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Die Erfindung betrifft eine zweistufige ölabgedichtete Vakuumpumpe,
bei der beiderseits einer tragenden Mittelplatte die beiden Gehäuse der Pumpenstufen
angeordnet sind, in deren zylindrischen Kammern jeweils ein darin exzentrisch angeordneter
Rotor arbeitet, welcher in Schlitzen radial bewegliche Verdrängerkörper trägt, wobei
die Mittelplatte eine Bohrung für eine gemeinsame durchgehende Pumpenwelle und unter
anderem einen übergangskanal für das Fördermedium von der Hochvakuumstufe zur Niedervakuumstufe
enthält.
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Ein wesentliches Problem bei derartigen Vakuumpumpen besteht darin,
daß bei dem erreichten hohen Vakuum im Schmiermittel gelöste Gase und gegebenenfalls
Schmiermittäldämpfe frei werden und da= durch das Vakuum vermindern.
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Ein weiteres Problem besteht darin, daß durch die Druckunterschiede
zwischen .beiden Stufen der Ö1= umlauf erheblich beeinflußt wird, d. h. daß das
Druckgefälle zwischen den beiden Stufen einen Förderimpuls auf das Öl ausübt, der
unter Umständen die Schmierung gefährdet.
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Aus Gründen der Konstruktionsvereinfachung ist es bei derartigen zweistufigen
Vakuumpumpen bekannt, die Gehäuse der beiden Stufen beidseits einer Mittelplatte
anzuordnen, in welcher gleichzeitig die für beide Stufen gemeinsame Pumpenwelle
gelagert ist. Dabei erfolgt die Schmierung der Lagerstelle durch eine Schmiermittelzufuhr
in der gemeinsamen Mittelplatte, wobei Schmiermittel durch entsprechende Durchgänge
in der Welle in beide Pumpenräume gefördert wird. Bei dieser bekannten Anordnung
gelangt auch in die Hochdruckstufe in erheblichem Umfang frisches Schmiermittel
mit hohem Gasgehalt, so da ß durch das freiwerdende Gas das Vakuum weitgehend beeinträchtigt
wird.
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Um dies zu vermeiden, ist es bekannt, das Schmiermittel innerhalb
einer zweistufigen Vakuumpumpe, die bis auf die tragend ausgebildete Mittelplatte
die eingangs genannten Merkmale aufweist, und bei der ebenfalls das Schmieröl über
einen radialen Kanal in der äußeren Stirnwand der Niedervakuumstufe im Bereich der
Welle in die Niedervakuumkammer gelangt, von wo eine geringe Ölmenge auch in die
Hochvakuumkammer übertritt, hauptsächlich durch den Verbindungskanal für das Fördergas
aus der Hochvakuumkammer in die Niedervakuumkammer zurückzuführen. Dadurch soll
bei der bekannten Anordnung schon eine bestimmte Ölentgasung stattfinden.
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Bei Verdichtern ist es bekannt, den öleinlaß in die Pumpenkammer entlang
der Arbeitsschieber vorzusehen, um eine ausreichende Schmierung der Arbeitsschieber
in ihren Schlitzen und in der Pumpenkammer selbst zu erreichen.
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Alle diese bekannten Einrichtungen ergeben jedoch nur bedingt ein
befriedigendes Ergebnis, da bei allen der Einfluß der Druckdifferenz zwischen den
beiden Pumpenstufen auf die Schmiermittelförderung sehr hoch ist und durch Entgasung
in der Hochvakuumstufe das erreichbare Vakuum vermindert wird.
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Es ist die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, bei einer einstufigen
Vakuumpumpe der eingangs erwähnten Art einen besonders intensiven Ölumlauf unter
zweckmäßiger Ausnutzung des Druckgefälles zwischen den beiden Stufen und hauptsächlich
eine bessere Ölentgasung, vor allem in der Hochvakuumstufe und im Weg von der Hochvakuumstufe
zu der Niedervakuumstufe, zu erreichen. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht,
. daß aus einem Ölbad, in das die beiden Pumpen-1 stufen in an sich bekannter Weise
eingetaucht sind, Öl in einen radialen Zufuhrkanal und einen Querkanal einer den
Förderraum der Niedervakuumstufe zur äußeren Seite stirnseitig abschließenden Gehäuseseitenplatte
zu einem Ringraum an der entsprechenden Stirnfläche des Rotors der Niedervakuumstufe
einströmt, von dort durch Längsnuten an der Wand einer zur Aufnahme der Welle dienenden
zentrischen Bohrung dieses Rotors zu einer Ringkammer an der anderen Stirnseite
dieses Rotors weitergeleitet wird, dann durch den Spalt zwischen der Welle und der
Wand der Lagerbohrung für die Welle in der Mittelplatte zu einem Ringraum an der
entsprechenden Stirnseite des Rotors der Hochvakuumstufe geleitet wird, daß dann
ein Teil des Öls noch durch Längsnuten an der Wand einer zur Aufnahme der Welle
dienenden zentrischen Bohrung des Rotors zu einer schmalen zylindrischen Kammer
an der anderen (äußeren) Stirnseite des Rotors der Hochvakuumstufe gelangt, während
der andere Teil des zum Rotor der Hochvakuumstufe . strömenden. Öls schon vorher
durch eine schräge Stichnut an der Seitenfläche der Mittelplatte vom dortigen Ringraum
zu einem Eingangsteil des Übergangskanals für das Fördermedium (-gas) an der Mittelglatte
gelangt, wobei der Druck in diesem Kanal geringer :ist als im nächstgelegenen Ringraum
an der Stirnseite des Hochvakuumstufen-.rotors, wodurch ein teilweises Entgasen
des Öls erreicht wird, und daß die Stichnut so in das Eingangs-'teil des übergangskanals
einschneidet, daß die Einmündung wesentlich über dem Böden dieses Gaskanals liegt,
so daß das Öl ungehindert neben dem Gas zum Förderraum der Niedervakuumstufe fließen
kann.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind noch in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die Erfindung wird ' im folgenden an Hand der Zeichnungen an Ausführungsbeispielen
näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt F i g. 1 einen vertikalen Längsschnitt
durch eine Ausführungsform der « Pumpe, nach Linie 1-1 in F i g. 2, F i g. 2 einen
Querschnitt nach Linie 2-2 in F i g. 1, F i g. 3 einen Querschnitt nach Linie 3-3
in F i g. 1 mit Stirnansicht der Mittelplatte, wobei einzelne Teile weggebrochen
sind, F i g. 3 a eine Teilansicht einer der Pumpenöffnungen in F i g. 3, F i g.
4 einen Teillängsschnitt nach der Linie 1-1 in F i g. 2 in größerer Darstellung,
F i g. 5 eine auseinandergezogene Schrägansicht verschiedener Bauelemente der in
F i g. 1 gezeigten Ausführungsform der Pumpe, F i g. 6 eine Schrägansicht der Hauptteile
der Hochvakuumstufe der Pumpe, wobei einzelne Teile weggebrochen sind, F i g. 7
eine Schrägansicht der Hauptteile der Niederdruckvakuumstufe und F i g. 8 eine Schrägansicht
der Pumpe auf einer Grundplatte zusammen mit einem Antriebsmotor. Die zweistufige
Pumpe 10 besteht aus einer Mittelplatte 12 (s. F i g. 1 und 5) mit einer Hochvakuum-oder
Saugstufe 14 auf einer Seite und einer Niedervakuum- oder Vorpumpstufe 16 auf der
anderen Seite der Platte. Die beiden Stufen werden eingeschlossen von einem äußeren
Gehäuse 18, bestehend aus einem
Paar Gehäusehalbschalen 20, die
an der Mittelplatte befestigt sind. Der von dem äußeren Gehäuse umschlossene Raum
ist mit einem Schmiermittel, wie z. B. Öl, bis ungefähr zur Linie 22 angefüllt.
Eine Welle 24, die in der Mittelplatte 12 gelagert und mit einem Antrieb verbunden
ist, betätigt sowohl die Hochvakuum- oder HV-Stufe 14 als auch die Niederkammer-
oder NV-Stufe 16.
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Die Hochvakuumstufe der Pumpe 10 besteht aus einem Gehäusemittelteil
oder Stator 26 und einer Stirnplatte 28, die an der Mittelplatte durch Bolzen 30
befestigt sind. Ein Läufer 32 mit einem Paar sich diametral gegenüberstehender Nuten
34 (s. F i g. 5 und 6), von denen die eine zu einer Nut 36 in der Welle 24 ausgerichtet
werden kann, wird auf die Welle 24 mittels eines Keiles 35 aufgekeilt, der in die
I\Tuten 34 und 36 eingesetzt ist. Der Läufer 32 ist von zylindrischer Form und innerhalb
der zylindrischen Innenwand 38 des Stators 26 außermittig angeordnet, um eine im
Querschnitt sichelförmige Pumpenkammer 37 (s. F i g. 6) zu bilden. Bei der vorliegenden
Ausführungsform bildet der oberste Teil der Förderkammer 38 den Dichtungsbereich
39 mit einem Krümmungshalbmesser gleich dem des Umfanges des Läufers 32, wobei der
Läufer in Berührung mit dieser Dichtungsfläche gebracht wird. Die Dichtungsfläche
39 erstreckt sich zwischen den Punkten 41und43inFig.5.
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Der Läufer 32 hat zwei tiefe diametral gegenüberstehende Schlitze
40 und in jedem derselben einen Arbeitsschieber 42. Diese letzteren gleiten in Schlitze
40 mit verhältnismäßig enger Passung auch gegen die benachbarten Flächen
der Stirnplatte 28 sowie der Mittelplatte 12. Jeder der Schieber 42 besitzt eine
abgerundete Kante 44, die in Berührung mit den Flächen 38 und 39 des Stators 26
stehen. Das andere Ende jedes Schiebers hat eine Bohrung 46 (s. F i g. 1 und 4)
zur Aufnahme des einen Endes eines Zapfens 48, welche eine Druckfeder 50 zwischen
den beiden Schiebern führen. Zapfen bzw. Stange 48 und die Feder 50 gehen durch
eine Bohrung 52 in der Welle 24 und durch die Bohrungen 53 im Läufer 32.
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Der Stator 26 ist durch Bolzen 56, die durch Bohrungen 54 geführt
sind (s. F i g. 5 und 6) befestigt, ferner durch durch andere Bohrungen 58 gehende
Bolzen 30 zusammen mit der Stirnplatte 28 an der Mittelplatte befestigt. An einer
Seite der Fläche 39 (s.. F i g. 6) hat der Stator an beiden ebenen Flächen 60 und
62 die gleichen abgerundeten Schlitze 64 und 66 sowie eine Längsbohrung 68, die
etwas oberhalb des durch den Stator eingeschlossenen Raums liegt. An der anderen
Seite des Dichtungsbereiches 39 hat der Stator auf beiden Seiten gleiche Schlitze
70 und 72, die flacher sind als die Schlitze 64 und 66, sowie eine Bohrung 74 ähnlich
der Bohrung 68, wobei zu bemerken ist, daß die beiden Bohrungen 68 und 74 sich parallel
zu der Achse der Welle 24 erstrecken.
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Die Oberfläche 73 der Stirnplatte 28 der Hochvakuumstufe ist eben
bearbeitet und hat eine kreisrunde Aussparung 75 zu einem später zu beschreibenden
Zweck.
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Die Mittelplatte 12 besteht aus einem plattenförmigen Körper 77 mit
den eben bearbeiteten Flächen 76 und 78 zu beiden Seiten derselben sowie einer ebenen
Bodenfläche 80 als Basis zum Aufsetzen auf eine beliebige Pumpensockelfläche. Die
Mittelplatte hat eine Einlaßöffnung 82, welche zu einer Kammer 84 (s. F i g. 3)
innerhalb der Mittelplatte führt. Diese Kammer steht in Verbindung mit einem Einlaßkanal
86, der in einer Öffnung 88 an der Hochvakuumstufenseite der Platte 12 endet. Die
Mittelplatte 12 besitzt ferner eine Auslaßöffnung 90 an einem Raum 92, der durch
die sich quer durch die Mittelplatte erstreckende Bohrung bzw. die Öffnung 93 gebildet
wird. Die Welle 24 ruht drehbar in einer Lagerbohrung 94 in der Mittelplatte.
In der letzteren befinden sich ferner die Bohrungen 96 für die Bolzen 30 und 56
sowie die Bohrungen 98 für die Bolzen 100, mittels welcher die Gehäuseplatte 20
der Hochvakuumstufe befestigt wird. In der Mittelplatte befindet sich ferner ein
quer durchgehender, aber diagonaler Kanal 102, der an einer Öffnung 104 an der Hochvakuumstufenseite
der Platte beginnt und in einer Öffnung 106 an der Vorpumpstufenseite der Platte
endet. Dieser Kanal 102 ist wohl zu der Achse der Welle 24 geneigt, aber praktisch
horizontal. Wie aus den F i g. 3 und 5 ersichtlich, besitzt die Mittelplatte noch
Öffnungen oder -Durchbrüche 105,106
und 108, so daß das Öl zu jeder Seite
der Mittelplatte in der Tat ein einziges Ölbad bildet.
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Weiterhin ist aus F i g. 3 und 5 ersichtlich, daß um die Lagerbohrung
94 an der Hochvakuumstufenseite der Mittelplatte herum die Platte eine kreisrunde
Aussparung 110 besitzt, welche für einen später noch zu beschreibenden Zweck über
einen Schlitz 112 mit dem Kanal 102 in Verbindung steht.
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Die NV-Stufenseite der Pumpe ist ähnlich geformt wie die Hochvakuumstufenseite
und besitzt die gleichen Bohrungen 96 und 98 zur Aufnahme der gleichen Bolzen 30,
56 und 100. An dieser Seite der Mittelplatte besitzt die Oberfläche 78 eine kurvenförmige
Aussparung 113 um die Lagerfläche 94 herum.
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Die NV-Stufe 16 der Pumpe 10 ist ähnlich der Hochvakuumstufe
14 und besteht aus einem Stator 114 sowie einer Stirnplatte 116 mit einer
bearbeiteten Oberfläche 117, die an der Mittelplatte durch die Bolzen 30
befestigt ist. Ein Läufer 118 besitzt ein Paar sich diametral gegenüberstehender
Längsnuten 119, von denen jede zu einer Nut 120 in der Welle 24 ausgerichtet werden
kann. Der Läufer wird auf die Welle 24 mittels eines Keils 121 aufgekeilt, der in
die Nuten 119, 120 eingesetzt ist. Der Läufer 118 ist von zylindrischer
Form und innerhalb der zylindrischen Innenwand 122 des Stators 114 außermittig angebracht
bzw. eingebaut, um mit dieser eine im Querschnitt sichelförmige Pumpenkammer 123
(F i g. 7) zu bilden. Wie im Falle der Hochvakuumstufe besitzt der oberste Teil
des Stators 114 in seiner Innenwand 122 einen Dichtungsbereich 124 mit einem Krümmungshalbmesser
gleich demjenigen des Umfangs des Läufers 118, wobei der letztere in Berührung mit
dieser Oberfläche ist. Die Oberfläche 124 erstreckt sich zwischen den Punkten 125
und 127 in F i g. 2.
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Der Läufer 118 besitzt ein Paar sich diametral gegenüberstehender
Schlitze 126, und in jedem derselben befindet sich ein Arbeitsschieber 128. Diese
letzteren gleiten in den Schlitzen 126 mit verhältnismäßig enger Passung, wie im
Falle der Arbeitsschieber der Hochvakuumstufe. Jeder der letzteren hat eine abgerundete
Kante 130 zwecks Berührung der Wandflächen 122 und 124 des Stators 114. Das andere
Ende jedes Schiebers besitzt eine Bohrung 132 zur Aufnahme eines Zapfens 134 (s.
F i g. 1), welche eine Druckfeder 136 zwischen den beiden Arbeitsschiebern 128 führen.
Der Zapfen 134 und die Feder 136
gehen durch eine Bohrung 138 in
der Welle 24 und durch die Bohrungen 139 in dem Läufer hindurch.
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Auf der Hochvakuumseite der Pumpe endet die Welle 24 innerhalb des
von dem Stator 26 umschlossenen Raums, während auf der NV-Seite die Welle hindurchgeht
und in einem Lager 162 (F i g. 4) in der Stirnplatte 116 gelagert ist. Die Welle
24 besitzt die beiden Ringnuten 164 und 166 zu beiden Seiten der Stirnplatte
116. An die Flächen der Stirnplatte 116 legen sich die Druckscheiben 168 an, beispielsweise
mittels der Sprengringe 170, wobei die innere Druckscheibe 168 und der Ring 170
sich in eine runde Äussparung 172 an der ebenen inneren Fläche 117 der Stirnplatte
um die Lagerfläche 162 herum hineinlegen.
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Die gewölbten Gehäusehalbschalen 20, die an der Mittelplatte 12 um
die Hochvakuum- und die Vorpumpstufe herum befestigt sind, bestehen aus je einem
gewölbten oberen Teil 176 (F i g. 1) mit einem äußeren Flansch 178. Diese
letzteren umgeben die Mittelplatte 12 und sind mit den Bolzenlöchern 179 für die
durchgehenden Bolzen 100 versehen. Der obere gewölbte Teil 176 geht in einen unteren
flachen Ständteil180 über. Zur größeren Festigkeit können zwischen den Teilen 176
und 180 die Verstärkungsrippen 181 angeordnet werden. Die ebene Fläche
182
des Unterteils bildet zusammen mit der ebenen Fläche 80 der Mittelplatte
die Auflageflächen für die Pumpe zum Aufsetzen auf eine Grundplatte. Die die Hochvakuumstufe
14 abdeckende gewölbte Gehäusehalbschale 20 ist mit einem Schauglas 184 versehen.
Dieses besteht aus einem runden Glas 186 oder einem durchsichtigen Kunststoff mit
einer Ölstandsmarkierungslinie 187, eingebaut in einer geeigneten Fassung
188, die innerhalb der Öffnung 190 in der Platte 20 abgedichtet ist. In dem unteren
Ende dieser Platte 20 befindet sich ein Entleerungskanal 192, der zu einem geeigneten
Ablaßhahn 194 führt.
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Die die NV-Stufe abdeckende gewölbte Gehäusehalbschale 20 weist eine
Bohrung 198 mit einer O-Ring-Dichtung auf. Die Dichtung 200 erfaßt die Manschette
202, welche einen Teil einer üblichen Wellendichtung 204 bildet. Letztere wird an
Ort und Stelle gehalten durch eine Druckscheibe 206, welche sich an den Sprengring
208 in der Ringnut 210 der Welle 24 anlegt. Die Welle
24 hat eine längliche Nut 212 zur Aufnahme eines Keils 213, mittels dessen
auf dieses Ende der Welle eine Riemenscheibe aufgekeilt wird.
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Man wird bemerken, daß sich die Stirnplatte 116 und die Arbeitsschieber
128 der NV-Stufe von den gleichen Bauelementen der Hochvakuumstufe unterscheiden.
Die Stirnplatte 116 hat einen Kanal 214 (F i g. 1, 4, 5 und 7), welcher sich radial
von einer Öffnung 215 oben an der Platte zu einem Querkanal 216 neben der
Lagerfläche 162 erstreckt. Der Kanal 216 endet in einer Öffnung 218 in der Aussparung
172 an der Innenfläche dieser Stirnplatte. Bei der vorliegenden Ausführungsform
wurde der Kanal 216 hergestellt, indem man an dieser Stelle die Platte durchbohrte
und in das äußere Ende der Bohrung einen Verschlußstopfen 220 einpaßte.
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Beide Läufer - 32 und 118 - haben an ihren Stirnwänden
radiale Nuten 222. Ferner haben sowohl die Innen- als auch die Außenflächen dieser
Läufer Ringnuten 223. Wie aus F i g. 2 ersichtlich, ist die eine Kante 225 der äußeren
Seiten der Schaufeln 128, also der Seiten neben der Oberfläche 117 der Stirnplatte
116 bei 227 auf einen Teil ihrer betreffenden Länge abgeschrägt. Diese Kanten sind
genügend weit von dem inneren Ende 224 der Schaufeln abgeschrägt, so .daß die in
dieser Weise geschaffenen Kanäle, die weiterhin durch die benachbarten Teile des
Läufers und der Stirnplatte 116 bestimmt werden, zeitweise mit der Pumpenkammer
123 zwischen dem Läufer 116 und dem Stator 114 in Verbindung stehen, nämlich wenn
die betreffenden Schaufeln voll ausgefahren sind (F i g. 2).
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An der Einlaßöffnung 82 kann ein Schlauch-Kupplungsnippel 226, an
der Auslaßöffnung 90 eine Auslaßglocke 228 angebracht werden. Der Nippel
226
kann an das Rohr 230 angeschlossen werden, welches zu dem zu evakuierenden
Rezipienten führt. Ein rohrförmiger Ansaugseiher 227 erstreckt sich durch den Nippel
226 hindurch abwärts und durch die Einlaßkammer (F i g. 3). Wie aus F i g. 8 ersichtlich,
ist die Pumpe 10 auf einer Grundplatte 232 zusammen mit einem Motor 234 zum Antrieb
der Pumpe über einen Treibriemen 236 befestigt, der über Riemenscheiben läuft, von
denen die eine an dem Motor 234 sitzt, während die andere mittels des Keiles 213
auf das Ende der Welle 24 aufgekeilt ist.
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Zwischen die aneinanderstoßenden Teile der Mittelplatte 12 und der
betreffenden Gehäusehalbschalen 20 .kann eine Dichtungsmasse eingebracht werden,
um eine vollkommene Abdichtung zu erzielen.
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Die Pumpe wird bis zur Ölstandsmarkierungslinie 187 in dem Schauglas
184 gefüllt. Die Pumpe 10 wird über das Rohr 230 (F i g. 1) an den zu evakuierenden
Raum angeschlossen. Eine nichtmontierte Pumpe wird auf einem ebenen Sockel
232 aus Stahl oder Gußeisen aufgebaut.
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Die Strömung des Öls und des Gases, z. B: Luft, durch die Pumpe 10
bei laufendem Motor ist in den Zeichnungen durch gerade bzw. Wellenlinien angedeutet.
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Bei laufendem Motor tritt Öl in die Öffnung 215 der Stirnplatte 116
(F i g. 1 und 4) ein und strömt durch den Kanal 214 abwärts zu dem Kanal 216 und
von dort durch die Öffnung 218 in den Raum 238, der bestimmt wird
durch die Aussparung 172 in der Stirnplatte 116 und die benachbarte Fläche des Läufers
118 einschließlich der darin befindlichen Aussparung 223. Aus diesem Raum fließt
das Öl zwischen die aneinander anstoßenden Seiten des Läufers 118 und der Stirnplatte
116 und tritt in den Raum 240 ein, der durch die Längsnuten 119 in dem Läufer 118
(F i g. 2) bestimmt wird, fließt durch denselben hindurch in den Raum 242, welcher
bestimmt wird durch die Innenfläche des Läufers 118 einschließlich dessen Aussparung
223 und die Fläche 78 der Mittelplatte zusammen mit der darin befindlichen gekrümmten
Aussparung 11.3 um die Lagerfläche 94 herum. Das Öl fließt dann durch die Nuten
222 in den Raum 243 zwischen den radial einwärts gerichteten Enden der Arbeitsschieber
128 und den inneren Enden der Schlitze 126 und von dort zu den Bohrungen 139 des
Läufers, welche zu den radial einwärts gerichteten Teilen der Schaufeln 128 führen.
Ebenso strömt das Öl in den durch die abgeschrägte Kante 225 der Arbeitsschieber
128 gebildeten Kanal zwischen der Stirnplatte 116 und den benachbarten Teilen des
Läufers 118, wie nachstehend ausführlicher beschrieben werden wird.
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Das Öl fließt in einem dünnen Film zwischen der Welle 24 und der Lagerbohrung
94 zu dem Raum
244, der durch die Aussparung 110 in der Mittelplattenfläche
76 und die benachbarte Fläche des Läufers 32 zusammen mit den Nuten 222 und der
gekrümmten ringförmigen Aussparung 223 in dieser Fläche des Läufers bestimmt wird.
Aus diesem Raum 244 fließt das Öl durch den Raum 246 (F i g. 6) hindurch, der bestimmt
wird durch den Extraschlitz 34 und die Oberfläche der Welle 24 zu dem Raum
248,
welcher bestimmt wird durch die Aussparung 75 in der Stirnplatte 28 sowie
die benachbarte oder äußere Fläche des Läufers 32 einschließlich dessen Aussparung
223. Das Öl fließt dann in den Raum 245 zwischen den radial einwärts gerichteten
Enden der Schieber 42 und den inneren Enden der Schlitze 40, aus den Räumen 244
und 248 und einwärts davon durch die Bohrungen 53 zu den radial einwärts gerichteten
Enden der Schieber 42. Das Öl in den Räumen 244 und 248 zu jeder Seite dieses Läufers
schmiert die Seiten des Läufers und der Schaufeln.
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Die Pfeile in F i g. 1 und 4 zeigen den Weg des Öls durch die Mitte
der Pumpe an. Die Räume 238, 242, 244 und 248 wirken dabei als Ölvorratsräume.
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Wie aus F i g. 6 ersichtlich, tritt das Gas, wie z. B. Luft, durch
die Öffnung 82 in die Pumpe ein und strömt durch die Einlaßkammer 84 und den Kanal
86 in den Raum, der bestimmt wird durch den Schlitz 66 in der Stirnfläche 62 des
Stators 26, durch die Öffnung 88 hindurch. Wenn die Schieber 42 sich entgegengesetzt
dem Uhrzeigersinn drehen (F i g. 6), wird die Luft, beispielsweise durch die einen
der Schieber 42, abwärts gesogen durch diesen Schlitz 66 hindurch sowie durch den
Kanal 68 und den Schlitz 64 in der Fläche 60 des Stators 26 in die Pumpenkammer
37 hinein. Der folgende Schieber drückt die Luft aus der Pumpenkammer 37 durch den
Schlitz 70 in der Fläche 60 und den Kanal 74 sowie durch den Schlitz 72 (F i g.
6) in der Fläche 62 in den Kanal 102 durch die Öffnung 104 hindurch.
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Jedesmal wenn ein Schieber 128 sich bei der vorliegenden Ausführungsform
seiner unteren vertikalen Lage annähert, ist der tiefste Teil der Pumpenkammer
1,23 erreicht. Da der jeweilige Druck neben der Vorderseite jeder Schaufel
in dieser Stellung recht niedrig ist und jede Schaufel weit genug aus dem Läufer
herausgefahren ist, um den durch das Abschrägen der Kante 225 der Schieber gebildeten
Kanal in zeitweiser Verbindung mit der Pumpenkammer 123 zu bringen, wird eine zugemessene
Menge an Öl in die Kammer gesogen. Dieses in die Pumpenkammer 123 gesogene Extraöl
wird gleichfalls in die Kanäle 150 gedrückt, mit dem Ergebnis, daß das Öl dazu neigt,
diese Kanäle auszufüllen, so daß jedesmal, wenn eine bestimmte Menge an Öl und Luft
in diese Kanäle gedrückt wird, der Streifen 156 des Ventils 154 etwas angehoben
wird, um das Gemisch aus Öl und Luft oben an diesen Kanälen herauszulassen.
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Da die Luftmenge, welche durch die Pumpe hindurchströmt, infolge des
zunehmenden Vakuums in dem zu evakuierenden Raum immer geringer wird, neigen die
Luftmoleküle dazu, von dem Öl, das aus der Hochvakuumstufe in die Vorpumpstufe gesogen
wird, eingeschlossen bzw. absorbiert zu werden. Durch Einbringen einer gewissen
Menge an Öl zu Beginn des Verdichtungshubes in die Kammer 123 werden die Kanäle
150 mit Öl angefüllt, wobei gewährleistet ist, daß einiges von dem Öl mit den darin
eingeschlossenen bzw. absorbierten Luftmolekülen aus diesen Auslaßöffnungen herausgedrückt
wird, jedesmal wenn Öl
in dieselben hineingelangt. Infolge des verhältnismäßig
langen Weges, den das Öl bis zu den abgeschrägten Kanten 275 zurückzulegen hat,
hat dasselbe genügend Zeit zur Entgasung, bevor es in die AusIaßkammer 123 eintritt.
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Nach dem Herausdrücken des öl-Luft-Gemisches aus dem Ventil 154 bewegen
sich die Luftmoleküle zu der Oberfläche des Ölbads und fließen aus der Pumpe durch
die Öffnung 90 und die Entlüftungsvorrichtung 228 heraus.
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Wie man sieht, wird die Hochvakuumstufe der Pumpe durch Öl aus der
NV-Stufe geschmiert. Weiterhin wird das zur Hochvakuumstufe fließende
Öl entgast, bevor es dieselbe erreicht. Hierzu dient der Schlitz 112, der
die Aussparung 110 und den Raum 244 mit der Öffnung 104 und dem Kanal
102 verbindet.
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Ferner, da bei jeder Umdrehung der Pumpe eine gewisse Menge an Öl
aus der Hochvakuumstufe über den Kanal 102 zu der Vorpumpstufe fließt, erhält man
bei jeder solchen Umdrehung eine frische Ölmenge zum Abdichten der Vorpumpstufe.
Diese Tätigkeit der Pumpe bewirkt einen dauernden Umlauf des Öls von der Öffnung
215 her durch die Pumpe hindurch und zurück in das Ölbad. Das Öl in der Hochvakuumstufe
wird also dauernd gewechselt. Die Öffnung 215 ist die einzige Stelle, wo eine erhebliche
Menge an Öl
in den Raum eintritt, der durch die Statoren und deren Stirnplatten
begrenzt wird. Sehr wenig Öl, wenn überhaupt welches, geht aus dem Ölbad an der
Druckscheibe 168 hindurch.
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Eines der Probleme beim Betrieb von Drehschieber-bzw. Schaufelpumpen
der beschriebenen Bauart waren Schwierigkeiten beim Anlassen infolge des Umstandes,
daß sich die Pumpenkammern während einer Stillstandsperiode mit Öl anfüllen. Der
vorliegenden Erfindung zufolge liegt die Öleinlaßöffnung 215 dicht neben dem Spiegel
des Ölbads. Beim Stillsetzen der Pumpe fällt der Ölspiegel bis zu der Öffnung 215,
wenn Öl in die Auslaßkammer fließt, und dann wird Luft in die Pumpenkammern eingesaugt.
Ebenso wird beim Anlassen etwas Luft in die Pumpe gesaugt. Da die Luft komprimiert
werden kann, ist das Anlassen mit etwas Luft in den Pumpenkammern sehr viel leichter.
Außerdem sorgen auch der die beiden Stufen miteinander verbindende Kanal und die
beiden Auslaßöffnungen 150 für ein leichteres Anlassen. Bei der vorliegenden Anordnung
ist es daher nicht notwendig, zum Anlassen der Pumpe eine Entlastungsvorrichtung
vorzusehen.
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Ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Pumpe besteht darin,
daß die in den Statoren vorgesehenen Schlitze 70, 72,144,146 weiteren Arbeitsraum
für das Pumpen des Öls schaffen. Hierdurch wird das Anlassen der Pumpe sehr erleichtert
und es wurde festgestellt, daß dies dazu beiträgt, daß kleinere Bauformen der Pumpe
schneller evakuieren.
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Beide Pumpenstufen tauchen völlig in Öl ein und beide Stufen
sind - wie bereits oben bemerkt wurde - praktisch selbst vor dem Ölbad abgeschlossen,
mit Ausnahme der Öffnung 215 und der Kanäle, zu denen sie führt. Dadurch kommt eine
äußerst wirksame Abdichtung zustande.
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Die verhältnismäßig große Einlaßkammer 84 bewirkt, daß das Öl aus
der Hochvakuumstufe nicht in den zu evakuierenden Raum zurückfließen kann, wenn
die Pumpe abgestellt wird, und auf längere Zeit mit diesem Raum verbunden bleibt.
Das aus der
Hochvakuumstufe abgesaugte Öl hat also einen erheblichen
Raum auszufüllen, bevor es aus der Einlaßöffnung 82 herausgesogen werden kann.
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Der Vollständigkeit halber sind im Vorhergehenden alle Teile der zweistufigen
Vakuumpumpe erläutert. Die Erfindung selbst ist in den Patentansprüchen angegeben.