DE1129654B - Rotierende Vakuumpumpe nach dem Drehschieberprinzip - Google Patents

Description

• Rotierende Vakuumpumpe nach dem Drehschieberprinzip Die Erfindung betrifft eine rotierende Vakuumpumpe nach dem Drehschieberprinzip, bei der im Bereich des Spaltes zwischen dem Pumpengehäuse und dem in diesem exzentrisch angeordneten Rotor ein im Pumpengehäuse gelagertes durch die Kraft federelastischer Mittel verschiebbares Dichtuneselement vorgesehen ist.
• Zur Erreichung einer guten Abdichtung zwischen Ansaug- und Auslaßseite ist man bestrebt, den Dichtungsspalt zwischen dem im Pumpengehäuse exzentrisch gelagerten Rotor und der Gehäusebohrung so klein als möglich zu machen, wenn man ein gutes Endvakuum bei derartigen Drehschieberpumpen erreichen will. Die Verringerung des Spaltes findet jedoch bald darin eine Grenze, daß der Rotor während des Anfahrzustandes, d. h. bevor die im stationären Betrieb vorhandene kleine Temperaturdifferenz zwischen Rotor und Gehäuseteilen sich eingestellt hat, gegen den Spaltbereich der Gehäusebohrung zur Auflage kommt, wodurch die Pumpe gegebenenfalls vollständig blockiert wird, Man ist daher gezwungen, zur Vermeidung solcher Schwierigkeiten beim Anfahrvorgang bereits von vornherein einen erheblich größeren Spalt zwischen Rotor und Gehäusebohrung zuzulassen, damit während des Betriebsbereiches unterschiedlicher Erwärmung beide Teile noch durch einen engen Spalt getrennt bleiben. Hierzu ist außerdem zu beachten, daß bei der modernen Reihenfertigung derartiger Pumpen die einzelnen Rotordurchmesser Schwankungen vom Sollwert aufweisen, wobei man keine allzu geringen Toleranzen festlegen kann, wenn man eine wirtschaftliche Fertigung mit einer geringen Anzahl von Ausschußstücken erreichen will. Dies bedeutet aber eine weitere Sicherheitszugabe für die Spaltbreite, da man noch mit dem größtzwässigen Rotordurchmesser einen einwandfreien Betrieb der Pumpe im Anfahrzustand fordern muß.
• Zur Überwindung der Schwierigkeiten, welche bei geringen Fertigungstoleranzen zwischen Rotor und Gehäuse auftreten, ist bereits eine Pumpenkonstruktion angegeben worden, die an der Stelle des Dichtungsspaltes im Gehäuse eine biegsame, durch Ein-Stellschrauben justierbare Platte aufweist, mit deren Hilfe der Dichtungsspalt bei der Montage fest gelegt werden kann. Außerdem ist es bekannt, zwischen Rotor und Gehäuse elatische Dichtungselemente vorzusehen, welche im Gehäuse gelagert sind und auf der Rotoroberfläche im Spaltbereich elastisch aufliegen, so daß die Spaltbreite theoretisch auf den Wert Null zurückgeht. Der Nachteil der erstgenannten Maßnahme ist darin zu sehen, daß man auch in diesem Falle wegen der Gefahr der Blockierung beim Anfahren der Pumpe einen erheblich größeren Spalt einstellen muß, als an sich im nomalen Betriebszustand erforderlich ist, und der Nachteil der zweiten Maßnahme besteht in der fortgesetzten, reibungsschlüssigen Verbindung zwischen Rotor und Dichtungselement, welche eine erhöhte Antriebsleistung und einen relativ starken Verschleiß der Oberflächen mit sich bringt.
• Zur Vermeidung der aufgezeigten Schwierigkeiten wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, am Pumpengehäuse Flächen zur federbewirkten Auflage eines Dichtungselementes vorzusehen und derart anzuordnen, daß bei dieser Auflage die rotorseitige Dichtfläche des Elementes die Fortsetzung der Gehäusebohrung bildet, wobei die Spaltverhältnisse zwischen Pumpenrotor und Dichtungselement derart bemessen sind, daß bei gleichmäßiger Temperaturausdehnung von Gehäuse und Rotor zwischen letzterem und dem Element ein engtolerierter, den Rotor von der Federkraft des Dichtungselementes entlastender Spalt verbleibt, wohingegen eine die Gehäusedehnung überschreitende Rotorausdehnung den Rotor am Dichtungselement zur Anlage kommen und letzteres entgegen seiner Federbelastung ausweichen läßt und es von seinen Anlageflächen abhebt.
• Durch diese Maßnahme werden einerseits engere Spaltabmessungen zwischen Rotor und Gehäuse möglich, und es wird andererseits das Herstellungsverfahren für derartige Pumpen vereinfacht. Das Dichtungselement ergänzt mit seiner Oberfläche einen Teil der Gehäusebohrung im Bereich des Spaltes, wobei die Auflagefläche so gewählt ist, daß das Dichtungselement unter der Wirkung federelastischer Mittel diese dem normalen Betriebszustand entsprechende Lage einnimmt. Dehnt sich der Rotor beim Anfahrvorgang stärker aus als das umgebende Gehäuse, so kommtzwar eine Berührung zwischen Dichtungselement und Rotor zustande, diese ist jedoch ungefährlich, weil das Dichtungselement nunmehr gegen Federwirkung elastisch ausweicht, so daß lediglich im Anfahrbereich eine geringe Erhöhung der Antriebsleistung nötig ist. Nachdem sich stationäre Temperaturverhältnisse eingestellt haben, weicht der Rotor wieder von dem Dichtungselement zurück, -und dieses nimmt seine vorgesehene, durch die Auflagefläche bestimmte Lage im Gehäuse ein, wobei zwischen Rotor und Gehäuse ein der Wärmedehnung entsprechender extrem enger Spalt eingestellt- werden kann: --Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist das federelastische Mittel eine Schraubenfeder. Es kann jedoch auch vorteilhaft als Zwischenstück aus gummielastischem Werkstoff gebildet sein. Für das Dichtungselement ist vorteilhaft ein Material zu verwenden, das nicht zum Fressen gegenüber den Rotor-und Schieberwerkstoffen neigt. Man kann beispielsweise auch Bronze oder ähnliche Werkstoffe verwenden.
• Die Montage der Rotorlage wird zweckmäßig nicht wie bisher mit einer Lehre durchgeführt, die auf den größten Rotordurchmesser Rücksicht nehmen muß, sondern man baut den Rotor mit gegenüber dem Gehäuse erhöhter Temperatur ein. Die dabei auftretende Temperaturdifferenz soll etwa der im Dauerzustand zwischen Rotor und Gehäuse auftretenden größtmöglichen Temperaturdifferenz entsprechen. Zur genauen Justierung wird während des Zusammenbaus das Dichtungselement hinsichtlich der Wirkung der federelastischen Mittel blockiert, so daß dies fest auf der Auflagefläche abgestützt ist.
• Bei der angegebenen Temperaturdifferenz wird nun der Rotor fest gegen das blockierte Dichtungselement angelegt, wobei nach Abkühlung und Freigabe der Blockierung zwischen Rotor und Gehäuse nur ein extrem enger Spalt auftritt, welcher einerseits eine gute Abdichtung zwischen Ansaug- und Auslaßseite der Pumpe bewirkt und andererseits das Zurücktreten von luftbeladenem Pumpenöl von der Auslaßseite nach der Ansaugseite hin verhindert. Beim Anfahren der Pumpe weicht das Dichtungselement bei Berührung des Rotors elastisch aus.
• Man kann. bei der Montage auch auf die Erwärinung des Rotors verzichten, wenn in Kauf genommen wird, daß während einer gewissen Einlaufzeit, also vor der Auslieferung an den Kunden, ein erheblich höherer Bedarf an Antriebsleistung vorhanden ist, wobei sich der gewünschte enge Spalt während der Einfahrzeit durch Materialverschleiß bildet. Auch hier ist das Dichtungselement zunächst blockiert und wird erst zu einem späteren Zeitpunkt freigegeben. Wesentlich ist jedoch in jedem Falle, daß der Rotor. bei normalen Betriebsverhältnissen, d. h. bei annäherndem Temperaturausgleich zwischen den Pumpenteilen, nicht mehr auf der Oberfläche des Dichtungselementes anliegt.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Drehschieberpumpe nach der Erfindung, Fig. 2 eine andere Ausführung der elastischen Lagerung des in Fig. 1 dargestellten Pumpenelementes.
• In einem Pumpengehäuse 1 ist ein Rotor 2 in bekannter Weise drehbar gelagert. In radialen Ausnehniungen des Rotois 2 befinden sich radial verschiebbare Drehschieber 3, 4 welche durch eine Schraubenfeder 5 gegen die Oberfläche der Gehäusebohrung 11 angepreßt werden. Im Bereich des Spaltes zwischen dem Rotor 2 und dem Gehäuse 1 ist ein Dichtungselement 6 vorgesehen, welches mit einer Ringfläche 7 gegen eine entsprechende gehäusefeste Ringfläche 12 des Gehäuses 1 durch die weitere Schraubenfeder 8 angepreßt wird.
• Das Dichtungselement 6 ist an seiner dem Rotor 2 zugekehrten Oberfläche so bearbeitet, daß es bei Auflage der Auflagefläche 7 auf der gehäusefesten Auflagefläche 12 die zylindrische Rotorbohrung 11 exakt ergänzt.
• Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist die weitere Schraubenfeder 8 durch ein gummielastisches Zwischenstück 9 aus Kunststoff oder Gummi ersetzt worden. Die übrigen Einzelteile entsprechen denen der Fig. 1.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE-1. Rotierende Vakuumpumpe nach dem Drehschieberprinzip, bei der im Bereich des Spaltes zwischen dem Pumpengehäuse und dem in diesem exzentrisch angeordneten Rotor ein im Pumpengehäuse gelagertes, durch die Kraft federelastischer Mittel verschiebbares Dichtungselement vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Pumpengehäuse (1) Flächen (7) zur federbewirkten Auflage des Dichtungselementes (6) vorgesehen und derart angeordnet sind, daß bei dieser Auflage die rotorseitige Dichtfläche des Elementes (6) die Fortsetzung der Gehäusebohrung (11) bildet, wobei die Spaltverhältnisse zwischen Pumpenrotor (2) und Dichtungselement derart bemessen sind, daß bei gleichmäßiger Temperaturausdehnung von Gehäuse (1) und Rotor (2) zwischen letzterem und dem Element (6) ein engtolerierter, den Rotor von der Federkraft des Dichtungselementes entlastender Spalt verbleibt, wohingegen eine die Gehäusedehnung überschreitende Rotorausdehnung den Rotor am Dichtungselement zur Anlage kommen und letzteres entgegen seiner Federbelastung (8) ausweichen läßt und es von seinen Anlageflächen (7) abhebt.
2. 2. Rotierende Vakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die federelastischen Mittel (8) Schraubenfedern sind.
3. 3. Rotierende Vakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die federelastischen Mittei als Zwischenstücke (9) aus gummielastischem Werkstoff gebildet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 807 977; schweizerische Patentschriften Nr. 87 084, 113 611, 154 275; britische Patentschrift Nr. 658 947.