用于真空泵的轉(zhuǎn)子盤和轉(zhuǎn)子的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于具體是渦輪分子泵的真空泵的轉(zhuǎn)子盤，其具有內(nèi)環(huán)(12)。內(nèi)環(huán)(12)連接到徑向向外地延伸的多個(gè)葉片單元(16)，根據(jù)本發(fā)明，內(nèi)環(huán)(12)具有至少一個(gè)伸縮接頭(30)。為了組裝，如果適用，內(nèi)環(huán)(12)被扣環(huán)(32)圍繞并且布置在中空?qǐng)A柱形支撐單元(22)上。
【專利說(shuō)明】
用于真空泵的轉(zhuǎn)子盤和轉(zhuǎn)子
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及用于真空栗的轉(zhuǎn)子盤(具體為渦輪分子栗)，以及涉及包括此類轉(zhuǎn)子盤的轉(zhuǎn)子。
【背景技術(shù)】
[0002]例如具體為渦輪分子栗的真空栗具有支撐于栗殼體內(nèi)的轉(zhuǎn)軸。具體為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸攜帶由布置在栗殼體內(nèi)的定子所圍繞的轉(zhuǎn)子。渦輪分子栗具體地包括多個(gè)轉(zhuǎn)子盤。各個(gè)轉(zhuǎn)子盤包括多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片。圍繞著轉(zhuǎn)子的定子的定子盤分別布置在相鄰的轉(zhuǎn)子盤之間，定子盤也具有定子葉片。
[0003]已知將渦輪分子栗的轉(zhuǎn)子制造成單件。在這方面，各個(gè)轉(zhuǎn)子盤由實(shí)心塊具體通過(guò)銑削來(lái)加工。這是極度冗長(zhǎng)和昂貴的方法。對(duì)于此類的轉(zhuǎn)子，定子盤大多數(shù)具有兩部分設(shè)計(jì)，從而它們可以從外部插入到兩個(gè)相鄰轉(zhuǎn)子盤之間。
[0004]還從DE 102007048703知道從各個(gè)轉(zhuǎn)子盤組裝用于渦輪分子栗的轉(zhuǎn)子。在這種情形下，各個(gè)轉(zhuǎn)子盤經(jīng)由加強(qiáng)環(huán)彼此連接，每個(gè)盤具有具體為轉(zhuǎn)子葉片的平面。加強(qiáng)環(huán)分別圍繞著轉(zhuǎn)子盤的內(nèi)環(huán)。從多個(gè)轉(zhuǎn)子盤構(gòu)建的真空栗的轉(zhuǎn)子使用機(jī)械接合方法來(lái)加工。為此目的，轉(zhuǎn)子盤的內(nèi)環(huán)相對(duì)于加強(qiáng)環(huán)具有過(guò)大的尺寸。接合通過(guò)加熱或冷卻將要接合的多個(gè)組件并且通過(guò)后續(xù)的壓制來(lái)執(zhí)行。這是不利的，因?yàn)榻雍线^(guò)程向轉(zhuǎn)子盤的內(nèi)環(huán)或輪轂引入張力。由于大的離心力以及由于在操作期間的轉(zhuǎn)子盤和加強(qiáng)環(huán)的不同熱膨脹，將發(fā)生更進(jìn)一步的張力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種轉(zhuǎn)子盤和具有多有轉(zhuǎn)子盤的轉(zhuǎn)子，其中減小張力的發(fā)生，具體為發(fā)生在轉(zhuǎn)子盤的內(nèi)環(huán)處的張力。
[0006]根據(jù)本發(fā)明具有如權(quán)利要求1中所定義的轉(zhuǎn)子盤和具有如權(quán)利要求4中所定義的轉(zhuǎn)子的本發(fā)明來(lái)實(shí)現(xiàn)目的。
[0007]用于真空栗并且具體用于渦輪分子栗的本轉(zhuǎn)子盤包括優(yōu)選的基本上圓柱形的內(nèi)環(huán)。該內(nèi)環(huán)與徑向向外延伸的葉片元件連接并且具體為與該葉片元件一體成形。根據(jù)本發(fā)明，該內(nèi)環(huán)具有至少一個(gè)伸縮接頭或槽。提供這樣的伸縮接頭是有益的，因?yàn)橛纱丝梢匝a(bǔ)償熱膨脹。由于提供了槽，可以減小或可能甚至完全避免切線張力的發(fā)生。通過(guò)提供根據(jù)本發(fā)明的伸縮接頭，至少顯著減小切線張力的發(fā)生，具體在內(nèi)環(huán)的外部區(qū)域中，即具體在內(nèi)環(huán)和葉片元件的過(guò)渡處。由此，可能優(yōu)選的是以更高的旋轉(zhuǎn)速度來(lái)操作由此類的轉(zhuǎn)子盤構(gòu)建的轉(zhuǎn)子。
[0008]伸縮接頭或槽優(yōu)選的在內(nèi)環(huán)的整個(gè)寬度上與葉片并行的延伸。因此，轉(zhuǎn)子盤的內(nèi)環(huán)被完全地開槽。特別優(yōu)選的是槽或伸縮接頭是傾斜的。具體地，該傾斜使得由槽對(duì)葉片元件的任何破壞都被避免。在特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，伸縮接頭或槽因此被傾斜的設(shè)置并且具體地具有與葉片相同的傾斜。當(dāng)葉片的傾斜改變時(shí)，相關(guān)的方面是葉片基座的區(qū)域中(即，葉片元件和內(nèi)環(huán)的連接的過(guò)渡區(qū)域中)的葉片的傾斜。
[0009]在本發(fā)明的轉(zhuǎn)子盤的優(yōu)選開發(fā)中，也可以提供多個(gè)伸縮接頭或多個(gè)槽。優(yōu)選地，伸縮接頭規(guī)則地分布在內(nèi)環(huán)的圓周上。這里，各個(gè)內(nèi)環(huán)段可以攜帶僅一個(gè)葉片元件，從而提供從多個(gè)內(nèi)環(huán)段組裝的內(nèi)環(huán)。各個(gè)內(nèi)環(huán)段可以通過(guò)連接元件來(lái)彼此連接。例如，操作在槽或伸縮接頭中提供由彈性體所制成的連接元件。此外，在將內(nèi)環(huán)段組裝成轉(zhuǎn)子的同時(shí)可以連接各個(gè)內(nèi)環(huán)段。由于內(nèi)環(huán)的分段化，由一側(cè)膨脹所造成的失衡的趨勢(shì)被減小或抑制。進(jìn)一步，提供在圓周上規(guī)則分布的多個(gè)伸縮接頭是有益的，因?yàn)閺埩Ρ桓玫匮a(bǔ)償并且各個(gè)分段的形變也相應(yīng)地小于僅具有一個(gè)槽的整個(gè)環(huán)分段的形變。
[0010]在根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子盤的更特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，在葉片基座的區(qū)域中(即葉片元件和內(nèi)環(huán)之間的過(guò)渡區(qū)域中)使葉片元件成錐形。錐形部具體地通過(guò)提供在上側(cè)和下側(cè)二者中的凹部來(lái)形成。這些凹部?jī)?yōu)選地形成為鏡像對(duì)稱，從而避免失衡。因此，凹部關(guān)于葉片元件的中心線或關(guān)于葉片的中心面是鏡像對(duì)稱的。在葉片基座的區(qū)域中提供葉片元件的錐形化對(duì)于可能發(fā)生的葉片元件的振動(dòng)具有積極的效果。這具體在安裝狀態(tài)下是很有益的。
[0011]本發(fā)明進(jìn)一步參考用于真空栗的轉(zhuǎn)子，該真空栗具體為渦輪分子栗。轉(zhuǎn)子具有沿轉(zhuǎn)子的縱向或沿轉(zhuǎn)子軸的縱向所布置的多個(gè)轉(zhuǎn)子盤，盤被優(yōu)選地設(shè)計(jì)為如上所述。
[0012]優(yōu)選地，至少一個(gè)內(nèi)環(huán)由用于固定的扣環(huán)來(lái)圍繞。具體地，扣環(huán)是優(yōu)選為由纖維增強(qiáng)的加強(qiáng)塑料例如CFC所制成的加強(qiáng)環(huán)。優(yōu)選地，扣環(huán)至少部分地被設(shè)計(jì)和布置成使得相應(yīng)的扣環(huán)圍繞轉(zhuǎn)子盤的兩個(gè)相鄰內(nèi)環(huán)。在這方面，扣環(huán)在縱向方向上至少部分地圍繞兩個(gè)相鄰的內(nèi)環(huán)。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，內(nèi)環(huán)因此具體地通過(guò)兩個(gè)扣環(huán)來(lái)固定。每個(gè)扣環(huán)在內(nèi)環(huán)上部分地伸出。具體地，內(nèi)環(huán)的一部分并不由扣環(huán)在縱向方向上圍繞，在內(nèi)環(huán)的該區(qū)域中的葉片元件被連接，具體為與內(nèi)環(huán)一體形成。
[0013]在轉(zhuǎn)子盤的優(yōu)選開發(fā)中(其中在葉片基座處令葉片元件成錐形)，提供扣環(huán)可以影響阻尼。取決于操作狀態(tài)，可能造成葉片元件的振動(dòng)。這些振動(dòng)可以通過(guò)扣環(huán)來(lái)減小。在該實(shí)施方式中，扣環(huán)因此具有阻尼器的附加功能。
[0014]特別優(yōu)選的是扣環(huán)覆蓋形成錐形部的凹部。因此，扣環(huán)的一部分接觸葉片元件的上側(cè)或下側(cè)。由此可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于葉片元件的振動(dòng)的好的阻尼。在該實(shí)施方式中，特別優(yōu)選的是扣環(huán)包含纖維增強(qiáng)的塑料，特別優(yōu)選地是將扣環(huán)設(shè)計(jì)為CFC管。
[0015]在其中內(nèi)環(huán)為多部分設(shè)計(jì)的本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式中，張緊元件優(yōu)選地提供在內(nèi)環(huán)內(nèi)。張緊元件將各個(gè)內(nèi)環(huán)段壓靠在扣環(huán)上，從而確保內(nèi)環(huán)段的定義位置。
[0016]可以的是用于自支撐結(jié)構(gòu)的內(nèi)環(huán)與扣環(huán)連接，并且可能地與張緊元件連接。優(yōu)選的是在內(nèi)環(huán)內(nèi)另外地提供支撐元件。支撐元件可以是轉(zhuǎn)子軸本身或與轉(zhuǎn)子軸連接的元件。將要與轉(zhuǎn)子軸連接的元件優(yōu)選地設(shè)計(jì)為中空的圓柱體，從而轉(zhuǎn)子軸至少部分地伸出到中空的圓柱體中，在該情形下，中空的圓柱體攜帶內(nèi)環(huán)。
[0017]在優(yōu)選的開發(fā)中，具體設(shè)計(jì)為中空的圓柱體的支撐元件包括徑向向外定向的優(yōu)選的環(huán)形定位突出部。由于該具體為臺(tái)階形的定位突出部，在縱向方向上看到的外部?jī)?nèi)環(huán)和/或在縱向方向上看到的外部扣環(huán)的位置被定義。
[0018]進(jìn)一步，具體為中空的圓柱形的支撐元件可以具有縱向方向上的開口，該開口至少部分地由殼體元件來(lái)關(guān)閉。殼體元件也用于固定外部?jī)?nèi)環(huán)和/或外部扣環(huán)。殼體元件可以具有臺(tái)階形的、徑向地向外定向的突出部。殼體元件特別用于位置上精確地將內(nèi)環(huán)和扣環(huán)固定到支撐元件上。
[0019]對(duì)于具有伸縮接頭的內(nèi)環(huán)的組件，可以稍微地壓制該組件并且將內(nèi)環(huán)插入到扣環(huán)中，從而內(nèi)環(huán)通過(guò)它們固有的張力而被固定在扣環(huán)中。利用多部分的內(nèi)環(huán)，各個(gè)內(nèi)環(huán)段通過(guò)張緊單元壓靠在扣環(huán)的內(nèi)側(cè)。
[0020]下面是參考優(yōu)選實(shí)施方式和參考附圖的本發(fā)明的詳細(xì)解釋。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1示出轉(zhuǎn)子盤的示意頂平面圖；
[0022]圖2是圖1中示出的沿圖1中的箭頭I1-1I方向的轉(zhuǎn)子盤的示意截面圖；
[0023]圖3是具有圖1和圖2中示出的具有多個(gè)轉(zhuǎn)子盤的轉(zhuǎn)子的示意截面圖；
[0024]圖4是具有多個(gè)內(nèi)環(huán)段的轉(zhuǎn)子的另外優(yōu)選實(shí)施方式的示意截面圖；
[0025]圖5是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)建的轉(zhuǎn)子的另一優(yōu)選實(shí)施方式的細(xì)節(jié)的放大截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]本發(fā)明的轉(zhuǎn)子盤10包括內(nèi)環(huán)12，其具有以規(guī)則分布在圓周上的方式布置在其外側(cè)14的多個(gè)葉片元件16。葉片元件16與內(nèi)環(huán)12連接，具體為一體連接。在截面圖(圖2)中，內(nèi)環(huán)12具有兩個(gè)基本上圓柱形環(huán)元件18，葉片元件16相應(yīng)地與兩個(gè)環(huán)元件18之間的環(huán)元件12連接。
[0027]在(圖3)的轉(zhuǎn)子的第一優(yōu)選實(shí)施方式中，圖1和圖2中示出的多個(gè)轉(zhuǎn)子盤在支撐元件22上沿縱向方向20布置。在所示出的實(shí)施方式中，支撐元件22是中空的圓柱形，從而其可以被插在并且固定在這里未示出的轉(zhuǎn)子軸上。
[0028]在圖3中的下端，支撐元件22具有帶有臺(tái)階部26的臺(tái)階式定位突出部24。沿縱向22方向可以看出，在所示出的實(shí)施方式中，五個(gè)轉(zhuǎn)子盤10沿縱向方向布置在支撐元件的外側(cè)28上。轉(zhuǎn)子盤10每個(gè)具有槽或伸縮接頭30(圖1)。在安裝狀態(tài)中，轉(zhuǎn)子盤10的內(nèi)環(huán)12由固定或加強(qiáng)環(huán)32來(lái)圍繞。為了組裝，具有槽30的內(nèi)環(huán)10被壓制并設(shè)置到扣環(huán)32中，該扣環(huán)被設(shè)計(jì)為閉合環(huán)。除了兩個(gè)外部?jī)?nèi)環(huán)12以外，每個(gè)扣環(huán)32圍繞兩個(gè)相鄰內(nèi)環(huán)12的兩個(gè)環(huán)元件18。圖3中的下部扣環(huán)圍繞下部?jī)?nèi)環(huán)12的環(huán)元件18以及支撐元件22的定位突出部24的臺(tái)階部26。
[0029]在圖3中，可能的預(yù)組裝轉(zhuǎn)子盤10連同扣環(huán)32可以從上插入到支撐元件22上。在這種情形下，布置在轉(zhuǎn)子盤10之間的定子盤可以被設(shè)計(jì)為閉合環(huán)并且在轉(zhuǎn)子盤的組裝期間已經(jīng)布置在轉(zhuǎn)子盤之間。也可以的是定子盤是兩部分的定子盤，例如，在定子已經(jīng)被完全組裝后，從外部插入在兩個(gè)相鄰轉(zhuǎn)子盤10之間。
[°03°]圖3中的上部轉(zhuǎn)子盤10經(jīng)由上部扣環(huán)與殼體元件34連接。為此，殼體元件34具有定位突出部36，其在所示實(shí)施方式中也具有臺(tái)階部38。
[0031]上部扣環(huán)32因此與上部?jī)?nèi)環(huán)12的環(huán)元件18以及殼體元件34的定位突出部36的臺(tái)階部38接觸。殼體34被設(shè)置進(jìn)中空的圓柱形支撐元件22的開口 40中。在所示實(shí)施方式中，殼體34具有孔42。通過(guò)該孔，轉(zhuǎn)子可以例如通過(guò)螺絲被固定到插入進(jìn)支撐元件22內(nèi)的轉(zhuǎn)子軸的前端。
[0032]在操作中，僅一個(gè)轉(zhuǎn)子盤的力施加到圖3中的上部扣環(huán)32和圖3中的下部扣盤。因此也可以適于給出這些扣環(huán)的另一種設(shè)計(jì)，以便具體避免由于張力和負(fù)載發(fā)生所造成的轉(zhuǎn)子盤10的傾斜。這例如可以通過(guò)減小上部扣環(huán)32和下部扣環(huán)32的寬度(具體為減半)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0033]在根據(jù)圖4中示出的本發(fā)明的轉(zhuǎn)子的另外優(yōu)選實(shí)施方式中，類似或相同的組件通過(guò)相同的參考編號(hào)來(lái)標(biāo)識(shí)。
[0034]該實(shí)施方式具有這樣的本質(zhì)差別，即，轉(zhuǎn)子盤不僅具有一個(gè)槽30，而且是多個(gè)槽，從而提供各個(gè)轉(zhuǎn)子段或內(nèi)環(huán)段。在組裝形式中，各個(gè)轉(zhuǎn)子段42再次形成功能上對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子盤10的轉(zhuǎn)子盤。為了確保轉(zhuǎn)子盤段42的內(nèi)環(huán)段的穩(wěn)定布置，在內(nèi)環(huán)段44的內(nèi)側(cè)中提供凹部，而在這些凹部中提供張緊單元46。張緊單元具體為環(huán)形的形狀。對(duì)于其余的，各個(gè)元件的組裝和布置對(duì)應(yīng)于參考圖3所述的實(shí)施方式。
[0035]在圖5中所示出的進(jìn)一步實(shí)施方式中，通過(guò)相同的參考編號(hào)來(lái)標(biāo)識(shí)類似的或相同的組件。該實(shí)施方式的本質(zhì)差別在于轉(zhuǎn)子盤的設(shè)計(jì)。再次，這些具有與葉片元件16相連接的內(nèi)環(huán)12。替代于內(nèi)環(huán)12，可以提供對(duì)應(yīng)于內(nèi)環(huán)44(圖4)的設(shè)計(jì)的內(nèi)環(huán)。在葉片基座48的區(qū)域中，即，在內(nèi)環(huán)12和葉片基座16之間的過(guò)渡區(qū)域中，提供錐形部。在所示出的實(shí)施方式中，通過(guò)兩個(gè)相對(duì)的凹部50來(lái)在每個(gè)葉片元件16上形成錐形部。凹部50形成為圓周環(huán)形槽狀凹部。凹部50被設(shè)計(jì)為與葉片元件16的中心線52鏡像對(duì)稱。
[0036]選擇其具體為CFC管的扣環(huán)32的徑向?qū)挾?，使得扣環(huán)32完全覆蓋凹部50。具體地，扣環(huán)32與葉片元件的上側(cè)54和下側(cè)56接觸。該接觸優(yōu)選地延伸若干個(gè)毫米。由于扣環(huán)32在葉片元件16的上側(cè)54和下側(cè)56上的接觸，扣環(huán)32額外地充當(dāng)阻尼元件。
[0037]圖5中示出的實(shí)施方式的組裝對(duì)應(yīng)于關(guān)于圖3所述的組裝。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于具體為渦輪分子栗的真空栗的轉(zhuǎn)子盤，包括: 內(nèi)環(huán)(12，44);以及 多個(gè)葉片元件(16)，其徑向向外地延伸并且與所述內(nèi)環(huán)(12，44)連接， 其特征在于， 所述內(nèi)環(huán)(12，14)具有至少一個(gè)伸縮接頭(30)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子盤，其特征在于所述至少一個(gè)伸縮接頭(30)在所述內(nèi)環(huán)(12，14)的整個(gè)寬度上延伸，所述伸縮接頭(30)優(yōu)選地傾斜延伸，具體對(duì)應(yīng)于葉片傾斜。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)子盤，其特征在于提供規(guī)則地分布在所述內(nèi)環(huán)(12，144)的圓周上的多個(gè)膨脹管(30)。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3的任意一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子盤，其特征在于在葉片基座(48)上使所述葉片元件(16)成錐形。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)子盤，其特征在于為了形成錐形，所述葉片元件(16)具有位于上側(cè)(54)和下側(cè)(56)中的凹部(50)，所述凹部?jī)?yōu)選地成鏡像對(duì)稱。6.—種用于具體為渦輪分子栗的真空栗的轉(zhuǎn)子，包括: 根據(jù)沿所述轉(zhuǎn)子的縱向(20)布置的權(quán)利要求1-5中的任意一項(xiàng)所述的多個(gè)轉(zhuǎn)子盤。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于至少一個(gè)扣環(huán)(32)圍繞所述內(nèi)環(huán)(12，44)，以便固定所述內(nèi)環(huán)(12，44)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于所述扣環(huán)(32)中的至少一個(gè)扣環(huán)圍繞兩個(gè)相鄰轉(zhuǎn)子盤(10，42)的所述內(nèi)環(huán)(12，44)。9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于所述扣環(huán)(32)覆蓋在所述葉片基座(48)上提供的錐形部。10.根據(jù)權(quán)利要求7-9的任意一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于所述扣環(huán)(32)接觸所述葉片元件(16)的上側(cè)(54)和下側(cè)(56)，以便用于阻尼振動(dòng)。11.根據(jù)權(quán)利要求7-10的任意一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于所述扣環(huán)(32)包括纖維加強(qiáng)塑料并且具體設(shè)計(jì)為CFC管。12.根據(jù)權(quán)利要求6-11的任意一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于在多部分內(nèi)環(huán)(44)的情形下，在所述內(nèi)環(huán)內(nèi)提供張緊元件(46)。13.根據(jù)權(quán)利要求6-12的任意一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于提供攜帶內(nèi)環(huán)(12，44)的支撐元件(22)。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于所述支撐元件(22)被設(shè)計(jì)為中空?qǐng)A柱形。15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于所述支撐元件(22)徑向向外地定向，具體為環(huán)形定位突出部(24)。16.根據(jù)權(quán)利要求13-15的任意一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于所述支撐元件(22)的開口(40)通過(guò)殼體元件(34)來(lái)至少部分地閉合，所述殼體元件(34)優(yōu)選地固定所述內(nèi)環(huán)(12，44)，并且如果適用，所述扣環(huán)(32)具體將內(nèi)環(huán)壓靠在定位突出部(24)。
【文檔編號(hào)】F04D19/04GK105874209SQ201480064009
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2014年10月28日
【發(fā)明人】海因里?！び⒏裉m德
【申請(qǐng)人】厄利孔萊博爾德真空有限責(zé)任公司