CN111757987A - 真空泵 - Google Patents

Abstract

一种真空泵包括泵壳体(10)中的定子元件。该定子元件(12)与转子元件(16)协作。转子元件(16)由转子轴(14)保持，其中，转子轴(14)经由轴承元件(20)安装在泵壳体(10)中。轴承元件(20)被支撑元件(26)围绕，其中，支撑元件(26)包括内部(28)、外部(30)以及将内部(28)连接到外部(30)的多个弹簧臂(32)。各弹簧臂(32)包括至少一个中空空间(36)。

Description

真空泵

【技术领域】

本发明涉及一种真空泵。

【背景技术】

诸如涡轮分子泵之类的真空泵在泵壳体中包括定子元件，该定子元件包括多个定子盘。进一步地，提供了一种包括多个转子盘的转子元件，其中，定子盘和转子盘在轴向或进给方向上彼此交替地布置。包括转子盘的转子元件由转子轴保持。转子轴由间接或直接布置在泵壳体中的轴承元件保持。在诸如螺杆泵的其他真空泵类型中，转子元件由两个螺杆转子构成，其中，各个螺杆转子经由转子轴安装在泵壳体中。在此，定子元件由泵壳体或泵壳体的布置有螺杆转子的孔或开口的构造构成。这也同样适用于罗茨泵、爪型泵等。

通常，转子轴经由磁性轴承和/或滚柱轴承来安装。在滚柱轴承的情况下，众所周知，它们不是直接布置在泵壳体中，而是在滚柱轴承的外圈与泵壳体之间设置支撑元件，诸如振动环。根据构造，这种支撑元件吸收和/或阻尼径向和/或轴向力。

由EP 2064448已知一种特殊构造的支撑元件。该支撑元件包括环形内部和环形外部。内部和外部经由弹簧臂彼此连接，其中，内部、外部以及弹簧臂彼此一体地形成。在从EP2064448已知的支撑元件中，弹簧臂被构造为使得在盘状元件中设置有周向延伸的狭槽。这允许环形内部相对于环形外部移动。然而，在从EP 2064448已知的支撑元件中，不利的是，所述元件仅具有非常低的阻尼特性。这尤其可归因于以下事实：该支撑元件的特性由于温度变化和环境化学物质的影响而变化。进一步地，由于弹簧臂受到摩擦，因此未充分传递滚动轴承的轴承外圈的径向移动。在此，摩擦行为在很大程度上变化。

【发明内容】

本发明的目的是提出一种真空泵，特别是涡轮分子泵，其中设置实现了轴承元件的改进阻尼的支撑元件。

根据本发明，该目的凭借具有权利要求1的特征的真空泵以及具有权利要求9的特征的支撑元件来实现。

一种真空泵包括泵壳体，在该泵壳体中布置定子元件，或者该泵壳体构成定子元件。至少一个转子元件与至少一个定子元件协作。根据真空泵的类型，定子元件和转子元件具有不同的构造。在涡轮分子泵的情况下，定子元件包括与多个转子盘协作的多个定子盘。以类似的方式，在螺杆泵的情况下，螺杆转子与壳体中的对应孔和/或凹部协作，其中，壳体的内部构成定子元件。这也同样适用于罗茨泵或爪型泵。转子元件由至少一个转子轴保持。至少一个转子轴布置在泵壳体中并且由布置在其中的轴承元件保持。轴承元件尤其可以是磁性或滚动轴承。在滚动轴承的情况下，有利的是不将它们直接布置在泵壳体中，而是在滚动轴承之间，特别是在滚动轴承的外圈处，在泵壳体下方设置支撑元件。

根据本发明，支撑元件包括内部和外部。在此，内部连接到轴承元件，其中内部也可以构成滚柱轴承的外圈。外部连接到泵壳体。为了将内部连接到外部，特别设置多个弹簧臂。根据特别优选的实施方式，弹簧臂连接到内部和/或外部或与其一体形成。根据本发明，为了改善阻尼特性，提供：弹簧臂各自包括至少一个中空空间。从而，弹簧臂可以容易地变形，使得改善阻尼特性。

根据特别优选的实施方式，在至少一个中空空间中布置阻尼材料。填充有阻尼材料的中空空间可以填充有具有不同特性、数量等的阻尼材料，以便改变阻尼特性。

特别优选提供粉末作为阻尼材料。特别优选地，使用细固体颗粒的化合物作为粉末，该颗粒在操作条件下不结块或聚结。

根据特别优选的实施方式，每个弹簧臂的至少一个中空空间被完全封闭。这确保了阻尼材料不被压出中空空间，借此将改变阻尼特性。进一步地，避免了阻尼材料的损失。这在负压普遍存在于支撑元件的区域中时是特别有利的。在此，设置在弹簧臂中的中空空间可以通过盖封闭。优选的是在封闭中空空间的过程中选择制造工艺。例如，支撑元件可以被铸造，其中，中空空间由丢失的芯部来实现。优选地，支撑元件通过3D打印来制造，其中，可以在中空空间中设置对应的粉末并且在打印期间形成中空空间。在此，金属3D打印是特别优选的。

优选地，每个弹簧臂的至少一个中空空间或多个中空空间占相应弹簧臂的体积的至少5％。从而，可以特别地根据所使用的阻尼材料来限定弹簧臂的阻尼特性。

根据本发明的特别优选的实施方式，各个弹簧臂被构造为环形段或螺旋段。由此，弹簧臂形成环或螺旋的一部分。特别地，构造为环形段或螺旋段的弹簧臂延伸一角度，该角度大于90°，特别大于180°，并且特别优选大于270°。另外，优选的是多个弹簧臂在支撑元件的径向上(即在转子轴的径向上)至少部分地彼此重叠。进一步地，特别是在构造为环形段或螺旋段的弹簧臂的情况下，优选在周向上重叠，以便获得良好的阻尼特性。

特别优选的是所有弹簧臂都固定连接到内部和/或外部。特别地，优选的是弹簧臂、内部以及外部一体形成。

另外，本发明涉及一种支撑元件，该支撑元件用于轴承元件，诸如真空泵的转子轴的滚动轴承。如上所述，根据本发明，支撑元件被构造为使得它包括内部和外部，其中，内部适于间接或直接地连接到轴承元件，并且外部适于间接或直接地连接到壳体。内部经由多个弹簧臂连接到外部，其中，各个弹簧臂包括至少一个中空空间。支撑元件如上面关于真空泵描述的构造，并且特别是以有利的方式进一步发展。

【附图说明】

将参照附图基于优选实施方式详细说明本发明，附图中：

图1示出了涡轮分子泵的一部分的高度简化示意图；

图2示出了支撑元件的示意性顶视图；以及

图3示出了沿着图2中的线III-III的示意性剖视图。

【具体实施方式】

在图1中的高度简化剖视图中，涡轮分子泵被例示为真空泵。该泵包括泵壳体10。泵壳体10保持定子元件，在所例示的示例性实施方式中，该定子元件包括多个定子盘12。进一步地，在泵壳体10中，布置保持转子元件16的转子轴14。在所例示的示例性实施方式中，所述转子轴包括多个转子盘16。转子轴14经由示意性例示的电动机18来驱动。转子轴14经由轴承20安装在壳体10的盖中。在相对侧上，在真空泵的入口处，可以设置另一个滚动轴承或轴承元件。

滚动轴承20的内圈22连接到转子轴14。滚动轴承20的外圈24连接到支撑元件26。

支撑元件26(图2和图3)包括内部28和外部30。在所例示的示例性实施方式中，内部28经由四个弹簧臂32连接到外部30。在所例示的示例性实施方式中，整个支撑元件26具有整体构造。

被构造为螺旋段的弹簧臂32通过狭槽34彼此分开。狭槽34在支撑元件26的整个厚度上延伸(图3)。

在各个弹簧臂32中，设置中空空间36，其中，在各个弹簧臂32中可以设置多个中空空间36。中空空间36填充有用于限定阻尼特性的粉末。

根据本发明的支撑元件允许阻尼相对于旋转轴线38(图1)发生的轴向和径向力。

Claims (9)

1.一种真空泵，该真空泵包括：

定子元件(12)，该定子元件布置在泵壳体(10)中；

转子元件(16)，该转子元件与所述定子元件(12)协作；

转子轴(14)，该转子轴保持所述转子元件(16)；

轴承元件(20)，该轴承元件布置在所述泵壳体(10)中并保持所述转子轴(14)；以及

至少一个支撑元件(26)，该至少一个支撑元件围绕所述轴承元件(20)中的至少一个，并且具有连接到所述轴承元件(20)的内部(28)、连接到所述泵壳体(10)的外部(30)，以及将所述内部(28)连接到所述外部(30)的多个弹簧臂(32)，

其特征在于：

各弹簧臂(32)包括至少一个中空空间(36)。

2.根据权利要求1所述的真空泵，其特征在于，所述至少一个中空空间(36)填充有阻尼材料，特别是粉末材料。

3.根据权利要求1或2中任意一项所述的真空泵，其特征在于，所述至少一个中空空间(36)被完全封闭。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的真空泵，其特征在于，对于各个弹簧臂(32)，所述至少一个中空空间或多个中空空间(36)共同占每个弹簧臂(32)的体积的至少5％。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的真空泵，其特征在于，所述弹簧臂(32)被构造为环形段或螺旋段。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的真空泵，其特征在于，多个弹簧臂(32)在所述支撑元件(26)的径向上至少部分地彼此重叠。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的真空泵，其特征在于，所有弹簧臂(32)固定连接到所述内部(28)和/或所述外部(30)。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的真空泵，其特征在于，所述弹簧臂(32)、所述内部(28)以及所述外部(30)一体形成。

9.一种用于真空泵的转子轴的轴承元件(20)的支撑元件，该支撑元件包括：

内部(28)，该内部适于连接到所述轴承元件(20)；

外部(30)，该外部适于连接到所述泵壳体(10)；以及

多个弹簧臂(32)，该多个弹簧臂将所述内部(28)连接到所述外部(30)，

其特征在于：

各弹簧臂(32)包括至少一个中空空间(36)。

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