本发明涉及一种真空泵、尤其是涡轮分子泵的转子，该转子具有以能绕转子轴线转动的方式受支承的转子轴和布置在转子轴上的、沿轴向方向连续的、分别包括多个转子叶片的多个转子平面。本发明还涉及一种用于制造真空泵、尤其是涡轮分子泵的转子的方法。此外，本发明也涉及一种具有这种转子的真空泵。
背景技术：
迄今为止，用于前述类型的真空泵的转子盘单独地以多个尤其是锯和/或铣削步骤来制造，并且紧接着接合到转子轴上。在此，转子盘尤其就相对于与转子轴线垂直的各个转子平面的安装角来说并且就转子叶片的数量来说受生产的方式和方法制约而具有不同的几何造型。
由于为了构造用于相应真空泵的转子通常必须能提供多个不同的转子盘，生产耗费因此相对很高，尤其为制造转子盘分别需要很大数量的单独的锯和/或铣削过程。此外，转子的转子叶片结构对于真空泵的效率或者说对于其抽吸能力来说是主要的标准。
技术实现要素：
本发明的任务在于，给出一种真空泵、尤其是涡轮分子泵的转子以及一种具有至少一个前述类型的转子的真空泵，该转子的转子叶片被进一步优化用以提高真空泵的效率。此外，应给出用于制造真空泵、尤其是涡轮分子泵的这种转子的尽可能简单且成本低廉的方法。
根据本发明，该任务通过具有权利要求1的特征的真空泵、尤其是涡轮分子泵的转子，并且通过具有权利要求8的特征的真空泵以及通过具有权利要求9的特征的方法得以实现。由从属权利要求、本发明的说明书以及附图得到根据本发明的转子的优选实施方式和根据本发明的方法的优选设计方案。
根据本发明的真空泵、尤其是涡轮分子泵的转子具有以能绕转子轴线转动的方式受支承的转子轴和布置在转子轴上的、沿轴向方向连续的、分别包括多个转子叶片的多个转子平面。在此，在相应的转子平面中的转子叶片的数量在真空泵的抽吸侧的高真空区域中比在相应的转子平面中转子叶片的数量在真空泵的预真空或低真空区域中更少。尤其地，每个转子平面中的转子叶片的数量在高真空区域中比在预真空或低真空区域中少2倍至4倍。
由于该构造方案得到了优化的转子叶片结构，通过它相应地提高了真空泵的效率。
转子可以由实心材料来制造，也就是一体式地构造。替选地，转子也可以由单独的、互不相关地(即，不必同时在一个制造工序中)制造的多个转子盘构成，这些转子盘为了形成转子在轴向彼此相叠且布置在共同的转子轴上。
因此，本发明不受转子是一体式地构造还是具有由各个转子盘构成的结构的影响。
优选地，转子在各个转子平面中被划分成至少两个沿轴向方向连续的有不同数量的转子叶片的区域，其中，相应的转子平面中的转子叶片的数量沿轴向方向观察从真空泵的高真空区域开始朝真空泵的预真空或低真空区域是增加的。
替选或附加地，根据本发明的实施方式，转子在各个转子平面中可以具有两个或更多的沿轴向方向连续的有不同数量的转子叶片的区域，其中，相应的转子平面中的转子叶片的数量沿轴向方向观察从真空泵的高真空区域开始朝真空泵的预真空或低真空区域是减少的。
按照根据本发明的转子的有利实施方式，转子在各个转子平面中被划分成两个沿轴向方向连续的有不同数量的转子叶片的区域，其中，相应的转子平面中的转子叶片的数量在真空泵的高真空区域中比相应的转子平面中的转子叶片的数量在真空泵在紧随其后的区域中少了2倍。
按照根据本发明的转子的替选的有利实施方式，转子在各个转子平面中被划分成三个沿轴向方向连续的有不同数量的转子叶片的区域，其中，相应的转子平面中的转子叶片的数量在真空泵的高真空区域中比相应的转子平面中的转子叶片的数量在真空泵的紧随其后的区域、尤其是中间真空区域中例如少了2倍，并且比相应的转子平面中的转子叶片的数量在真空泵的预真空或低真空区域中例如少了3倍或4倍。
按照根据本发明的转子的另外的有利实施方式，转子在各个转子平面中被划分成四个沿轴向方向连续的有不同数量的转子叶片的区域，其中，相应的转子平面中的转子叶片的数量从真空泵的高真空区域到真空泵的预真空或低真空区域以比率1:2:3:4增加。
尤其也有利的是，转子叶片结构从真空泵的预真空或低真空区域到真空泵的高真空区域是更敞开的。敞开性在这里可以理解为沿轴向方向的透光性，即，转子叶片的结构在转子的特定的轴向区域中(例如越过转子平面)越封闭，则沿周向方向分别在两个连续的叶片之间存在的中间空间就越小，光线可以穿过转子的这些轴向区域抵达在这些中间空间之间。
优选地，转子包括转子叶片，转子叶片相对于与转子轴线至少基本上垂直的各个转子平面的安装角在20°至35°的范围内。优选地，在每个转子平面中，所有转子叶片都具有相同的安装角，其中，这个统一的安装角优选在所有转子平面中都相同。
此外优选设置的是，至少两个转子平面就它们的转子叶片的轴向高度来说彼此有区别。所安装的转子叶片的轴向高度决定了该叶片结构的敞开性。去除转子平面中的转子叶片同样明显提高了敞开性。转子叶片在转子平面中的轴向高度可以是该转子平面中的转子叶片的额定数量的函数，也就是说，在从该转子平面中必要时去除转子叶片之前的转子叶片的数量。该函数可以根据真空泵的期望的或所需的抽吸特性来选定。
转子轴和转子叶片尤其彼此一体式地构造。转子优选通过由实心材料构成的、尤其是圆柱形的基体制成。
根据本发明的用于制造真空泵、尤其是涡轮分子泵的转子的方法的特征在于，包括转子轴和多个布置在转子轴上的转子叶片的转子通过由实心材料构成的圆柱形的基体一体式地制成，其方式是：为了产生布置在该转子轴上、沿轴向方向连续的、分别包括多个转子叶片的多个转子平面，在圆柱形的基体中切出螺纹，并且在分别至少基本上垂直于转子轴线的不同的平面中将退刀槽引入到基体中，并且紧接着为了产生沿轴向方向观察朝向真空泵的高真空区域敞开的转子叶片结构，在真空泵的高真空区域中去除至少一个转子平面的所产生的转子叶片的一部分。
由于方法的这种设计方案，可以以相对少的耗费并且因此相应成本低廉地制造转子。
在此，按照根据本发明的用于制造分别包括多个转子叶片的转子平面的方法的有利设计方案，首先在圆柱形的基体中切出螺纹。紧接着，在分别至少基本上垂直于转子轴线的不同的平面中引入退刀槽。
按照根据本发明的用于制造分别包括多个转子叶片的转子平面的方法的替选设计方案，首先在分别至少基本上垂直于转子轴线的不同的平面中，将退刀槽引入到基体中，其中，紧接着在圆柱形的基体中切出螺纹。
在圆柱形的基体中切出单线或多线的螺纹。
按照适宜方式，借助圆形的锯盘或盘式铣削器在圆柱形的基体中切出螺纹。
按照适宜方式，在车床上或借助锯盘或盘式铣削机，将退刀槽引入到圆柱形的基体中。
由于退刀槽之间的不同的轴向间距，可以产生轴向高度相应不同的转子叶片。
优选地，产生斜置的转子叶片，转子叶片的相对于与转子轴线至少基本上垂直的各个转子平面的安装角通过螺纹在该转子平面的区域中的斜率来确定。
通过在由实心材料构成的圆柱形的基体中切出螺纹并引入凹槽，首先出现具有相同数量的转子叶片的转子平面。根据如何选定切槽时的轴向间距，斜置的转子叶片在轴向高度上的延伸不同。转子叶片相对于与转子轴线至少基本上垂直的各个转子平面的安装角通过引入到圆柱形的基体中的螺纹的斜率来确定。各个转子平面的轴向延伸并且因此是其轴向的转子叶片高度可以是变化的。在此，转子叶片例如在高真空区域中具有比在其他区域中更大的轴向延伸。
如已阐述的那样，要么首先切出螺纹并且紧接着引入退刀槽，或者也可以首先引入退刀槽并且随后切出螺纹。紧接着，为了产生沿轴向方向观察朝向真空泵的高真空区域敞开的、即透光的转子叶片结构，去除在真空泵的高真空区域中的至少一个转子平面的所产生的转子叶片的一部分。各转子叶片的去除例如可以借助指形铣刀或类似装置来进行。在真空泵的高真空区域中，转子叶片优选不相叠，从而在这里存在比较敞开的叶片结构。优选地，在必要时存在的中间真空区域中也不存在转子叶片的相叠。尤其在真空泵的预真空或低真空区域中得到转子叶片的相叠。在此，在预真空或低真空区域中可以保留所有通过螺纹切割和退刀槽产生的转子叶片。
例如，可以在由实心材料构成的圆柱形的基体中切出36线螺纹，从而在真空泵的预真空或低真空区域中在每个转子平面中产生三十六个叶片。在中间真空区域中，例如可以去除每两个中的第二个转子叶片，而在高真空区域中例如仅保留每三个中的第三个转子叶片。于是，针对从真空泵的预真空或低真空区域起的转子平面中的转子叶片的数量得到了关于每个转子平面的转子叶片的数量的例如3:2:1的比率。
原则上，引入到由实心材料构成的基体中的螺纹也可以具有其他的线数量(即其他的线形式)，并且选定其他的转子叶片结构，其中，优选相应的转子平面中的转子叶片的数量在真空泵的抽吸侧的高真空区域中比在相应的转子平面中的转子叶片的数量在真空泵的预真空或低真空区域中少2倍至4倍。
为了确保不出现不平衡，在不同的转子平面中的转子叶片优选分别沿周向方向均匀地分布。
如果在切槽时转子叶片的靠上和靠下的棱边在一定程度上例如借助圆形的锯盘或盘式铣削器来磨掉或者说通过这种类型的生产可以完全不产生转子叶片上的靠上或靠下的棱边，那么转子叶片的横截面就不是矩形而尤其是平行四边形。
如已阐述的那样，转子叶片的安装角优选在20°至35°的范围内。安装角的优选值在27°的范围内。
例如在使用沿径向方向具有恒定的厚度的圆形的锯盘或盘式铣削器的情况下，得到具有沿径向方向恒定的横截面的转子叶片。然而原则上，退刀槽和螺纹例如也可以借助沿径向方向具有增大或减小的厚度的圆形的锯盘或盘式铣削器来引入，由此得到具有沿径向方向锥形扩大或渐细的横截面的转子叶片。
附图说明
下面参考附图结合实施例详细阐述了本发明。其中：
图1示出真空泵的示例性实施方式的示意图，该真空泵可以配设有根据本发明的转子；
图2示出示例性地由实心材料构成的圆柱形的基体的示意图，真空泵、尤其是涡轮分子泵的根据本发明的转子能按照根据本发明的方法由该基体来制造；
图3示出示例性地在根据图2的由实心材料构成的基体中切出的螺纹的示意图；
图4示出按照根据本发明的方法制造的根据本发明的转子的示例性实施方式的示意图，该转子通过将退刀槽引入到根据图3的配设有螺纹的基体中而得到；
图5示出引入到根据图2的由实心材料构成的基体中的示例性的退刀槽的示意图；
图6示出按照根据本发明的方法制造的根据本发明的转子的示例性实施方式的示意图，该转子通过在根据图5的配设有退刀槽的基体中切出螺纹而得到，并且
图7示出根据本发明的转子的按照根据本发明的方法制造的示例性的转子叶片结构的示意图。
主要元件符号说明
10 真空泵
12 入口法兰
14 泵入口
16 壳体
18 旋转轴线
20 转子轴
22 转子盘
24 定子盘
26 隔环
28 吸取区域
30 箭头
32 转子毂
34 霍尔维克转子套筒
36 霍尔维克转子套筒
38 霍尔维克定子套筒
40 霍尔维克定子套筒
42 滚动轴承
44 永磁体轴承
46 转子侧的轴承半体
48 定字侧的轴承半体
50 永磁环
52 永磁环
54 径向轴承间隙
56 安全轴承或止推轴承
58 圆锥的顶端螺母
60 可抽吸的盘
62 驱动马达
64 控制单元
66 转子
68 转子轴线
70 转子轴
72 转子叶片
72'去除的转子叶片
74 高真空区域
76 预真空或低真空区域
78 圆柱形的基体
80 螺纹
82 退刀槽
84 中真空区域
86 锯路径
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
图1以示意图示出真空泵10的示例性实施方式，该真空泵可以配设有根据本发明的转子。
图1中示出的真空泵10包括由入口法兰12包围的泵入口14以及多个泵阶梯部，它们用于将在泵入口14处等候处理的气体传输到图1未示出的泵出口。真空泵包括具有静止壳体16的定子和布置在壳体16中的转子，该转子具有以能绕旋转轴线18转动的方式受支承的转子轴20。
真空泵构造为涡轮分子泵并且包括多个以起泵作用的方式(pumpwirksam)彼此串联联接的涡轮分子的泵级，它们具有多个与转子轴20连接的涡轮分子的转子盘22和多个沿轴向方向布置在转子盘22中间且固定在壳体16中的涡轮分子的定子盘24，这些定子盘通过隔环26彼此保持有期望的轴向间距。转子盘22和定子盘24在吸取区域26中提供了指向沿箭头30的方向的轴向泵作用。
真空泵还包括三个沿径向方向交错地布置且以起泵作用的方式彼此串联联接的霍尔维克泵级。霍尔维克泵级的转子侧部分包括与转子轴20连接的转子毂32和两个紧固在转子毂32上且由其承载的圆柱套形的霍尔维克转子套筒34、36，这些霍尔维克转子套筒与转子轴线18同轴地定向并沿径向方向交错地嵌套。此外，设置有两个圆柱套形的霍尔维克定子套筒38、40，它们同样与转子轴线18同轴地定向并且沿径向方向交错地嵌套。霍尔维克泵级的主动泵送的表面分别通过霍尔维克转子套筒34、36和霍尔维克定子套筒38、40各自的在构造出紧密的径向的霍尔维克间隙的情况下相对置的径向的外周面来形成。在此，其中一个主动泵送的表面分别平滑地构造，在当前情况下，霍尔维克转子套筒34或36的主动泵送的表面以及霍尔维克定子套筒38、40的相对置的主动泵送的表面具有如下的结构化部，即其具有螺旋线状绕旋转轴线18沿轴向方向延伸的槽，在这些槽中，通过转子的旋转向前推动气体，并且由此泵送气体。
通过在泵出口的区域中的滚动轴承42和在泵入口14的区域中的永磁体轴承44实现了转子轴20的可转动的支承。
永磁体轴承44包括转子侧的轴承半体46和定子侧的轴承半体48，它们分别包括由多个沿轴向方向彼此相叠地堆叠的永磁环50、52组成的环形叠片，其中，磁环50、52在构成径向轴承间隙54的情况下相对而置。
在永磁体轴承44之中，设置有安全轴承(Notlager)或止推轴承56，其构造为未润滑的滚动轴承，并且在真空泵的正常运行中以无碰触的方式空转，并且首先在转子相对定子过度地径向偏转时起作用，以便形成用于转子的径向止挡，其防止了转子侧的结构件与定子侧的结构件的碰撞。
在滚动轴承42的区域中，在转子轴20上设置有圆锥形的顶端螺母58，其具有朝向滚动轴承42增大的外直径，该顶端螺母与运行介质存储器的卸料器滑动接触，该运行介质存储器包括多个以运行介质(例如润滑剂)浸湿的可抽吸的盘60。在运行中，运行介质通过毛细作用从运行介质存储器经由卸料器运输到旋转的顶端螺母58，并且由于离心力沿着顶端螺母58沿顶端螺母58的变大的外直径的方向输送到滚动轴承42，在那里该运行介质例如起到润滑的功能。
真空泵10包括用于以转动方式驱动转子的驱动马达62，该驱动马达的转动部位通过转子轴20来形成。控制单元64控制该驱动马达62。
涡轮分子的泵级在吸取区域28中提供沿箭头30的方向的泵送作用。
下面结合图2至图7详细描述了根据本发明的转子66的示例性实施方式以及根据本发明的用于制造这种转子的方法的示例性设计方案。
转子66分别包括以能绕转子轴线68转动的方式受支承的转子轴70和布置在转子轴70上的、沿轴向方向连续的、分别包括多个转子叶片72的多个转子平面。在此，相应的转子平面中的转子叶片72的数量在真空泵的抽吸侧的高真空区域中比相应的转子平面中的转子叶片的数量在真空泵的预真空或低真空区域76中例如少了2倍至4倍。
转子66可以在各个转子平面中被划分成至少两个沿轴向方向连续的有不同数量的转子叶片72的区域，其中，相应的转子平面中的转子叶片72的数量沿轴向方向观察从真空泵的高真空区域74开始朝真空泵的预真空或低真空区域76是减少的(参见图7)。
在此，相应的转子平面中的转子叶片72的数量在高真空区域中比相应的转子平面中的转子叶片的数量在真空泵的紧随其后的区域中例如少了2倍。
转子66也可以在各个转子平面中被划分成三个沿轴向方向连续的有不同数量的转子叶片72的区域。相应的转子平面中的转子叶片72的数量在真空泵的高真空区域中比相应的转子平面中的转子叶片72的数量在真空泵的紧随其后的区域中例如少了2倍，并且比相应的转子平面中的转子叶片72的数量在真空泵的预真空或低真空区域76中例如少了3倍或4倍。
转子66也可以在各个转子平面中被划分成四个沿轴向方向连续的有不同数量的转子叶片72的区域。在此，相应的转子平面中的转子叶片72的数量从真空泵的高真空区域74到真空泵的预真空或低真空区域76以比率1:2:3:4增加。
如同尤其结合图7可看到的，转子叶片结构从预真空或低真空区域76到真空泵的高真空区域74沿轴向方向就更透光的意义来说是更敞开的。
转子66包括斜置的转子叶片72，转子叶片相对于与转子轴线68至少基本上垂直的各个转子平面的安装角在20°至35°的范围内。
包括转子轴70和布置在转子轴70上的多个转子叶片72的转子66一体式地由实心材料制成，该实心材料由圆柱形的基体78构成(参见图2)。为了产生布置在转子轴70上、沿轴向方向连续、分别包括多个转子叶片的多个转子平面，在圆柱形的基体78中切出螺纹80，并且在分别至少基本上垂直于转子轴线68的不同平面中，将退刀槽82引入到基体78中(参见图3至图6)。
紧接着，为了产生沿轴向方向观察朝向真空泵的高真空区域74敞开的、即透光的转子叶片结构，去除在真空泵的高真空区域74中的至少一个转子平面的所产生的转子叶片72的一部分(参见图7)。
在此，例如可以首先在圆柱形的基体78中切出螺纹80，其中，紧接着将退刀槽82引入到分别至少基本上垂直于转子轴线68的不同平面中。
替选地，相反地可以首先将退刀槽82引入到基体78中，其中，紧接着在已配设有退刀槽82的圆柱形的基体78中切出螺纹80(参见图5和图6)。
在此，在圆柱形的基体78中切出单线或多线的螺纹80。
螺纹18例如可以借助圆形的锯盘或盘式铣削器在圆柱形的基体78中切出。退刀槽82例如可以在车床上或同样借助锯盘或盘式铣削机引入到圆柱形的基体78中。
由于退刀槽之间的不同的轴向间距，可以相产生轴向高度相应不同的转子叶片72。
可以产生斜置的转子盘72，转子盘的相对于与转子轴线68至少基本上垂直的各个转子平面的安装角通过螺纹80在该转子平面的区域中的斜率来确定。
图2示出由实心材料构成的圆柱形的基体78。在根据图3和图4的视图中，在引入退刀槽82之前，首先在由实心材料构成的基体78中切出螺纹80。相反地，在根据图5和图6的视图中，在基体78中切出螺纹18之前，首先将退刀槽82引入到由实心材料构成的基体78中。
利用根据图3和图4或者说图5和图6执行的方法步骤，首先分别得到具有相同数量的转子叶片72的转子平面。
为了产生沿轴向方向观察朝向真空泵的高真空区域74敞开的、即透光的转子叶片结构，紧接着去除在真空泵的高真空区域72中的至少一个转子平面的所产生的转子叶片72的一部分(参见图7)。
在此，转子66根据图7的视图例如在各个转子平面中被划分成三个沿轴向方向连续的有不同数量的转子叶片72的区域。在该实例中，相应的转子平面中的转子叶片72的数量在真空泵的高真空区域74中比相应的转子平面中的转子叶片72的数量在真空泵的紧随其后的区域(在这里是中间真空区域84)中例如少了2倍，并且比相应的转子平面中的转子叶片72的数量在真空泵的预真空或低真空区域76中例如少了3倍。
在此，转子盘在预真空或低真空区域76中例如具有36个转子叶片72。在中间真空区域84中，在另一加工步骤中可以去除例如每两个中的第二个转子叶片72。于是，在相应的转子平面中仍存在18个转子叶片72。在高真空区域中，在相应的转子平面中分别去除两个连续的转子叶片72，从而在相应的转子平面中在高真空区域74中只保留12个转子叶片。这得到了具有1:2:3的比率的叶片结构。
在这里纯示例性阐述的替选的具有在预真空或低真空区域中的较大的最大叶片数量并且具有例如1:2:4的比率的叶片结构中，叶片数量例如为48、24、12。通常任意的比率都是可行的。
随后被去除的叶片72'在图7中通过虚线标出。此外，在图7中也能看到锯路径86，例如它们在将螺纹80引入到由实心材料构成的基体78中时得到。但是如已经阐述的那样，也能想到不同于此的转子叶片结构。
转子叶片的期望覆盖率或敞开性尤其可以通过转子叶片72在期望的区域中的不同的轴向高度来实现。
根据本发明的方法制成的根据本发明的转子66例如可以应用在图1所示类型的真空泵10中。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。