Die Erfindung betrifft einen Vakuumpumpen-Rotor, insbesondere für Schraubenpumpen, Klauenpumpen, Rootspumpen und mehrstufigen Klauen- und Rootspumpen.

Rotoren sind üblicherweise aus Stahl oder Gusseisen hergestellt. Hierbei weist der Rotor eine Rotorwelle mit einem oder mehreren Verdrängungselementen auf, wobei die Verdrängungselemente je nach Pumpentyp unterschiedlich ausgestaltet sind. Die Rotorwelle und die Verdrängungselemente sind hierbei einstückig aus Stahl oder Gusseisen hergestellt. Aufgrund der Härte von Stahl und Gusseisen ist die Bearbeitung der entsprechenden Vakuumpumpen- Rotoren, beispielsweise zum Herstellen einer schraubenlinienförmigen Nut bei einem Rotor für eine Schraubenpumpe aufwendig und teuer. Insbesondere sind auch die Werkzeugkosten hoch .

Ferner sind Vakuum pumpen -Rotoren für Schraubenpumpen bekannt, bei denen die Welle aus Stahl hergestellt ist und ein Verdrängungselement aus Aluminium trägt. Vakuumpumpen-Rotoren aus unterschiedlichen Materialien stellen einen erheblichen Fertigungsaufwand dar, da die beiden Bauteile miteinander gefügt werden müssen und ferner aufgrund der bei Vakuumpumpen auftretenden hohen Temperaturen, aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Materialien, eine präzise Kühlung sichergestellt sein muss. Aufgabe der Erfindung ist es, einen Vakuumpumpen-Rotor zu schaffen, der bei niedrigen Herstellungskosten eine hohe Zuverlässigkeit aufweist.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch einen Vakuumpumpen-Rotor gemäß Anspruch 1.

Der erfindungsgemäße Vakuumpumpen-Rotor weist eine Rotorwelle auf, auf der mindestens zwei Verdrängungselemente angeordnet sind. Je nach Rotortyp handelt es sich bei den Verdrängungselementen insbesondere um Verdrängungselemente für Schraubenpumpen, Klauenpumpen, Rootspumpen oder mehrstufige Klauen- oder Rootspumpen. Die Rotorwelle weist mindestens ein Wellenende zur Anordnung von Lagerelementen auf. Bei Ausgestaltung der Rotorwelle mit nur einem Wellenende handelt es sich um fliegend gelagerte Vakuumpumpen-Rotoren . Bei fliegend gelagerten Vakuumpupen-Rotoren sind mindestens zwei Lagerelemente vorgesehen . Ebenso kann die Rotorwelle zwei Wellenenden aufweisen, so dass zur zweiseitigen Lagerung auf jedem Wellenende ein Lagerelement angeordnet wird.

Erfindungsgemäß sind die Rotorwelle, das mindestens eine Verdrängungselement und die Wellenenden der Rotorwelle aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt. Erfindungsgemäß ist somit der gesamte Vakuumpumpen-Rotor aus demselben Material hergestellt. Hierdurch können die Herstellungskosten deutlich reduziert werden, da die Bearbeitung von Aluminium und Aluminiumlegierungen kostengünstiger ist. Insbesondere sind die Werkzeugkosten geringer.

Selbst wenn die Verdrängungselemente gesondert hergestellt werden und auf der Rotorwelle gefügt werden, ist dies in der Fertigung einfacher, da die Ausdehnungskoeffizienten der beiden Bauteile identisch sind. Es besteht insofern keine Gefahr, dass ein Lösen der Verbindung bei Temperaturänderungen auftritt. Auch wenn die einzelnen Bauteile aus unterschiedlichen Aluminiumlegierungen hergestellt sind, ist dies gegeben, da die beiden Ausdehnungskoeffizienten sich sodann nur geringfügig unterscheiden.

In besonders bevorzugter Ausführungsform ist die Rotorwelle mit zumindest einem der Verdrängungselemente einstückig ausgebildet. Des Weiteren ist es bevorzugt, dass sämtliche Verdrängungselemente einstückig mit der Rotorwelle ausgebildet sind. Dies hat den Vorteil, dass kein Fügen der Bauteile erforderlich ist. Des Weiteren ist es bevorzugt, dass das mindestens eine Wellenende einstückig mit der Rotorwelle ausgebildet ist.

Vorzugsweise wird für die Rotorwelle, das mindestens eine Verdrängungselement und das mindestens eine Wellenende Aluminium oder eine Aluminiumlegierung verwendet, die einen

Wärmeausdehnungskoeffizienten von weniger als oder gleich 21xlO ^"6 /K und vorzugsweise von weniger als oder gleich 18xlO ^"6 /K aufweist. Als Aluminiumlegierung ist es bevorzugt, AISi9Mg oder AISil7Cu4Mg zu verwenden. Besonders bevorzugt ist es, dass die Legierung einen hohen Siliciumanteil von vorzugsweise mindestens 15% aufweist.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind insbesondere verschleißkritische Oberflächen des mindestens einen Verdrängungselements und/oder der Rotorwelle und/oder der Wellenenden mit einer verschleißverringernden Beschichtung versehen. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine anodische Beschichtung handeln. Die Beschichtung kann chromsauer oder schwefelsauer, eloxiert oder hartcoatiert sein.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist an dem mindestens einen Wellenende eine Buchse aus härterem Material, insbesondere Stahl oder Keramik angeordnet. Hierdurch ist insbesondere in einem hohen verschleißbelasteten Bereich der Verschleiß verringert. Die Buchse kann auf das mindestens eine Wellenende aufgepresst sein oder in das Wellenende bei der Herstellung eingegossen werden.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Oberfläche des mindestens einen Verdrängungselements mit einer Notlaufbeschichtung versehen. Hierbei ist es bevorzugt, dass nur diejenigen Oberflächen des Verdrängungselements mit einer derartigen Beschichtung versehen werden, die im Betrieb mit einem anderen Verdrängungselement in Kontakt kommen können. Das Vorsehen einer derartigen Notlaufbeschichtung, beispielsweise auf Basis von PTFE oder Molybdänsulfit hat den Vorteil, dass beim Kontakt zweier Verdrängungselemente die Beschichtung einläuft und insofern ein Fressen der Vakuumpumen-Rotoren vermieden ist. Ferner wird durch das Vorsehen einer derartigen Beschichtung die Spalthöhe, d.h . der Spalt zwischen die Kompression bewirkenden Bauteilen, wie zwischen zwei Schraubenrotoren oder zwischen einer Rotoraußenseite und Innenseite verringert. Durch Verringerung der Spalthöhe steigen das Saugvermögen an der Vakuumpumpe und der erzielbare Enddruck. Die Temperaturen und die Leistungsaufnahme sinken.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Figur 1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Schraubenrotors.

Die Erfindung wird nachfolgend am Beispiel eines Schraubenrotors beschrieben, wobei die Erfindung insbesondere auch auf Rotoren für Klauenpumpen, Rootspumpen und mehrstufige Klauen- und Rootspumpen übertragbar ist.

Ein Vakuum pumpen -Rotor einer Schraubenpumpe weist eine Rotorwelle 10 auf, auf der im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Verdrängungselemente 12, 14 angeordnet sind. Insbesondere sind die Rotorwelle 10 und die Verdrängungselemente 12, 14 einstückig ausgebildet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die beiden Verdrängungselemente 12, 14 eine unterschiedliche Steigung auf, wobei das eine größere Steigung aufweisende Verdrängungselement 14 mit dem Einlass der Vakuumpumpe auf der in der Figur linken Seite verbunden ist und das die geringere Steigung aufweisende Verdrängungselement 12 auf der in Figur rechten Seite mit dem Auslass der Vakuumpumpe verbunden ist.

Die Rotorwelle 10 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Wellenenden 16 auf, da es sich im dargestellten Ausführungsbeispiel um einen zweiseitig gelagerten Vakuum pumpen -Rotor handelt. Die beiden Wellenenden 16 dienen zur Aufnahme von Lagerelementen. Die beiden Wellenenden 16 können zusätzlich mit einer nicht dargestellten Buchse versehen sein, die insbesondere aus härterem Material hergestellt ist. Die Buchse kann auf die Wellenenden aufgepresst oder in diese eingegossen sein.

Der dargestellte Vakuumpumpen-Rotor ist vorzugsweise einstückig ausgebildet, so dass die Welle 10 einschließlich der Wellenenden 16 und der beiden Verdrängungselemente 12, 14 aus einem Material, insbesondere Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt ist.

Ferner weist der dargestellte Vakuumpumpen-Rotor einen Wellenansatz 18 auf. Dieser dient beispielsweise zur Aufnahme eines Zahnrads, über das die Rotorwelle 10 angetrieben oder gegebenenfalls mit dem zweiten Schraubenpumpenrotor synchronisiert wird. Vorzugsweise ist auch der Ansatz 18 einstückig mit der Welle 10 ausgebildet und aus demselben Material hergestellt.

Oberflächen 20, 22 des Verdrängungselements 14 können mit einer verschleißverringernden Beschichtung und/oder einer Beschichtung für Notlaufeigenschaften versehen sein. Dies ist auch bei einer Oberfläche 24 der Rotorwelle 10 möglich. Selbstverständlich können entsprechende Beschichtungen auch bei dem Verdrängungselement 12 vorgesehen sein .

Wenn die Wellendenden 16 nicht mit einer Buchse versehen sind, ist es vorteilhaft, die Oberfläche 26 der Wellenenden 16 mit einer verschleißverringernden Beschichtung zu versehen.