DE2340356A1 - Vakuumpumpe - Google Patents

Description

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8 MÜNCHEN «6, DEN

POSTFACH «60 i 20

MDHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22

Componetrol, Inc.

6565 West Howard Street

Chicago, Illinois/V.St.A.

Vakuumpumpe

Die Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe mit einem eine Pumpkammer bildenden Block,, in dem ein mit zumindest einem radial nach außen bewegbaren und nach außen vorgespannten Flügel versehener Rotor auf einer gegenüber der Kammermitte versetzten Achse drehbar angeordnet ist, mit einer Eintrittsöffnung und einer dazu mit Abstand angeordneten, eine öffnung im Block bildenden Austrittsöffnung, die so angeordnet sind, daß der Flügel bei Bewegung von der Eintrittsöffnung zur Austrittsöffnung zuerst nach innen, dann nach außen bewegt wird, und mit einem die Kammer zumindest teilweise umgebenden ölbehälter.

Drehflügelpumpen dieser Art dienen zur Erzeugung von Vakuum und haben allgemein eine zufriedenstellende Leistung. Einige Konstruktionen weisen jedoch auch Nachteile auf, die besonders in dem während des Betriebs erzeugten Geräusch, einer großen Bauform oder auch in der Erzeugung einer Öldampfwolke nach längerem Gebrauch bestehen.

Eine bisherige Lösung des Geräuschproblems besteht in der Verwendung eines Ventils an der Austrittsöffnung. Dieses Ventil muß den Austritt von Gas sowie den Eintritt von Öl in die Pumpkammer zu Schmierzwecken erl.auben. Sine bisher

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bekannte Konstruktion arbeitet mit einem geschlitzten und elastischen Element, das über der Austrittsöffnung mit seinen durch den Schlitz gebildeten Seiten über der Austrittsöffnung liegt und leicht in diese hinein bewegt wird, wodurch der Eintritt von Öl und der Austritt von Gas möglich wird. Solche Konstruktionen erlauben zwar eine zufriedenstellende Geräuschunterdrückung und eine ausreichende Schmierung, verursachen jedoch im Hinblick auf die zur Bildung des Schlitzes in dem elastischen Element erforderlichen Toleranzen ziemlich hohe Herstellungskosten.

Im Zusammenhang mit der großen Bauform solcher Pumpen v/erden bei bisherigen Konstruktionen allgemein Zwischengetriebe zwischen der Purapwelle und einer geeigneten Antriebsvorrichtung verwendet. Solche Zwischengetriebe vergrößern jedoch noch den Raumbedarf der Pumpe.

Die Öldampfwölken entstehen nach längerem Gebrauch dadurch, daß das Öl in der Pumpe sich so stark aufheizt, daß es teilweise verdampft. Wenn der Dampf in den Eetriebsbereich der Pumpe austritt, können dadurch nachteilige Arbeitsbedingungen entstehen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Vakuumpumpe zu schaffen, die bei besserer Geräuschunterdrückung eine ausreichende Schmierung ermöglicht und Zwischengetriebe zwischen der Antriebsvorrichtung und ihrem Drehteil erübrigt. Ferner soll dabei der Austritt von öldampf in den Betriebsbereich der Pumpe verhindert sein.

Eine Vakuumpumpe der eingangs genannten Art ist zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß der Austrittsöffnung ein Geräuschdämpfer in Form eines außerhalb der Kammer und innerhalb des Ölbehälters angeordneten

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flexiblen Blatts unter Bildung eines engen Spalts zugeordnet ist, der durch eine zumindest teilweise die Austrittsöffnung umgebende abgesenkte Aussparung des Blocks begrenzt ist, und daß das Blatt an einer mit Abstand zur Austrittsöffnung angeordneten Stelle befestigt und mit einem freien Ende über der Austrittsöffnung angeordnet ist.

Eine Vakuumpumpe nach der Erfindung kann ein- oder mehrstufig aufgebaut sein, wobei ,jede Stufe eine Pumpkammer der üblichen Art mit einem Rotor aufweist, an dem zumindest ein in radialer Richtung bewegbares und nach außen vorgespanntes Flügeleiement angeordnet ist. Die Pumpkammer hat eine Gaseintrittsöffnung so*/ie eine Gasaustrittsöffnung und kann insgesamt in öl eingetaucht sein. Das Geräusch an der Austrittsöffnung wird unterdrückt, gleichzeitig ist eine einwandfreie Schmierung des Rotors möglich. Hierzu dient das flexible Blatt außerhalb der Pumpkammer, das über der Austrittsöffnung liegt und von dieser durch einen kleinen Spalt getrennt ist. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann dieser Spalt eine Breite in der Größenordnung von 0,09 mm haben. Das Blatt kann während des Austritts von Gas von der Austrittsöffnung wegbewegt werden und ermöglicht eine Unterdrückung des dabei entstehenden Geräuschs, während es sich zur Austrittsöffnung hinbewegt. Diese wird jedoch während eines nachfolgenden Teils des Pumpzyklus nicht verschlossen, so daß der Eintritt von öl in die Pumpkammer ohne wesentliches Geräusch möglich ist.

Zur Verwirklichung einer kleineren Baujform viird bei der Erfindung eine Rotorwelle verwendet, die mit einem vergrößerten Ende versehen ist. Eine Aussparung in diesem Ende nimmt die Abtriebswelle eines Antriebsmotors auf. Eine neuartige Anordnung der Befestigung des Motors an dem Pumpgehäuse und der Verbindung von !Zeilen des Pumpgehäuses miteinander erir.ög-

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lichen eine direkte Kopplung des Rotors mit der Abtriebswelle des Motors und damit einen direkten Antrieb. Dadurch werden jegliche Zwischengetriebe oder ähnliche Einrichtungen überflüssig, gleichzeitig wird ein Festsitzen der Pumpe während des Betriebs durch fehlerhafte Ausrichtung der Teile aufeinander vermieden.

Die Erfindung umfaßt ferner ein filterartiges Element an einer Gasaustrittsöffnung aus dem Pumpgehäuse. Dieses Element bewirkt die Ansammlung von ölteilchen und verhindert damit den Austritt einer Dampfwolke kolloidaler Teilchen in die die Pumpe umgebende Atmosphäre.

Weitere vorteilhafte Wesenszüge und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren. Es zeigen:

Fig. 1 die Seitenansicht einer nach der Erfindung aufgebauten

Pumpe im Schnitt und
Fig. 2 eine Explosionsdarstellung der wichtigsten Teile der Pumpe.

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Vakuumpumpe nach der Erfindung dargestellt. Als Antriebsvorrichtung ist ein Elektromotor 10 der üblichen Art mit einer Abtriebswelle 12 vorgesehen. Der Motor 10 ist an einem Pumpgehäuse 14 mittels hülsenartiger Stützen 16 befestigt, durch die Bolzen zur Verbindung beider Teile hindurchgeführt sind. Die Verwendung dieser Konstruktion ermöglicht eine gewisse Variation der Position des Motors 10 gegenüber dem Pumpgehäuse 14 und damit die richtige Ausrichtung der direkten Kopplung zwischen der Abtriebswelle 12 und den Pumpelementen.

Von dem Gehäuse 14 geht in Richtung des Motors 10 ein ver größertes Ende 18 einer Rotorwelle 20 aus, das mit einer

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Innenbohrung 22 zur Aufnahme der Abtriebswelle 12 versehen ist. Eine Madenschraube 24 ist durch das Wellenende 18 hindurchgeschraubt und drückt gegen eine Abflachung (nicht dargestellt) der Abtriebswelle -12, so daß die Welle 20 mit der Abtriebswelle 12 fest verkoppelt ist.

Das Pumpgehäuse 14- ist durch eine Frontplatte 26 und einen hinteren Gußteil 28 gebildet, der eine ölkammer 30 bildet. Bei normalem Betrieb ist die Kammer 30 mit Öl so weit gefüllt, wie dies bei 32 angedeutet ist. Ein Sichtglas 34 ist in der Rückseite des Gehäuseteils 28 vorgesehen, um den ölstand zu überprüfen. Ein Austrittsventil 36 dient zum Ablassen des Öls aus dem Behälter 30, falls dies erwünscht ist.

Die Frontplatte 26 ist mit mehreren ölkanälen zur Schmierung oder für ähnliche Zwecke versehen. Beispielsweise ist ein Kanal 38 mit einer abwärts verlaufenden Verlängerung 40 versehen, die in einer kreisrunden Vertiefung 4-2 endet, welche das Wellenende 18 umgibt und Schmieröl zu demjenigen Teil der Welle leitet, der in der Frontplatte 26 gelagert ist. Die abwärts verlaufende Verlängerung 4-0 ist eine nach außen gerichtete Öffnungsvertiefung in der Fläche der Frontplatte 26. Zur Abdichtung dieser Vertiefung ist eine Dichtungsplatte 44 vorgesehen, mit der auch eine Wellendichtung 46 für das Wellenende 18 gehalten wird. Die Platte 44 ist mittels mehrerer Bolzen 48 an der Vorderseite der Frontplatte 26 befestigt. Dabei ist noch eine Dichtung 50 als Zwischenlage vorgesehen.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Pumpenkonstruktion bildet eine zweistufige Pumpe, und zwei Gußteile 52 und 54 bilden eine erste bzw. zweite Pumpkammer 56 bzw. 58. Die Kammern 56 und 58 sind durch eine Platte 60 voneinander getrennt, die einen Z-förmigen Durchgang 62 zwischen der Austritts-

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seite der ersten Stufe 56 und der Eintrittsseite der zweiten Stufe 58 aufweist.

Innerhalb der Kammern 56 und 58 sind identische Rotore 64 vorgesehen, die auf der Welle 20 mittels Keilelementen 66 verkeilt sind. Jeder Rotor 64 hat zwei diametral einander gegenüberliegende Flügel 68, die federnd nach außen durch eine Schraubenfeder 70 gedrückt werden, welche einen Ausrichtungsstift 72 umgibt. Beide Elemente sind in Bohrungen 74 angeordnet, die durch die Welle 20 und Teile der Rotore 64 verlaufen. Vorzugsweise sind die Rotore 64 auf der Welle 20 fest sitzend angeordnet, so daß die Welle 20, die Platte 60 und die Rotore 64 eine Untereinheit bilden.

Die linke Kammer 58 (Pig. 1) ist durch eine Abschlußplatte 76 verschlossen, welche in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit Bolzen 78 befestigt ist, die durch die Seitenwände der beiden Kammerelemente verlaufen und in mit Innengewinde versehenen Bohrungen der Prontplatte 26 verschraubt sind.

Das Gußteil 54 bildet einen Teil der zweiten Pumpstufe und hat in seiner oberen Fläche eine Austrittsöffnung. Ferner ist ein Ölablenkblech 80 kurz über dem ölstanzpegel angeordnet und verhindert, daß das Öl nach oben gegen eine Austrittsöffnung (nicht dargestellt) in der oberen Seite des Gußstücks 28 spritzt. Die Austrittsöffnung ist von einem Dichtungsring 82 umgeben. Ein Kondensationskern 84, der aus einem Hohlzylinder aus Filtermaterial oder einem ähnlichen Stoff gebildet ist,, wird abdichtend an dem Dichtungsring 82 durch eine becherartige Konstruktion 86 gehalten, die mit öffnungen 83 in ihrer zylindrischen Oberfläche versehen ist. Eine Schraube 90 ist durch eine Öffnung in der Deckfläche der Konstruktion 86 geführt und in einer Bohruno 92 mit Innengewinde in der Oberseite des Gußteils 23 ver-

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schraubt. Beim Betrieb heizt sich das öl innerhalb seines Behälters so weit auf, daß seine Verdampfung beginnt. Der Kern 84- dient zur Kondensation der gebildeten Dämpfe und ermöglicht einen Rückfluß des Öls in den ölbehälter, so daß eine Öldampfwolke aus der Pumpenkonstruktion nicht austreten kann.

In Fig. 2 sind die Pumpkammern 52 und 58 deutlicher dargestellt. Die Pumpkammer 26 ist mit zwei Eintrittsöffnungen ΊΟΟ versehen, die miteinander durch eine Bohrung 102 verbunden sind und bei Anordnung an der Frontplatte 26 mit einer öffnung 104- in Stromungsverbindung stehen, die im Inneren der Frontplatte 26 mittels eines Kanals mit einer Eintrittsbohrung 106 verbunden'ist. Das Gußteil 54- ist mit ähnlichen miteinander verbundenen Eintrittsöffnungen 108 vorsehen, die auf das eine Ende des Z-förmigen Durchgangs 62 ausgerichtet sind.

Das Gußtoil 52 enthält zwei Austrittsöffnungen 110, von denen nur eine dargestellt ist und die durch eine Bohrung 112 miteinander verbunden sind. Sie sind so angeordnet, daß sie in Strömungsverbindung mit dem anderen Ende des Z-fÖrrnigen Durchgangs 62 der Platte 60 stehen. Austritts-Öffnungen des Gußteils 54· sind bei 114- vorgesehen. Zusätzlich ist eine vertikale Bohrung 116 im Gußteil 5^ angeordnet, die von den Austrittsöffnungen 114- nach außen in den Behälter 30 verläuft.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, erfolgt die Drehung des Rotors 64- im Gegenuhrzeigersinn (Fig. 2), wobei die Rotorelemente exzentrisch gegenüber den Kammern 56 und 58 angeordnet sind, so daß die Flügel 68 ihren innersten, radial zum Rotor 64- liegenden Bewegungspunkt an einer Drehstelle zwischen dem kurzen Abstand der Ein-

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tritts- und Austrittsöffnungen erreichen, während sie ihren äußersten Bewegungspunkt zwischen dem langen Abstand zwischen diesen öffnungen erreichen.

Die Austrittsbohrung 116 der zweiten Pumpstufe öffnet sich zu einer Abstufung 118 des Gußteils 54- hin. Ein flexibles Metallblatt 120 ist an der oberen Fläche des" Gußteils 54-mittels einer Schraube 122 und einer Beilagscheibe 124- befestigt. Das flexible Metallblatt 120 ist damit in einer Bohrung 126 so verschraubt, daß es über der Bohrung 116 und der Abstufung 118 liegt. Dadurch wird ein schmaler Spalt mit der Höhe der Abstufung 118 zwischen der Austrittsöffnung 116 und dem Blatt 120 gebildet, der eine leichte Einströmung von Öl aus'dem Ölbehälter in die Pumpkammer 58 für eine kurze Zeit nach der Bewegung eines J¹Iugels 68 an der Austrittsöffnung 114· vorbei in Richtung zur Eintrittsöffnung ermöglicht. Dadurch wird eine Schmierung möglich, während gleichzeitig das Geräusch während des restlichen Arbeitszyklus beim Austritt des Gases durch die Cff- ' nung 116 unterdrückt wird. Gemäß einer vorzugsweisen Aus— führungsform der Erfindung liegt der Abstand zwischen dem Blatt 120 und der Abstufung 118 in der Größenordnung von 0,09 mm. Die Pumpe ist durch einen L-förmigen Handgriff 150 vervollständigt, der in einer Bohrung 132 der Frontplatte 26 verschraubt sein kann. Zusätzlich kann ein Ventilelement 1J4- der üblichen Art vorgesehen sein, um den Rückdruck innerhalb der Kammer zu regulieren, so daß eine Kondensation von Feuchtigkeit in der Kammer im wesentlichen verhindert wird.

Die vorstehend beschriebene Konstruktion ist in mechanischer Hinsicht extrem einfach aufgebaut und ermöglicht keine komplizierten Maschinenfunktionen. Ferner sind keine engen Toleranzen bei der Herstellung; des Blatts 120 erforderlich. Die Ge-

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rauschunterdrückung und die Schmierung werden also gleichzeitig mit einer relativ einfachen Konstruktion erreicht.

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Claims (3)

1. - ίο -

   Patentansprüche :

   Λ J Vakuumpumpe mit einem eine Pumpkammer bildenden Block, in dem ein mit zumindest einem radial bewegbaren und nach außen vorgespannten Flügel versehener Rotor auf einer gegenüber der Kammerinitte versetzten Achse drehbar angeordnet ist, mit einer Eintrittsöffnung und einer dazu mit Abstand angeordneten, eine öffnung im Block bildenden Austrittsöffnung, die so angeordnet sind, daß der Flügel bei Bewegung von der Eintrittsöffnung zur Austrittsöffnung zuerst nach innen, dann nach außen bewegt wird, und mit einem die Kammer zumindest teilweise umgebenden Ölbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittsöffnung (116) ein Geräuschdämpfer in Form eines außerhalb der Kammer (5S) und innerhalb des Ölbehälters (30) angeordneten flexiblen Blatts (120) unter Bildung eines engen Spalts zugeordnet ist, der durch eine zumindest teilweise die Austrittsöffnung (116) umgebende abgesenkte Aussparung (118) des Blocks (54-) begrenzt ist, und daß das Blatt (120) an einer mit Abstand zur Austrittsöffnung (116) angeordneten Stelle (126) befestigt und mit einem freien Ende über der Austrittsöffnung (116) angeordnet ist.
2. 2. Vakuumpumpe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei Pumpstufen mit jeweils einer Kammer (56» 58), in der ein Rotorelement (64) angeordnet ist, durch eine gemeinsame Drehwelle (20) für beide Rotorelemente (64), durch in beiden. Kammern (56, 53) vorgesehene Eintritts- und Austrittsöffnungen (100, 110; 103, 116) und durch eine die Austrittsöffnung (100) der ersten Kammer (56) mit der Eintrittsöffnung (108) der zweiten Kammer (5S) verbindende Leitung (62).

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3. 3. Vakuumpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antriebsmotor (10) mit einer Abtriebswelle (12) vorgesehen ist, die auf die Längsachse der Pumpenteilc (20) ausgerichtet und mit dieser direkt gekoppelt ist.

   4-, Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (118) die Austrittsöffnung (116) teilweise umgibt.

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