Bei Komponenten und Aggregaten, die unter Vakuumbedingungen betrieben werden, besteht die Schwierigkeit der Wärmeabfüh- rung. Die Wärmeabführung erfolgt in der Regel ausschließlich durch Strahlung, da eine Konvektionskühlung wegen des Fehlens einer Atmosphäre nicht möglich ist. Es gibt Fälle, bei denen in einer Vakuumkammer zusätzliche Strahlungsquellen vorhanden sind. So ist es bekannt, in einer Vakuumkammer Wärmestrahler zu installieren, die die Kammerwand erwärmen, um eine Desorp- tion von Gasen, die sich auf der Kammerwand abgelagert haben, zu bewirken. Wenn in der Vakuumkammer Wärmestrahlung vorhanden ist, gelangt stets ein Teil dieser Wärmestrahlung in die Vakuumpumpe. Vakuumpumpen, die für ein Hochvakuum geeignet sind, sind Molekularpumpen, wie beispielsweise Turbomolekularpumpen oder Kryopumpen. Damit derartige Pumpen ein hohes Saugvermögen haben, haben sie eine große Einlassöffnung. Normalerweise ist die Vakuumpumpe direkt an die Kammerwand des Vakuumraums angeflanscht, wobei zwischen dem Vakuumraum und der Vakuumpumpe ein Durchlass von großem Durchmesser besteht. Strahlung, die auf diesen Durchlass fällt, gelangt in den Pumpenraum der Vakuumpumpe und wird dort in Wärme umgesetzt, die nicht abgeführt werden kann.

Eine Wärmeabführung durch Wärmeleitung scheitert bei einer Turbomolekularpumpe, die in Magnetlagern gelagert ist, daran, dass der Rotor keinen physischen Kontakt mit Statorbauteilen hat und daher die Wärme ausschließlich durch Strahlung abgeben kann. Im Falle einer Kryopumpe, die mit. extrem niedrigen Temperaturen im Pumpenraum arbeitet, wird durch einfallende Strahlung die Pumpwirkung verschlechtert. Zwar hat eine Kryopumpe eine abschirmende Leitvorrichtung für einfallende Wärmestrahlung, jedoch befindet sich diese im In- nern des Pumpengehäuses, so dass die von der Pumpe aufgenom- mene Wärme im Innern des Pumpengehäuses verbleibt.

In WO 98/06943 (Leybold) ist eine Vakuumkammer beschrieben, bei der ein Durchlass von einem Vakuumraum zu einer Vakuum- pumpe führt. Unterhalb des Durchlasses befindet sich auf der Seite der Vakuumpumpe ein Baffle aus schrägstehenden Lamellen. Das Baffle steht über Kältebrücken thermisch mit der Vakuumpumpe in Verbindung. Dadurch werden zusätzliche gekühlte Pumpflächen für die Anlagerung von Wasserdampf geschaffen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vakuumkammer derart auszubilden, dass die tolerierbare Strahlung erhöht werden kann, ohne den Betrieb der Vakuumpumpe zu beeinträchtigen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen. Hiernach ist der Durchlass, der den Vakuumraum mit der Vakuumpumpe verbindet, mit einem für Gase durchlässigen Strahlungsschirm bedeckt, der den Durchlass gegen aus dem Vakuumraum einfallende Wärmestrahlung abschirmt.

Der Strahlungsschirm, der im Vakuumraum angeordnet ist, verhindert, dass Wärmestrahlung aus dem Vakuumraum in den Durchlass und von dort in das Innere der Vakuumpumpe gelangt.

Dabei wird natürlich nur jeweils der direkte Strahlenweg von einem Wärmestrahler in den Durchlass versperrt. Der Strah- lungsschirm steht in wärmeleitendem Kontakt mit der Kammerwand und/oder mit dem Gehäuse der Vakuumpumpe, die beide von außen entweder durch Kontakt mit der Atmosphäre oder durch zusätzliche Kühlmaßnahmen gekühlt werden. Der Strahlenschirm kann Bestandteil der Vakuumkammer oder der Vakuumpumpe sein. Die von dem Strahlungsschirm absorbierte Wärme wird also nach außen dadurch abgeführt, dass der Strahlungsschirm in wärmeleitendem Kontakt mit einer wär- meabführenden Wand steht. Die Ankopplung an diese Wand erfolgt durch ein Kontaktelement aus gut wärmeleitendem Material wie Kupfer oder Aluminium. Ein solches Kontaktelement kann beispielsweise ein massiver Kontaktring sein oder auch eine flexible Leitung, z. B. eine vieldrähtige Litze. Dieses Kontaktelement kann mit Hilfsstoffen wie z. B.

Wärmeleitpaste, Indium usw. zusätzlich kontaktiert sein.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Strahlungsschirm eine reflektierende Platte aufweist, die auf einem gitterförmigen Träger im Abstand über dem Durchlass gehalten wird. Die reflektierende Platte bewirkt ein Zurückwerfen der aus dem Vakuumraum einfallenden Wärmestrahlung auf die Kammerwand. Somit gelangt die Strahlung, die ursprünglich auf den Durchlass gerichtet war, nach Reflektion an den Ort, für den sie bestimmt ist.

Eine reflektierende Platte hat einen geringen Absorptionsfaktor, so dass sie nur relativ wenig Wärme aufnimmt und sich nur langsam erwärmt. Dennoch ist eine wärmeleitende Wärmeabfuhr durch Kontakt der reflektierenden Platte mit anderen Bauteilen erforderlich, um zu bewirken, dass die Platte gekühlt wird, wenn ihre Temperatur über diejenige der Kammerwand angestiegen ist.

Der gitterförmige Träger, auf dem die reflektierende Platte angeordnet ist, kann aus einem Stabgitter oder einem Lochgit- ter bestehen. Wichtig ist, dass dieser Träger die Platte im Abstand über dem Durchlass hält und für Gase durchlässig ist.

Eine alternative Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Strahlungsschirm einen wärmeabsorbierenden Wärmespeicher enthält. Ein solcher Wärmespeicher enthält ein Material, das bei zunehmender Erwärmung einen Phasenwechsel von gasförmig nach flüssig durchführt und dabei Wärme absorbiert und speichert. Die so gespeicherte Wärme wird dann mit niedrigerem Temperaturniveau über einen längeren Zeitraum abgegeben.

Der Strahlungsschirm kann auch eine Lamellenstruktur aufwei- sen, die ein geradlinigen Strahlenweg zu dem Durchlass blockiert.

Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Aus- führungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen : Fig. 1 eine Gesamtdarstellung der Vakuumkammer mit Vakuum- raum und Vakuumpumpe in vertikaler Schnittdarstel- lung, Fig. 2 eine schematische Darstellung des in dem Vakuumraum oberhalb der Kryopumpe angeordneten Strahlungsschildes, und Fig. 3 drei verschiedene Ausführungsbeispiele für die Ge- staltung des Strahlungsschirms.

In Figur 1 ist eine Vakuumkammer 10 dargestellt, die einen Vakuumraum 11 aufweist, der von einer Kammerwand 12 umgeben ist. Die Kammerwand 12 weist einen Boden 13 auf, in dem ein Durchlass 14 ausgebildet ist, der zu einer Vakuumpumpe 15 führt. Der Durchlass 14 ist eine großflächige Öffnung, wodurch ein hohes Saugvermögen der Vakuumpumpe sichergestellt wird.

In dem Vakuumraum 11 sind Strahler 16 montiert, die eine Wärmestrahlung aussenden. Die Wärmestrahlung dient zur Desorption von Gasen, die sich aus dem Vakuumraum 11 an der Kammerwand 12 abgelagert haben. Diese Gase können durch Aufheizung der Kammerwand desorbiert werden. Zu diesem Zweck wird die Kammerwand von den Wärmestrahlern auf etwa 100°C erwärmt.

Um die Wärmestrahlung von der Vakuumpumpe 15 fern zu halten, ist über dem Durchlass 14 im Innern des Vakuumraums 11 ein Strahlungsschirm 17 angeordnet. Dieser schirmt die Strahlung ab, so dass sie nicht durch den Durchlass 14 in die Vakuum- pumpe 15 gelangen kann, ist aber für Gase durchlässig.

In Figur 2 ist der Durchlass 14 in dem Boden 13 dargestellt.

Unmittelbar unter dem Durchlass 14 ist die Vakuumpumpe 15 mit dem Hochvakuumflansch 20 befestigt. Die Vakuumpumpe 15 ist im vorliegenden Fall eine Kryopumpe, die ein an dem Hochvakuum- flansch 20 befestigtes Gehäuse 21 aufweist. Das Gehäuse 21 enthält einen topfförmigen gekühlten Strahlungsschutzschild 22, der die erste Stufe eines Kaltfingers bildet. Darin sind auf einem Stab 23 die Pumpflächen 24 in dem Pumpenraum 25 an- geordnet. Die Pumpflächen 24 bilden die zweite Stufe der Kryopumpe. Sie haben eine Temperatur in der Größenordnung von 10 K.

Der Pumpenraum 25 ist mit einer aus Lamellen bestehenden Leitvorrichtung 26 bedeckt, die in der Eintrittsöffnung der Pumpe unterhalb des Hochvakuumflansches 20 angeordnet ist.

Dieses"Baffle"ist thermisch mit der 1. Stufe des Kaltfingers gekoppelt und dient zur Abschirmung der 2. Stufe gegen einfallende Wärmestrahlung.

Die Pumpe weist ferner einen Kühler 27 mit einem Kaltkopfmotor auf, der mit Helium-Gasanschlüssen 28 versehen ist.

Eine Vorvakuumpumpe wird an einen Vorvakuumanschluss 29 des Gehäuses 21 angeschlossen.

Die dargestellte Vakuumpumpe 15 ist eine Kryopumpe. Durch den Durchlass 14 gelangt Wärmestrahlung in das Innere der Vakuum- pumpe, wodurch die Pumpleistung verringert wird.

Eine Verschlechterung des Betriebsverhaltens durch einge- strahlte Wärme ergibt sich auch bei anderen Hochvakuumpumpen, beispielsweise Turbomolekularpumpen. Bei diesen erwärmt sich der Rotor, der zur Schwingungsentkopplung häufig in Magnetla- gern berührungslos gelagert ist. Daher ist eine Wärmeabfuhr durch Wärmeleitung nicht möglich. Aus diesem Grund muss zur Vermeidung von Überhitzungen Wärme von dem Rotor ferngehalten werden.

Erfindungsgemäß ist im Innern des Vakuumraumes 11 der Strah- lungsschirm 17 angeordnet. Dieser weist eine über dem Durch- lass 14 angeordnete Platte 30 auf, die reflektierend ausgebildet ist. Die Platte 30 ist an einem Träger 31 befestigt, der hier aus mehreren Beinen besteht. Am anderen Ende des Trägers befindet sich ein Kontaktring 32. Sowohl der Käfig 31 als auch der Kontaktring 32 bestehen aus gut wärmeleitendem Material wie Kupfer oder Aluminium. Sie dienen der Wärmeableitung von dem Strahlungsschirm 17 an die Kammerwand 12 oder das Gehäuse 21 der Vakuumpumpe. Diese Wände stehen mit der umgebenden Atmosphäre in Verbindung und werden daher gekühlt.

Anstelle des aus Stäben bestehenden gitterförmigen Trägers 31 kann auch eine andere Gitterstruktur vorgesehen sein, die zu- sätzlich das Eindringen gröberer Partikel verhindert und somit die Pumpe vor Beschädigungen schützt. Wichtig ist, dass der Träger 31 die Platte 30 im Abstand von dem Durchlass 14 hält und Wärme von der Platte 30 ableitet.

In den Figuren 3a, 3b und 3c sind jeweils alternative Ausfüh- rungsformen des Strahlungsschirmes 17 dargestellt. Der Strah- lungsschirm besteht hierbei aus einem durchlässigen oder un- durchlässigen ringförmigen Träger 31, dessen Stirnseite mit einer Lamellenstruktur 35 versehen ist. Die Lamellenstruktur 35 kann unterschiedliche Ausgestaltungen haben. Sie ist je- weils so ausgebildet, dass ein direkter Strahlungsdurchgang von einer Strahlenquelle in das Innere der Vakuumpumpe vermieden wird.

Alternativ zu den beschriebenen Ausführungsbeispielen kann die Wärmeableitung von dem Träger 31 auch durch einen flexiblen Strang aus gut wärmeleitendem Material bestehen, der den Strahlungsschirm 17 mit einer Komponente der Kammerwand 12 oder des Pumpengehäuses wärmeleitend verbindet.

Der Strahlungsschirm kann anstelle der Platte 30 eine Kapsel enthalten, die mit einem phasenwechselnden Material gefüllt ist und somit einen Wärmespeicher bildet, der die aus dem Va- kuumraum 11 einfallende Strahlungswärme aufnimmt und spei- chert. Die Platte kann auch aus einem die Wärme gut speichernden Material gefertigt sein. Ein Phasenwechsel ist nicht zwingend notwendig.