CN103261694A - 真空泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种真空泵、尤其是螺杆泵，具有优选两个通过传动机构联接的、驱动柱塞(12、13)的柱塞轴(2、3)，具有内部的、沿柱塞轴(2、3)的几何轴线的方向延伸的凹缺(14)，管状体(20)在该凹缺中延伸以便在在凹缺(14)的内表面和管状体(20)的外表面之间保留自由空间的情况下引导冷却液。为了提供一种具有设计简单的且在冷却功率方面有效的造型的真空泵，在此推荐，管状体(20)还固定在设置在柱塞(12、13)的抽吸侧端部上的单独的封盖(15)上，并且自由空间至少部分地直接设置在管状体(20)和柱塞(12、13)的内表面之间，并且自由空间连续地从封盖(15)延伸至管状体(20)在柱塞轴(2、3)中的固定区域中并且在柱塞轴(2、3)的与柱塞轴(2、3)的马达壳体/传动机构壳体(4)对应配设的区域中延伸。

Description

真空泵
本发明涉及一种真空泵、尤其是螺杆泵，具有优选两个通过传动机构联接的、驱动柱塞的柱塞轴，其中柱塞具有抽吸侧端部和推压侧端部并且内侧被冷却，该真空泵具有壳体，该壳体分为马达空间/传动空间和工作空间，其中柱塞还具有内部的、沿柱塞轴的几何轴线的方向延伸的凹缺，管状体在该凹缺中延伸以便在在凹缺的内表面和管状体的外表面之间保留自由空间的情况下引导冷却液，其中冷却液通过所述管状体进入所述自由空间，该管状体固定在柱塞轴上。
这种真空泵是已知的。具有直接的柱塞冷却装置的真空泵与一定程度上非直接冷却的真空泵不同。具有直接柱塞冷却的真空泵的现有技术，尤其可以参考EP1242742B1或US2005/0069446A1。对于可能的整体构造，除了上述直接的柱塞冷却装置之外，也可以参考未在先公开的DE102010060199。该申请的内容在此全部内容都包含在本发明的公开内容中，为此所述申请的特征也包括在本发明的权利要求中。直接冷却柱塞的真空泵具有这样的优点，在泵壳体和柱塞或柱塞轴之间在工作中没有明显的温度差异。还可以与输送的气流无关地保证柱塞的散热。在工作中还可以在压力端产生较高压力。对于从首先描述的文献中已知的真空泵的实施形式可以参考该文献的图3，管状体在柱塞轴的内部延伸。在所述管状体的外表面和柱塞轴的内表面之间延伸有在该区域管状设计的柱塞轴壁。从管状体中流出的冷却液首先流入柱塞轴的空腔中，并从此处流入由柱塞轴贯穿的、柱塞的凹缺中。
以此为基础，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种具有设计简单的并且在冷却功率方面有效的造型的真空泵。
所述技术问题按照第一种发明构思通过这种技术方案解决，其中所述管状体还固定在安设于柱塞的抽吸侧端部上的单独的封盖上，并且自由空间至少部分地直接设置在管状体和柱塞的内表面之间。通过管状体一方面固定在柱塞轴上，另一方面借助安设在柱塞上的单独的封盖固定在柱塞本身上，柱塞轴本身可以有利地设计得较短。柱塞轴不必贯穿这种凹缺，至少不必贯穿绝大部分。此外，管状体在卸下封盖后可以直接触及。通过将自由空间至少部分地直接设置在管状体和柱塞的内表面之间，从管状体流出的冷却液可以容易到达柱塞，并且散热。对于冷却液可以保证有益的流体比率，尤其也可以保证小的流体压力损失。
以下(也可以在附图说明和附图中)多次与已述设计方案优选关联地说明或描述本发明的其他特征，但是这些特征也可以与仅一个或多个单独的(在此所述或所示的)特征关联地或独立地或在其他整体设计方案中是有意义的。
所述自由空间优选连续地以及优选无内装件地从封盖延伸至管状体在柱塞轴中的固定区域。此外，该固定区域优选设于柱塞轴与柱塞轴的马达壳体/传动机构壳体对应配设的区域中。实际上在贯穿区域的整个长度上无内装件地构成的自由空间导致该空间简单和有效的造型，从管状体中流出的冷却液可以流入该自由空间中。而且得到一种易于装配的造型。
此外优选的是，所述凹缺是圆柱形的。
还优选的是，冷却液可以在封盖的面向自由空间的内部的端面区域中流出。进一步优选，冷却液仅在那从管状体中流出。因此，冷却液在柱塞的抽吸侧端部流出，并且然后从那回流，优选流入马达空间/传动机构空间。在柱塞的抽吸侧端部处主要是最低的温度。也就是说,冷却液在柱塞的冷的端部流出，并且然后热量可以根据对流原理鉴于温度变化曲线从柱塞散发。
所述管状体容纳在柱塞轴的相应的容纳凹缺中。在此，容纳凹缺优选具有固定部段和具有更大横截面的贯穿部段。该贯穿部段进一步优选设计在固定部段的柱塞侧。
进一步优选，冷却液能在固定部段中注入以便流入在固定部段的轴向上开口的所述管状体。管状体可以设计为在其整个长度上具有相同壁厚的普通的管件。连同如所述的柱塞中的优选圆柱形的凹缺，管状体至少在其与柱塞对应的长度的主要部分上自由地贯穿所述凹缺，在该自由贯穿的区域中获得相对较大的圆环状空腔，该空腔用于冷却液。
为了使冷却液(优选是油)回流，优选在柱塞轴的贯穿部段、在柱塞轴与马达空间/传动机构空间对应配设的区域中构造径向孔。在此油或具有高温的冷却液回流入马达空间/传动机构空间中。冷却液的循环实际上仅通过冷却液注入管状体中来实现。
柱塞轴可以借助柱塞也支承在吸入侧。此支承还优选借助封盖。管状体可以在其设计造型方面实际上仅用于输送冷却液。管状体也可以由不同于柱塞或柱塞轴的材料构成，该材料优选是钢。例如也可以由轻质金属构成，如铝。在柱塞和柱塞轴的双构件式实施形式中，柱塞也可以由不同于柱塞轴的其他材料构成，例如也可以由铝构成。
以下结合附图阐述本发明，但是仅显示了一个实施例。在附图中：
图1示出具有内部冷却的柱塞的真空泵的示意横截面；和
图2示出图1中点划线限定区域的放大图。
所示和所述的是在图1中以横截面显示的真空泵1，其在该实施例中设计为螺杆泵。真空泵1具有第一柱塞轴2和第二柱塞轴3。柱塞轴2、3具有几何(纵)轴线A。
在此该真空泵优选是干式运行的泵。
真空泵1还具有泵壳体，该泵壳体可分为与工作空间5相关的壳体4和构成马达空间/传动机构空间7的壳体6。壳体4、6，尤其就壳体6而言是围绕柱塞轴2、3径向封闭的优选并因此一体式设计的壳体。它例如可以是(钢或铝)的铸件。
壳体6在背侧由封闭板8封闭，在封闭板中柱塞轴2、3支承在端侧。在此，在柱塞轴2中仅示意地显示了在封闭件8的外侧还设置通过柱塞轴2驱动的油泵9。油泵9用于向马达空间/传动机构空间7供油，以及在此通过油液实现，还用于冷却液和其传输或循环，这在以下仍会详细描述。
在马达空间/传动机构空间7和工作空间5之间设置隔板10。柱塞轴2、3借助轴承11支承在隔板10上。
在工作空间侧柱塞轴2、3配设柱塞12、13。它们在该实施例中以普通的方式螺栓形地配合作用，但是不会接触。柱塞12、13可以与各自的柱塞轴2、3基本上一体式构造。但在该实施例中和优选地它们单独地设计并且与柱塞轴例如形状配合和/或螺纹连接。
分别配设圆柱形凹缺14的柱塞12、13在其抽吸侧端部借助盖住凹缺14的封盖15通过轴承16支承在壳体4中。封盖15直接固定在柱塞12、13上并且与其一起旋转。封盖15可以以简单方式借助O形环29相对柱塞轴或各自的柱塞密封。
此外，在该实施例中柱塞轴2、3通过唯一的、与柱塞轴3配合作用的马达17驱动，并且通过传动机构18相互联接。设置在柱塞12或13中的凹缺14从柱塞12或13的抽吸侧端部19开始与柱塞轴2、3或柱塞12、13的纵轴线A同心地延伸经过柱塞12或13的大部分长度。
在凹缺14的内部延伸同样与轴线A同心的管状体20。管状体20的一端固定在封盖15中并且另一端固定在柱塞轴2中。该管状体20相应地连同柱塞轴2或3以及柱塞12一起旋转。
尤其还可以参看图2，管状体20用于传输冷却液直至柱塞12、13的抽吸侧端部，该冷却液在实施例中通过借助油泵9抽入马达空间/传动机构空间7的或在其中循环的油液给出。为此，管状体20在封盖15的区域中具有用于冷却液的出口21。直接设置在封盖15上的冷却液出口也对轴承16的冷却是有利的。在冷却液(朝向柱塞12、13观察)开始注入管状体20之前，(未详细单独地显示)被注入柱塞轴2、3中，亦即与马达空间/传动机构空间7对应配设的区域中。
凹缺14从柱塞12或13的抽吸侧端部观察首先具有较大直径D，然后具有较小直径d。较大直径D相当于管状体20的外径R的优选3至7倍。较小直径d相当于管状体20的外径R的优选1.2至2倍。
此外，凹缺14的较大直径D的区域在柱塞12或13中延伸长度l(以封盖15为起点)，该长度l相当于柱塞12或13的整体长度L的优选一半至4/5。
此外，管状体20明显自由突伸地贯穿柱塞轴2或3的孔22。所述孔22优选设计成与柱塞12或13的具有直径d的孔23齐平并且具有相同的直径。然后，柱塞轴2或3的孔22过渡为柱塞轴2或3的相应较小直径的孔24，在孔24中管状体20继续自由地贯穿。孔22、24共同示出柱塞轴2、3的贯穿部段。最后，与孔24相连地为了构成固定区域，还在柱塞轴2或3中设置更小直径的夹持孔25，在该夹持孔25中固定有管状体20与之相关的端部26。端部26就管状体20的壁厚而言是外部减小的区域，因此在管状体20上构成止挡轴肩27，其抵靠在柱塞轴2、3的支承轴肩28上。一方面通过止挡轴肩27抵靠在支承轴肩28上，另一方面通过管状体已给定的支承在封盖15中，因此管状体20的轴向位置在柱塞轴和柱塞的连接中是固定的。端部26例如借助弹簧元件，相应于对轴已知的槽键连接通过径向固定夹紧力夹持在柱塞轴2、3中。
柱塞12、13具体地在与凹缺14相邻处、从封盖15处观察具有配合孔部段30，柱塞轴2、3的连接部段31插入该配合孔部段30中。在连接部段31的端面32上设置被固定螺栓34贯穿的垫片33。
垫片33具有与孔23适配地、用于过渡为具有在流入侧设置的倒角35的相应孔。
从柱塞轴2、3的孔22或孔24处开始构成多个径向孔36，用于将从管状体20的外侧流回的冷却液引回到马达空间/传动机构空间7中。由于由柱塞轴2、3的转动产生的径向力，在此冷却液实际上自动地回甩至所述空间中。一些孔36也可以(如所示从工作空间5看出)在轴承11之前通入柱塞轴2、3的周围空间中。
最后，前述的范围或值域就该公开内容而言也包括全部的中间值，尤其以各比率的1/10的步长，一方面限定了所述区域界限的下限和/或上限，作为备选或补充，也可以在该公开内容中限定各个区域的一个或多个奇数值。
所有公开的特征都是本发明的实质内容。在本发明的公开内容中也可以完整地包含相关的/配属的优先权材料(在先申请的文本)的公开内容，为了该目的，这些材料的特征也包含在本申请的权利要求中。从属权利要求以其可选的从属内容刻画了现有技术的独立的有创造性的扩展设计，尤其可以基于这些权利要求进行分案申请。
附图标记清单
1   真空泵
2   柱塞轴
3   柱塞轴
4   壳体
5   工作空间
6   壳体
7   马达空间/传动机构空间
8   封闭件
9   油泵
10  隔板
11  轴承
12  柱塞
13  柱塞
14  凹缺
15  封盖
16  轴承
17  马达
18  传动机构
19  抽吸侧端部
20  管状体
21  出口
22  孔
23  孔
24  孔
25  夹持孔
26  端部
27  止挡轴肩
28  支承轴肩
29  O形环
30  配合孔部段
31  连接部段
32  端面
33  垫圈
34  固定螺栓
35  倒角
D   直径
d   直径
R   外径
l   长度
L   整体长度
A   几何轴线

Claims (7)

1.一种真空泵、尤其是螺杆泵，具有优选两个通过传动机构联接的、驱动柱塞(12、13)的柱塞轴(2、3)，其中柱塞(2、3)具有抽吸侧端部和推压侧端部并且在内侧被冷却，所述真空泵(1)具有壳体(4、6)，该壳体(4、6)分为马达空间/传动机构空间(7)和工作空间(5)，其中柱塞(12、13)还具有内部的、沿所述柱塞轴(2、3)的几何轴线(A)的方向延伸的凹缺(14)，在该凹缺中延伸有管状体(20)以便在在凹缺(14)的内表面和管状体(20)的外表面之间保留自由空间的情况下引导冷却液，其中，所述冷却液能够从所述管状体(20)进入所述自由空间，且该管状体(20)固定在所述柱塞轴(2、3)上，其特征在于，所述管状体(20)还固定在设置在所述柱塞(12、13)的抽吸侧端部上的单独的封盖(15)上，并且所述自由空间至少部分地直接设置在所述管状体(20)和所述柱塞(12、13)的内表面之间，并且连续地从所述封盖(15)延伸至所述管状体(20)在柱塞轴(2、3)中的固定区域，该固定区域设于所述柱塞轴(2、3)的与所述柱塞轴(2、3)的马达壳体/传动机构壳体(4)对应配设的区域中。
2.按照权利要求1或尤其之后的权利要求所述的真空泵，其特征在于，在所述管状体(20)的外表面和所述柱塞(12、13)的内表面之间的空间无内装件。
3.按照前述一个或多个前述权利要求或尤其之后的权利要求所述的真空泵，其特征在于，所述冷却液在所述柱塞(12、13)的端面区域中流出。
4.按照前述一个或多个前述权利要求或尤其之后的权利要求所述的真空泵，其特征在于，所述管状体(20)容纳在所述柱塞轴(2、3)的相应的容纳凹缺中。
5.按照前述一个或多个前述权利要求或尤其之后的权利要求所述的真空泵，其特征在于，所述容纳凹缺具有固定部段和设计有更大开口横截面的贯穿部段。
6.按照前述一个或多个前述权利要求或尤其之后的权利要求所述的真空泵，其特征在于，所述管状体(20)具有一个或多个沿径向延伸的孔(36)，用于使冷却液流过。
7.按照前述一个或多个前述权利要求或尤其之后的权利要求所述的真空泵，其特征在于，所述冷却液能注入所述柱塞轴(2、3)中以便进入沿所述固定部段的轴向开口的所述管状体(20)。
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