Die Erfindung betrifft eine Drehschieberpumpe zur Erzeugung von Grob- und Feinvakuum.The invention relates to a rotary vane pump for generating coarse and fine vacuum.
Drehschieber-Vakuumpumpen bestehen im wesentlichen aus einem zylindrischen Pumpengehäuse und einem in ihm exzentrisch angeordneten Rotor. Zwei oder mehr im Rotorschlitz untergebrachte und durch Federn und Fliehkraft auseinandergedrückte Schieber gleiten entlang der Gehäuseinnenwand. Bei Drehung des Rotors vergrößert sich der von Rotor, Gehäuse und Schieber gebildete, im Querschnitt sichelförmige Schöpfraum zum Saugstutzen hin. Im Maximum wird der Schöpfraum vom folgenden Schieber zum Saugstutzen abgeschlossen. Das Gas wird beim Weiterdrehen verdichtet, bis das ölüberlagerte Auspuffventil sich öffnet und das Gas ausgestoßen wird.Rotary vane vacuum pumps consist essentially of a cylindrical pump housing and a rotor arranged eccentrically in it. Two or more sliders housed in the rotor slot and pushed apart by springs and centrifugal force slide along the inside wall of the housing. When the rotor rotates, the suction space formed by the rotor, the housing and the slide, which is crescent-shaped in cross-section, increases towards the suction nozzle. At the maximum, the suction chamber is closed by the following slide to the suction nozzle. The gas is compressed during further rotation until the oil-overlaid exhaust valve opens and the gas is expelled.
In dem japanischen Gebrauchsmuster JP 26-6486U wird eine Drehschieber-Vakuumpumpe beschrieben, deren Rotor einen Durchmesser von 62% des Durchmessers des Gehäuseinnenraumes hat. Der durchgehende Rotorschlitz nimmt einen einzigen, über die gesamte radiale Schlitzlänge gleitenden Schieber auf, der aus zwei aufeinandergleitenden und durch eine Druckfeder radial auseinandergedrückten Hälften besteht. Die auf der Gehäuseinnenwand gleitenden Enden der Schieberhälften sind verstärkt ausgebildet. Im Gegensatz zu den meisten gegenwärtig produzierten Drehschieberpumpen beträgt der effektive Innenraum dieser Pumpe immerhin 58% und der maximale Schöpfraum 52% des Gehäuseinnenraumes. Trotz dieses Fortschritts kann das auf das Gehäuseinnenvolumen bezogene Saugvermögen noch nicht befriedigen. Der Materialeinsatz und der Arbeitsaufwand für die Herstellung der Pumpe sind im Verhältnis zu einer bestimmten Saugleistung immer noch zu hoch - das Masse-Leistungs-Verhältnis ist noch nicht optimal.Japanese Utility Model JP 26-6486U describes a rotary vane type vacuum pump whose rotor has a diameter of 62% of the diameter of the housing interior. The continuous rotor slot receives a single, over the entire radial slot length sliding slide, which consists of two successive sliding and radially pressed apart by a compression spring halves. The slide on the housing inner wall ends of the slide halves are reinforced. In contrast to most currently produced rotary vane pumps, the effective interior of this pump is at least 58% and the maximum suction chamber 52% of the housing interior. Despite this progress, the pumping capacity based on the housing internal volume can not yet be satisfied. The material used and the labor required to make the pump are still too high in relation to a certain suction power - the mass-to-power ratio is not yet optimal.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Drehschieber-Vakuumpumpe der beschriebenen Art zu entwickeln, die einen auf das Saugvermögen bezogenen geringeren Material- und Arbeitsaufwand erfordert und deren effektiver Innenraum größer als 60% des Gehäuseinnenraumes ist.The invention therefore an object of the invention to develop a rotary vane vacuum pump of the type described, which requires a reduced material and labor costs related to the suction and their effective interior is greater than 60% of the housing interior.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs gelöst. Mit dieser Konzeption lassen sich praktisch ein effektiver Pumpeninnenraum bis maximal 85% und ein maximaler Schöpfraum (zum Zeitpunkt des Abtrennens des Schöpfraumes vom Saugstutzen) bis 70% des Gehäuseinnenraumes realisieren. Bezogen auf ein bestimmtes Saugvermögen lassen sich wesentlich kleinere Pumpenabmessungen erzielen. Bezogen auf ein bestimmtes Gehäuseinnenvolumen bzw. auf bestimmte Pumpenabmessungen ist ein erheblich größeres Saugvermögen erreichbar. In jedem Fall ist eine Saugleistung mit weniger Material für Rotor, Gehäuse und Lagerdeckel möglich. Im Regelfall führt der geringere Materialeinsatz auch zu einer Einsparung an Arbeitsaufwand.According to the invention, this object is achieved with the features of the characterizing part of the claim. With this concept, an effective pump interior can be realized up to a maximum of 85% and a maximum pumping chamber (at the time of separation of the pumping chamber from the intake manifold) to 70% of the housing interior. With regard to a specific pumping speed, considerably smaller pump dimensions can be achieved. Relative to a specific housing internal volume or to certain pump dimensions, a considerably greater pumping speed can be achieved. In any case, a suction with less material for rotor, housing and bearing cap is possible. As a rule, the lower material usage also leads to a saving in labor.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt die Schnittdarstellung einer erfindungsgemäß ausgeführten Drehschieber-Vakuumpumpe. Dargestellt sind nur die für das Verständnis der Erfindung wichtigen Teile.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. The accompanying drawing shows the sectional view of an inventively designed rotary vane vacuum pump. Shown are only the important parts for understanding the invention.
Der Pumpenkörper und der Antriebsmotor sind horizontal an einer Aufnahme angeflanscht. An dieser Aufnahme sind die hauptsächlichen Anschluß- und Bedienelemente wie Saugstutzen 2, Druckstutzen 3, Gasballastventil, Fuß- und Ölablaßstutzen angebracht. Motor und Pumpstufe sind durch eine Kupplung verbunden. Der Pumpkörper besteht aus dem Pumpengehäuse 1 und zwei Lagerdeckeln. In ihnen ist der Rotor 4 exzentrisch gelagert. Der Innenraum des Pumpengehäuses 1 hat einen Durchmesser 5 und einen Radius 6. Der Rotor4 besitzt den Durchmesser?. Der Durchmesser 7 beträgt 44% des Durchmessers 5, ist also kleiner als der Radius 6. Der Rotor 4 ist mit einem durch seine Achse gehenden Schlitz 8 versehen. In ihm ist ein Schieber 9 eingeschoben, der sich aus zwei aufeinandergleitenden Hälften 10; 11 zusammensetzt. Die Hälften 10; 11 sind z.B. als Hartgewebeplatten ausgeführt, deren Gleitkanten 12; 13 abgeschrägt bzw. abgerundet sind. Eine verstärkte Ausbildung der Gleitkanten wie beim japanischen Gebrauchsmuster wäre im gewählten Ausführungsbeispiel möglich, nicht aber bei Rotordurchmessern ab etwa 36% des Gehäuseinnendurchmessers und kleiner, weil sie dann eine für den Eingriff in den Rotorschlitz ausreichende Länge der Schieberhälften verhindert. Die sich berührenden Innenflächen der Hälften 10; 11 weisen radial verlaufende Nuten 14; 15 auf, die einander zugewandt sind und Hohlräume für die Aufnahme einer Druckfeder 16 bilden. Als Auflageelemente für die Druckfedern 16 sind an ihren Enden Kugeln 17 eingesetzt. Die Nuten 14; 15 sind so angeordnet, daß die als Widerlager für die Kugeln 17 und damit auch für die Federn 16 dienenden Nutenden 20; 21 näher an den Gleitkanten 12; 13 als an den gegenüberliegenden Kanten 22; 23 der jeweiligen Hälfte 10; 11 liegen. Die radiale Länge 18 der Schieberhälften 10; 11 ist so gewählt, daß sie etwa 98,5% der Länge 19 der kleinsten von ihnen gebildeten Sehne beträgt. Sie ist auf jeden Fall größer als die Differenz zwischen dem Durchmesser 5 und dem Durchmesser 7, knapp das Eineinhalbfache dieser Differenz. Bei dieser Länge 18 ist allerdings eine verstärkte Ausbildung der Gleitkanten 12; 13 ausgeschlossen. Die Funktionsweise der beschriebenen Pumpe basiert auf dem eingangs beschriebenen Wirkprinzip der Drehschieber-Vakuumpumpe. Die Abweichungen gegenüber den bekannten Pumpen resultieren aus dem kleineren Rotor 4 im Pumpengehäuse 1 und dem Aufbau des Schiebers 9. Der Schöpfraum 24 nimmt maximal ein Volumen von 66% des Gehäuseinnenraumes bzw. 81,8% des effektiven Pumpeninnenraumes ein, der seinerseits 76,4% des Gehäuseinnenraumes ausmacht. Der Schieber 9 trennt den Schöpfraum 24 vom Kompressionsraum 25 in jeder Winkelstellung des Rotors 4. Bei einer vollen Umdrehung des Rotors 4 sind zwei Saugtakte und zwei Druck-(Ausstoß-)takte zu verzeichnen, wobei immer ein SaugtaktThe pump body and the drive motor are flanged horizontally to a receptacle. At this recording, the main connection and controls such as suction 2, discharge 3, gas ballast valve, foot and oil drainage are attached. Motor and pumping stage are connected by a clutch. The pump body consists of the pump housing 1 and two bearing caps. In them, the rotor 4 is mounted eccentrically. The interior of the pump housing 1 has a diameter 5 and a radius 6. The rotor 4 has the diameter. The diameter 7 is 44% of the diameter 5, that is smaller than the radius 6. The rotor 4 is provided with a passing through its axis slot 8. In it, a slider 9 is inserted, which consists of two sliding halves 10; 11 composed. The halves 10; 11 are e.g. designed as hard tissue plates whose sliding edges 12; 13 are bevelled or rounded. An enhanced design of the sliding edges as in Japanese utility model would be possible in the selected embodiment, but not at rotor diameters from about 36% of the housing inner diameter and smaller, because then prevents sufficient for engagement in the rotor slot length of the slider halves. The contacting inner surfaces of the halves 10; 11 have radially extending grooves 14; 15, which face each other and form cavities for receiving a compression spring 16. As support elements for the compression springs 16 balls 17 are inserted at their ends. The grooves 14; 15 are arranged so that serving as abutment for the balls 17 and thus also for the springs 16 groove ends 20; 21 closer to the sliding edges 12; 13 as at the opposite edges 22; 23 of the respective half 10; 11 lie. The radial length 18 of the slider halves 10; 11 is chosen to be about 98.5% of the length 19 of the smallest chord formed by them. It is definitely greater than the difference between the diameter 5 and the diameter 7, just under one and a half times this difference. In this length 18, however, an increased training of the sliding edges 12; 13 excluded. The operation of the pump described is based on the principle of action described above, the rotary vane vacuum pump. The deviations from the known pumps result from the smaller rotor 4 in the pump housing 1 and the structure of the slide 9. The suction chamber 24 occupies a maximum volume of 66% of the housing interior or 81.8% of the effective pump interior, which in turn 76.4 % of the housing interior. The slider 9 separates the pumping chamber 24 from the compression chamber 25 in each angular position of the rotor 4. In a full revolution of the rotor 4, two suction cycles and two pressure (ejection) are recorded clocks, always a suction cycle
und ein Drucktakt zeitlich zusammenfallen. Die Schieberhälften 10; 11 gleiten hierbei über ihre gesamte Länge 18 durch den Schlitz 8. Infolge der Drehung des exzentrisch gelagerten Rotors 4, wobei die Kräfte der Druckfeder 16 und die Fliehkräfte auf die Schieberhälften 10; 11 wirken, gleiten diese gleichzeitig aufeinander. Der Schieber 9 ist so in den Schlitz 8 eingeschoben, daß die saugseitige Schieberhälfte 10 immer voll in den Schlitz 8 eingreift, die druckseitige Schieberhälfte 11 jedoch nur im ziemlich zusammengeschobenen Zustand des Schiebers 9. Bei der anderen möglichen Anordnung des Schiebers 9 im Schlitz 8 ist die Beanspruchung des Schiebers erheblich größer.and a pressure stroke coincide in time. The slider halves 10; 11 slide over its entire length 18 through the slot 8. As a result of the rotation of the eccentrically mounted rotor 4, wherein the forces of the compression spring 16 and the centrifugal forces on the slide halves 10; 11 act, these slide together at the same time. The slider 9 is inserted into the slot 8, that the suction-side slide half 10 always fully engages in the slot 8, the pressure-side slide half 11 but only in the relatively collapsed state of the slider 9. In the other possible arrangement of the slider 9 in the slot 8 the load of the slider considerably larger.