用于真空泵的轉(zhuǎn)子設施及其制造方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)子設施及用于制造轉(zhuǎn)子設施的方法。
【背景技術】
[0002]真空栗，例如渦輪分子栗使用在不同的技術領域中，以便提供用于相應的過程所需的真空。渦輪分子栗典型地包括轉(zhuǎn)子軸、多個與轉(zhuǎn)子軸連接的轉(zhuǎn)子圓盤以及布置在轉(zhuǎn)子圓盤之間的定子圓盤。在此，轉(zhuǎn)子圓盤和定子圓盤分別具有槳葉，它們也被稱為葉片。槳葉形成使主動栗送的(pumpaktiv)結構并且在轉(zhuǎn)子設施相對于定子設施快速轉(zhuǎn)動時形成期望的栗作用。
[0003]由現(xiàn)有技術公知的是，渦輪分子栗的轉(zhuǎn)子設置由單個部件切削制成或由多個單獨的轉(zhuǎn)子圓盤接合在一起。在此，一體式的生產(chǎn)在時間上和生產(chǎn)上是非常耗費的。有多個圓盤組成的轉(zhuǎn)子設施接合在一起相反在時間上和生產(chǎn)上耗費較少。在此，轉(zhuǎn)子圓盤單獨地制成，并且緊接著與軸接合在一起。接合可以通過將轉(zhuǎn)子圓盤按壓、熱縮套裝或卡夾到轉(zhuǎn)子軸上。
[0004]此外，由WO 2010/052056A1公知的是，轉(zhuǎn)子設施由多個轉(zhuǎn)子元件構成。在此，每個轉(zhuǎn)子設施都具有圓形的、柱體的凸肩。凸肩分別與轉(zhuǎn)子圓盤連接。轉(zhuǎn)子元件經(jīng)由收縮程序彼此連接，并且在此也構成轉(zhuǎn)子軸。
[0005]在具有帶有按壓的、熱縮套裝的或卡夾的轉(zhuǎn)子圓盤的轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)子設施中，轉(zhuǎn)子盤必須以很高的接合力緊固在轉(zhuǎn)子軸上，因為只有這樣才能確保轉(zhuǎn)子圓盤在運行時不會從轉(zhuǎn)子軸上脫開，特別是在轉(zhuǎn)子設施的高轉(zhuǎn)速的情況下，如該轉(zhuǎn)子設施在真空栗和尤其在渦輪分子栗的情況下可能出現(xiàn)的那樣，由于很高的離心力使接合力變得更小。由于溫度作用也可能使接合力減小。此外，在轉(zhuǎn)子圓盤與轉(zhuǎn)子軸之間的接合部位處的材料負荷在靜止狀態(tài)下已經(jīng)非常高。附加地，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速增大時，轉(zhuǎn)子圓盤中的等效應力在離心力的影響下顯著增大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，本發(fā)明的任務在于，提供一種用于真空栗，尤其用于渦輪分子栗的改善的轉(zhuǎn)子設施，其能以在生產(chǎn)技術上簡單的方式制造并且具有就接合位置和在該接合位置上出現(xiàn)的材料負荷方面改善的特性。
[0007]一種用于真空栗，尤其是用于渦輪分子栗的轉(zhuǎn)子設施，所述轉(zhuǎn)子設施具有轉(zhuǎn)子軸和至少一個轉(zhuǎn)子圓盤，所述轉(zhuǎn)子圓盤具有用于容納所述轉(zhuǎn)子軸的中心的容納開口，其中，所述轉(zhuǎn)子圓盤布置在所述轉(zhuǎn)子軸上，并且在所述轉(zhuǎn)子圓盤與所述轉(zhuǎn)子軸之間構造出機械連接，借助熱接合法實現(xiàn)了機械連接。
[0008]—種用于真空栗，尤其是用于渦輪分子栗的轉(zhuǎn)子設施，所述轉(zhuǎn)子設施具有兩個或更多轉(zhuǎn)子圓盤，所述轉(zhuǎn)子圓盤相對旋轉(zhuǎn)軸線對齊并且沿所述旋轉(zhuǎn)軸線的方向看順次布置，其中，在相鄰的轉(zhuǎn)子圓盤之間構造出機械連接，所述機械連接借助熱接合法直接在相鄰的轉(zhuǎn)子圓盤之間實現(xiàn)。
[0009]此外，本發(fā)明的任務在于，提供一種制造用于真空栗的改善的轉(zhuǎn)子設施的方法。
[0010]一種制造用于真空栗，尤其是用于渦輪分子栗的轉(zhuǎn)子設施的方法，在所述方法中，具有用于容納轉(zhuǎn)子軸的中心的容納開口的轉(zhuǎn)子圓盤布置在所述轉(zhuǎn)子軸上，并且機械連接構造在所述轉(zhuǎn)子圓盤與所述轉(zhuǎn)子軸之間，借助熱接合法實現(xiàn)了所述機械連接。
[0011]—種制造用于真空栗，尤其是用于渦輪分子栗的轉(zhuǎn)子設施的方法，所述轉(zhuǎn)子設施具有兩個或更多轉(zhuǎn)子圓盤，所述轉(zhuǎn)子圓盤相對旋轉(zhuǎn)軸線對齊并且沿所述旋轉(zhuǎn)軸線的方向看順次布置，其中，在相鄰的轉(zhuǎn)子圓盤之間構造出機械連接，所述機械連接借助熱接合法直接在所述相鄰的轉(zhuǎn)子圓盤之間實現(xiàn)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的用于真空栗，尤其是用于渦輪分子栗的轉(zhuǎn)子設施包括轉(zhuǎn)子軸和至少一個轉(zhuǎn)子圓盤，該轉(zhuǎn)子圓盤具有用于容納轉(zhuǎn)子軸的中心的容納開口，其中，轉(zhuǎn)子圓盤布置在轉(zhuǎn)子軸上，并且在轉(zhuǎn)子圓盤與轉(zhuǎn)子軸之間構造出機械連接，其中，借助熱接合法實現(xiàn)了機械連接。
[0013]在根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子設施中，轉(zhuǎn)子圓盤因此不是按壓、熱縮套裝或卡夾到轉(zhuǎn)子軸上，而是借助熱接合法與轉(zhuǎn)子軸機械連接。由此，在轉(zhuǎn)子圓盤與轉(zhuǎn)子軸之間的接合位置上不出現(xiàn)或僅出現(xiàn)很小的材料負荷，由此此外還可以改善轉(zhuǎn)子軸在例如尤其出現(xiàn)在渦輪分子栗的情況下的高轉(zhuǎn)速時的性能。通過借助熱接合法實現(xiàn)的轉(zhuǎn)子圓盤與轉(zhuǎn)子軸之間的機械連接，轉(zhuǎn)子軸和轉(zhuǎn)子圓盤持續(xù)地且不可脫開地接合在一起稱為一個部件。因此，根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子設施，尤其在內(nèi)部的應力關系上，至少基本上具有如單件地制造的轉(zhuǎn)子設施那樣的相同的特性。在此，在根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子設施中，轉(zhuǎn)子圓盤可以單獨地制成，這相對制成單件的轉(zhuǎn)子設施在時間耗費和生產(chǎn)耗費上更加有力。
[0014]熱接合法尤其可以是焊接方法，優(yōu)選是激光焊接、電子束焊接、摩擦焊接、攪拌摩擦焊接，或者是提到的焊接方法的組合方案，或者是釬焊方法。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的設計方案，轉(zhuǎn)子圓盤的圍繞容納開口的內(nèi)壁包圍轉(zhuǎn)子軸的外側，并且機械連接構造在內(nèi)壁與外側之間。因此，轉(zhuǎn)子圓盤的內(nèi)側與轉(zhuǎn)子軸的形成外圓周的外側機械連接。這具有的優(yōu)點是，機械連接可以特別簡單地借助熱接合法構造在內(nèi)壁與外側之間，因為當轉(zhuǎn)子圓盤套裝到轉(zhuǎn)子軸上時，內(nèi)壁和外側彼此相對置。
[0016]優(yōu)選地，機械連接在轉(zhuǎn)子軸的整個圓周上構造在外側與內(nèi)壁之間。因此轉(zhuǎn)子軸的周向方向看，機械連接在轉(zhuǎn)子軸的整個圓周上構造在該轉(zhuǎn)子軸的外側和轉(zhuǎn)子圓盤的內(nèi)壁之間。由此，可以改善轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子設施的運行特性。尤其可以避免由于轉(zhuǎn)子圓盤與轉(zhuǎn)子軸之間的機械連接而引起的不平衡或者至少將其保持得很小。
[0017]內(nèi)壁與外側之間的機械連接可以構造在內(nèi)壁的整個軸向長度上。由此，可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)子軸與轉(zhuǎn)子圓盤之間的特別牢固的機械連接，從而即使在極高轉(zhuǎn)速和由此作用到轉(zhuǎn)子軸上的很高的離心力的情況下，轉(zhuǎn)子圓盤也不會與轉(zhuǎn)子軸脫開。
[0018]優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子圓盤(除了借助熱接合法實現(xiàn)的轉(zhuǎn)子圓盤與轉(zhuǎn)子軸之間的機械連接以外)并不按壓、熱縮套裝或卡夾到轉(zhuǎn)子軸上。因此，可以避免由于按壓、熱縮套裝或卡夾而引起的材料負荷。
[0019]優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子軸具有至少一個區(qū)段，其外直徑大于轉(zhuǎn)子軸的沿軸向方向看靠前的區(qū)域的外直徑且小于轉(zhuǎn)子軸的沿軸向方向看靠后的區(qū)域的外直徑，其中，至少一個轉(zhuǎn)子圓盤套裝到所述區(qū)段上。因此，轉(zhuǎn)子軸可以以階梯式的轉(zhuǎn)子軸的類型設計，其沿其縱向延伸看具有帶有不同外直徑的區(qū)域或區(qū)段。在此，至少一個并且優(yōu)選恰好一個轉(zhuǎn)子圓盤可以套裝到所述區(qū)段上。當多于一個轉(zhuǎn)子圓盤，例如兩個或三個轉(zhuǎn)子圓盤套裝到所述區(qū)段上時，那么通常涉及的是比較薄或比較平的轉(zhuǎn)子圓盤。多個轉(zhuǎn)子圓盤可以在接合過程中與轉(zhuǎn)子軸連接。
[0020]優(yōu)選地，靠前的區(qū)域沿軸向方向看直接聯(lián)接至所述區(qū)段。對應地也適用于靠后的區(qū)域。因此，從靠前的區(qū)域到所述區(qū)段的過渡和從所述區(qū)段到靠后的區(qū)域的過渡優(yōu)選不連貫地延伸。
[0021]優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子軸的區(qū)段的軸向長度至少基本上對應于至少一個轉(zhuǎn)子圓盤的軸向長度。優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子軸的區(qū)段的軸向長度至少基本上相應于套裝的轉(zhuǎn)子圓盤的軸向長度。轉(zhuǎn)子軸的另一區(qū)段沿軸向方向看可以聯(lián)接至靠后的區(qū)域，該另一區(qū)段的外直徑大于靠后的區(qū)域的外直徑，并且至少一個轉(zhuǎn)子圓盤還可以套裝到該另一區(qū)段上。在此，靠后的區(qū)域的軸向長度優(yōu)選以如下方式來選擇，從而得到了在套裝到所述區(qū)段上與套裝到另一區(qū)段上的轉(zhuǎn)子圓盤之間的期望的間距。
[0022]本發(fā)明也涉及一種用于真空栗，尤其是用于渦輪分子栗的轉(zhuǎn)子設施，其具有兩個或更多轉(zhuǎn)子圓盤，這些轉(zhuǎn)子圓盤相對旋轉(zhuǎn)軸線對齊并且沿旋轉(zhuǎn)軸線的方向看順次布置，其中，在相鄰的轉(zhuǎn)子圓盤之間構造出機械連接，其借助熱接合法直接在相鄰的轉(zhuǎn)子圓盤之間實現(xiàn)。
[0023]因此，在轉(zhuǎn)子設施中，相鄰的轉(zhuǎn)子圓盤借助熱接合法直接彼此機械連接。這具有的優(yōu)點是，彼此排成一列的轉(zhuǎn)子圓盤本身可以構造出轉(zhuǎn)子軸。
[0024]熱接合法優(yōu)選是焊接方法，例如激光焊接、電子束焊接、摩擦焊接、攪拌摩擦焊接，或者是提到的焊接方法的組合方案，或者是釬焊方法。
[0025]由于轉(zhuǎn)子圓盤借助熱接合法而機械連接起來，轉(zhuǎn)子圓盤可以單獨地制成，并且緊接著接合在一起稱為一個部件，從而，盡管根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子設施可以以與單件的轉(zhuǎn)子設施相比較小的耗費來制造，但是由此形成的轉(zhuǎn)子設施基本上具有如單件地制造的轉(zhuǎn)子設施那樣的相同的特性。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的設計方案，每個轉(zhuǎn)子圓盤具有圓盤體，在該圓盤體上布置有關于旋轉(zhuǎn)軸線在徑向靠外安放的轉(zhuǎn)子葉片，并且機械連接直接構造在相鄰的轉(zhuǎn)子圓盤的圓盤體之間。因此，相鄰的轉(zhuǎn)子圓盤的圓盤體借助熱接合法直接彼此連接。由此，可以以簡單的方式實現(xiàn)轉(zhuǎn)子圓盤之間的持續(xù)的連接，該連接即使在高轉(zhuǎn)速下也能可靠地將轉(zhuǎn)子圓盤保持在一起。
[0027]優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子圓盤以如下方式并排地布置，S卩，轉(zhuǎn)子圓盤的圓盤體的下側與相鄰的轉(zhuǎn)子圓盤的圓盤體的上側相對置，并且機械連接直接構造在一個轉(zhuǎn)子圓盤的下側與另一個轉(zhuǎn)子圓盤的上側之間。由此，可以以簡單的方式實現(xiàn)相鄰的轉(zhuǎn)子圓盤之間的直接的機械連接。
[0028]優(yōu)選地，在每個轉(zhuǎn)子圓盤的圓盤體的下側上構造出容納開口，并且在每個轉(zhuǎn)子圓盤的圓盤體的上側上構造出與容納開口互補地構造的底座，其中，轉(zhuǎn)子圓盤的圓盤體的底座，尤其在構造出插接連接的情況下插入到相鄰的轉(zhuǎn)子圓盤的圓盤體的容納開口中。因此，可以以簡單的方式通過插在一起將相鄰的轉(zhuǎn)子圓盤并排連接起來。尤其在插在一起之后，轉(zhuǎn)子圓盤可以借助熱接合法彼此持續(xù)地機械連接。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的設計方案，底座具有相對于容納開口的內(nèi)直徑以過盈配合的方式構造的外直徑。由此，可以實現(xiàn)的是，插在一起的轉(zhuǎn)子圓盤已經(jīng)通過在容納開口與底座之間實現(xiàn)的插接連接彼此牢固地連接，這例如對于將轉(zhuǎn)子圓盤熱接合