Eine Vakuumpumpe hat die Funktion, technisch ein Vakuum zu erzeugen. Die erste funktionsfähige Vakuumpumpe wurde von Otto von Guericke im Jahr 1649 gebaut, es handelte sich hierbei um eine Kolbenpumpe.

Unterschieden werden Vakuumpumpen entweder nach ihrer technischen Funktion oder nach dem Vakuum, das sie erzeugen. Unter technischen Aspekten betrachtet, ist eine Vakuumpumpe ein Verdichter und keine Pumpe im engeren Sinne.

Grundprinzip Vakuumpumpe

Grundsätzlich werden Vakuumpumpen entsprechend ihrem physikalischen Wirkprinzip in gasbindende Vakuumpumpen und in Gastransfervakuumpumpen eingeteilt.

Gasbindende Vakuumpumpe

Eine gasbindende Vakuumpumpe nutzt für ihre Pumpwirkung das Prinzip der Sorption, bei dem Teilchen auf der Oberfläche eines Festkörpers gebunden werden. Hierdurch verringert sich der Druck im Rezipienten. Bauarten der gasbindenden Vakuumpumpen sind unter anderem Adsorptionspumpen, Getterpumpen und Kryopumpen.

Gastransfervakuumpumpen

Bei Gastransfervakuumpumpen werden die Teilchen entweder durch die Übertragung eines Impulses, beispielsweise durch Stöße, oder bei der Verdrängervakuumpumpe in einem geschlossenen Arbeitsraum transportiert. Für ihre Funktion benötigen diese Bauarten entweder laminare oder molekulare Strömung. Klassische Vertreter sind z. B. Wälzkolbenpumpen, Flüssigkeitsstrahlpumpen, Hubkolbenvakuumpumpen, Membranpumpen, (Turbo-)Molekularpumpen, Drehschieberpumpen. Schraubenvakuumpumpen und Drehschieberpumpen.

Symbol für Vakuumpumpen für den Pneumatikplan:

Die unterschiedlichen Bauarten werden zu verschiedenen Einsatzzwecken verwendet. So werden für die Erzeugung niedriger Vakuumdrücke von p < 10^-3 mbar zwei Pumpstufen benötigt. Dazu wird von einer ersten Vakuumpumpe (der sog. Vorpumpe) ein Vorvakuum erzeugt (beispielsweise mit einer Drehschiebepumpe), die nächste Vakuumpumpe ist dann mit dem eigentlichen Rezipienten verbunden. Eine typische Kombination von Vakuumpumpen stellt z. B. eine Verdrängervakuumpumpe als Vorpumpe in Kombination mit einer Turbomolekular-Vakuumpumpe dar.
Durch die Verdichtung der Luft sinkt ihr Volumen, so können mehrere Pumpen der zweiten Stufe über ein Röhrensystem, in dem eine laminare Strömung besteht, von einer einzelnen Vorpumpe versorgt werden. Durch Sicherungsmechanismen wie automatische Ventile, Kessel und Druckmessgeräte werden die Betriebssicherheit gewährleistet und Pausen für die Vorpumpe ermöglicht.

Bauarten Vakuumpumpen

Im folgenden eine Liste mit verschiedenen Bauarten von Vakuumpumpen:

• Turbomolekularpumpe (TMP)
• Sorptionspumpe
• Strahlpumpe
• Verdrängerpumpe
• Molekularpumpe
• Kryopumpe
• Sperrschieberpumpe

Treibmittel- oder Strahlpumpen nutzen entweder die Reibung der laminaren Strömung resp. sorgen für reibungserhöhende Turbulenzen oder machen sich den Umstand zu Nutze, dass molekulare Strömungen ungehindert durchdringen können.

Bei den Verdrängerpumpen haben sich aus wirtschaftlichen Gründen (Fertigungs- und Betriebskosten) sowie in Bezug auf die Zuverlässigkeit bei bestimmten Bauarten solche Varianten etablieren können, die für die Abdichtung zwischen Stator und Rotor die molekulare Strömung nutzen. Diese erzielen so höhere Drehzahlen im Vergleich zu anderen Verdrängerpumpen.

Turbinen mit laminarer Strömung finden beispielsweise als Spiro-Pumpen in der Vakuumtechnik Verwendung oder werden eingesetzt, um Luft aus einem Gehäuse (z. B. PC-Gehäuse) zu saugen. Aufgrund der höheren Saugleistung wird im Vakuumbereich vor allem die molekulare Variante eingesetzt.