用于平衡真空泵转子或真空泵旋转单元转子的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于平衡真空泵，特别是涡轮分子泵转子或真空泵，特别是涡轮分子泵旋转单元转子的方法，其中，转子借助至少一个磁性轴承特别是永磁轴承，相对于真空泵或旋转单元的定子，以环绕旋转轴可旋转地被支承。
【背景技术】
[0002]真空泵在真空技术领域发挥着重要作用，并在极其不同的技术应用中用于吸入特别是吸入气态的介质，及用于空腔的抽真空。在此方面，此外使用涡轮分子泵，这种泵在分子的也就是在非粘性的范围内工作并适用于产生纯度非常高的真空。涡轮分子泵通常包括一个旋转单元，其由定子和可相对于定子旋转的转子组成，其中，为产生高纯度的真空通常以非常高的转速对转子进行旋转驱动。
[0003]在这种非常高的转速下，特别重要的是使转子相对于定子尽可能无摩擦地被支承。这种支承通常通过两个轴承实现，包括一个设置在吸入口也就是泵的高真空侧区域内的轴承和一个设置在排气口也就是泵的所谓初真空侧附近的轴承。因为高真空侧上所具有的轴承与所要抽真空的体积连通，所以该轴承必须尽可能无污染，以防止所要抽真空的体积或里面所含有的介质受到污染，特别是受到润滑油的污染。
[0004]为满足尽可能无摩擦和同时无污染支承的要求，公知的高真空侧上所具有的轴承为磁性轴承且特别是永磁轴承，该轴承例如可以包括一个安装在定子上的磁环柱和一个安装在转子上的磁环柱，这两个磁环柱交错设置并通过其相互的磁推斥保证在径向上可旋转地被支承。
[0005]在制造真空泵或旋转单元时，转子一般具有不平衡，这种不平衡不仅会引起振动，而且还会导致转子或轴承和/或定子损坏。转子因此必须保持平衡，然后才能按规定使用真空泵或旋转单元。
【发明内容】
[0006]本发明的目的因此在于提供一种用于平衡真空泵转子或真空泵旋转单元转子的方法，借助该方法可以尽可能完全消除转子的不平衡。本发明此外的目的在于提供一种真空泵特别是涡轮分子泵，或真空泵的特别是涡轮分子泵的旋转单元，其中转子尽可能完全保持平衡。
[0007]该目的通过具有权利要求1所述特征的方法或通过具有权利要求15所述特征的真空泵或真空泵的旋转单元得以实现。本发明优选的实施方式和进一步构成在从属权利要求中予以说明。
[0008]依据本发明，公开一种用于平衡真空泵转子或真空泵旋转单元转子的方法，其中，转子借助至少一个磁性轴承特别是永磁轴承，相对于真空泵或旋转单元的定子，以环绕旋转轴可旋转地被支承，其中，该方法包括以下步骤:测量特别是磁性轴承平面上转子的不平衡，并在取决于不平衡的情况下移动并调节旋转轴的位置，以便使转子保持平衡。
[0009]本发明因此基于这种思路，即通过移动并调节旋转轴的位置使转子保持平衡。与现有技术中所公开的使用可以改变转子上质量分布的配重相反，因此，依据本发明的平衡方法是一种设想不同的平衡方法，因为正如提到的那样，本发明基于这种思路，即通过移动并调节转子旋转轴的位置使其保持平衡。
[0010]依据本发明的方法优点特别是，转子至少在磁性轴承的平面上通过移动并调节旋转轴的位置可以保持平衡。因此至少在磁性轴承平面的区域内，可以省去在现有技术中所公开的平衡方法中使用的平衡螺栓。由此也消除了作用于转子的内在力，这种内在力是平衡螺栓在转子高速旋转的情况下，由于离心力而施加到转子上。特别是在转子高速旋转的情况下，这种离心力也会导致转子的损坏。因为在依据本发明的平衡方法中不需要平衡螺栓，所以因此可以提高转子或真空泵或旋转单元的耐久性。因此达到提高质量的目的。
[0011]优选旋转轴的位置被移动并调节，以使旋转轴至少在磁性轴承平面上与转子的主惯性轴线至少接近重合。因此，转子在平衡后至少在磁性轴承平面上基本上环绕其主惯性轴线旋转并因此-至少在磁性轴承平面上-尽可能无不平衡运转。
[0012]旋转轴的本来位置，也就是移动并调节旋转轴之前的位置，从转子和定子在磁性轴承内的相互支承中产生，特别是也由于通过磁性轴承施加的支承力或由磁性轴承的定子侧部分和/或转子侧部分各自产生的磁场分布正常情况下没有损坏的旋转对称的分布。旋转轴的本来位置正常情况下与磁性轴承平面的区域内主惯性轴线的位置存在偏差，从而转子本来，也就是在平衡之前具有不平衡。
[0013]作为转子的主惯性轴线在此方面是指那种惯性轴线，即它基本上在转子纵轴线的方向上延伸和与此同时通过转子的旋转点分布。转子的不平衡可以通过这样移动并调节旋转轴的位置至少尽可能消除，即旋转轴至少在磁性轴承平面的区域内至少尽可能与主惯性轴线重合。
[0014]具有优点的是，旋转轴的位置这样移动并调节，使不平衡得到减少，其中，优选旋转轴进入转子的剩余不平衡最小化的最佳位置。转子因此可以这样移动并调节，使其得到最佳平衡并使可能残留的剩余不平衡最小化。在此方面，最佳位置相当于那个位置，即至少在磁性轴承平面的区域内旋转轴与转子的主惯性轴线基本上重合。
[0015]按照依据本发明的方法一种优选构成，特别是借助平衡算法确定转子不平衡最小化的旋转轴的最佳位置并随后将旋转轴送入最佳位置。通过将转子旋转轴的位置移动并调节到最佳位置内，因此可以使转子本来的不平衡最小化或可能甚至消除。
[0016]优选在取决于旋转轴位置和/或主惯性轴线位置的情况下，通过特别是在其形状和/或其材料专有的永磁特性方面改变磁性轴承，在磁性轴承平面上移动并调节旋转轴的位置。
[0017]通过改变磁性轴承的形状，例如通过去除磁性轴承的材料，可以改变磁性轴承的定子侧部分与转子侧部分之间的磁场分布并因此移动并调节旋转轴的位置。磁性轴承材料专有的磁性特性例如可以通过永磁轴承的至少局部消磁达到。特别是通过局部消磁可以得到控制的方式改变磁性轴承的定子侧部分与转子侧部分之间的磁场分布并以所希望的方式移动并调节转子旋转轴的位置。局部消磁在此方面也仅指部分消磁，也就是一种类型的磁化减少。
[0018]磁性轴承可以在取决于旋转轴的位置与主惯性轴线的位置偏差的情况下改变，特别是在其形状和/或其材料专有的磁性特性方面。
[0019]为移动并调节旋转轴的位置，可以确定磁性轴承平面的区域内旋转轴位置与主惯性轴线位置的偏差。借助这样确定的偏差，然后可以测定必须如何改变磁性轴承，例如在其通过去除材料的形状方面和/或在其材料专有的磁性特性方面，也就是例如通过局部消磁，以便这样移动并调节旋转轴，使其在磁性轴承平面上至少接近与转子的主惯性轴线重合或使其进入剩余不平衡最小化或在理想情况下甚至完全消除的最佳位置。
[0020]最好偏差按照量和方向确定。借助旋转轴的位置与主惯性轴线的位置按照量和方向确定的偏差，可以比较简单地测定必须如何在其形状和/或在其材料专有的永磁特性方面改变磁性轴承，以便使旋转轴在磁性轴承平面的区域内尽可能与主惯性轴线重合或使旋转轴进入最佳位置。
[0021]为移动并调节旋转轴的位置，优选从磁性轴承的至少一个永久磁铁上去除材料，特别是通过最好从磨削、钻孔、铣削和车削组中选取的切削方法。
[0022]通过从永磁轴承有针对性地去除材料，可以简单方式有针对性地改变磁性轴承的转子侧部分与定子侧部分之间的磁场分布并以所希望的方式移动并调节旋转轴的位置。
[0023]按照本发明一种优选的进一步构成，为移动并调节旋转轴的位置，磁性轴承的至少一个永久磁铁至少在一个区域内至少部分消磁。
[0024]通过永磁轴承的局部至少部分消磁，同样可以改变磁性轴承的定子侧部分与转子侧部分之间的磁场分布并因此移动并调节旋转轴相对于主惯性轴线的位置。
[0025]通过永磁轴承的局部至少部分消磁，此外可以影响磁性轴承内的转矩，其中，优选借助转矩可以减少或补偿已经存在的力矩和/或动态不平衡。
[0026]具有优点的是，该区域通过加热到高于永久磁铁至少部分持续失去其磁性特性的温度消磁。按照这种方式，可以特别简单地达到永久磁铁区域内部分消磁的目的。
[0027]磁性轴承的改变在此方面原则上在磁性轴承的转子侧部分上、在磁性轴承的定子侧部分上或既在磁性轴承的转子侧部分上