DE102014010005A1 - Vane vacuum pump - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenvakuumpumpe mit einem einzigen schieberförmigen flachen Flügel, der mit seinen zwei Breitseiten außermittig im Pumpeninnenraum drehbar angeordneten Pumpenrotor verschieblich gelagert ist, wobei die beiden Flügelenden mit aufgesetzten Dichtleisten an der gewölbten Innenumfangsfläche des Pumpeninnenraums anliegen und die zwei Flügelschmalseiten an den ebenen Seitenflächen des Pumpeninnenraums dichtend anliegen, wobei der Flügel von einem Hohlkörper gebildet ist, der auf allen Seiten geschlossen ist, wobei die Flügelschmalseiten jeweils eine ebene Fläche bilden, die weitgehend frei von Vorsprüngen, Erhebungen, Ausnehmungen und Rücksprüngen vollflächig an den ebenen Seitenflächen des Pumpeninnenraums dichtend anliegen.The invention relates to a vane vacuum pump with a single slider-shaped flat wing, which is eccentrically mounted with its two broad sides eccentrically rotatably mounted in the pump interior pump rotor, the two wing ends abut with attached sealing strips on the curved inner peripheral surface of the pump interior and the two wing narrow sides of the flat side surfaces of Abut the pump interior sealingly, wherein the wing is formed by a hollow body which is closed on all sides, wherein the wing narrow sides each form a flat surface, the sealing surfaces largely free of protrusions, projections, recesses and recesses over the entire surface of the planar side surfaces of the pump interior.

Description

Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenvakuumpumpe mit einem einzigen schieberförmigen flachen Flügel, der mit seinen zwei Breitseiten außermittig im Pumpeninnenraum drehbar angeordneten Pumpenrotor verschieblich gelagert ist, wobei die beiden Flügelenden mit aufgesetzten Dichtleisten an der gewölbten Innenumfangsfläche des Pumpeninnenraums anliegen und die zwei Flügelschmalseiten an den ebenen Seitenflächen des Pumpeninnenraums dichtend anliegen.The invention relates to a vane vacuum pump with a single slider-shaped flat wing, which is eccentrically mounted with its two broad sides eccentrically rotatably mounted in the pump interior pump rotor, the two wing ends abut with attached sealing strips on the curved inner peripheral surface of the pump interior and the two wing narrow sides of the flat side surfaces of the The pump interior sealingly abut.

Es ist bekannt, den einzigen schieberförmigen flachen Flügel einer Flügelzellenvakuumpumpe durch Kunststoffspritzgießen herzustellen. Hierbei hat es sich gezeigt, dass aufgrund der benötigten hohen Präzision und Ebenheit der vier Flügelflächen und deren erforderlichen Winkligkeit und Parallelität die Flügel nach dem Spritzgießen flach geschliffen werden müssen, was einen erheblichen Arbeitsaufwand bedeutet. Insbesondere die an den ebenen Seitenflächen des Pumpeninnenraums dichtend anliegenden Flügelschmalseiten müssen bei allen bisher bekannten Anwendungen überschliffen werden.It is known to produce the single slider-shaped flat blade of a vane vacuum pump by plastic injection molding. It has been shown that due to the required high precision and flatness of the four wing surfaces and their required angularity and parallelism, the wings must be ground flat after injection molding, which means a considerable amount of work. In particular, the narrow sides of the wings tightly fitting to the flat side surfaces of the pump interior must be ground in all previously known applications.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Flügelzellenvakuumpumpe den schieberförmigen flachen Pumpenflügel in einer Weise zu verbessern, dass eine Nachbearbeitung des Flügels insbesondere ein nachträgliches Flachschleifen nicht erforderlich ist und eine optimale Dichtwirkung erzielt wird.The object of the invention is to improve the slider-shaped flat pump blade in a vane vacuum pump in such a way that a post-processing of the wing, in particular a subsequent surface grinding is not required and an optimal sealing effect is achieved.

Diese Aufgabe werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Flügel von einem Hohlkörper gebildet ist, der auf allen Seiten geschlossen ist, wobei die Flügelschmalseiten jeweils eine ebene Fläche bilden, die weitgehend frei von Vorsprüngen, Erhebungen, Ausnehmungen und Rücksprüngen vollflächig an den ebenen Seitenflächen des Pumpeninnenraums dichtend anliegen.This object is achieved in that the wing is formed by a hollow body which is closed on all sides, wherein the wing narrow sides each form a flat surface, which is largely free of projections, elevations, recesses and recesses over the entire surface of the flat side surfaces of the pump interior lie sealingly.

Ein solcher, als Hohlkörper ausgebildeter Flügel, der auf allen Seiten geschlossen ist, lässt sich im Spritzgießverfahren in hoher Maßgenauigkeit und insbesondere mit absolut ebenen Seitenflächen insbesondere der Schmalseiten aus Kunststoff herstellen, ohne eine Nachbearbeitung insbesondere einem Überschleifen. Hierbei kann sogar auf Innenstege im Innenhohlraum verzichtet werden, wenn ausreichende Wandstärken für die Schmalseite und Breitseite des Flügels vorgesehen werden. Dabei ist wesentlich, dass durch eine solche Ausführung eine hohe Dichtwirkung erzielt wird.Such, designed as a hollow body wing, which is closed on all sides, can be produced by injection molding in high dimensional accuracy and in particular with absolutely flat side surfaces, in particular the narrow sides of plastic, without a post-processing in particular a grinding. This can even be dispensed with inner webs in the inner cavity, if sufficient wall thicknesses are provided for the narrow side and broad side of the wing. It is essential that a high sealing effect is achieved by such a design.

Eine besonders hohe Dichtwirkung, Maßgenauigkeit und Ebenheit der Außenflächen d. h. der Schmalseiten und der Breitseiten wird dann erreicht, wenn der Hohlkörper durch ein Fluidinnendruckverfahren insbesondere durch ein Gasinnendruckverfahren hergestellt ist.A particularly high sealing effect, dimensional accuracy and flatness of the outer surfaces d. H. the narrow sides and the broad sides is achieved when the hollow body is produced by an internal fluid pressure method, in particular by an internal gas pressure method.

Bei diesem weiter unten ausführlich beschriebenen Verfahren kann der Flügel einstückig mit hoher Präzision hergestellt werden.In this method, described in detail below, the wing can be manufactured in one piece with high precision.

Alternativ wird vorgeschlagen, dass der Flügelhohlkörper aus zwei Halbschalen zusammengesetzt ist. Auch kann bei ausreichender Wandstärke eine hohe Präzision und Ebenheit der Außenflächen erreicht werden. Hierbei können dann auch Rippen und Aussteifungen im Inneren zur Aussteifung vorgesehen werden.Alternatively, it is proposed that the wing hollow body is composed of two half-shells. Also, with sufficient wall thickness, a high precision and flatness of the outer surfaces can be achieved. Here then ribs and stiffeners can be provided in the interior for stiffening.

Eine weitere Verbesserung der Maßgenauigkeit und Ebenheit des Flügelkörpers und seiner Flächen wird dann erreicht, wenn zumindest die Flügelschmalseiten mit einer dünnen Deckschicht versehen sind. Hierbei können die Deckschichten durch Aufspritzen aufgebracht sein. Neben den Flügelschmalseiten werden vorzugsweise aber auch die Breitseiten des Flügelhohlkörpers mit einer dünnen Deckschicht versehen.A further improvement of the dimensional accuracy and flatness of the wing body and its surfaces is achieved when at least the narrow sides of the wings are provided with a thin cover layer. In this case, the cover layers can be applied by spraying. In addition to the narrow sides of the wings, however, the broad sides of the wing hollow body are preferably also provided with a thin cover layer.

Vorzugsweise wird vorgeschlagen, dass der Hohlkörper und die Deckschicht aus dem gleichen mit Glas- und/oder Kohlefasern verstärkten Kunststoff bestehen.It is preferably proposed that the hollow body and the cover layer consist of the same plastic reinforced with glass and / or carbon fibers.

Auch wird vorgeschlagen, dass die äußere Fläche der Flügelschmalseiten Feinstrukturen wie Taschen oder Rillen insbesondere für den Öltransport zur Erhöhung der Dichtigkeit und der Schmierung aufweisen.It is also proposed that the outer surface of the wing narrow sides have fine structures, such as pockets or grooves, in particular for the transport of oil to increase the tightness and the lubrication.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Pumpenflügels einer Flügelzellenvakuumpumpe ist in der Zeichnung schematisch und perspektivisch dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.An embodiment of the pump blade of a vane-cell vacuum pump according to the invention is shown schematically and in perspective in the drawing and will be described in more detail below.

Eine Flügelzellenvakuumpumpe weist einen Pumpenrotor auf, in dem ein einziger, schieberförmiger, flacher, quaderförmiger Flügel 1 verschieblich gelagert ist, wobei der Flügel mit seinen Breitseiten 2 an den flachen Innenseiten des Rotors anliegt. An beiden, einander entgegengesetzten Enden 3, 4 sind am Flügel 1 Dichtleisten 5, 6 befestigt, mit denen der Flügel an der gewölbten Umfangsfläche des Pumpeninnenraums anliegt. Die Dichtleisten 5, 6 bestehen vorzugsweise aus einem besonders abriebfesten Material.A vane vacuum pump has a pump rotor in which a single, slider-shaped, flat, cuboid wing 1 is slidably mounted, the wing with its broadsides 2 on the flat inner sides of the rotor rests. At both, opposite ends 3 . 4 are on the wing 1 sealing strips 5 . 6 attached, with which the wing rests against the curved peripheral surface of the pump interior. The sealing strips 5 . 6 preferably consist of a particularly abrasion-resistant material.

Die einander gegenüberliegenden Schmalseiten 7, 8 liegen an den ebenen Seitenflächen des Pumpeninnenraums dichtend an und müssen dabei besonders eben und weitgehend frei von Vorsprüngen und Ausnehmungen gefertigt sein, um ein optimales Gleiten mit dem dazwischen liegenden Flüssigkeitsfilm zu erreichen. Hierbei ist es aber auch möglich, dass die äußere Fläche der Flügelschmalseiten 7, 8 Feinstrukturen wie Taschen oder Rillen insbesondere für den Öltransport zur Erhöhung der Dichtigkeit und der Schmierung aufweisen.The opposite narrow sides 7 . 8th lie on the flat side surfaces of the pump interior sealingly and have to be made particularly flat and largely free of projections and recesses in order to achieve optimum sliding with the intermediate liquid film. But it is also possible that the outer surface of the wing narrow sides 7 . 8th Have fine structures such as pockets or grooves, especially for oil transport to increase the tightness and lubrication.

Der Flügel 1 ist als Hohlkörper gestaltet und auf allen Seiten geschlossen, d. h. weder die Breitseiten noch die Schmalseiten besitzen Öffnungen. Vielmehr werden vollflächige Anlagen der Breitseiten 2 im Inneren des Rotors und der Schmalseiten 7, 8 an den ebenen Seitenflächen des Pumpeninnenraums erreicht.The wing 1 is designed as a hollow body and closed on all sides, ie neither the broad sides nor the narrow sides have openings. Rather, full-surface investments of the broadsides 2 inside the rotor and the narrow sides 7 . 8th reached on the flat side surfaces of the pump interior.

Der Flügel 1 wird ohne die Dichtleisten 5, 6, die erst später befestigt werden, als Hohlkörper im Spritzgießverfahren aus einem Kunststoff hergestellt, der mit Glas- und/oder Kohlefasern verstärkt ist. Hierzu eignet sich besonders ein Fluidinnendruckverfahren, bei dem das Fluid vorzugsweise ein Gas ist, aber auch Wasser sein kann. Bei diesem Verfahren wird nach dem Spritzgießen und damit nach einer definierten Teilfüllung der Gussform ein Gas (vorzugsweise Stickstoff) oder Wasser in die teilgefüllte Form injiziert, wodurch die Schmelze aus der Mitte verdrängt und an die Wände gebracht wird. Nach dem Erstarren der Schmelze entweicht das Fluid.The wing 1 will be without the sealing strips 5 . 6 , which are attached later, as a hollow body by injection molding made of a plastic, which is reinforced with glass and / or carbon fibers. Particularly suitable for this purpose is an internal fluid pressure method in which the fluid is preferably a gas but may also be water. In this method, a gas (preferably nitrogen) or water is injected into the partially filled mold after injection molding and thus after a defined partial filling of the mold, whereby the melt is displaced from the middle and brought to the walls. After solidification of the melt, the fluid escapes.

In einer Alternative wird der Flügel aus zwei Halbschalen zusammengesetzt. Das Herstellen der beiden Halbschalen durch Kunststoffspritzen wird hierbei in einer einzigen Spritzgussmaschine durchgeführt und nachdem die zwei Formhälften entstanden sind, werden diese in der Spritzgussmaschine übereinander gefahren, wobei die Schweißränder erwärmt werden, das Werkzeug geschlossen wird und damit beide Formhälften miteinander verschweißt werden, so dass auch bei diesem Verfahren ein Flügel als Hohlkörper entsteht. Hierbei können im Flügelhohlkörper Rippen und Querwände zur Aussteifung durch Spritzen mit hergestellt werden.In one alternative, the wing is composed of two half-shells. The production of the two half-shells by plastic injection molding is carried out in a single injection molding machine and after the two mold halves are formed, they are driven in the injection molding machine over each other, wherein the welding edges are heated, the tool is closed and thus both mold halves are welded together, so that also in this method, a wing is formed as a hollow body. Here, ribs and transverse walls can be made to stiffen by spraying in the wing hollow body.

Die Verbindung zweier Halbschalen in einem Montagespritzgießwerkzeug muss nicht zwingend nur durch Erwärmen der Schweißränder erfolgen (klassisches Schweißen). Es kann auch durch einen weiteren Spritzvorgang geschehen.The connection of two half shells in a mounting injection molding tool does not necessarily have to be done only by heating the welding edges (classic welding). It can also be done by another injection process.

Als ein weiterer Verfahrensschritt wird nach dem Herstellen des Hohlkörpers eine dünne Deckschicht zumindest auf die Flügelschmalseiten aufgespritzt aus dem gleichen Kunststoff, aus dem auch der Hohlkörper hergestellt ist. Vorzugsweise werden nur die Flügelschmalseiten 7, 8 mit einer solchen dünnen Deckschicht versehen. Auch hierbei ist eine Nachbearbeitung insbesondere ein Schleifen der Schichten nicht erforderlich. Ferner können aber auch die Breitseiten 2 mit einer dünn aufgespritzten Deckschicht versehen werden.As a further method step, after production of the hollow body, a thin cover layer is sprayed on at least on the narrow sides of the wing from the same plastic from which the hollow body is also produced. Preferably, only the wing narrow sides 7 . 8th provided with such a thin cover layer. Again, a post-processing in particular a grinding of the layers is not required. Furthermore, but also the broadsides 2 be provided with a thinly sprayed topcoat.

Claims (8)

Flügelzellenvakuumpumpe mit einem einzigen schieberförmigen flachen Flügel (1), der mit seinen zwei Breitseiten (2) außermittig im Pumpeninnenraum drehbar angeordneten Pumpenrotor verschieblich gelagert ist, wobei die beiden Flügelenden (3, 4) mit aufgesetzten Dichtleisten (5, 6) an der gewölbten Innenumfangsfläche des Pumpeninnenraums anliegen und die zwei Flügelschmalseiten (7, 8) an den ebenen Seitenflächen des Pumpeninnenraums dichtend anliegen, dadurch gekennzeichnet, dass der Flügel (1) von einem Hohlkörper gebildet ist, der auf allen Seiten geschlossen ist, wobei die Flügelschmalseiten (7, 8) jeweils eine ebene Fläche bilden, die weitgehend frei von Vorsprüngen, Erhebungen, Ausnehmungen und Rücksprüngen vollflächig an den ebenen Seitenflächen des Pumpeninnenraums dichtend anliegen.Vane vacuum pump with a single slider-shaped flat wing ( 1 ), with its two broadsides ( 2 ) eccentrically rotatably mounted in the pump interior rotatably mounted pump rotor, wherein the two wing ends ( 3 . 4 ) with attached sealing strips ( 5 . 6 ) abut against the curved inner peripheral surface of the pump interior and the two wing narrow sides ( 7 . 8th ) sealingly abut against the flat side surfaces of the pump interior, characterized in that the wing ( 1 ) is formed by a hollow body which is closed on all sides, wherein the wing narrow sides ( 7 . 8th ) in each case form a flat surface, which bear largely free of projections, elevations, recesses and recesses over the entire surface sealingly on the flat side surfaces of the pump interior. Flügelzellenvakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper durch ein Fluidinnendruckverfahren insbesondere durch ein Gasinnendruckverfahren hergestellt ist.Vane vacuum pump according to claim 1, characterized in that the hollow body is produced by an internal fluid pressure method, in particular by an internal gas pressure method. Flügelzellenvakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flügelhohlkörper aus zwei Halbschalen zusammengesetzt ist.Vane vacuum pump according to claim 1, characterized in that the wing hollow body is composed of two half-shells. Flügelzellenvakuumpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Flügelhohlkörper Rippen und Querränder zur Aussteifung angeordnet sind.Vane vacuum pump according to claim 1 or 2, characterized in that in the wing hollow body ribs and transverse edges are arranged for stiffening. Flügelzellenvakuumpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Flügelschmalseiten (7, 8) mit einer dünnen Deckschicht versehen sind.Vane vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that at least the wing narrow sides ( 7 . 8th ) are provided with a thin cover layer. Flügelzellenvakuumpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschichten durch Aufspritzen aufgebracht sind.Vane vacuum pump according to claim 5, characterized in that the cover layers are applied by spraying. Flügelzellenvakuumpumpe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper und die Deckschicht aus dem gleichen mit Glas- und/oder Kohlefasern verstärkten Kunststoff bestehen.Vane vacuum pump according to claim 5 or 6, characterized in that the hollow body and the cover layer consist of the same reinforced with glass and / or carbon fibers plastic. Flügelzellenvakuumpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Fläche der Flügelschmalseiten (7, 8) Feinstrukturen wie Taschen oder Rillen insbesondere für den Öltransport zur Erhöhung der Dichtigkeit und der Schmierung aufweisen.Vane vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that the outer surface of the wing narrow sides ( 7 . 8th ) Have fine structures such as pockets or grooves, in particular for oil transport to increase the tightness and lubrication.
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