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"Vakuumpumpe"
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Die Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe (Unterdruck- oder Saugpumpe)
mit zumindest einem Rotor in einem Gehäuse, an dessen Seitenwänden der Rotor anliegt
und mit zumindest einem Flügel, der an den Seitenwänden des Gehäuses anliegt, mit
der Drehung des Rotors radial verstellt wird, und in dem Gehäuse Bereiche voneinander
trennt, die jeweils an einen Vakuumeinlaß und an einen Gasauslaß in dem Gehäuse
angeschlossen sind, und mit zumindest einer seitlichen Abschlußplatte.
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Bei solchen Vakuumpumpen (DE-OS 23 40 356) ist das Problem der Abdichtung
der seitlichen Rotorflächen an den Gehäusewänden nicht so einfach zu lösen, wie
es bei Druckpumpen bereits geschehen ist (CH-PS 337 605). Bei solchen Druckpumpen
kann man an die Seitenflächen des Rotors oder der Rotoren Andrückplatten anlegen,
die unter den Druck in der Förderleitung gestellt werden. Ein entsprechender Druck
ist bei Vakuumpumpen nicht vorhanden.
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Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Abschlußplatte
unter die Einwirkung des in einem der Bereiche bei der Drehung des Rotors erzeugten
Vakuums an dem Rotor und an einer Stirnfläche des oder der Flügel anliegt. Beispielsweise
kann man die Abschlußplatte aus elastischem Werkstoff herstellen. Sie verformt sich
dann unter dem Atmosphärendruck und legt sich abdichtend an die Seitenfäche des
Rotors und die Stirnfläche der Flügel an. Vorzugsweise erhält hierbei die Abschlußplatte
in dem Bereich des Gehäuses, der mit der vakuumseitigen Einlaßöffnung in Verbindung
steht, eine geschwächte Wandstärke. Es reicht aus, wenn die Schwächung der Abschlußplatte
analog einem nierenförmigen Auslaßschlitz des Gehäuses Nierenform hat.
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Hierdurch wird ein Durchtreten von Gas von der Atmosphärenseite her
zur Vakuumseite hin unterbunden, so daß der Wirkungsgrad der Vakuumpumpe voll erhalten
bleibt.
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Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird zwischen
der Stirnseite des Rotors und der Abschlußplatte eine Andrückplatte angeordnet,
ähnlich wie dies bei den oben erwähnten Druckpumpen schon geschehen ist. Die Andrückplatte
hat den Durchmesser der Gehäusebohrung und stützt sich über ein Federelement an
der Abschlußplatte ab. Die Abschlußplatte kann in diesem Fall aus einem beliebigen
starren Werkstoff bestehen. Der Spalt zwischen der Andrückplatte und der Abschlußplatte
wird entlüftet. Damit erhält die Atmospähre Zutritt zu der Andrückplatte und kann
sie an die Seitenfläche des Rotors anlegen. Hierbei wird zweckmäßigerweise zwischen
der Abschlußplatte und der Andrückplatte ein Dichtring angeordnet. Der Dichtring
liegt zweckmäßigerweise an der Getläusebohrung an.
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Je nach der Bauweise wird die Anordnung nach der Erfindung so getroffen,
daß die Abschlußplatte und die Andrückplatte unter der Einwirkung des Vakuums an
dem Rotor und an den Stirnseiten von Flügeln anliegen, die in Schlitzen im Rotor
gleiten, oder sie liegen an den Stirnseiten von Flügeln an, die in Schlitzen in
dem Rotor und im Mantel des Gehäuses gleiten.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es sind: Fig. 1 ein Schnitt in der gemeinsamen Ebene der Rotorwelle und der Antriebswelle
eines ersten Ausführungsbeispiels, Fig. 2 ein Schnitt entsprechend Fig. 1 durch
ein zweites Ausführungsbeispiel, teilweise weggebrochen, Fig. 2a Einzelheiten aus
Fig. 2, Fig. 3 eine Vorderansicht auf die Ausführungsbeispiele nach den Fig. 1 und
2, teilweise weggebrochen, Fig. 4 ein Schnitt entsprechend Fig. 1 durch ein drittes
Ausführungsbeispiel, Fig. 5 ein Schnitt entlang Linie V-V von Fig. 4, und Fig. 6
ein viertes Ausführungsbeispiel, schematisch dargestellt.
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Das Gehäuse 1 der Vakuumpumpe nach Fig. 1 setzt sich aus einer Frontplatte
2 und einem einstückig damit ausgebildeten Mantel 3 sowie einer Abschlußplatte 4
zusammen. In
der Frontplatte 2 ist die Rotorwelle 5 gelagert, die
einen Antriebszapfen 6 zum Anschluß an einen Motor hat. Gehäuseseitig endet die
Welle in dem Rotor 7, in dessen Schlitzen 8 Flügel 9 gleiten, die sich an Federn
10 abstützen, wenn sie an der Innenwand 11 des Mantels 3 entlanglaufen. Die Stirnflächen
12, 12' des Rotors 7 und der Flügel 9 gleiten entlang der Innenstirnwand der Abschlußplatte
4, ihre Stirnflächen 14, 14' liegen an der Innenfläche 15 der Abschlußplatte 4 an.
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Die Frontplatte 2 hat einen Stutzen 16 als Vakuumeinlaß und einen
Stutzen 17 als Gasauslaß. Innerhalb der Frontplatte 2 ist der Stutzen 16 an die
Vakuumniere 18 und der Stutzen 17 an die Gasauslaßniere 19 angeschlossen.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel trennen die Flügel 9 jeweils den Vakuumbereich
innerhalb des Gehäuses 1 von dem Gasauslaßbereich. Innerhalb dieser Bereiche liegen
die Vakuumniere 18 bzw. die Gasauslaßniere 19.
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Die Abschlußplatte 4 ist aus einem Kunststoff gefertigt, beispielsweise
aus Polyamid. Sie ist elastisch verformbar und läßt sich mit ihrem Rand 20 über
den Bund 21 klemmen, wo sie einen festen Sitz erhält. Im Bereich der Vakuumniere
18 hat die Abschlußplatte 4 eine Schwächung 22.
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Wird der Rotor in Richtung des Pfeiles von Fig. 3 gedreht, dann schafft
er das zwischen zweien seiner Flügel 9 eingeschlossene Gas aus dem Bereich der Vakuumniere
18 in den Bereich der Gasauslaßniere 19 hinüber. In Fig. Z ist der Bereich der elastischen
Verformung als Folge der Einwirkung des entstehenden Vakuums auf die Schwächung
22 der Abschlußplatte 4 schraffiert eingezeichnet. Insbesondere in diesem
Bereich,
aber auch mit ihrer gesamten übrigen Fläche wird die Abschlußplatte 4 mit ihrer
Innenfläche 15 gegen die Stirnfläche 14 des Rotors 7 und auch gegen die Stirnflächen
14' der Flügel angedrückt. Unter der Einwirkung der Kraft des Vakuums wird der Rotor
auch mit seiner Stirnfläche 18 gegen die Innenstirnfläche 13 der Frontplatte 2 des
Gehäuses 1 angelegt. Damit ist dafür gesorgt, daß kein Gas aus dem Bereich der Gasauslaßniere
19 in den Bereich der Vakuumniere 18 übertreten kann.
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Die Abschlußplatte 4 in der Ausführungsform der Erfindung nach Fig.
2 darf eine Metallplatte sein, kann aber auch wie in Fig. 2 dargestellt, aus einem
Kunststoff hergestellt sein, so daß man sie mit ihrem Rand 20 über den Bund 21 des
Mantels 3 des Gehäuses 1 klemmen kann. In diesem Ausfdhrungsbeispiel ist die Wandstärke
der Abschlußplatte s übul' die gesamte Fläche gleich. Der Abschlußplatte 4 ist in
diesem Ausführungsbeispiel eine Andrückplatte 24 zugeordnet, die abgedichtet im
inneren Umfang des Mantels 3 geführt ist und sich dort an die Stirnfläche 14 des
Rotors 7 anlegt. Abdichtelemente 27 sind in Fig. 2a dargestellt.
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Eine Druckfeder 23, die in die Abschlußplatte 4 eingelegt ist, sorgt
dafür, daß der Kontakt zwischen der Stirnfläche 14 des Rotors und der Andrückplatte
stets aufrechterhalten bleibt. Eine Bohrung 25 sorgt für die Entlüftung des Spaltes
26 zwischen der Abschlußplatte 4 und der Andrückplatte 24.
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Im Bereich der Vakuuniniere 18 saugt das Vakuum, unterstützt durch
den Druck der Druckfeder 23 H dach cf-ch den durch die Bohrung 25 eintretenden atmosphärischen
Druck die Andrückplatte 24 zur dichten Anlage an die Stirnfläche 14 des Motors 7
und deckt ihn auch mit seiner Stirnfläche 12
gegen die Innenstirnwand
13 der Frontplatte 2.
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Die Vakuumpumpe, die in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist, unterscheidet
sich von denen nach den Fig. 1 bis 3 durch die Bauart ihres Rotors 37. Die Schlitze
8 im Rotor 7 nach den Fig. 1 bis 3 führen die Flügel 9 in radialer Richtung, wogegen
die Schlitze 38 im Rotor 37 so gelegt sind, daß sie nicht durch die Rotorachse verlaufen,
sondern die Flügel 9 schräg geneigt an ihr vorbeiführen. Die Funktion ist im übrigen
die gleiche wie bei den Vakuumpumpen nach den beiden ersten Ausführungsbeispielen.
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In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 läuft der Rotor 47 um eine
Achse, die mit der Mittelachse des Gehäuses 1 identisch ist und die exzentrisch
zu seiner eigenen Mittelachse liegt. Eine Dichtleiste 49 in einem Schlitz 48 nebst
seiner Berührungslinie mit der Innenwand 11 des Gehäuses 1 stellt die Abdichtung
entlang seiner Längslinie her, die sich stets in nächster Nähe dieser Innenwand
befindet.
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Ein einziger Flügel 9, der zwischen der Vakuumniere 18 und der Gasauslaßniere
19 im Gehäuse 1 stationär angeordnet ist, übernimmt die Aufgabe, das Gehäuse in
einen Saugbereich und einen Auslaßbereich zu unterteilen. Eine Vakuumpumpe dieser
Bauart kann in gleicher Weise, wie die Vakuumpumpen nach den anderen Ausführungsbeispielen,
mit einer Abschlußplatte oder einer Andrückplatte versehen werden, die unter der
Einwirkung des Vakuums, das sich hier in dem mit 51 bezeichneten linken Bereich
des Pumpenraumes einstellt, an den Rotor 47 angedrückt werden.
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Bezugszeichenliste: 1 Gehäuse 2 Frontplatte 3 Mantel 4 Abschlußplatte
5 Rotorwelle 6 Antriebszapfen 7 Rotor 8 Schlitz 9 Flügel 10 Federn 11 Innenwand
12 Stirnfläche 12' Stirnfläche 13 Innenstirnwand 14 Stirnfläche 14' Stirnfläche
15 Innenfläche 16 Stutzen 17 Stutzen 18 Vakuumniere 19 Gasauslaßniere 20 Rand 21
Bund 22 Schwächung 23 Druckfeder 24 Andrückplatte 25 Bohrung 26 Spalt 27 Dichtring
37
Rotor 38 Schlitz 47 Rotor 48 Schlitz 49 Dichtleiste 50 Flügel 51 Bereich
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