DE102005015721B3

DE102005015721B3 - Vakuumpumpe

Info

Publication number: DE102005015721B3
Application number: DE102005015721A
Authority: DE
Inventors: Willi Dipl.-Ing. Schneider
Original assignee: Joma Hydromechanic GmbH
Current assignee: Joma Polytec GmbH
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2006-12-21
Anticipated expiration: 2025-04-01
Also published as: EP1707816B1; EP1707816A1; EP1707816B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe mit einem Flügel, einem Pumpengehäuse und einem darin drehbar gelagerten Rotor, wobei der Flügel eine konstante Länge aufweist und verschieblich im Rotor gelagert ist und die Flügelspitzen beidseitig aus dem Rotor radial herausragen und an der Innenumfangsfläche des Pumpengehäuses anliegen, wodurch der Flügel einen Saugraum und einen Druckraum definiert, wobei der Flügel einteilig ausgebildet ist und aus Metall besteht.

Description

Aus der EP 1 471 255 A1 und der EP 1 424 495 A2 ist eine Vakuumpumpe bekannt, welche ein Pumpengehäuse aufweist, in welchem ein Rotor angeordnet ist. Dieser Rotor lagert einen Flügel, welcher an der Innenumfangsseite des Gehäuses anliegt. Der Flügel ist zwei- oder mehrteilig aufgebaut, sodass er unterschiedliche Längen annehmen kann. Dadurch ist gewährleistet, dass der Flügel stets an der Innenumfangsfläche anliegt und den Pumpenraum in einen Druckraum und in einen Saugraum aufteilt. Bei der EP 1 471 255 A1 sind die Flügelspitzen mit Einlagen versehen, welche aus einem harten Material bestehen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass es zu zuweilen einem hohen Verschleiß am Flügel und an der Innenumfangsfläche kommt.

Aus der EP 0 933 532 A2 ist eine Flügelzellenpumpe bekannt, bei der der Flügel einteilig ausgebildet ist und aus einer Aluminiumlegierung besteht. Bei der DE 39 37 197 A1 ist der Flügel mit einer harten Oberfläche überzogen. Die DE 43 32 540 A1 offenbart eine Flügelzellenpumpe mit einem Flügel, dessen freies Ende abgekröpft ist. Die Herstellung derartiger Flügel ist sehr aufwändig. Die DE 10 2004 053 521 A1 zeigt einen abgeflachten Flügel, der aber mehrteilig aufgebaut ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vakuumpumpe bereitzustellen, bei welcher der Verschleiß minimal ist, der Flügel aber einfach und preiswert hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird mit einer Pumpe der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Flügel im Bereich seiner Flügelspitze auf der Druckseite abgeflacht ist, wobei die Abflachung unter einem Winkel zur Längsachse des Flügels steht, und der Flügel auf der Saugseite von seiner Flügelspitze in einer stetigen Krümmung in seine Seitenfläche übergeht.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Gehäuse der Vakuumpumpe aus Stahl hergestellt, was den Vorteil hat, dass das Gehäuse hohe Kräfte aufnehmen kann und dennoch einfach bearbeitbar ist. Der Flügel besteht aus einem Metall, welches härter ist, als das Gehäuse der Vakuumpumpe, insbesondere härter als die Innenumfangsfläche des Pumpengehäuses. Dabei besteht der Flügel zum Beispiel Titan oder einer Titanlegierung, Stahl, Edelstahl, Aluminium oder Messing.

Optimale Andruckkräfte des Flügels an die Innenumfangswand werden dadurch erzielt, dass der Flügel im Bereich seiner Flügelspitze auf der Druckseite abgeflacht ist, wobei die Abflachung unter einem Winkel zur Längsachse des Flügels steht. Dieser Flügel kann zudem preiswert hergestellt werden, da die der abgeflachten Seite gegenüber liegende Seite lediglich eine stetige Krümmung aufweist.

Mit Vorzug ist die Innenumfangsfläche des Pumpenraums eine Kreiszylinderfläche. Der Flügel vollzieht dann innerhalb des Schlitzes des Rotors eine sinusförmige Hin- und Herbewegung. Die Kräfteverteilung bzw. die Lastwechsel an der Spitze des Flügels sind dann kontinuierlich und nicht abrupt.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass parallel zur Flügelspitze Ausnehmungen oder Durchbrüche vorgesehen sind und der Flügel aufgrund der Ausnehmungen oder der Durchbrüche in dessen Längsrichtung geringfügig elastischer ist. Hierdurch kann der Flügel einem sich wärmebedingt dehnenden Druckraum anpassen, sodass die Dichtigkeit sowohl bei kalten als auch bei warmen Vakuumpumpen nach wie vor gewährleistet ist.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung zwei besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten und in der Beschreibung sowie in den Ansprüchen erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
In der Zeichnung zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Vakuumpumpe;
2 eine perspektivische Ansicht eines erstes Flügels; und
3 eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Flügels.
In der 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 eine Vakuumpumpe bezeichnet, bei welcher das Gehäuse 12 ohne Gehäusedeckel dargestellt ist. Das Gehäuse 12 besitzt einen Sauganschluss 14, der in einen Innenraum 16 ausmündet. In diesem Innenraum 16 befindet sich ein insgesamt mit 18 bezeichneter Rotor, in welchem ein Flügel 20 orthogonal zur Drehachse 22 verschieblich gelagert ist. Der Flügel 20 besitzt eine konstante Länge, die auf den Innendurchmesser des Gehäuses 12 abgestimmt ist. Der Rotor 18 durchgreift das Gehäuse 12, insbesondere einen Boden 26 des Innenraums 18, und ragt mit einem nicht dargestellten Abschnitt auf der Rückseite aus dem Gehäuse 12 heraus, über welchen er (mittels eines nicht dargestellten Antriebs) in Drehung versetzt wird. Der Innenraum 16 ist von einer im Wesentlichen kreiszylindrischen Innenumfangsfläche 32 begrenzt, an welcher die Spitzen 34 des Flügels 20 anliegen, die den Innenraum in einen Saugraum 54 und einen Druckraum 56 unterteilen, da die Außenumfangsfläche 44 des Rotors 18 permanent an der Innenumfangsfläche 32 anliegt.
Sowohl zur Gewichtsreduzierung als auch zur Herstellung konstanter Wanddicken und ggfs. um den Flügel 20 in Längsrichtung geringfügig elastisch zu machen, weist dieser beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß 2 dreieckförmige Durchbrüche 24 auf, die den Flügel 20 in Querrichtung durchsetzen. Beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 3 weist der Flügel 20 im Querschnitt längliche Durchbrüche 28 auf.
Außerdem ist in 2 erkennbar, dass die Flügelspitzen 34 eine abgeflachte Seite 30 und eine abgerundete Seite 36 aufweisen. Die abgeflachte Seite 30 befindet sich auf der Druckseite was bedeutet, dass der in der 1 dargestellte Flügel 20 entgegen der Richtung des Uhrzeigersinns dreht.

Claims

Vakuumpumpe mit einem Flügel (20), einem Pumpengehäuse (12) und einem darin drehbar gelagerten Rotor (18), wobei der Flügel (20) eine konstante Länge aufweist und verschieblich im Rotor (18) gelagert ist und die Flügelspitzen (34) beidseitig aus dem Rotor (18) radial herausragen und an der Innenumfangsfläche (32) des Pumpengehäuses (12) anliegen, wodurch der Flügel (18) einen Saugraum (54) und einen Druckraum (56) definiert, wobei der Flügel (20) einteilig ausgebildet ist und aus Metall besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Flügel (20) im Bereich seiner Flügelspitze (34) auf der Druckseite (56) abgeflacht ist, wobei die Abflachung (30) unter einem Winkel zur Längsachse des Flügels (20) steht, und der Flügel (20) auf der Saugseite (54) von seiner Flügelspitze (34) in einer stetigen Krümmung in seine Seitenfläche übergeht.
Vakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flügel (20) eine Härte besitzt, die größer ist als die der Innenumfangsfläche (32).
Vakuumpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Flügels (20) aus Stahl, Edelstahl, Aluminium oder Messing ist.
Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenumfangsfläche (32) eine Kreiszylinderfläche ist.
Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur Flügelspitze (34) Ausnehmungen oder Durchbrüche (24, 28) vorgesehen sind, und der Flügel (20) aufgrund dieser Ausnehmungen oder Durchbrüche (24, 28) in dessen Längsrichtung elastisch ist.