CH656187A5

CH656187A5 - Verfahren zur montage einer einflutigen turbomolekular-vakuumpumpe und nach diesem verfahren montierte turbomolekular-vakuumpumpe.

Info

Publication number: CH656187A5
Application number: CH4979/81A
Authority: CH
Inventors: Hans-Heinrich Dr Henning; Hansen Dr Pfaff
Original assignee: Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg
Priority date: 1980-10-17
Filing date: 1981-07-31
Publication date: 1986-06-13
Also published as: FR2492475A1; DE3039196C2; DE3039196A1; GB2085525A; GB2085525B; US4456433A; FR2492475B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage einer einflutigen Turbomolekular-Vakuumpumpe mit in einem Gehäuse untergebrachten Rotor, Antriebsmotor und in Wälzlagern gelagerter Rotorwelle. Ausserdem bezieht sich die Erfindung auf eine nach diesem Verfahren montierte Pumpe. Bei einem bekannten Verfahren wird die Turbomolekular-pumpe zunächst bis auf den Stator montiert. Danach erfolgt bei Atmosphärendruck ein Vorwuchten des rotierenden Systems bei Drehzahlen bis zu einigen tausend Umdrehungen pro Minute. Im Anschluss daran wird die Pumpe fertig montiert, mit einem Blindflansch versehen und in Betrieb gesetzt, so dass unter Vakuumbedingungen und bei der Nenndrehzahl das Auswuchten des Rotors fortgesetzt werden kann.

Dazu sind eine Reihe von Wuchtvorgängen erforderlich, weil die Unwuchten der rotierenden Teile einer fertig montierten Turbomolekularpumpe nicht immer eindeutig zu lokalisieren sind. Der Grund dafür liegt in der notwendigen elastischen Halterung des rotierenden Systems im Pumpengehäuse und in den dadurch entstehenden Phasenverschiebungen. Nach jedem der Wuchtvorgänge muss die Pumpe angehalten und geöffnet werden, damit die Beseitigung der Unwuchten, z.B. durch Bohren, an der rotierenden Einheit vorgenommen werden kann.

Darüber hinaus sind die Einrichtungen zur Messung und Beseitigung der Unwuchten aufwendig. Deshalb kann das Auswuchten der Turbomolekular-Vakuumpumpen nur beim Hersteller erfolgen. Pumpen, die beim Benutzer bereits in Betrieb sind und an denen Wartungs- oder Reparaturarbeiten vorzunehmen sind, müssen deshalb stets zum Hersteller zurücktransportiert werden, so dass lange Ausfallzeiten beim Benutzer unvermeidlich sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Montageverfahren so zu verändern und zu verbessern, dass der Auswuchtvorgang wesentlich einfacher ist und die beschriebenen längeren Ausfallzeiten beim Benutzer vermeidbar sind.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass zunächst der Rotor, die Rotorwelle, die Wälzlager und der Motoranker zu einer Einheit montiert und ausserhalb des Pumpengehäuses ausgewuchtet werden und dass danach diese Einheit als Ganzes in das Gehäuse eingeführt und gehaltert wird. Dadurch, dass es jetzt möglich ist, die rotierenden Teile ausserhalb des Pumpengehäuses auszuwuchten, ist zunächst der Auswuchtvorgang selbst wesentlich einfacher. Darüber hinaus kann während des Auswuchtvorgangs auf eine elastische Halterung der rotierenden Teile verzichtet werden, so dass die vorhandenen Unwuchten schneller gefunden und beseitigt werden können. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass es nicht unbedingt erforderlich ist, das Auswuchten des Rotorsystems unter Vakuumbedingungen vorzunehmen. Das direkte Auswuchten bei kleineren Drehzahlen als der Nenndrehzahl ist bereits genauer als das bekannte indirekte Auswuchten bei fertiger Pumpe. Will man dennoch bei der Nenndrehzahl und unter Vakuumbedingungen das Rotorsystem auswuchten, dann lässt sich das in einfacher Weise unter einer Glocke ausführen, ohne die Nachteile des Auswuchtens der rotierenden Einheit in der Pumpe selbst in Kauf nehmen zu müssen.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass Wartungsarbeiten beim Kunden durchführbar sind. Ist z.B. ein Lagerwechsel erforderlich, so kann die gesamte rotierende Einheit durch eine neue, bereits gewuchtete Einheit ersetzt werden. Ein Transport der Pumpe zum Hersteller ist nicht mehr erforderlich. Eine vorteilhafte Variante des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass die Wälzlager mit einer gemeinsamen Lagerhülse ausgerüstet werden, mittels der die rotierende Einheit in der Auswuchteinrichtung gehaltert wird, dass danach ein sich auf der Lagerhülse federnd abstützendes Lagergehäuse montiert wird und dass die rotierende Einheit mittels dieses Lagergehäuses im Pumpengehäuse gehaltert wird. Dieses Montageverfahren erleichtert die Anbringung der erforderlichen federnden Abstützung der rotierenden Einheit im Pumpengehäuse.

Eine nach dem erfindungsgemässsen Verfahren montierte Turbomolekular-Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor, die Rotorwelle, der Motoranker und die Wälzlager eine gemeinsam montierte Einheit bilden.

Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand eines schematisch in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles einer nach dem erfindungsgemässen Verfahren montierten Turbomolekular-Vakuumpumpe erläutert werden.

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Bei der dargestellten Turbomolekular-Vakuumpumpe 1 sind der Einlass mit 2, der Einlassflansch mit 3 und der Auslassstutzen mit 4 bezeichnet. Vom Stator 5 und vom Rotor 6 sind nur relativ kleine Abschnitte sichtbar. Der Stator 5 besteht aus geteilten Statorschaufelringen 7, zwischen denen 5 sich Abstandsringe 8 befinden. Die aus den Schaufelringen 7 und Abstandsringen 8 gebildete Einheit wird vom im wesentlichen zylindrisch gestalteten Gehäuseabschnitt 9 zusammengehalten. Der Rotor 6 ist gemeinsam mit seinen Rotorschaufeln 11 einstückig ausgebildet und auf der Welle 12 befestigt, io

Die Welle 12 erstreckt sich vom Rotorraum 13 im Gehäuseabschnitt 9 durch den Lagerraum 14 im Gehäuseabschnitt 15 bis zum Motorraum 16 im Gehäuseabschnitt 17. Im Lagerraum 14 befinden sich die Wälzlager 18 und 19. Den Kugeln dieser Lager sind Laufrillen 21 und 22 in der Welle 12 zuge- is ordnet. Dadurch kann der Wellendurchmesser trotz kleiner Lager relativ gross gehalten werden. Den Wälzlagern 18 und 19 ist eine gemeinsame Lagerhülse 23 zugeordnet, in der die Wälzlager mittels der Federringe 24 und 25 zu einer Einheit zusammengefasst sind. Die Tellerfedér 26 dient der axialen 20 Anstellung der Lager. Zwischen den Lagern 18 und 19 ist an der Lagerhülse 23 ein im wesentlichen zylindrisches Schmiermittelreservoir 27 befestigt. Dieses ist mit schmiermittelgetränktem Material 28 gefüllt. Über O-Ringe 29 und 30 stützt sich die Lagerhülse 23 in einem Lagergehäuse 31 ab. Diesem 25 Lagergehäuse 31 ist auf der dem Motorraum 16 zugewandten Seite ein Anschlag 32 zugeordnet, der die korrekte axiale Lage des rotierenden Systems sicherstellt. Mit durch den Auslassstutzen 4 zugänglichen Madenschrauben 10 wird das Lagergehäuse und damit die gesamte rotierende Einheit in jo seiner Lage fixiert.

Im Motorraum 16 befinden sich der auf der Welle 12 befestigte Motoranker 33 und der Stator 34 des Antriebsmotors. Durch die Bohrungen 35 und 36 erfolgt in nicht näher dargestellter Weise die Stromversorgung des Antriebsmotors. r> Der schematisch angedeutete Stecker 37 ist so gestaltet, dass

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der Motorraum 16 vakuumdicht abgeschlossen ist.

Parallel zum Lagerraum 14 ist noch eine Bohrung 38 im Gehäuseabschnitt 15 vorgesehen. Diese dient der Verbindung des Motorraums 16 mit der Vorvakuumseite des Rotorraums 13. Über diese Bohrung wird der Motorraum 16 auf Vorvaku-umdruck gehalten. Ohne eine solche Bohrung würde der Motorraum 16 durch den Lagerraum hindurch evakuiert, was ein schädliches Mitreissen von Öldämpfen zur Folge hätte.

Die Montage der dargestellten Pumpe erfolgt in der Weise, dass zunächst der Rotor 6, die Welle 12, das aus den Lagern 18, 19 und der gemeinsamen Lagerhülse 23 bestehende Lagersystem und der Motoranker zu einer einheitlichen Einheit zusammengebaut werden. Diese Einheit wird dann in einer Auswuchteinrichtung gewuchtet. Anschliessend erfolgt die Montage des Lagergehäuses 31, in dem sich die Lagerhülse 23 über die O-Ringe 29 und 30 abstützt. Danach wird die gesamte Einheit mittels des Lagergehäuses 31 im Pumpengehäuse gehaltert. Gegen axiale Verschiebung ist das System mit Hilfe von Madenschrauben 10 gesichert. Der letzte Montageschritt ist der Aufbau des Stators aus den Statorringen 7 und den Abstandsringen 8 und das Aufschieben des zylindrischen Gehäuseabschnittes 9 auf den Stator.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind der Rotor, die Lager und der Anker 33 des Antriebsmotors axial hintereinander angeordnet. Der Aussendurchmesser des Motorankers 33 ist deshalb kleiner gewählt als der Innendurchmesser des Lagerraums 14, so dass die Montage des Gesamtsystems von der Vakuumseite her möglich ist. Es besteht auch die Möglichkeit, den Lagerraum und den Motorraum zu vertauschen. Dann ist allerdings die Lagerung sehr weit vom Schwerpunkt der rotierenden Einheit entfernt.

Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, auf ein besonderes Lagergehäuse 31 zu verzichten. Die Lagerhülse 23 kann sich über die O-Ringe 29 und 30 oder ähnliche Federelemente direkt auf der Innenwandung des Lagerraums 14 abstützen.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Verfahren zur Montage einer einflutigen Turbomolekular-Vakuumpumpe mit in einem Gehäuse untergebrachtem Rotor, Antriebsmotor und in Wälzlagern gelagerter Rotorwelle, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst der Rotor (6), die Rotorwelle (12), die Wälzlager (18, 19) und der Motoranker (33) zu einer Einheit montiert und ausserhalb des Pumpengehäuses gewuchtet werden und dass danach diese Einheit als Ganzes in das Pumpengehäuse eingeführt und gehaltert wird.

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswuchtvorgang unter Vakuumbedingungen vorgenommen wird.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzlager (18, 19) mit einer gemeinsamen Lagerhülse (23) ausgerüstet werden, mittels der die rotierende Einheit in der Auswuchteinrichtung gehaltert wird, dass danach ein sich auf der Lagerhülse federnd abstützendes Lagergehäuse (31) montiert wird und dass die rotierende Einheit mittels dieses Lagergehäuses im Pumpengehäuse gehaltert wird.

4. Gemäss einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 montierte Turbomolekular-Vakuumpumpe, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (6), die Rotorwelle (12), der Motoranker (33) und die Wälzlager (18,19) eine gemeinsam montierbare Einheit bilden.

5. Turbomolekular-Vakuumpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzlager (18, 19) eine gemeinsame Lagerhülse (23) aufweisen.

6. Turbomolekular-Vakuumpumpe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass für die Wälzlager (18, 19) ein gemeinsames Lagergehäuse (31) vorgesehen ist.

7. Turbomolekular-Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem Lagersystem ein Schmiermittelreservoir (27,28) zugeordnet ist.

8. Turbomolekular-Vakuumpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittelreservoir ringzylinderförmig ausgebildet ist, an der gemeinsamen Lagerhülse (23) zwischen den Lagern (18, 19) befestigt ist und mit schmiermittelgetränktem Material (28) gefüllt ist.

9. Turbomolekular-Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (6), das Lagersystem und der Motoranker (33) axial hintereinander angeordnet sind und dass der Aussendurchmesser des Motorankers kleiner ist als der Innendurchmesser des Lagerraumes (14).

10. Turbomolekular-Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Motorraum und der Vorvakuumseite des Rotorraumes (13) eine vom Lagerraum (14) unabhängige Verbindung besteht.