[发明专利]用于真空泵的转子装置和真空泵

说明书

一种用于真空泵的转子装置，包括转轴(10)和在转轴(10)上的至少一个转子单元(12)。根据本发明，至少一个转子单元(12)包含铝、钛和/或CFRP，而转轴(10)包含铬镍钢。这使得尤其可以使用压制工艺在室温下将至少一个转子单元(12)连接到转轴(10)。

技术领域

本发明涉及真空泵转子装置和真空泵。

背景技术

例如涡轮分子泵的真空泵例如具有布置于泵壳体内的转轴。典型由电动机驱动的转轴携带至少一个转子单元。在涡轮分子泵中，转子盘形式的多个转子单元布置在转轴上。转轴经由轴承单元可旋转地支撑于泵壳体内。进一步，真空泵具有布置于壳体内的定子单元。在涡轮分子泵中，提供形成为定子盘的多个定子单元。这里，以泵的轴向或以将被泵送的媒介的流方向来交替地布置定子盘和转子盘。

对于从各个转子盘构造的转子，各个转子单元必须被刚性地固定至转轴。必须在所有操作条件下(即，尤其在发生强温度和转速变化下)确保转轴和转子单元之间的相应强的、位置精确的连接。对于已知的多部分转子，尤其是具有多个转子盘的转子来说，这可以通过相对于转轴相当过大尺寸的、用于连接目的的转子盘来实现。为了连接，则必需要对转轴进行强冷却并且对转子单元进行强加热，从而可以将转子单元压制到转轴上。这里，尤其必要的是将转轴冷却到液氮范围内的温度，并且与此同时，例如通过感应在炉中对转子盘进行强加热。连接必须接着是在室温下的存储，直到两部分处于室温。这将占用相对长的时间。仅有这样的相当过大尺寸和相应复杂的连接工艺可以确保所需的操作安全，而无视强变化的温度和转速。在操作中，转子单元的温度以及转轴的温度可以达到至大约120℃。最大转速在大约1500转/秒。因此，必需将转子单元与转轴连接以将转轴在液氮中冷却到大约-190℃。取决于结构尺寸，冷却时间大约是5分钟。同时，转子单元必须在例如对流加热炉的炉中被加热至大约120℃。相应的加热时间是1-2个小时。在连接后彻底地加热结构组件的时间大约是1-2个小时，以达到室温。该已知的连接方法是耗时且复杂的。

测试已经显示由于所需的过大尺寸，在室温下将铝的转子或盘形状的转子单元连接到铝的转轴上是不太可能的。尽管过大尺寸可以被选择成明显的更小，由于转子单元和转轴不存在不同的热膨胀系数，在室温下通过压制来装配依然是不可能的。这里，产生了组件的磨损和焊接。因此，转子单元在转轴上的位置上精确的定位是不太可能的。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种真空泵转子装置，其在加工上经济，而同时仍提供高的操作安全性并且优选地允许组件在室温下连接，或允许组件在组件间的仅小的温差下连接。

根据具有权利要求1的特征的本发明，上述目的被解决。

用于本发明的真空泵的转子装置具有转轴。至少一个转子单元被布置在转轴上。尤其是在涡轮分子泵的转子装置的情形下，转子盘形式的多个转子单元沿转轴的纵向来布置。

测试已经显示，如果转子或转子单元包含铝、钛和/或CFK并且转轴包括铬镍钢(Cr-Ni钢)，则可以在室温下并且同时具有高的操作安全性下装配转子或转子单元。使用铝、钛和/或CFK作为转子或转子单元的材料是有利的，因为相对于所需材料的密度可以实现所需的强度和稳定性，以便达到高的转速和更大的力以及随之的张力。轴的所需属性可以通过钢化轴来实现，尤其是不锈钢轴。具体地，轴包括具有添加硫磺的Ni-Cr钢，并且尤其优选的是从添加有硫磺的铬镍钢制成。

在优选的实施方式中，转子或转子单元由铝、铝合金和/或高强度铝制成。

特别优选的是使用具有尤其至少250N/mm的高张力强度值的高强度铝。高强度铝进一步具有这样的优势，其具有也处于100-120℃的操作温度的高疲劳强度。特别优选的是使用AW-AI Cu 2Mg 1,5Ni。

进一步，优选的是至少一个转子单元由钛或钛合金和/或CFK制成。