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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6546247
(24)【登録日】2019年6月28日
(45)【発行日】2019年7月17日
(54)【発明の名称】真空シール、ダブルシール、真空システム及び真空ポンプ
(51)【国際特許分類】
F16J 15/08 20060101AFI20190705BHJP
F04D 19/04 20060101ALI20190705BHJP
F04B 37/16 20060101ALI20190705BHJP
【ＦＩ】
F16J15/08 A
F04D19/04 Z
F04B37/16 E
F04B37/16 F
【請求項の数】12
【外国語出願】
【全頁数】27
(21)【出願番号】特願2017-212447(P2017-212447)
(22)【出願日】2017年11月2日
(65)【公開番号】特開2018-80831(P2018-80831A)
(43)【公開日】2018年5月24日
【審査請求日】2017年11月2日
(31)【優先権主張番号】16197428.2
(32)【優先日】2016年11月4日
(33)【優先権主張国】EP
(31)【優先権主張番号】17160715.3
(32)【優先日】2017年3月14日
(33)【優先権主張国】EP
(73)【特許権者】
【識別番号】391043675
【氏名又は名称】プファイファー・ヴァキューム・ゲーエムベーハー
(74)【代理人】
【識別番号】100069556
【弁理士】
【氏名又は名称】江崎 光史
(74)【代理人】
【識別番号】100111486
【弁理士】
【氏名又は名称】鍛冶澤 實
(74)【代理人】
【識別番号】100173521
【弁理士】
【氏名又は名称】篠原 淳司
(74)【代理人】
【識別番号】100191835
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 真介
(72)【発明者】
【氏名】マルティン・ローゼ
(72)【発明者】
【氏名】トビアス・シュトル
(72)【発明者】
【氏名】ミヒャエル・シュヴァイクヘーファー
(72)【発明者】
【氏名】ヤン・ホフマン
【審査官】
竹村 秀康
(56)【参考文献】
【文献】
特開２０１６−０２３８０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平０８−１４５１８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００８−２９１９８９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００７−００９９７０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｆ１６Ｊ １５／００−１５／１４
Ｆ０４Ｂ ３７／１６
Ｆ０４Ｄ １９／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
２つのシール面、特にフランジ（４３，４５，１１３）の間の、特にレシピエント（２５）の出口（４３）と真空ポンプ（２３，１１１）、特にターボ分子ポンプの入口（４５，１１３）との間の接続部をシールするための真空シール（７０１）であって、このシール（７０１）がリング状に閉じた金属体（７０３）を備え、
金属体（７０３）に、非金属材料から成るシェル（７０５）が配置され、
金属体（７０３）が、２つの表面側（７１１，７１３）を備え、シール（７０１）が、規定通り両シール面の間に配置されている時に、表面側の一方（７１１）が、一方のシール面に面し、表面側の他方（７１３）が、他方のシール面に面するものにおいて、
両表面側の少なくとも一方（７１１）が、シール（７０１）の周方向（Ｕ）に取り巻きかつこの表面側（７１１）から突出する隆起（７１５）を備え、シェル（７０５）が隆起（７１５）を覆うこと、を特徴とするシール（７０１）。
金属体（７０３）に、非金属材料から成るシェル（７０５）が配置され、
金属体（７０３）が、２つの表面側（７１１，７１３）を備え、シール（７０１）が、規定通り両シール面の間に配置されている時に、表面側の一方（７１１）が、一方のシール面に面し、表面側の他方（７１３）が、他方のシール面に面するものにおいて、
両表面側の少なくとも一方（７１１）が、シール（７０１）の周方向（Ｕ）に取り巻きかつこの表面側（７１１）から突出する隆起（７１５）を備え、シェル（７０５）が隆起（７１５）を覆うこと、を特徴とするシール（７０１）。
【請求項2】
金属体（７０３）が、バネ弾性を有するシール要素の形式又はフラットシールの形式で形成されていること、及び／又は、金属体（７０３）が、アルミニウム、アルミニウム合金又は銅、特に焼鈍しされた銅を備えるか、それから成ること、を特徴とする請求項１に記載のシール（７０１）。
【請求項3】
シェル（７０５）が、非金属材料から成る少なくとも１つの層（７０７，７０９）を有し、この層が、金属体（７０３）の表面の一部上に配置されていること、及び／又は、シェル（７０５）が、エラストマー又は全く又は極僅かにしかガスを放出しない他のプラスチックを備えるか、それから成ること、を特徴とする請求項１又は２に記載のシール（７０１）。
【請求項4】
エラストマーが、ＰＴＦＥであるか、例えばＰＦＡ、ＴＦＭ又はＦＥＰのようなＰＴＦＥをベースとする材料であり、好ましくはエラストマーが充填物を備えること、を特徴とする請求項３に記載のシール（７０１）。
【請求項5】
シェル（７０５）が、コーティングの形式で金属体（７０３）上に形成されているか、特に母材融合式の、噛合い係合式の又は熱的な例えば積層又は収縮のような接合方法によって金属体（７０３）上に形成されていること、及び／又は、シェル（７０５）が、金属体（７０３）の表面を完全に又は部分的にだけ包囲すること、を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のシール（７０１）。
【請求項6】
隆起（７１５）が、０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍ又は０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの高さを備えること、を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のシール（７０１）。
【請求項7】
２つのシール面、特にフランジ（４３，４５）の間、特にレシピエント（２５）の出口（４３）と真空ポンプ（２３）、特にターボ分子ポンプの入口（４５）との間の接続部をシールするためのマルチシール又はダブルシールであって、このマルチシール又はダブルシールが、少なくとも１つの第１のシール（４７）と第２のシール（４９）を備え、これらシールは、第２のシール（４９）が第１のシール（４７）に対して間隔を置いて第１のシール（４７）を包囲するように、シール面、特にフランジ（４３，４５）の間に配置することができ、両シール（４７，４９）の一方、好ましくは内側の第１のシール（４７）が、請求項１〜６のいずれか１項に記載のシール（７０１）であること、を特徴とするマルチシール又はダブルシール。
【請求項8】
第１のシール（４７）と第２のシール（４９）が、リング状に閉じたそれぞれ１つの金属体（７０３）を備え、好ましくは、両シール（４７，４９）の金属体（７０３）が、互いに一体的にかつ好ましくは互いに分離可能に形成されていること、を特徴とする請求項７に記載のダブルシール。
【請求項9】
少なくとも１つの第１の真空装置、特に真空ポンプ（２３）、好ましくはターボ分子ポンプと、少なくとも１つの第２の真空装置、特にレシピエント（２５）を有する真空システム（２１）であって、第２の真空装置の出口、特に出口フランジ（４３）が、第１の真空装置の入口、特に入口フランジ（４５）と切離可能に接続されている又は接続可能であり、出口と入口の間に、請求項１〜６のいずれか１項に記載の少なくとも１つのシール（７０１）又は請求項７又は８に記載の少なくとも１つのマルチシール又はダブルシールが配置されていること、を特徴とする真空システム。
【請求項10】
出口及び／又は入口に、シール（７０１）と協働するための、好ましくはそれぞれのシール面の周方向に取り巻く少なくとも１つの切れ刃が形成され、切れ刃が、０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍ又は０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの高さを備えること、を特徴とする請求項９に記載の真空システム。
【請求項11】
少なくとも１つの第１の真空装置、特に真空ポンプ（２３）、好ましくはターボ分子ポンプと、少なくとも１つの第２の真空装置、特にレシピエント（２５）を有する真空システムであって、第２の真空装置の出口、特に出口フランジ（４３）が、第１の真空装置の入口、特に入口フランジ（４５）と解離可能に接続されている又は接続可能であり、少なくとも入口（４５）に面した出口（４３）の表面及び／又は少なくとも出口（４３）に面した入口（４５）の表面に、入口もしくは出口の周方向に取り巻く非金属材料から成るシェルが配置されているものにおいて、
両表面の少なくとも一方が、周方向に取り巻きかつこの表面から突出する隆起（７１５）を備え、シェル（７０５）が隆起（７１５）を覆うこと、を特徴とする真空システム。
両表面の少なくとも一方が、周方向に取り巻きかつこの表面から突出する隆起（７１５）を備え、シェル（７０５）が隆起（７１５）を覆うこと、を特徴とする真空システム。
【請求項12】
レシピエント（２５）の出口、特に出口フランジ（４３）を接続するための入口、特に入口フランジ（４５，１１３）を有する真空ポンプ（２３，１１１）、特にターボ分子ポンプであって、
少なくとも、レシピエント（２５）が接続された時に出口（４３）に面した入口（４５，１１３）の表面に、入口の周方向に取り巻く非金属材料から成るシェルが配置されているものにおいて、
表面が、周方向（Ｕ）に取り巻きかつこの表面から突出する隆起（７１５）を備え、シェル（７０５）が隆起（７１５）を覆うこと、を特徴とする真空ポンプ。
少なくとも、レシピエント（２５）が接続された時に出口（４３）に面した入口（４５，１１３）の表面に、入口の周方向に取り巻く非金属材料から成るシェルが配置されているものにおいて、
表面が、周方向（Ｕ）に取り巻きかつこの表面から突出する隆起（７１５）を備え、シェル（７０５）が隆起（７１５）を覆うこと、を特徴とする真空ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、シールがリング状に閉じた金属体を備える、２つのシール面、特にフランジの間の、特にレシピエントの出口フランジと真空ポンプ、特にターボ分子ポンプの入口フランジとの間の接続部をシールするための真空シールに関する。
【背景技術】
【0002】
非常に低い真空圧が必要とされる真空適用時、典型的にフランジの間に配置されたシールによってシールされる２つのフランジの間の領域に、極僅かな真空リークが生じ、この真空リークにより、達成可能な最終圧力が制限され得るとの問題が生じ得る。加えて、達成可能な最終圧力の制限は、例えばＰＴＦＥ，ＦＫＭ又はバイトンのようなエラストマーから成るシールが使用される時に生じる。何故なら、これら材料の場合、拡散及びアウトガスのような効果を生じさせるからである。
【0003】
選択的に、従来技術によれば、同様に低い圧力を確実に達成することができる金属シールが使用される。この場合、このような金属シールは、リング状に閉じた通常は平らな金属体、例えば銅から成る。このような金属シールは、通常は、２つのＣＦフランジと組み合わせて使用される。その間にシールが配置されるＣＦフランジは、周知のようにボルト−ナット継手によって互いに固定される。高い密閉性のため、ボルトは、十分に高い押付け圧力をシールとシールに面したフランジ表面との間に保証するためにしっかりと締め付けなければならない。
【0004】
これらＣＦフランジに対する選択肢として、それぞれ１つのアウタシールが、インナシールに対して間隔を置いてインナシールを包囲し、その利点が基本的に周知である、いわゆるマルチシール又はダブルシールが知られている。インナシールとして、当出願人内で周知の従来技術によれば、１０−１０ｍｂａの圧力まで良好な結果を提供するＰＴＦＥから成るフラットシールを使用することができ、ギャップシール又はいわゆるサーモギャップシールを使用することができる。
【0005】
但し、これらダブルシールによって達成可能な最終圧力も制限されている。例えばＰＴＦＥシールの限界は、ＰＴＦＥ材料の透過性構造によって、またギャップシールの限界は、達成可能な表面粗さ及び使用される材料の平坦度によって理由付けられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の根底にある課題は、非常に低い真空圧力の場合でも、特に１０−１０ｍｂａ未満の圧力の場合でも、確実なシールを可能にする改善された真空シールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この課題は、請求項１の特徴を有する真空シールによって、特に、金属体に、非金属材料から成るシェルが配置されていること、により、冒頭で述べた形式の真空シールを発展せることによって、解決される。
【0008】
本発明の根底にある思想は、その表面粗さがリークを生じさせる金属体から成るシールのシール作用が、金属体に非金属材料から成るシェルを備えさせることによって改善されることである。この場合、非金属材料は、特に、改善されたシールを生じさせるために、この非金属材料が、金属体の表面粗さを補償するかもしくは少なくともある程度まで補償するように形成することができる。
【0009】
特に、本発明による真空シールは、特に低い最終圧力、特に１０−１０ｍｂａ未満の最終圧力が必要とされる真空適用と関係して使用することができる。
【0010】
シール面もしくはフランジの切れ刃は、必要とされないが、オプションで設けることができる。これにより、シール面もしくはフランジの製造は、単純化され、さらには安価にされ得る。
【0011】
単なる金属シールに比べて本発明による真空シールにおいて有利であるのは、特に、ＣＦフランジの使用時に、確実なシールを達成するために必要なボルト継手の静摩擦トルクがそれほど重要でないことである。
【0012】
従来技術から周知のＣＦフランジは、通常は特殊鋼から成り、金属シールは、通常は銅から成る。従って、このようなフランジ−シールの組合せは比較的高価である。本発明による真空シールの別の利点は、その金属体が、例えばアルミニウムのような好適な材料から形成できること、及び、本発明による真空シールが、また、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金から成るフランジと組み合わせて使用可能であること、にある。フランジだけでなく、フランジを備える真空装置のハウジングも、アルミニウム又はアルミニウム合金から形成されていることも考えられる。これにより、特殊鋼からの形成に対してコストは削減することができる。加えて、アルミニウムの重量が僅かであることに基づいて、重量低減を達成することができる。
【0013】
ここでは、“真空シール”との概念のために、単に短縮形“シール”だけも使用される。
【0014】
“シェル”との概念は、広く理解すべきである。シェルは、特に、少なくとも金属体の表面の一部上に配置された非金属材料の層等であるとも理解すべきである。
【0015】
以下でフランジが話題となる場合は、一般に、それを、フランジによって又はフランジに形成されている必要のない基本的に任意のシール面であるとも理解すべきであり得る。
【0016】
好ましくは、金属体は、例えばＣ字形又はＶ字形の、バネ弾性を有するシール要素の形式又はフラットシールの形式で形成されている。金属体は、その形状については、特に従来技術から周知の金属シールのように形成することができる。したがって、金属体は、周知の製造方法により製作することができる。バネ弾性を有するシール要素は、シールパートナーの寸法公差及び形状公差を良好に補償できるとの利点を有する。
【0017】
金属体は、アルミニウム又は特に焼鈍しされた銅を備えるか、それから成ることができる。例えばＥＮ ＡＷ １０５０ａ Ｈ１１１又はＥＮ ＡＷ ６０８２のようなアルミニウム、アルミニウム合金又は銅の使用により、本発明による真空シールの金属体が、稠密な組織を、これにより高い気密性を備えることを保証することができる。従って、金属体を経るガス拡散は、排除することができる。焼鈍しされた銅は、特殊鋼又はアルミニウムよりも低い硬さを備えるので、焼鈍しされた銅から成るコアを有する本発明によるシールは、例えば、特に切れ刃を備える、特殊鋼、アルミニウム又はアルミニウム合金から成るフランジと組み合わせて使用可能である。
【0018】
好ましくは、シェルは、エラストマー又は少なくとも実質的にガスを放出しない他のプラスチックを有するか、シェルは、エラストマー又はガスを放出しないプラスチックから成る。
【0019】
エラストマーは、好ましくは、ＰＴＦＥであるか、ＰＴＦＥをベースとする材料、例えばＰＦＡ，ＴＦＭ又はＦＥＰである。
【0020】
エラストマーは、少なくとも１つの充填物を備えることもできる。これにより、充填物に応じて例えばシールの拡散特性及び／又は電気特性を改善又は変更することができる。
【0021】
ＰＴＦＥは、ポリテトラフルオロエチレンの略である。ＰＴＦＥは、シェル材料として使用するために特によく適している。何故なら、それは、せいぜい極僅かにしかガスを放出せず、これによりそれ自身既にＵＨＶ範囲内での適用のために適しているからである。シェルの厚さが十分に小さく選択されている場合、ＰＴＦＥシェルを経るガスの透過ももはや重要でない。加えて、ＰＴＦＥは、比較的軟質の材料であるので、ＰＴＦＥは、金属体の表面構造の粗さを補償することができる。
【0022】
シェルは、コーティングの形式で金属体上に形成することができる。従って、シェルは、製造技術的に単純に金属体の表面上に形成することができる。
【0023】
シェルは、母材融合式の例えば積層のような接合方法によって金属体上に形成することができる。これにより、金属体に対するシェルの製造技術的に単純な形成を実現することができる。
【0024】
シェルは、しっかりと金属体と接続することはできない。シェルは、例えば、金属体の上に被せられた成形要素である。
【0025】
シェルは、金属体の表面を完全に又は部分的にだけ包囲することができる。金属体の完全な被覆は、製造技術的に単純に達成することができる。部分的だけの被覆の場合、シェルは、好ましくは少なくとも、フランジに相対する金属体の表面領域にわたって延在する。従って、フランジは、シェルと当接することはできるが、金属体とは直接的に当接することはできないので、シェルによって良好なシールを生じさせることができる。
【0026】
シェルは、好ましくは全面的に金属体の周方向に沿って延在する。従って、シェルは、金属体上に少なくとも１つのリング状に閉じた物体を構成する。
【0027】
シェルの厚さは、好ましくは少なくとも金属体の表目粗さに一致する。模範的な値として、ここでは、４μｍが、表面粗さのための寸法として挙げられる。
【0028】
コーティングによって生じたシェルの厚さは、例えば、５μｍ〜１００μｍ、好ましくは２０μｍ〜５０μｍ、更に好ましくは２５μｍ〜４０μｍの範囲内にあり得る。積層によって形成されたシェルの厚さは、例えば０．１ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲内にあり得る。好ましくは、シェルの厚さは、０．２ｍｍよりも小さく、好ましくは０．１５ｍｍよりも小さく、更に好ましくは０．１ｍｍよりも小さい。記載した範囲指定の場合、それぞれの上限もしくは下限が範囲に属している。
【0029】
本発明の好ましい形成によれば、金属体が、２つの表面側を有し、シールが、規定通り両シール面もしくはフランジの間に配置もしくは挿入されている時に、表面側の一方が、一方のシール面、特に一方のフランジ、特にレシピエントの出口フランジに面し、表面側の他方が、他方のシール面、特に他方のフランジ、特に真空ポンプの入口フランジに面し、シールの両表面側の少なくとも一方が、シールの周方向に取り巻きかつこの表面側から突出する、特に０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍ又は０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの高さを有する少なくとも１つの隆起を備える。従って、シール自身は、隆起の形態の一種の切れ刃を備えることができる。隆起にて、高い面圧が可能であり、これにより、シール作用は、更に改善することができる。
【0030】
好ましくは、シェルが隆起を覆う。これにより、シール作用を更に改善することができる。特に、隆起の表面上の表面粗さ及び場合によっては他の凹凸も、少なくともある程度までシェルによって補償することができる。
【0031】
加えて、本発明は、２つのシール面、特にフランジの間、特にレシピエントの出口フランジと真空ポンプ、特にターボ分子ポンプの入口フランジとの間の接続部をシールするためのマルチシール又はダブルシールであって、マルチシール又はダブルシールが、少なくとも１つの第１のシールと第２のシールを備え、これらシールは、第２のシールが第１のシールに対して間隔を置いて第１のシールを包囲するように、シール面、特にフランジの間に配置することができ、両シールの少なくとも一方、好ましくは内側の第１のシールが、本発明によるシールであること、を特徴とするものに関する。
【0032】
これらシールは、１つの平面内に位置する必要があるのではなく、これらシールは、例えば軸方向に互いに位置をずらすこともできる。
【0033】
好ましくは、第１のシールと第２のシールが、リング状に閉じたそれぞれ１つのそれぞれの金属体を有し、更に好ましくは、両シールの金属体が、互いに一体的に形成されている。一体的に形成された金属体の間に、少なくとも１つの分離箇所が存在し得るので、シールは、確かに１つのユニットとして例えば搬送することができるが、２つのシール面もしくはフランジの間に挿入する前に互いに分離することができる。
【0034】
加えて、本発明は、少なくとも１つの第１の真空装置、特に真空ポンプ、好ましくはターボ分子ポンプと、少なくとも１つの第２の真空装置、特にレシピエントを有する真空システムであって、第２の真空装置の出口、特に出口フランジが、第１の真空装置の入口、特に入口フランジと切離可能に接続されている又は接続可能であり、出口と入口の間に、本発明によるシール又は本発明によるダブルシールが配置されていること、を特徴とするものに関する。
【0035】
好ましくは、出口フランジ及び／又は入口フランジに、シールと協働するための、好ましくはフランジの周方向に取り巻く少なくとも１つの切れ刃が形成され、切れ刃が、０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍ又は０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの高さを備える。本発明によるシールの場合、シェルが設けられているので、切れ刃の高さは、例えば銅シール用のＣＦフランジの場合のような従来のフランジの場合よりも小さくなり得る。
【0036】
加えて、本発明は、レシピエントの出口フランジを接続するための入口フランジを有する真空ポンプ、特にターボ分子ポンプにおいて、入口フランジに、シールと協働するための、好ましくはフランジの周方向に取り巻く少なくとも１つの切れ刃が形成され、切れ刃が、０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍ又は０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの高さを備えること、を特徴とするものに関する。
【0037】
更に、本発明は、少なくとも１つの第１の真空装置、特に真空ポンプと、少なくとも１つの第２の真空装置、特にレシピエントを有する真空システムであって、第２の真空装置の出口、特に出口フランジが、第１の真空装置の入口、特に入口フランジと解離可能に接続されている又は接続可能であり、入口に面した出口の表面及び／又は出口に面した入口の表面に、周方向、特にフランジ周方向に取り巻く非金属材料から成るシェルが配置されていること、を特徴とするものに関する。両シール面もしくはフランジの間の別個のシールは、削減することができる。何故なら、シェルによって既に十分に高いシール作用が達成できるからである。従って、１つのシールとフランジのそれぞれ一方との間をシールしなければならない２つの間隙とは違って、両フランジの間の１つの“間隙”しかシールする必要がない。
【0038】
加えて、本発明は、レシピエントの出口フランジを接続するための入口フランジを有する真空ポンプ、特にターボ分子ポンプにおいて、レシピエントが接続された時に出口フランジに面した入口フランジの表面に、周方向に取り巻く非金属材料から成るシェルが配置されていること、を特徴とするものに関する。
【0039】
加えて、本発明は、少なくとも１つの充填物を備えるエラストマー、特にＰＴＦＥを有するシールに関する。例えば、充填物を有するエラストマーは、位置をずらすことができる。充填物に応じて、例えばシールの拡散特性及び／又は電気特性を改善又は変更することができる。
【0040】
“シェル”と関連してここで述べられる特徴は、前で述べた真空システムもしくは真空ポンプのバリエーションに対しても当て嵌まる。
【0041】
加えて、本発明は、真空ポンプと、レシピエントと、レシピエントと真空ポンプを特に真空密に接続するための特にシリンダ状のアダプタを有し、真空ポンプが、少なくとも１つの第１の入口を有する少なくとも１つの接続面を備え、レシピエントが、少なくとも１つの出口を備え、この出口を、特にチューブ状の壁が包囲し、この壁の出口から離隔して位置する前側が、真空ポンプの接続面と当接可能である、との構成の真空システムであって、アダプタは、アダプタが規定通り真空ポンプとレシピエントの間に配置されている時に、レシピエントの壁内に収容されているか、収容することができ、
アダプタは、軸方向に見て、少なくとも実質的にレシピエントの特に出口に対して突出する壁の軸方向の長さに一致する長さを備え、これにより、アダプタの下側が、真空ポンプの接続面に当接し、アダプタの上側が、出口を包囲するレシピエントの接続面に当接し、
アダプタ内で下側と上側の間に第１の通路が延在し、この第１の通路は、アダプタが規定通り真空ポンプとレシピエントの間に配置されている時に、真空ポンプの第１の入口をレシピエントの出口と接続し、
アダプタの上側とレシピエントの接続面との間に、内側の第１のシール、特に本発明によるシールが配置されている、及び／又は、レシピエントの壁の前側と真空ポンプの接続面との間に外側の第２のシール、特に本発明によるシールが配置されていること、を特徴とするものに関する。
【0042】
真空システムにおいて、出口が壁の前側に対して後退させられているアダプタは、レシピエントと真空ポンプを真空密に接続するために使用される。従って、レシピエントは、内部チャンバ形状を備えることができる。アダプタにより、真空ポンプは、単純かつコンパクトに、内部チャンバ形状を有するレシピエントに接続することができる。この場合、言及した出口は、レシピエントのチャンバに開口することができる。この場合、レシピエントは、１つのチャンバ又は相応の数の出口を有する複数のチャンバを備えることができる。
【0043】
第１のシール及び／又は第２のシールの使用により、所望のシール作用を達成することができる。第１のシール及び／又は第２のシールは、本発明によるシール、即ち特に金属体と非金属材料から成るシェルを有するシールであり得る。
【0044】
第１のシール及び／又は第２のシールは、また、例えばＰＴＦＥから成る例えばＯリングシールのような従来のシールであり得る。
【0045】
真空ポンプは、特にターボ分子ポンプである。これにより、真空ポンプの第１の入口もしくはレシピエントの真空引きすべきチャンバに、高真空を又はそれどころか超高真空をも発生させることができる。
【0046】
真空ポンプの接続面は、少なくとも１つの別の第２の入口、特に補助入口を備えることができ、アダプタ内に、少なくとも１つの第２の通路が延在でき、この第２の通路は、アダプタが規定通り真空ポンプとレシピエントの間に配置されている時に、アダプタの下側で真空ポンプの第２の入口に開口し、第２の通路は、アダプタの上側と下側の間に延在する半径方向外側に、少なくとも１つの出口開口を備える。
【0047】
従って、第２の通路は、下側と外側のその少なくとも１つの出口開口との間でアダプタを経て延在する。第２の通路を介して、出口開口が開口する容積部を真空引きすることができる。この容積部は、アダプタの外側とレシピエントの壁の内側との間に延在する環状容積部であり得る。従って、アダプタの第２の通路とこの第２の通路と接続された真空ポンプの第２の入口は、外から環状容積部内へ侵入する例えば空気のようなガスを吸引するための中間吸引部として機能することができる。これにより、第１の通路内もしくはレシピエントの出口内の真空は、改善することができる。特に、中間吸引によって、第１の通路内もしくはレシピエントの出口内により低い最終圧力を達成することができる。言及した容積部には、第２の通路及び第２の入口を介して真空引きすることができるレシピエントの別の第２のチャンバも開口することができる。
【0048】
第１のシールは、出口と第２の通路の少なくとも１つの流出口との間に分離を生じさせることができる。従って、レシピエントの出口と接続している第１の通路は、第１のシールによって第２の通路から分離されている。
【0049】
真空ポンプの接続面内には、もう１つの別の第３の入口、特に別の補助入口を設けることができ、アダプタ内には、アダプタの下側で真空ポンプの第３の入口に開口しかつアダプタの外側に少なくとも１つの出口を備える別の第３の通路が延在できる。
【0050】
第３の通路は、第２の通路のように、アダプタの外側に少なくとも１つの出口開口を備えることができる。出口開口は、第３の通路と真空ポンプの第３の入口を介して真空引きすることができる容積部に開口できる。容積部は、同様に、アダプタの外側の周囲に延在しかつレシピエントの羽部のうちがわによって包囲されている環状容積部であり得る。
【0051】
アダプタの第３の通路と真空ポンプの第３の入口は、環状容積部に侵入するガス吸引するための別の中間吸引部として使用することができる。これにより、レシピエントの出口内の真空を改善することができるかもしくは達成可能な最終圧力を更に低減することができる。
【0052】
この容積部には、レシピエントの別の第３のチャンバも開口することができる。第３のチャンバは、第３の通路及び第３の入口を介して真空引きすることができる。
【0053】
第３の通路の少なくとも１つの出口開口は、軸方向に見て、アダプタの外側の第２の通路の少なくとも１つの出口開口に対して位置をずらして形成することができる。
【0054】
別の第３のシールが、第２の通路の出口開口と第３の通路の出口開口を互いに分離する場合が、特に有利である。これにより、例えば２段式の中間吸引部を実現することができる。
【0055】
有利には、第３のシールは、アダプタの外側と壁の内側との間に配置されている。従って、第３のシールは、特に、第２の通路が開口する容積部もしくは環状スペースを、第３の通路が開口する容積部もしくは環状スペースから分離する。
【0056】
第３のシールは、好ましくはアダプタの外側に取り巻くように配置されている。この場合、アダプタの外側に、第３のシールが当接できる第３のシール用の環状の当接面を設けることができる。壁の内側には、対向面を形成することができるので、シールは、レシピエントが真空ポンプに接続され、アダプタが、規定通り真空ポンプとレシピエントの間に配置されている時に、アダプタの当接面と壁の内側の対向面との間に圧入することができる。
【0057】
第３のシールは、本発明によるシール又は例えばＰＴＦＥから成る例えばＯリングのような従来のシールであり得る。
【0058】
第２の通路と第３の通路の出口開口は、外側の周方向に見て、位置ズレを備えることができる。これにより、アダプタを経る通路の配置もしくは延在は、単純化することができる。
【0059】
アダプタの下側と真空ポンプの接続面との間に、アダプタの下側に位置する通路の出口開口の少なくとも一方の周囲に延在する別の第４のシールを配置することができる。第４のシールは、例えばＰＴＦＥから成る成形部品とすることができ、この成形部品は、各出口開口を包囲するかもしくは貫通口を備え、これら貫通口は、成形部品が規定通り真空ポンプの接続面とアダプタの下側との間に挿入されている時に、出口開口と整列させられている。
【0060】
加えて、本発明は、真空ポンプが、少なくとも１つの第１の入口を有する少なくとも１つの接続面を備え、レシピエントが、少なくとも１つの出口を備え、この出口を、特にチューブ状の壁が包囲し、この壁の出口から離隔して位置する前側が、真空ポンプの接続面と当接可能である、との構成の、レシピエントと真空ポンプを真空密に接続するための、特に本発明による真空システム用のアダプタであって、特にシリンダ状のアダプタは、アダプタが規定通り真空ポンプとレシピエントの間に配置されている時に、アダプタがレシピエントの壁内に収容可能であるように形成され、
アダプタが、軸方向に見て、少なくとも実質的にレシピエントの壁の軸方向の長さに一致する長さを備え、これにより、アダプタが規定通り真空ポンプとレシピエントの間に配置されている時に、アダプタの下側が、真空ポンプの接続面に当接し、アダプタの上側が、出口を包囲するレシピエントの接続面に当接し、
アダプタ内で下側と上側の間に第１の通路が延在し、この第１の通路は、アダプタが規定通り真空ポンプとレシピエントの間に配置されている時に、真空ポンプの第１の入口をレシピエントの出口と接続すること、を特徴とするものに関する。
【0061】
アダプタの上側に、特に管状の溝の形態の当接面を形成することができ、この当接面に、内側の第１のシールが当接可能であり、この内側の第１のシールは、レシピエントが、その間に位置する接続部材としてアダプタを有する真空ポンプに接続されている時に、アダプタの上側とレシピエントの接続面との間に配置、特に圧入、されている。
【0062】
更に、レシピエントが真空ポンプに接続されている時に、レシピエントの壁と真空ポンプの接続面との間に外側の第２のシールを圧入することができる。
【0063】
アダプタの下側に、特に半径方向に延在する溝又は窪みを設けることができ、この溝又は窪みは、アダプタの半径方向外側に位置する外側から内側に向かって延在し、アダプタを経て延在する通路、特に第３の通路に開口する。溝又は窪みは、外側の第２のシールの領域に侵入する例えば環境からの空気のようなガスを通路を介して吸引するための中間吸引部の一部であり得る。
【0064】
第１のシール及び／又は第２のシールは、本発明によるシール、即ち特に金属体と非金属材料から成るシェルを有するシールであり得る。第１のシール及び／又は第２のシールは、また、例えばＰＴＦＥから成る例えばＯリングシールのような従来のシールであり得る。
【0065】
アダプタ内を、少なくとも１つの第２の通路が延在し、この第２の通路は、アダプタが規定通り真空ポンプとレシピエントの間に配置されている時に、アダプタの下側で真空ポンプの第２の入口に開口し、第２の通路は、上側と下側の間に延在するアダプタの半径方向外側に少なくとも１つの出口開口を備える。第２の通路は、特にアダプタの外側とレシピエントの壁の内側との間に延在し得る環状容積部を真空引きするための中間吸引部として使用することができる。
【0066】
真空ポンプの接続面内に、もう１つの別の第３の入口、特に別の補助入口を設けることができる。アダプタ内には、別の第３の通路が延在でき、この別の第３の通路は、アダプタが規定通り真空ポンプとレシピエントの間に配置されている時に、アダプタの下側で真空ポンプの第３の入口に開口し、第３の通路は、アダプタの外側に少なくとも１つの出口開口を備える。アダプタの第３の通路と真空ポンプの第３の入口は、前で既に言及したように、別の中間吸引部として使用することができる。
【0067】
第３の通路の少なくとも１つの出口開口は、軸方向に見て、アダプタの外側の第２の通路の出口開口に対して位置をずらして形成することができる。
【0068】
第２の通路の少なくとも１つの出口開口と第３の通路の少なくとも１つの出口開口との間で、アダプタの外側に、環状の第３のシール用の管状の当接面を設けることができる。
【0069】
特に好ましくは、アダプタは、シリンダ状の第１の部分とシリンダ状の第２の部分から成り、これら２つの部分は、特に一体に形成されている。第１の部分は、少なくともほぼアダプタの上半分を構成するが、第２の部分は、少なくともほぼアダプタの下半分を構成する。従って、第１の部分は、上側から見て下側の方向に延在する。アダプタのほぼ半分の高さのところで、第１の部分は、下側まで延在する第２の部分へ移行する。両部分は、互いに同軸に整列させられている。第２の部分は、第１の部分よりも大きい直径を備える。これにより、第１の部分の下端から第２の部分の上端への移行部に、外側に取り巻きかつ第３のシールようの当接面として設けられた段部が生じる。
【0070】
シリンダ形状の代わりに、両部分は、他の形状、例えば切頭円錐形状を備えることもできる。
【0071】
レシピエントの壁の内側に、シール用の対向面を構成する相補的な段部を形成することができる。その場合、第３のシールは、アダプタの外側の当接面とレシピエントの壁の内側の対向面との間に挟むことができる。
【0072】
第３のシールは、本発明によるシールであるか又は例えばＰＴＦＥから成る例えばＯリングシールのような従来のシールであり得る。
【0073】
アダプタの外側の出口開口は、外側の周方向にみて、位置ズレを備えることができる。
【0074】
アダプタは、その下側に、第４のシール用の特に管状の溝又は窪みの形態の当接面を備えることができる。この場合、第４のシールは、このシールがアダプタ内の全ての通路の出口開口を包囲し、これにより相互に分離するように、形成することができる。選択的に、シールは、少なくとも２部材で形成することができ、一方のシールは、第１及び第２の通路の出口開口の周囲に延在するが、他方のシールは、第１の通路の出口開口の周囲だけに延在する。
【0075】
アダプタの下側に、特に別の中間吸引部として使用される溝又は窪みが、完全に第１の通路のそこに位置する出口開口の周囲に延在することができ、溝又は窪みは、第２又は第３の通路に開口する。
【0076】
以下で、本発明を模範的に添付図に関連付けた有利な実施形態により説明する。
【図面の簡単な説明】
【0077】
【図1】ターボ分子ポンプの概略斜視図
【図6】真空システムの概略断面図
【図7】本発明による真空シールの１つのバリエーションに対する概略平面図
【図10】本発明による真空シールの１つの別のバリエーションの概略横断面図
【図11】本発明による真空シールのもう１つの別のバリエーションの概略横断面図
【図12】真空ポンプと、レシピエントと、レシピエントと真空ポンプを真空密に接続するためのアダプタを有する本発明による真空システムの１つのバリエーションの概略横断面図
【図17】アダプタの概略斜視図
【図18】アダプタの別の概略斜視図
【図19】成形部品として形成されたシールの概略図
【発明を実施するための形態】
【0078】
図１に示したターボ分子ポンプ１１１は、入口フランジ１１３によって包囲されたポンプ入口１１５を有し、このポンプ入口に、それ自身周知のように、図示してないレシピエントを接続することができる。レシピエントからのガスは、ポンプ入口１１５を介してレシピエントから吸い込まれ、ポンプを経てポンプ出口１１７へ移送することができ、このポンプ出口には、例えば回転ベーンポンプのような真空ポンプを接続することができる。
【0079】
入口フランジ１１３は、図１による真空ポンプの整向時に、真空ポンプ１１１のハウジング１１９の上端を構成する。ハウジング１１９は、下部１２１を有し、この下部の横に、電子機器ハウジング１２３が配置されている。電子機器ハウジング１２３内に、例えば真空ポンプ内に配置された電気モータ１２５を作動させるために、真空ポンプ１１１の電気及び／又は電子部品が収納されている。電子機器ハウジング１２３には、アクセサリ用の複数のポート１２７が設けられている。加えて、例えばＲＳ４８５規格によるデータインタフェース１２９と電力供給ポート１３１が電子機器ハウジング１２３に配置されている。
【0080】
ターボ分子ポンプ１１１のハウジング１１９には、特に張水弁の形態の張水入口１３３が設けられ、この張水入口を介して張水をすることができる。更に、下部１２１の領域には、更に、掃気ガスポートとも呼ばれるシールガスポート１３５が配置され、掃気ガスポートを介して、掃気ガスが、ポンプによって移送されるガスから電気モータ１２５（例えば図３参照）を保護するために、モータスペース１３７−このモータスペース内で、電気モータ１２５は真空ポンプ１１１内に収納されている−へ導入することができる。更に、下部１２１内には、更に、２つの冷却剤ポート１３９が配置され、これら冷却剤ポートの一方は、冷却剤用の入口として設けられ、他方の冷却剤ポートは、冷却剤用の出口として設けられ、この冷却剤は、冷却のために真空ポンプ内に導入することができる。
【0081】
真空ポンプの下側１４１は、スタンド面として使用することができるので、真空ポンプ１１１は、下側１４１の上に立った状態で作動させることができる。しかしながら、真空ポンプ１１１は、入口フランジ１１３を介してレシピエントに固定され、これにより、ある程度吊り下がった状態で作動されてもよい。加えて、真空ポンプ１１１は、図１に示したものとは違うように整向されている時でも作動させ得るように構成することができる。下側１４１を、下方ではなく、側方に向けられるか、上方に向けられるように配置することができる、真空ポンプの実施形態も実現することができる。【0082】
図２に図示した下側１４１には、更に、種々のボルト１４３が配置され、これらボルトによって、ここではそれ以上は特定されていない真空ポンプの部品が互いに固定されている。例えば、軸受カバー１４５は、下側１４１に固定されている。
【0083】
加えて、下側１４１には、固定孔１４７が配置され、これら固定孔を介して、ポンプ１１１は、例えば載置面に固定することができる。
【0084】
図２〜５には、冷却剤ライン１４８図され、この冷却ライン内を、冷却剤ポート１３９を介して導入及び導出される冷却剤が循環できる。
【0085】
図３〜５の断面図が示すように、真空ポンプは、ポンプ入口１１５に滞っているプロセスガスをポンプ出口１１７へ移送するために複数のプロセスガスポンプ段を有する。
【0086】
ハウジング１１９内に、ロータ１４９が配置され、このロータは、回転軸１５１を中心として回転可能なロータシャフト１５３を備える。
【0087】
ターボ分子ポンプ１１１は、ロータシャフト１５３に固定された半径方向のロータディスク１５５と、ロータディスクの間に配置されかつハウジング１１９に固定されたステータディスク１５７を有する、ポンプに有効に互いに直列に介装されたターボ分子ポンプ段を有する。この場合、ロータディスク１５５と隣接するステータディスク１５７が、それぞれ１つのターボ分子ポンプ段を構成する。ステータディスク１５７は、スペーサリング１５９によって互いに所望の軸方向の間隔を置いて保持されている。
【0088】
加えて、真空ポンプは、半径方向に互いに入れ子式に配置され、ポンプに有効に互いに直列に介装されたホルベックポンプ段を有する。ホルベックポンプ段のロータは、ロータシャフト１５３に配置された１つのロータハブ１６１と、ロータハブ１６１に固定されかつこのロータハブによって支持された２つのシリンダシェル状のホルベックロータスリーブ１６３，１６５を有し、これらホルベックロータスリーブは、回転軸１５１に対して同軸に整向され、半径方向に互いに入れ子式に介装されている。更に、２つのシリンダシェル状のホルベックステータスリーブ１６７，１６９が設けられ、これらホルベックステータスリーブも回転軸１５１に対して同軸に整向され、半径方向に見て互いに接続されている。
【0089】
ホルベックポンプ段のポンプ活性表面は、シェル面によって、即ち半径方向内面及び／又は外面、ホルベックロータスリーブ１６３，１６５及びホルベックステータスリーブ１６７，１６９によって構成されている。外側のホルベックステータスリーブ１６７の半径方向の内面は、半径方向のホルベックギャップ１７１を形成しつつ外側のホルベックロータスリーブ１６３の半径方向外面に対面し、この半径方向外面と共に、ターボ分子ポンプの後に続く第１のホルベックポンプ段を構成する。外側のホルベックロータスリーブ１６３の半径方向内面は、半径方向のホルベックギャップ１７３を形成しつつ内側のホルベックステータスリーブ１６９の半径方向外面に対置し、この半径方向外面と共に第２のホルベックポンプ段を構成する。内側のホルベックステータスリーブ１６９の半径方向内面は、半径方向のホルベックギャップ１７５を形成しつつ内側のホルベックロータスリーブ１６５の半径方向外面に対面し、この半径方向外面と共に第３のホルベックポンプ段を構成する。
【0090】
ホルベックロータスリーブ１６３の下端に、その介在により半径方向外側に位置するホルベックギャップ１７１を中央のホルベックギャップ１７３と接続する、半径方向に延在する通路を設けることができる。加えて、内側のホルベックステータスリーブ１６９の上端に、その介在により中央のホルベックギャップ１７３を半径方向内側に位置するホルベックギャップ１７５と接続する、半径方向に延在する通路を設けることができる。これにより、互いに入れ子式に介装されたホルベックポンプ段は、互いに直列に介装される。更に、半径方向内側に位置するホルベックロータスリーブ１６５の下端に、出口１１７への接続通路１７９を設けることができる。
【0091】
ホルベックステータスリーブ１６３，１６５の前記ポンプ活性表面は、それぞれ、回転軸１５１を中心として螺旋状に軸方向に延在する複数のホルベック溝を備えるが、ホルベックロータスリーブ１６３，１６５の相対するシェル面は、平滑に形成され、ホルベック溝内の真空ポンプ１１１を作動させるためのガスを推進する。
【0092】
ロータシャフト１５３を回転可能に軸受けするために、転がり軸受１８１がポンプ出口１１７の領域に設けられ、永久磁石軸受が、ポンプ入口１１５の領域に設けられている。
【0093】
転がり軸受１８１の領域で、ロータシャフト１５３に、転がり軸受１８１に向かって増加する外径を有する円錐形のスプレーナット１８５が設けられている。スプレーナット１８５は、作動媒体蓄積器の少なくとも１つのワイパと滑り接触している。作動媒体蓄積器は、上下に積み重ねられた複数の吸湿性のディスク１８７を有し、これらディスクは、転がり軸受１８１用の作動媒体、例えば潤滑剤を吸収している。
【0094】
真空ポンプ１１１の作動中、作動媒体は、毛管作用によって作動媒体蓄積器からワイパを介して回転するスプレーナット１８５へ伝達され、遠心力のために、スプレーナット１８５に沿ってスプレーナット１８５の外径が大きくなる方向に転がり軸受１８１に向かって移送され、そこで、作動媒体は、例えば潤滑機能を満足する。転がり軸受１８１と作動媒体蓄積器は、真空ポンプ内で桶状のインサート１８９と軸受カバー１４５によって包囲されている。
【0095】
永久磁石軸受１８３は、ロータ側の軸受半体１９１とステータ側の軸受半体１９３を有し、これら軸受半体は、軸方向に上下に積み重ねられた複数の永久磁石リング１９５，１９７から成るそれぞれ１つのリングスタックを有する。リング磁石１９５，１９７は、互いに半径方向の軸受ギャップ１９９を形成しつつ対面し、ロータ側のリング磁石１９５は、半径方向外側に配置され、ステータ側のリング磁石１９７は、半径方向内側に配置されている。軸受ギャップ１９９内に存在する磁場は、リング磁石１９５，１９７の間に、ロータシャフト１５３の半径方向の軸受けを生じさせる磁気的反発力を惹起する。ロータ側のリング磁石１９５は、ロータシャフト１５３のキャリヤ部分２０１によって支持され、このキャリヤ部分は、リング磁石１９５を半径方向外側から包囲する。ステータ側のリング磁石１９７は、ステータ側のキャリヤ部分２０３によって支持され、このキャリヤ部分は、リング磁石を経て延在し、ハウジング１１９の半径方向のブレース２０５に懸架されている。回転軸１５１に対して平行に、ロータ側のリング磁石１９５は、キャリヤ部分２０３と連結されたカバー要素２０７によって固定されている。ステータ側のリング磁石１９７は、回転軸１５１に対して平行に、１つの方向に、キャリヤ部分２０３と接続された固定リング２０９並びにキャリヤ部分２０３と接続された固定リング２１１によって固定されている。加えて、固定リング２１１とリング磁石１９７の間に、皿バネ２１３を設けることができる。
【0096】
磁石軸受内に、緊急もしくは安全軸受２１５が設けられ、この緊急もしくは安全軸受は、真空ポンプ１１１の標準的な作動中に、接触することなく空転し、ステータに対して相対的にロータ１４９が過度に半径方向に変位した時に初めて、ロータ１４９用の半径方向ストッパを構成するために係合する。何故なら、ステータ側の構造物とロータ側の構造物の衝突が防止されるからである。安全軸受２１５は、無潤滑の転がり軸受として形成され、ロータ１４９及び／又はステータと共に、安全軸受２１５が標準的なポンプ作動中に解放されていることを生じさせる半径方向のギャップを構成する。安全軸受２１５が係合する半径方向の変位は、安全軸受２１５が真空ポンプの標準的な作動中には係合しないように十分大きく、同時に、ステータ側の構造物とロータ側の構造物の衝突が全ての状況下で防止されるように十分小さく、設定されている。
【0097】
真空ポンプ１１１は、ロータ１４９を回転駆動するための電気モータを有する。電気モータ１２５のアンカーは、ロータ１４９によって構成され、このロータのロータシャフト１５３は、モータステータ２１７を経て延在する。も多ステータ２１７を経て延在するロータシャフト１５３の部分には、半径方向外側に又は埋設されて、永久磁石装置を配置することができる。モータステータ２１７とモータステータ２１７を経て延在するロータ１４９の部分との間に、中間スペース２１９が配置され、この中間スペースは、半径方向のモータギャップを有し、このモータギャップを介して、モータステータ２１７と永久磁石装置は、駆動トルクを伝達するために磁気的影響を受け得る。
【0098】
モータステータ２１７は、ハウジング内で、電気モータ１２５のために設けられたモータスペース内に固定されている。シールガスポート１３５を介して、掃気ガスとも呼ばれかつ例えば空気又は窒素であり得るシールガスがモータスペース１３７内へ達し得る。シールガスを介して、電気モータ１２５は、プロセスガス、例えばプロセスガスの腐食作用成分、から保護することができる。モータスペース１３７は、ポンプ出口１１７を介して真空引きすることもでき、即ちモータスペース１３７内は、少なくともほぼ、ポンプ出口１１７に接続された予備真空ポンプによって生じさせられた真空圧力が支配する。
【0099】
加えて、ロータハブ１６１とモータスペース１３７を画成する壁２２１との間には、特に、半径方向外側に位置するホルベックポンプ段に対するモータスペース２１７の良好なシールを達成するために、それ自身周知のいわゆるラビリンスシール２２３を設けることができる。
【0100】
入口フランジ１１３に図示してないレシピエントが接続されている又はされる場合、入口フランジ１１３とレシピエントの出口フランジとの間には、以下で模範的に図７〜１１に関して詳細に説明するように、本発明による真空シール７０１が配置できる。これにより、特に低い最終圧力が達成できる。
【0101】
選択的又は付加的に、レシピエントが接続される時にレシピエントの出口フランジに面した入口フランジ１１３の表面もしくは側に、完全にフランジ１１３の方向に取り巻く例えばＰＴＦＥのような非金属材料から成るシェル（示してない）を配置することができる。対応するシェルは、オプションで、レシピエントの出口フランジの入口フランジ１１３の側に配置することもできる。これにより、入口フランジ１１３と出口フランジの間に付加的なシールが必要とされない、真空ポンプ１１１とレシピエントを有する真空システムを提供することができる。
【0102】
図６に示した真空システム２１は、１つの真空ポンプ２３と１つのレシピエント２５を有する。真空ポンプ２３は、第１のポンプ段２７、第２のポンプ段２９及び第３のポンプ段３１を有するターボ分子ポンプである。ポンプ段２７，２９及び３１は、直列に配置され、レシピエント２５から来る例えば空気のような流体を真空ポンプ２３の入口３３から真空ポンプ２３の出口３５−この出口には、別の真空ポンプを接続することができる−へ圧送するために設けられている。
【0103】
第１のポンプ段２７は、ロータシャフトに固定された複数のロータディスクと、軸方向でロータディスクの間に配置された複数のステータディスクを有するターボ分子ポンプ段であり得る。第２のポンプ段２９と第３のポンプ段３１は、互いに入れ子式に介装されたホルベック段であり得る。但し、他の構成も可能である。例えば、第２のポンプ段２９は、別のターボ分子ポンプ段であり得るが、第３のポンプ段だけは、ホルベックポンプ段である。
【0104】
図６が示すように、レシピエント２５の出口３７は、真空ポンプ２３の入口３３に接続されている。この場合、それ自身周知のように、出口３７内に設けられた出口開口３９は、入口３３に設けられた入口開口４１と整列させられている。加えて、ここでは出口部分４３とも呼ばれる出口フランジ４３が、出口開口の周囲に設けられている。出口フランジは、入口開口４１の周囲に延在する入口部分とも呼ばれる入口フランジ４５に対置している。
【0105】
入口フランジ４５と出口フランジ４３の間に、入口開口４１の周囲に延在する内側の第１のシール４７が配置されている。第１のシール４７の半径方向外側に、同様に入口フランジの周囲に延在する外側の第２のシール４９が配置されている。両シール４７，４９により、出口開口３９と入口開口４１の間に延在する真空ポンプ２３とレシピエント２５の間の接続通路が、シールされる。
【0106】
両シール４７，４９は、容積部５１を包囲するが、加えて、この容積部は、示した例の場合、入口フランジ４５と出口フランジ４３の外壁によって画成される。容積部５１を真空引きするために、吸引部５３が設けられ、この吸引部は、少なくとも１つの吸引口５５を備え、この吸引口を介して、容積部５１は、第２のポンプ段２９と接続している。従って、容積部５１は、第２のポンプ段２９と下流に配置された第３のポンプ段３１によって真空引きすることができる。
【0107】
容積部５１を真空引きするために他のバリエーションも可能である。例えば、容積部５１は、第３のポンプ段又は別個の真空ポンプだけによって真空引きすることができる。
【0108】
外側の第２のシール４９は、容積部５１を大気に対してシールする。従って容積部５１内を負圧が支配するので、内側の第１のシール４７は、開口３９，４１の間の接続通路を、大気に対してではなく、容積部５１内を支配する負圧に対してしかシールしない。これにより、レシピエント２２５内に、特に、中間吸引部５３を含めた両シール４７，４９の代わりに唯一のシールしか使用しないことに比べてより低い圧力が発生可能である。
【0109】
更に、真空システム２１の場合、シール４７，４９の少なくとも一方、好ましくは内側の第１のシール４７は、以下では模範的に図７〜１１に関して詳細に説明されるように本発明によるシール７０１の形態で形成されている。
【0110】
他方の、好ましくは第２のシール４９は、それ自身周知のように、例えばＰＴＦＥ、ＦＫＭ又はバイトンのようなエラストマーから成るＯリングとして形成することができる。
【0111】
図７に平面図で示した本発明による真空シール７０１の模範的なバリエーションは、例えばアルミニウム、アルミニウム合金又は特に焼鈍しされた銅から形成された、リング状に閉じた金属体７０３を有する。円形の形態は、単に例であると見なすべきである。選択的に、真空シール７０１は、例えば矩形の形態を有することができる。特に、形態は、真空シール７０１がフランジに形成されたそれ自身周知のシールを収容するための環状の溝内へ挿入され得るように形成されている。
【0112】
図８の横断面図からわかるように、真空シール７０１及び特に金属体７０３は、フラットシールの形式で形成されている。金属体７０３は、非金属材料から成るシェル７０５を備え、このシェルは、非金属材料から成る上層７０７及び下層７０９を有する。上層７０７は、金属体７０３の上側７１１に配置されているが、下層７０９は、金属体７０３の下側７１３に配置されている。両層７０７及び７０９は、シール７０１の周方向Ｕに見て、全面的にそれぞれの側７１１もしくは７１３に沿って延在する。真空シール７０１が規定通りフランジと対向フランジの間に配置されている時に、上側７１１及びこれにより上層７０７は、図示してないフランジに面しており、下側７１３及び下層７０９は、図示してない対向フランジに面している。金属体７０３とシェル７０５の組み合わせにより、特に高密閉性の真空接続が、フランジと対向フランジの間に生じさせることができ、これにより、前で説明したように、１０−１０ｍｂａｒ未満の圧力が実現可能である。
【0113】
図８に図示したシェル７０５の形成は、単に例であると見なすべきである。シェル７０５は、金属体７０３の表面を全面的に包囲することもできるので、両層７０７，７０９は、金属体７０３を完全に覆う一貫した層を構成する。
【0114】
図９の横断面図からわかるように、そこに図示した小変更をしたバリエーションは、上側７１１の隆起７１５によって異なる。隆起７１５は、周方向に見て、金属体７０３の全周囲にわたって延在し、シェル７０５、特に層７０７によって覆われる。隆起７１５は、一種の切れ刃として作用し、これにより、真空シール７０１のシール作用を改善する。隆起７１５の高さは、例えば０．１〜０．５ｍｍの範囲内にあり得る。
【0115】
シェル７０５及びこれにより両層７０７，７０９は、好ましくは例えばＰＴＦＥのようなエラストマーから成る。シェル７０５もしくは層７０７，７０９のそれぞれは、コーティングとして金属体７０３の表面上に形成することができる。選択的に、各層７０７，７０９は、積層又は他の接合方法によって金属体７０３の表面に形成することができる。
【0116】
図１０の横断面図は、金属体７０３がＣ字形のバネ弾性を有するシール要素の形式で形成されている、本発明による真空シール７０１の別のバリエーションを示す。金属体７０３を完全に又は部分的に包囲する非金属材料から成るシェルは、図示されていない。非金属材料から成るシェルのそれぞれの層は、好ましくは金属体７０３の上側７１１もしくは下側７１３に形成することができ、上側７１１もしくは下側７１３は、シール７０１が規定通りフランジと対向フランジの間に挿入されている時に、フランジもしくは対向フランジに相対する。
【0117】
図１１は、金属体７０３が、Ｖ字形のバネ弾性を有するシール要素の形式で形成されている、本発明による真空シール７０１のもう１つの別のバリエーションの横断面図を示す。更にまた、金属体７０３を完全に又は部分的に包囲する非金属材料から成るシェルは、図示されていない。図１１による真空シール７０１は、“Ｖ”字の一方の脚の外側によって構成される下側７１３が、フランジに載置され、“Ｖ”字の他方の外側によって構成される上側７１１が、対向フランジに面しているように、フランジと対向フランジの間に挿入される。従って、好ましくは少なくとも上側７１１と下側７１３が、少なくとも部分的にシェルのそれぞれの層によって覆われる（図示してない）。この場合、層は、好ましくは全面的にそれぞれの側７１１，７１３に延在する。
【0118】
図１０もしくは図１１に示した真空シール７０１は、真空シール７０１がフランジと対向フランジの間に挟み込まれている時に、それぞれの金属体７０３が撓み得るとの利点を備える。これにより、シールパートナーの公差は、シール７０１によって良好に補償することができる。
【0119】
図１２〜１９に関して説明される真空システム８０１は、真空ポンプ８０３とレシピエント８１３を有し、真空ポンプ８０３は、第１の入口８０７、第２の入口８０９及び第３の入口８１１を有する少なくとも１つの接続面８０５を備え、レシピエント８１３は、少なくとも１つの出口８１５を備え、この出口を、特にチューブ状の壁８１７が包囲し、この壁の出口８１５から離隔して位置する前側８１９は、真空ポンプ８０３の接続面８０５と当接可能である。
【0120】
加えて、真空システムは、レシピエント８１３と真空ポンプ８０３を真空密に接続するための特にシリンダ状のアダプタ８２１を有する。アダプタ８２１は、アダプタ８２１が規定通り真空ポンプ８０３とレシピエント８１３の間に配置されている時に、レシピエント８１３の壁８１７内に収容されている。その場合、壁８１７は、図１２に見られるように、アダプタ８２１を包囲する。
【0121】
アダプタ８２１は、軸方向に見て、少なくとも実質的にレシピエント８１３の壁８１７の軸方向の高さに一致する長さを備える。壁の軸方向の高さは、少なくとも実質的に、壁８１７によって包囲される出口８１５の前の容積部への出口８１５の開口部が位置する平面と、前側８１９が位置する平面との間間隔に一致する。アダプタ８２１の寸法設定により、アダプタ８２１の下側８２３が、真空ポンプ８０３の接続面８０５に対面し、アダプタ８２１の上側８２５が、レシピエント８１３の接続面８２７に対面することが達成される。
【0122】
アダプタ８２１内で、下側８２３と上側８２５の間に第１の通路８２９が形成され、この第１の通路は、アダプタ８２１が規定通り真空ポンプ８０３とレシピエント８１３の間に配置されている時に、真空ポンプ８０３の第１の入口８０７をレシピエント８１３の出口８１５と接続する。アダプタ８２１の上側８２５とレシピエント８１３の接続面８２７との間に、内側の第１のシール８３１が配置され、レシピエント８１３の壁８１７の前側８１９と真空ポンプ８０３の接続面８０５との間に、外側の第２のシール８３３が配置されている。
【0123】
アダプタ８２１内に、第２の通路８３５が形成され、この第２の通路は、アダプタ８２１の下側８２３に出口開口８３７を備え、この出口開口は、アダプタ８２１が規定通り真空ポンプ８０３とレシピエント８１３の間に配置されている時に、真空ポンプ８０３の第２の入口と整列させられている。第２の通路８３５は、少なくとも１つの出口開口８３９を、図示した例では２つの出口開口８３９を、上側８２５と下側８２３の間に延在するアダプタ８２１の半径方向外側８４１に備える。
【0124】
第３の通路８４５の下側８２３に位置する出口開口８４３は、第３の入口と整列させられている。第３の通路８４５は、アダプタ８２１内に延在し、加えて、少なくとも１つの出口開口８４７を、図示した例では２つの出口開口８４７を、アダプタ８２１の外側８４１に備える。第３の通路８４５の出口開口８４７は、軸方向Ａと周方向Ｕに見て、第２の通路８３５の出口開口８３９に対して位置をずらして外側８４１に配置されている（図１６参照）。
【0125】
第２の通路８３５の出口開口８３９と第３の通路８４５の出口開口８４７との間で、アダプタ８２１の外側８４１に、第３のシール８５７用の当接面８４９（図１２及び１７参照）が形成され、この当接面８４９は、外側８４１の周囲の外周に沿って全面的に延在する。
【0126】
当接面８４９は、アダプタ８２１の場合、このアダプタが、少なくともほぼシリンダ状の第１の部分８５１と、少なくともほぼシリンダ状の第２の部分８５３から構成されていることによって得られる。両部分８５１及び８５３は、例えば互いに一体的に形成されている。第１の部分は、少なくともほぼアダプタ８２１の上半分を構成するが、第２の部分８５３は、少なくともほぼアダプタ８２１の下半分を構成する。第１の部分８５１は、上側８２５から見て、下側８２３の方向に延在する。アダプタ８２１の約半分の高さのところで、第１の部分８５１は、下側８２３まで延在するアダプタ８２１の第２の部分へ移行する。両部分８５１，８５３は、互いに同軸に形成されている。しかしながら、第２の部分８５３は、第１の部分８５１よりも大きい直径を備える。これにより、第１の部分８５１の下端から第２の部分８５３の上端への移行部に、外側８４１に沿って取り巻く段部８５５が生じ、その段部の上側が、第３のシール８５７用の当接面８４９である。
【0127】
レシピエント８１３の壁８１７の内側に、相補的な段部８５９が形成され、この段部の上側が、第３のシール８５７用の対向面８６１を構成する。従って、第３のシール８５７は、アダプタ８２１が規定通り真空ポンプ８０３とレシピエント８１３の間に配置されている時に、当接面８４９と対抗面８６１の間に挟み込まれてもしくは圧入されている。
【0128】
上の第１のシール８３１は、アダプタ８２１の上側８２５において、出口８１５もしくは第１の通路８２９を包囲する。下の第２のシール８３３は、外方へ大気に対してシールすることを生じさせる。軸方向に見て、第１と第２８３１，８３３の間に位置する第３のシール８５７は、アダプタ８２１と壁８１７の間に圧入されている。第３のシール８５７は、壁８１７の内側とアダプタ８２１の外側８４１との間の容積部−この容積部に第２の通路８３５が開口する−を、壁８１７の内側とアダプタ８２１の外側８４１との間の容積部−この容積部に第３の通路８４５が開口する−から分離する。
【0129】
この場合、第２の通路８３５が開口する容積部は、真空ポンプ８０３の第２の入口８０９によって真空引きされるが、第３の通路８４５が開口する容積部は、第３の入口８１１によって真空引きされる。両入口８０９，８１１のそれぞれは、真空ポンプ８０３内で、真空ポンプ８０３の少なくとも１つのポンプ段に接続されている。
【0130】
両入口８０９，８１１は、第１の入口８０７の吸引能力よりも小さい吸引能力を備える。両入口８０９，８１１は、補助入口としてもしくは両通路８３５，８４５と組み合わせて前記容積部用の中間吸引部として機能し、これにより、入口８１５内の達成可能な最終圧力を低減することができる。
【0131】
前記容積部の一方に、レシピエント８１３のチャンバの別の出口が開口することもできるので、チャンバは、それぞれの中間吸引部を介して真空引きすることができる（示してない）。
【0132】
アダプタ８２１の下側８２３と真空ポンプ８０３の接続面８０５との間に、もう１つの別の第４のシール８６３を配置することができるが、この第４のシールは、図１９により成形部品として形成することができる。
【0133】
第４のシール８６３は、その外輪郭が少なくとも実質的に真空ポンプ８０３の入口領域の輪郭に一致する、シール材料、例えばＰＴＦＥから成るプレートとして形成されている。加えて、第４のシール８６３は、３つの貫通部８６５を備え、これら貫通部は、第４のシール８６３が下側８２３と当接している時に、３つの通路８２９，８３５，８４５の出口開口と一致させることができる。従って、第４のシール８６３は、アダプタ８２１の下側８２３の３つの通路８２９，９３５，８４５を互いに分離する。
【0134】
第４のシール８６３は、図１８に関して説明されているように、２部材で形成することができる。この場合、別個のシール８６７が第１の通路８２９の出口開口の周囲に延在するが、別の別個のシール８６９が、第１の通路８２９の出口開口の周囲及び第２の通路８３５の出口開口８３７の周囲に延在する。
【0135】
下側８２３に、第１の通路８２９の出口開口の周囲を全面的に取り巻き、第２の通路８３５に開口する溝８７１が形成されている。従って、溝８７１は、別個のシール８６７の周囲の中間吸引部として使用され、これにより、第１の通路８２９内の真空を改善することができる。
【符号の説明】
【0136】
２１ 真空システム２３ 真空ポンプ
２５ レシピエント
２７ 第１のポンプ段
２９ 第２のポンプ段
３１ 第３のポンプ段
３３ 入口
３５ 出口
３７ 出口
３９ 出口開口
４１ 入口開口
４３ 出口フランジ、出口部分
４５ 入口フランジ、入口部分
４７ 第１のシール
４９ 第２のシール
５１ 容積部
５３ 吸引部
５５ 吸引口
１１１ ターボ分子ポンプ
１１３ 入口フランジ
１１５ ポンプ入口
１１７ ポンプ出口
１１９ ハウジング
１２１ 下部
１２３ 電子機器ハウジング
１２５ 電気モータ
１２７ アクセサリポート
１２９ データインタフェース
１３１ 電力供給ポート
１３３ 張水入口
１３５ シールガスポート
１３７ モータスペース
１３９ 冷却剤ポート
１４１ 下側
１４３ ボルト
１４５ 軸受カバー
１４７ 固定孔
１４８ 冷却剤ライン
１４９ ロータ
１５１ 回転軸
１５３ ロータシャフト
１５５ ロータディスク
１５７ ステータディスク
１５９ スペーサリング
１６１ ロータハブ
１６３ ホルベックロータスリーブ
１６５ ホルベックロータスリーブ
１６７ ホルベックステータスリーブ
１６９ ホルベックステータスリーブ
１７１ ホルベックギャップ
１７３ ホルベックギャップ
１７５ ホルベックギャップ
１７９ 接続通路
１８１ 転がり軸受
１８３ 永久磁石軸受
１８５ スプレーナット
１８７ ディスク
１８９ インサート
１９１ ロータ側の軸受半体
１９３ ステータ側の軸受半体
１９５ リング磁石
１９７ リング磁石
１９９ 軸受ギャップ
２０１ キャリヤ部分
２０３ キャリヤ部分
２０５ 半径方向のブレース
２０７ カバー要素
２０９ 支持リング
２１１ 固定リング
２１３ 皿バネ
２１５ 緊急もしくは安全軸受
２１７ モータステータ
２１９ 中間スペース
２２１ 壁
２２３ ラビリンスシール
７０１ シンクシール
７０３ 金属体
７０５ シェル
７０７ 上層
７０９ 下層
７１１ 上側
７１３ 下側
７１５ 隆起
８０１ 真空システム
８０３ 真空ポンプ
８０５ 接続面
８０７ 第１の入口
８０９ 第２の入口
８１１ 第３の入口
８１３ レシピエント
８１５ 出口
８１７ 壁
８１９ 前側
８２１ アダプタ
８２３ 下側
８２５ 上側
８２７ レシピエントの接続面
８２９ 第１の通路
８３１ 第１のシール
８３３ 第２のシール
８３５ 第２の通路
８３７ 出口開口
８３９ 出口開口
８４１ 外側
８４３ 出口開口
８４５ 第３の通路
８４７ 出口開口
８４９ 当接面
８５１ 第１の部分
８５３ 第２の部分
８５５ 段部
８５７ 第３のシール
８５９ 段部
８６１ 対向面
８６３ 第４のシール
８６５ 貫通部
８６７ シール
８６９ シール
８７１ 溝
Ａ 軸方向
Ｕ 周方向