用于真空泵的轉子設施及其制造方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及轉子設施及用于制造轉子設施的方法。
【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子軸、多個與轉子軸連接的轉子圓盤以及布置在轉子圓盤之間的定子圓盤。在此，轉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)結構并且在轉子設施相對于定子設施快速轉動時形成期望的栗作用。
[0003]由現有技術公知的是，渦輪分子栗的轉子設置由單個部件切削制成或由多個單獨的轉子圓盤接合在一起。在此，一體式的生產在時間上和生產上是非常耗費的。有多個圓盤組成的轉子設施接合在一起相反在時間上和生產上耗費較少。在此，轉子圓盤單獨地制成，并且緊接著與軸接合在一起。接合可以通過將轉子圓盤按壓、熱縮套裝或卡夾到轉子軸上。
[0004]此外，由WO 2010/052056A1公知的是，轉子設施由多個轉子元件構成。在此，每個轉子設施都具有圓形的、柱體的凸肩。凸肩分別與轉子圓盤連接。轉子元件經由收縮程序彼此連接，并且在此也構成轉子軸。
[0005]在具有帶有按壓的、熱縮套裝的或卡夾的轉子圓盤的轉子軸的轉子設施中，轉子盤必須以很高的接合力緊固在轉子軸上，因為只有這樣才能確保轉子圓盤在運行時不會從轉子軸上脫開，特別是在轉子設施的高轉速的情況下，如該轉子設施在真空栗和尤其在渦輪分子栗的情況下可能出現的那樣，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，在轉子圓盤與轉子軸之間的接合部位處的材料負荷在靜止狀態下已經非常高。附加地，在轉子轉速增大時，轉子圓盤中的等效應力在離心力的影響下顯著增大。
【發明內容】
[0006]因此，本發明的任務在于，提供一種用于真空栗，尤其用于渦輪分子栗的改善的轉子設施，其能以在生產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子設施，所述轉子設施具有轉子軸和至少一個轉子圓盤，所述轉子圓盤具有用于容納所述轉子軸的中心的容納開口，其中，所述轉子圓盤布置在所述轉子軸上，并且在所述轉子圓盤與所述轉子軸之間構造出機械連接，借助熱接合法實現了機械連接。
[0008]—種用于真空栗，尤其是用于渦輪分子栗的轉子設施，所述轉子設施具有兩個或更多轉子圓盤，所述轉子圓盤相對旋轉軸線對齊并且沿所述旋轉軸線的方向看順次布置，其中，在相鄰的轉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子圓盤之間實現。
[0009]此外，本發明的任務在于，提供一種制造用于真空栗的改善的轉子設施的方法。
[0010]一種制造用于真空栗，尤其是用于渦輪分子栗的轉子設施的方法，在所述方法中，具有用于容納轉子軸的中心的容納開口的轉子圓盤布置在所述轉子軸上，并且機械連接構造在所述轉子圓盤與所述轉子軸之間，借助熱接合法實現了所述機械連接。
[0011]—種制造用于真空栗，尤其是用于渦輪分子栗的轉子設施的方法，所述轉子設施具有兩個或更多轉子圓盤，所述轉子圓盤相對旋轉軸線對齊并且沿所述旋轉軸線的方向看順次布置，其中，在相鄰的轉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子圓盤之間實現。
[0012]根據本發明的用于真空栗，尤其是用于渦輪分子栗的轉子設施包括轉子軸和至少一個轉子圓盤，該轉子圓盤具有用于容納轉子軸的中心的容納開口，其中，轉子圓盤布置在轉子軸上，并且在轉子圓盤與轉子軸之間構造出機械連接，其中，借助熱接合法實現了機械連接。
[0013]在根據本發明的轉子設施中，轉子圓盤因此不是按壓、熱縮套裝或卡夾到轉子軸上，而是借助熱接合法與轉子軸機械連接。由此，在轉子圓盤與轉子軸之間的接合位置上不出現或僅出現很小的材料負荷，由此此外還可以改善轉子軸在例如尤其出現在渦輪分子栗的情況下的高轉速時的性能。通過借助熱接合法實現的轉子圓盤與轉子軸之間的機械連接，轉子軸和轉子圓盤持續地且不可脫開地接合在一起稱為一個部件。因此，根據本發明的轉子設施，尤其在內部的應力關系上，至少基本上具有如單件地制造的轉子設施那樣的相同的特性。在此，在根據本發明的轉子設施中，轉子圓盤可以單獨地制成，這相對制成單件的轉子設施在時間耗費和生產耗費上更加有力。
[0014]熱接合法尤其可以是焊接方法，優選是激光焊接、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]根據本發明的設計方案，轉子圓盤的圍繞容納開口的內壁包圍轉子軸的外側，并且機械連接構造在內壁與外側之間。因此，轉子圓盤的內側與轉子軸的形成外圓周的外側機械連接。這具有的優點是，機械連接可以特別簡單地借助熱接合法構造在內壁與外側之間，因為當轉子圓盤套裝到轉子軸上時，內壁和外側彼此相對置。
[0016]優選地，機械連接在轉子軸的整個圓周上構造在外側與內壁之間。因此轉子軸的周向方向看，機械連接在轉子軸的整個圓周上構造在該轉子軸的外側和轉子圓盤的內壁之間。由此，可以改善轉動的轉子設施的運行特性。尤其可以避免由于轉子圓盤與轉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]內壁與外側之間的機械連接可以構造在內壁的整個軸向長度上。由此，可以實現轉子軸與轉子圓盤之間的特別牢固的機械連接，從而即使在極高轉速和由此作用到轉子軸上的很高的離心力的情況下，轉子圓盤也不會與轉子軸脫開。
[0018]優選地，轉子圓盤(除了借助熱接合法實現的轉子圓盤與轉子軸之間的機械連接以外)并不按壓、熱縮套裝或卡夾到轉子軸上。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]優選地，轉子軸具有至少一個區段，其外直徑大于轉子軸的沿軸向方向看靠前的區域的外直徑且小于轉子軸的沿軸向方向看靠后的區域的外直徑，其中，至少一個轉子圓盤套裝到所述區段上。因此，轉子軸可以以階梯式的轉子軸的類型設計，其沿其縱向延伸看具有帶有不同外直徑的區域或區段。在此，至少一個并且優選恰好一個轉子圓盤可以套裝到所述區段上。當多于一個轉子圓盤，例如兩個或三個轉子圓盤套裝到所述區段上時，那么通常涉及的是比較薄或比較平的轉子圓盤。多個轉子圓盤可以在接合過程中與轉子軸連接。
[0020]優選地，靠前的區域沿軸向方向看直接聯接至所述區段。對應地也適用于靠后的區域。因此，從靠前的區域到所述區段的過渡和從所述區段到靠后的區域的過渡優選不連貫地延伸。
[0021]優選地，轉子軸的區段的軸向長度至少基本上對應于至少一個轉子圓盤的軸向長度。優選地，轉子軸的區段的軸向長度至少基本上相應于套裝的轉子圓盤的軸向長度。轉子軸的另一區段沿軸向方向看可以聯接至靠后的區域，該另一區段的外直徑大于靠后的區域的外直徑，并且至少一個轉子圓盤還可以套裝到該另一區段上。在此，靠后的區域的軸向長度優選以如下方式來選擇，從而得到了在套裝到所述區段上與套裝到另一區段上的轉子圓盤之間的期望的間距。
[0022]本發明也涉及一種用于真空栗，尤其是用于渦輪分子栗的轉子設施，其具有兩個或更多轉子圓盤，這些轉子圓盤相對旋轉軸線對齊并且沿旋轉軸線的方向看順次布置，其中，在相鄰的轉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子圓盤之間實現。
[0023]因此，在轉子設施中，相鄰的轉子圓盤借助熱接合法直接彼此機械連接。這具有的優點是，彼此排成一列的轉子圓盤本身可以構造出轉子軸。
[0024]熱接合法優選是焊接方法，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]由于轉子圓盤借助熱接合法而機械連接起來，轉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，盡管根據本發明的轉子設施可以以與單件的轉子設施相比較小的耗費來制造，但是由此形成的轉子設施基本上具有如單件地制造的轉子設施那樣的相同的特性。
[0026]根據本發明的設計方案，每個轉子圓盤具有圓盤體，在該圓盤體上布置有關于旋轉軸線在徑向靠外安放的轉子葉片，并且機械連接直接構造在相鄰的轉子圓盤的圓盤體之間。因此，相鄰的轉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轉子圓盤之間的持續的連接，該連接即使在高轉速下也能可靠地將轉子圓盤保持在一起。
[0027]優選地，轉子圓盤以如下方式并排地布置，S卩，轉子圓盤的圓盤體的下側與相鄰的轉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子圓盤的下側與另一個轉子圓盤的上側之間。由此，可以以簡單的方式實現相鄰的轉子圓盤之間的直接的機械連接。
[0028]優選地，在每個轉子圓盤的圓盤體的下側上構造出容納開口，并且在每個轉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子圓盤并排連接起來。尤其在插在一起之后，轉子圓盤可以借助熱接合法彼此持續地機械連接。
[0029]根據本發明的設計方案，底座具有相對于容納開口的內直徑以過盈配合的方式構造的外直徑。由此，可以實現的是，插在一起的轉子圓盤已經通過在容納開口與底座之間實現的插接連接彼此牢固地連接，這例如對于將轉子圓盤熱接合