及び/又は間隔において存在することが可能である。

0027

一つの実施形においては、個々の処理過程の為に、互いに間隔をおいて設けられた二つの同時に有効なシングルツールを有する各一つのダブルツール又はツインツールが使用される。その際、間隔は、個々の処理過程の為に異なって調整される。製造過程は、これによって加速される。例えば、各処理過程は、ローターディスクの複数の羽根、特に全ての羽根に対して初めて実施されることが可能である。これは、更なる処理過程が当該羽根の為に実施される前に実施される。

0028

別の実施形においては、各羽根の個々の部分の為の異なる取り付け角度の形成の為に、個々の処理過程に対して、ツールの、回転軸に対して少なくとも基本的に垂直方向に推移する平面に対する異なる向きが選択される。これによって取り付け角度は、ツール自体にではなく、その向きに依存する。換言すると、ツールは、各所望の取り付け角度に調整されることが可能である。

0029

当該方法は、例えば、装置の上述した実施形に対応して更に改善されることができ、そして逆に、ローターディスクと真空ポンプは、個々に記載したツールの実施形に対応して製造される、または発展されることが可能である。

0030

本発明は、真空ポンプ、特にターボ分子ポンプのローターに関する。これは、一つのローター軸を有し、該ローター軸には、発明に従って形成されたちょうど一つの独立したローターディスクが取り付けられているか、又は、重なり合って設けられ、其々発明に従って形成された、独立した複数のローターディスクが取り付けられている。特に(これに限定されないが)、ローターが、ちょうど一つのみのローターディスクを有するとき、真空ポンプの、ローターを有するターボ分子ポンプ段に、ポンプ方向で、一つの分子ポンプ段、例えばホルベックタイプのもの、が引き続くことが可能である。その際、ターボ分子ポンプ段のローター軸は、同時に、分子ポンプ段の軸を形成する。つまりターボ分子ポンプ段と分子ポンプ段は、そのような実施例において一つの共通な軸を有する。

0031

別の実施形は従属請求項、明細書及び図面に記載されている。

0032

本発明を以下に、添付の図面を参照しつつ単に例示的に説明する。

図面の簡単な説明

0033

発明に係る真空ポンプの断面図
発明に係るローターディスクの等角図
図2のローターディスクの上面図
図2のローターディスクの断面図
発明に係るローター羽根の二つの部分の図。異なる取り付け角度を有する。
本発明に係るローター羽根の形成の為の処理過程
本発明に従いローター羽根の一部の形成の為の別の処理過程
ツールの図。発明に従い、羽根の取り付け角度に相当する向きに処理されている。

実施例

0034

図1に示されたターボ分子ポンプ10として形成されて真空ポンプは、インレットフランジ32によって取り囲まれたポンプインレット34と、ポンプインレット34に及ぶガスポンプアウトレット35に搬送するための複数のポンプ段を有している。ターボ分子ポンプ10は、静的な(又は静止している、独語:statisch)ハウジング36を有するステーターと、該ハウジング36に設けられたローターを有する。ローターは、回転軸Rを中心として回転可能に支承されたローター軸4を有する。

0035

ターボ分子ポンプ10は、互いにシリアルに接続されたターボ分子的な複数のポンプ段を有する。これは、ローター軸14と接続されたターボ分子的な複数のローターディスク12と、軸方向においてローターディスク12の間に設けられ、そしてハウジング16に固定されたターボ分子的な複数のステーターディスク38を有する。これらは、スペーサーリング40によって互いに所望の軸方向間隔に保持されている。ローターディスク12とステーターディスク38は、吸い込み領域42に、ポンプ方向Pの方向に向けられた軸方向のポンプ作用を提供する。

0036

ターボ分子ポンプ10は、このため、半径方向で互いに入れ子式に設けられ、互いにシリアルに接続され、ポンプ作用を奏する三つのホルベックポンプ段を有している。ホルベックポンプ段のローター側の部材は、ローター軸14に固定され、これによって担持されるシリンダー側面形状の二つのホルベックロータースリーブ46,48を有する。これらは、回転軸Rに対して同軸に向けられており、互いに入れ子式に接続されている。更にシリンダー側面形状のホルベックステータースリーブ50,52が設けられている。これらは、同様に回転軸Rに同軸に向けられており、そして入れ子式に接続されている。ホルベックポンプ段のポンプ効果を発する表面は、其々、半径方向の狭いホルベック間隙を形成しつつ互いに向かい合っている半径方向の側面によって、つまり、ホルベックロータースリーブ46,48とホルベックステータースリーブ50,52の各側面によって形成されている。その際、ポンプ効果を発する各一方の表面(この場合、例えばホルベックロータースリーブ46または48のそれ)は、滑らかに形成されている。その際、各ホルベックステータースリーブ50または52の対向位置する、ポンプ効果を発する表面は、回転軸Rの周りをねじ線形状に軸方向に推移する複数の溝を有する構造化部を有している。これら溝の中を、ローターの回転によってガスが搬送され、そしてこれによってポンピングが行われる。

0037

ローター軸14の回転可能な支承は、ポンプアウトレット35の領域のローラー支承部54と、ポンプインレット34の領域の永久磁石支承部56によって行われる。

0038

永久磁石支承部56は、ローター側の支承半部60とステーター側の支承半部58を有する。これらは、其々一つのリング積層部を有する。リング積層部は、軸方向に互いに積層された永久磁石の複数のリングから成る。その際、磁石リングは、半径方向の支承間隙を形成しつつ互いに向かい合っている。

0039

永久磁石支承部56の内部には、緊急用または安全用支承部が設けられている。これは潤滑されないローラー支承部として形成されており、真空ポンプの通常の運転中は、非接触で空転する。そして、ローターがステーターに対して半径方向で過剰に偏向した際に初めて係合するに至り、ローターの為の半径方向のストッパーを形成する。これは、ローター側の構造がステーター側の構造と衝突するのを防止する。

0040

ローラー支承部54の領域には、ローター軸14に円すい形スプラッシュナット64が設けられている。これは、ローラー支承部54に向かって増加する外直径を有している。スプラッシュナットは、例えば潤滑剤のような作動媒体を含ませられた吸収性の複数のディスクを有する作動媒体貯蔵部のスキマー(独語:Abstreifer)と、滑り接触している。運転中、作動媒体は、毛細管効果によって作動媒体貯蔵部からスキマーを介して回転するスプラッシュナット64へと伝達される。そしてその後、遠心力によってスプラッシュナット64にそって、スプラッシュナット64の大きくなる外直径の方向へとローラー支承部54に向かって搬送される。そこで例えば潤滑機能を発揮する。

0041

ターボ分子ポンプ10は、ローターの回転駆動の為の駆動モーター68を有する。その回転子はローター軸14によって形成されている。図示されていない制御ユニットは駆動モーター68を駆動する。

0042

各ローターディスク12は、半径方向に分配してもうけられた複数の羽根16を有する。部分図である図1には、これらのうちローターディスクの二つの羽根16が見て取れる。各羽根16は、二つの段22を有する(一つの段22のみが図1に見て取れる)。これらは、羽根16の二つの部分を分離する。ローターディスク12の羽根16の段22は、この例においては、回転軸Rに対して、全て同じ間隔で設けられている。しかしその際、異なる間隔であることも考えられる。段22は、その上、回転軸Rに対して平行に推移している。その際、他の推移、例えば回転軸に対する傾斜した推移も可能である。

0043

図2は、ローターディスク12を示す。これは例えば図1のターボ分子ポンプ10において使用されるためのものである。ローターディスク12は、周囲方向に分配して設けられた複数の羽根16を有する。これらは、ローターハブ27の半径方向内側ではローターハブ27において発生し(から始まり)、そして半径方向外側に向かって延在している。

0044

各羽根16は、二つの狭面部23を有する。これらは、羽根16を軸方向で境界づけ、そして回転軸Rに対して垂直に延在している。羽根16は、その上、二つの平面部24と半径方向外側に向けられた正面25を有する。

0045

各羽根16は、半径方向で互いに連続する二つの部分18、20を有する。これらは平面部24によって形成された複数の段22によって定義されている。半径方向内側の部分18は、半径方向外側の部分20よりも厚く形成されている。段22は、その結果、羽根16がいわば半径方向外側に向かって狭くなり、そしてそのようにして、先行技術から公知であるように、半径方向外側に向かって連続的に先細となった形状に近づけられることとなる。

0046

各部分18,22は、平坦かつ、互いに平行な二つの平面部24を有している。各部分18,20の、ローターディスク12の半径に対して垂直に推移する断面は、平行四辺形の形状を有する。というのは、羽根16が斜めに向けられており、そして羽根16の狭面部23が、回転軸Rに対して垂直に推移する平面内に位置する(図5も参照のこと)。

0047

羽根16は、回転軸Rに対して垂直な平面に対して斜めに向けられており、半径方向内側の部分18が半径方向外側の部分20よりも大きい取り付け角度(独語:Anstellwinkel)をこの平面に対して有している。羽根16の角度比率は、図5に詳細に説明されている。

0048

図3では、図2のローターディスク12が上面図として示されている。羽根16は、段22によって分離された部分18、20が周囲にわたった均等に分配されて設けられている。羽根16は、このため同一に形成されている。

0049

図4においては、ローターディスク12は、図3に示された部分平面Sに沿った断面図として示されている。複数の羽根16の対向位置する狭面部23は、互いに平行に、そして回転軸Rに対して垂直に向けられている。

0050

図5は、半径方向内側の部分18の、半径方向外側の部分20に対する相対的向きを示している。図5は、羽根16の、半径方向外側からの簡略側面図を示す。

0051

半径方向内側の部分16は、半径方向外側の部分20よりも厚い厚さを有する。その上、半径方向内側の部分18は、取り付け角度A1を有する。この角度は、回転軸Rに対して垂直かつ、羽根16の狭面部23に対して平行な平面に関して計測され、そして、半径方向外側の部分20の取り付け角度A2よりも大きい。部分18,20は、段22によって分離され、これらのうち、図平面に対して基本的に平行な段平面が見られる。

0052

半径方向外側の部分20は、平行四辺形として表されている。この平行四辺形は、半径方向内側の部分18を表す平行四辺形よりも狭い。部分18,20は、接線方向、つまり図における右又は左において各一つの共通の点において終了している。これによって、部分18,20の取り付け角度A1とA2の間の最大の差が達成される。このことは、ここでもまた、ローターディスク16の有利なオーバーラップ比率へと通じる。その上、羽根16を二つのリニアな(独語:lineare)処理過程によって形成することが可能である。

0053

しかし、両方の部分18,20の異なる取り付け角度A1,A2は必須ではない。つまり両方の部分の取り付け角度A1,A2は、同じ大きさであることも可能である。

0054

ローターディスク12の製造のための発明に係る方法は、図6から8に詳細に説明される。図6および7は、ディスクの回転軸に対して平行なディスクの上面図であり、他方で図8は、半径方向、よってディスクの回転軸に対して垂直方向の図である。

0055

図6内には、二つの鋸ブレード28を有するダブルツールが、(ローターディス12を製造するための半製品として使用される)一つのディスク26内で、半径方向に進入させられ、またはこれを通って軸方向に通過させられるかを示す。鋸ブレード28は、その際、最大の半径方向の処理深さを有する。この処理深さは、羽根16の半径方向内側の端部に相当し、よって羽根ベースに相当する。鋸ブレード28は、互いに、半径方向内側の部分18に相当する厚さに相当する間隔を有する。鋸ブレード28は、共通した一つの駆動軸上に回転不能に取り付けられているか、または互いに独立して駆動されていることが可能である。

0056

図6において見て取れる処理過程(以下において第一の処理過程と称する)の後に、第二の処理過程(図7に見て取れる)が実施される。図7においては、ダブルツール(又は二重式ツール、独語:Doppelwerkzeug)は、二つの鋸ブレード28を有する。これら鋸ブレードは互いに、図6の鋸ブレード28の間の間隔よりも小さな間隔を有する。鋸ブレード28の間のより小さな間隔によって、第二の、半径方向外側の部分20においては、より薄い厚さが与えられる。半径方向外側の部分20の形成の為に、第二の処理過程は、第一の処理過程におけるよりも小さな、半径方向の処理深さを有する。これによって、半径方向外側の部分20が形成される。この部分は、半径方向内側の部分よりも薄い。半径方向内側の部分は、第二の処理過程によっていわば「立てられる」。部分18,20の間には、二つの段22が残る。つまり一つの段22が各平面部24上に残る。これらは、部分18,20を半径方向において分離する。

0057

図6および7は、そのように製造された部分18,20が、ディスクの回転軸に対して平行に推移する平面部、つまり90°の取り付け角度を有するという点で、発明に係る製造コンセプトを表すことのみの為に使用される。

0058

図6および7に従う製造方法において、羽根16は、ここでは例示的に引用される半径方向外側の部分20の、90°よりも小さな値の取り付け角度A2を有する羽根16がどのように製造さ得るかが図8に示されている。二つの鋸ブレード28は、平行に、そして半径方向外側の部分20の厚さに相当する、お互いの間隔で配置されている。鋸ブレード28は、ディスク26の回転軸に対する、または回転軸に対して垂直に推移する平面に対する外側の部分20の所望の取り付け角度A2に対応するよう向けられている。半径方向外側の部分20を形成するために、例えば一つの共通の駆動軸上に設けられている複数の鋸ブレード28は、処理方向Qにディスク26を通って移動させられる、又は図に対して垂直に進入させられる。その際、半径方向の最大の処理深さが保たれる、または達成される。

0059

ツールは、基本的に処理過程の間、追加的に、半径方向、つまり図8における図に対する垂直な方向の軸を中心として、特に連続的に回転させられることが可能であり、他方でツールはディスク26内に進入させられるか、またはこれを通って通過させられる。その際、ツールが、所定の半径方向の経路にわたって回転させられず、これによってつまり、まっすぐな部分と、交差する部分、または特に小さな角度分だけ曲げられた部分が交互に生じる。しかし好ましくは、其々、リニアなツール動作である。

0060

図8に示された処理過程は、図7の第二の処理過程に相当する。半径方向内側の部分18を形成するための第一の処理過程は、この第二の処理過程に類似して実施されることが可能である。しかしその際、鋸ブレード28は、例えば図5の取り付け角度A1に向けられており、そして例えば、相応して急角度である処理方向Qに沿って、ディスク26を通って貫通移動させられることが可能である。鋸ブレード28の互いの間隔は、その際、半径方向内側の部分18の厚さに相当する。

0061

ターボ分子ポンプ10のローターディスク12の為の例示的に記載された製造方法に基づいて、二つの特別簡単な処理過程が、性能の高いターボ分子ポンプ10の為のローターディスク12の羽根の製造の為に十分であることが見て取れる。記載した処理過程の其々は、その際、ツールの一つのリニアな移動経路のみを有する。処理過程の間に、鋸ブレード28の間隔と、ディスク26に対するその角度整向のみが調整される必要があり、引き続いて第二の処理過程においてここでもまた、単にリニアな処理のみを実施する。その際、全ての羽根16に対して第二の処理過程が実施される前に、第一の処理過程を、各ローターディスク12の全ての羽根に対して実施することは有利であり得る。第一の羽根16の為の第一の処理過程と、第二の羽根16の為の第一の処理過程の間に、ディスク26は回転軸Rを中心としてツールに対して回転させられる。しかしその際、代替として、ツールもディスク26を中心として回転案内されることが可能である。取り付け角度A1、A2に対応するツールの向きも、ディスク26の相当する部分によって、及び/又はツールの向きによって調整されることが可能である。

0062

10ターボ分子ポンプ
12ローターディスク
14ローター軸
16羽根
18半径方向内側の部分
20 半径方向外側の部分
22 段
23 狭面部
24平面部
25 正面部
26ディスク
27ローターハブ
28鋸ブレード
32インレットフランジ
34ポンプインレット
35 ンプアウトレット
36ハウジング
38ステーターディスク
40スペーサーリング
42 吸い込み領域(独語:Schoepfbereich)
46ホルベックロータースリーブ
48 ホルベックロータースリーブ
50 ホルベックステータースリーブ
52 ホルベックステータースリーブ
54ローラー支承部
56永久磁石支承部
58ステーター側の永久磁石支承半部
60 ローター側の永久磁石支承半部
62 安全用支承部
64スプラッシュナット
66 吸収性のディスク
68駆動モーター
A1取り付け角度
A2 取り付け角度
Pポンプ方向
Q処理方向
R回転軸
S 断面

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