DE102014117400A1

DE102014117400A1 - Scroll vacuum pump

Info

Publication number: DE102014117400A1
Application number: DE102014117400.3A
Authority: DE
Inventors: Armin Conrad
Original assignee: Pfeiffer Vacuum GmbH
Current assignee: Pfeiffer Vacuum GmbH
Priority date: 2014-11-27
Filing date: 2014-11-27
Publication date: 2016-06-02
Also published as: EP3045728B1; EP3045728A1

Abstract

Spiralvakuumpumpe mit einer feststehenden ersten Spirale und einer darin eingreifenden, orbitierenden zweiten Spirale, bei der zum Antrieb ein Elektromotor vorgesehen ist, der in und/oder an wenigstens einer orbitierenden Scheibe und korrespondierend zu der wenigstens einen Scheibe in der Spiralvakuumpumpe integriert ist, der als ein in aktiviertem Zustand eine orbitierende Bewegung der Scheibe relativ zum Stator und damit die orbitierende Bewegung der zweiten Spirale bezüglich der ersten Spirale bewirkender Elektromotor ausgebildet ist, und bei der die wenigstens eine orbitierende Scheibe mittels wenigstens einer im Stator kugelgelagerten Welle gelagert ist, oder die Spiralvakuumpumpe wenigstens zwei Pumpstufen aufweist.Spiral vacuum pump having a fixed first spiral and an orbiting second spiral engaging therein, in which an electric motor is provided for driving, which is integrated in and / or at least one orbiting disc and corresponding to the at least one disc in the spiral vacuum pump, which acts as a in the activated state an orbiting movement of the disc relative to the stator and thus the orbiting movement of the second spiral with respect to the first spiral effecting electric motor is formed, and wherein the at least one orbiting disc is mounted by means of at least one ball mounted in the stator shaft, or the spiral vacuum pump at least has two pumping stages.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spiralvakuumpumpe.The invention relates to a spiral vacuum pump.

Spiralvakuumpumpen, auch Scrollpumpen oder Spiralfluidfördereinrichtungen genannt, sind Vakuumpumpen, die nach dem Verdrängerprinzip arbeiten. Eine Spiralvakuumpumpe besteht aus zwei ineinander gesteckten Spiralzylindern (archimedische Spiralen). Eine dieser Spiralen steht fest, die andere bewegt sich über einen Exzenterantrieb (Exzentergetriebe, Exzenterwelle) auf einer kreisförmigen Bahn. Man spricht von einer zentralsymmetrischen Oszillation (”Wobbeln”). Zwischen den Spiralen entstehen so einzelne abgeschlossene halbmondförmige Hohlräume, die ihr Volumen nach innen immer weiter verkleinern. Dadurch wird das zu pumpende Fluid, beispielsweise Gas, außen angesaugt, innerhalb der Pumpe verdichtet und über eine Öffnung in der Spiralmitte ausgestoßen.Spiral vacuum pumps, also called scroll pumps or spiral fluid conveyors, are vacuum pumps that operate on the displacement principle. A spiral vacuum pump consists of two nested spiral cylinders (Archimedean spirals). One of these spirals is fixed, the other moves on an eccentric drive (eccentric, eccentric shaft) on a circular path. One speaks of a centrally symmetric oscillation ("wobbling"). As a result, individual closed crescent-shaped cavities form between the spirals, reducing their volume further and further inwards. As a result, the fluid to be pumped, for example gas, is drawn in from the outside, compressed inside the pump and ejected through an opening in the center of the coil.

Die Höhe der Spiralwände, deren Abstand sowie die Drehzahl definieren die Saugleistung einer Spiralvakuumpumpe.The height of the spiral walls, their distance and the speed define the suction power of a spiral vacuum pump.

Die oszillierende Bewegung der bewegten Spirale wird in der Praxis häufig durch eine Exzenterwelle erzeugt. Die bewegbare Spirale umkreist dabei die Achse der Antriebswelle, wenn die Antriebswelle dreht. Die bewegbare Spirale muss daran gehindert werden, sich um die eigene Achse zu drehen. Hierzu sind häufig ein bis drei Drehverhinderungsmechanismen vorgesehen. Eine derartige Scrollpumpe ist zum Beispiel aus dem Stand der Technik ( DE 199 14 770 A1 ) bekannt. Diese zum Stand der Technik gehörende Scrollpumpe weist den Nachteil auf, dass die Pumpe einen relativ großen Bauraumbedarf aufweist, da der Antrieb für die Welle als gesonderter Motor ausgebildet ist.The oscillating movement of the moving spiral is often generated in practice by an eccentric shaft. The movable scroll thereby orbits the axis of the drive shaft when the drive shaft rotates. The movable scroll must be prevented from rotating around its own axis. For this purpose, one to three anti-rotation mechanisms are often provided. Such a scroll pump is known, for example, from the prior art ( DE 199 14 770 A1 ) known. This belonging to the prior art scroll pump has the disadvantage that the pump has a relatively large space requirement, since the drive for the shaft is designed as a separate motor.

Zum Stand der Technik ( EP 0 798 463 A2 ) gehört eine Scrollpumpe, die ebenfalls einen großen Bauraumbedarf aufweist.The prior art ( EP 0 798 463 A2 ) includes a scroll pump, which also has a large space requirement.

Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, eine Spiralvakuumpumpe anzugeben, deren Pumpleistung gegenüber dem Stand der Technik bei kleinem Bauraumbedarf der Pumpe erhöht wird. Darüber hinaus soll eine Spiralvakuumpumpe angegeben werden, die preiswert in der Herstellung bei zuverlässigem und dauerhaftem Betrieb ist.The technical problem underlying the invention is to provide a spiral vacuum pump, the pump power is increased over the prior art with a small space requirement of the pump. In addition, a spiral vacuum pump is to be specified, which is inexpensive to manufacture in reliable and durable operation.

Dieses technische Problem wird durch eine Spiralvakuumpumpe mit den Merkmalen des Anspruches 1 oder durch eine Spiralvakuumpumpe mit den Merkmalen gemäß Anspruch 2 gelöst.This technical problem is solved by a spiral vacuum pump having the features of claim 1 or by a spiral vacuum pump having the features according to claim 2.

Die erfindungsgemäße Spiralvakuumpumpe mit einer feststehenden ersten Spirale und einer darin eingreifenden orbitierenden zweiten Spirale, wobei die erste Spirale an einen Stator angeordnet ist und wobei die zweite Spirale an einer orbitierenden Scheibe angeordnet ist, zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens ein Stator und wenigstens zwei orbitierende Scheiben oder dass wenigstens zwei Statoren und wenigstens eine orbitierende Scheibe vorgesehen sind, und dass zum Antrieb ein Elektromotor vorgesehen ist, der in und/oder an wenigstens einer orbitierenden Scheibe und korrespondierend zu der wenigstens einen Scheibe in der Spiralvakuumpumpe integriert ist, der als ein in aktiviertem Zustand eine orbitierende Bewegung der Scheibe relativ zum Stator und damit die orbitierende Bewegung der zweiten Spirale bezüglich der ersten Spirale bewirkender Elektromotor ausgebildet ist, und dass die Spiralvakuumpumpe wenigstens zweistufig ausgebildet ist.The spiral vacuum pump according to the invention having a fixed first spiral and an orbiting second spiral engaging therein, wherein the first spiral is arranged on a stator and wherein the second spiral is arranged on an orbiting disk, is characterized in that at least one stator and at least two orbiting Discs or that at least two stators and at least one orbiting disc are provided, and that for driving an electric motor is provided, which is integrated in and / or at least one orbiting disc and corresponding to the at least one disc in the spiral vacuum pump, as a in activated state an orbiting movement of the disc relative to the stator and thus the orbiting movement of the second spiral with respect to the first spiral causing the electric motor is formed, and that the spiral vacuum pump is formed at least two stages.

Durch die zweistufige Ausbildung ist zum einen gewährleistet, dass die Pumpleistung der Pumpe deutlich erhöht wird.On the one hand, the two-stage design ensures that the pumping capacity of the pump is significantly increased.

Ist gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführungsform ein Stator vorgesehen und beidseitig des Stators sind zwei orbitierende Scheiben angeordnet, findet ein Massenausgleich statt, wenn die Scheiben beispielsweise diametral gegenüberliegend angeordnet werden.If, according to a first advantageous embodiment, a stator is provided and two orbiting disks are arranged on both sides of the stator, mass balancing takes place if the disks are arranged, for example, diametrically opposite one another.

Wesentlich ist, dass durch die Anordnung von einem Stator mit mehreren Scheiben oder mehreren Statoren mit wenigstens einer Scheibe die Leistung der erfindungsgemäßen Spiralvakuumpumpe deutlich erhöht werden kann. Hierbei wirkt sich vorteilhaft aus, dass in dem wenigstens einen Stator und der wenigstens einen orbitierenden Scheibe der Elektromotor integriert ist, da hierdurch ein einfacher Aufbau der Spiralvakuumpumpe möglich ist.It is essential that the power of the spiral vacuum pump according to the invention can be significantly increased by the arrangement of a stator with a plurality of disks or a plurality of stators with at least one disk. This has an advantageous effect that in the at least one stator and the at least one orbiting disk, the electric motor is integrated, since this a simple construction of the spiral vacuum pump is possible.

Die erfindungsgemäße Spiralvakuumpumpe mit einer feststehenden ersten Spirale und einer darin eingreifenden orbitierenden zweiten Spirale, wobei die erste Spirale an einem Stator angeordnet ist und wobei die zweite Spirale an einer orbitierenden Scheibe angeordnet ist, zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens ein Stator und wenigstens eine orbitierende Scheibe vorgesehen sind, und dass zum Antrieb ein Elektromotor vorgesehen ist, der in und/oder an wenigstens einer orbitierenden Scheibe und korrespondierend zu der wenigstens einen Scheibe in der Spiralvakuumpumpe integriert ist, der als ein in aktiviertem Zustand eine orbitierende Bewegung der Scheibe relativ zum Stator und damit die orbitierende Bewegung der zweiten Spirale bezüglich der ersten Spirale bewirkender Elektromotor ausgebildet ist, und dass die wenigstens eine orbitierende Scheibe mittels wenigstens einer im Stator kugelgelagerten oder gleitgelagerten Welle gelagert ist.The spiral vacuum pump according to the invention having a fixed first spiral and an orbiting second spiral engaging therein, wherein the first spiral is arranged on a stator and wherein the second spiral is arranged on an orbiting disk, is characterized in that at least one stator and at least one orbiting Disc are provided, and that for driving an electric motor is provided, which is integrated in and / or at least one orbiting disc and corresponding to the at least one disc in the spiral vacuum pump, as an activated state, an orbiting movement of the disc relative to the stator and that the orbiting movement of the second spiral with respect to the first spiral causing electric motor is formed, and that the at least one orbiting disk is mounted by means of at least one ball-mounted or slidably mounted in the stator shaft.

Die Lagerung der wenigstens einen orbitierenden Scheibe mittels der wenigstens zwei im Stator kugelgelagerten Wellen weist den Vorteil auf, dass die beiden Wellen einen Drehverhinderungsmechanismus darstellen, ohne dass zusätzliche Drehverhinderungsmechanismen vorgesehen sein müssen. Darüber hinaus ist die Kugellagerung der Wellen eine relativ verschleißarme und sehr zuverlässige Art der Lagerung. The bearing of the at least one orbiting disk by means of the at least two ball-bearing shafts in the stator has the advantage that the two shafts constitute a rotation prevention mechanism, without the need for additional rotation prevention mechanisms. In addition, the ball bearings of the shafts is a relatively low-wear and very reliable way of storage.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass wenigstens zwei orbitierende Scheiben mit jeweils einer Spirale vorgesehen sind und dass der Stator wenigstens zwei Spiralen aufweist und dass die Spiralen des Stators und die Spiralen der zwei orbitierenden Scheiben ineinander eingreifend angeordnet sind.A further advantageous embodiment of the invention provides that at least two orbiting disks are each provided with a spiral, and that the stator has at least two spirals and that the spirals of the stator and the spirals of the two orbiting disks are arranged to mesh with one another.

Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass es sich hierbei um ein zweistufiges Pumpsystem handelt, wodurch die Leistung der erfindungsgemäßen Spiralvakuumpumpe vergrößert wird. Die Pumpstufen können in Parallel- oder Reihenschaltung angeordnet sein.This embodiment has the advantage that this is a two-stage pumping system, whereby the power of the spiral vacuum pump according to the invention is increased. The pumping stages can be arranged in parallel or series connection.

Vorteilhaft ist vorgesehen, dass der Stator scheibenförmig ausgebildet und dass auf beiden Grundflächen der Scheibe des Stators jeweils eine Spirale angeordnet ist. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass ein zweistufiges Pumpsystem mit einem Stator und zwei orbitierenden Scheiben ausgebildet werden kann.It is advantageously provided that the stator is disc-shaped and that in each case a spiral is arranged on both base surfaces of the disc of the stator. This embodiment has the advantage that a two-stage pumping system with a stator and two orbiting disks can be formed.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass wenigstens zwei Statoren vorgesehen sind. Hierdurch lassen sich noch weitere Pumpstufen aufbauen.According to a further embodiment it is provided that at least two stators are provided. This allows even more pumping stages build.

Es besteht auch die Möglichkeit, dass zwischen den Statoren jeweils eine orbitierende Scheibe angeordnet ist und dass die Scheibe auf beiden Grundflächen jeweils eine Spirale aufweist. Hierdurch erhält man ein zweistufiges Pumpsystem, welches durch Anordnung weiterer Scheiben zu einem drei- oder vierstufigen Pumpsystem ausgebaut werden kann.There is also the possibility that between the stators each orbiting disc is arranged and that the disc has a spiral on both base surfaces. This results in a two-stage pumping system, which can be expanded by arranging further discs to a three- or four-stage pumping system.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die wenigstens zwei orbitierenden Scheiben winkelversetzt zueinander angeordnet sind. Durch diese Anordnung ist es möglich, Unwuchten oder auch gasdynamische Kräfte beim Antrieb der Scheiben zu vermeiden. Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, die wenigstens zwei Scheiben radialsymmetrisch zueinander anzuordnen. Das bedeutet, dass die wenigstens zwei Scheiben derart angeordnet sind, dass der Schwerpunkt sämtlicher Scheiben zusammengenommen im Zentrum des wenigstens einen Stators, beziehungsweise axial versetzt zum Zentrum des wenigstens einen Stators angeordnet ist.A further advantageous embodiment of the invention provides that the at least two orbiting discs are arranged angularly offset from each other. By this arrangement, it is possible to avoid imbalances or gas-dynamic forces when driving the discs. It has been found to be particularly advantageous to arrange the at least two disks radially symmetrical to one another. This means that the at least two disks are arranged such that the center of gravity of all the disks taken together is arranged in the center of the at least one stator, or axially offset from the center of the at least one stator.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass zwei orbitierende Scheiben vorgesehen sind, die in Bezug auf die Rotationsachse diametral gegenüberliegend zueinander angeordnet sind. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass keine Unwuchten auftreten, sondern ein Massenausgleich stattfindet. Unwuchten würden eine besondere Beanspruchung der Lager nach sich ziehen. Das Gesamtsystem ist vorteilhaft nach außen ausgewuchtet.According to a further advantageous embodiment of the invention it is provided that two orbiting discs are provided, which are arranged diametrically opposite to each other with respect to the axis of rotation. This embodiment has the advantage that no imbalances occur, but a mass balance takes place. Imbalances would cause a special stress on the bearings. The overall system is advantageously balanced outwards.

Eine vorteilhafte Ausbildung sieht vor, dass in und/oder an der wenigstens einen Spiralvakuumpumpe statorseitig Permanentmagnete und in und/oder an der wenigstens einen orbitierenden Scheibe Elektromagnete angeordnet sind, oder umgekehrt. Durch diese Ausführungsform wird der platzsparende Elektromotor gebildet.An advantageous embodiment provides that in and / or on the at least one spiral vacuum pump, stator-side permanent magnets and in and / or on the at least one orbiting disk electromagnets are arranged, or vice versa. By this embodiment, the space-saving electric motor is formed.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass in und/oder an der Spiralvakuumpumpe Elektromagnete angeordnet sind und die orbitierende Scheibe als Reluktanzläufer ausgebildet ist. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass sie besonders einfach und preiswert aufgebaut ist.Another advantageous embodiment of the invention provides that electromagnets are arranged in and / or on the spiral vacuum pump and the orbiting disk is designed as a reluctance rotor. This embodiment has the advantage that it is particularly simple and inexpensive.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Pumpstufen der Spiralvakuumpumpe parallel und/oder in Reihe geschaltet sind.A further advantageous embodiment of the invention provides that the pump stages of the spiral vacuum pump are connected in parallel and / or in series.

Bei der Serienschaltung wird die Kompression durch das Produkt der einzelnen Kompressionen der einzelnen Pumpstufen bestimmt, das bedeutet:

und das gesamte Saugvermögen ist

S_Ges = 1·S₀

mit K_0i = Kompression der einzelnen Pumpstufen
und S₀ = Saugvermögen der einzelnen Pumpstufen.In the series connection, the compression is determined by the product of the individual compressions of the individual pump stages, which means:

and the total pumping speed is

S _Ges = 1 · S ₀

with K _0i = compression of the individual pump stages
and S ₀ = pumping speed of the individual pumping stages.

Bei einer Parallelschaltung ist K_Ges ≈ K₀ S_Ges = n·S₀ mit n = Anzahl der Pumpstufen,
mit K₀ = Kompression der einzelnen Pumpstufen.In a parallel connection is K _Ges ≈ K ₀ S _Ges = n · S ₀ with n = number of pump stages,
with K ₀ = compression of the individual pump stages.

Eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass auf oder an jeder Welle zwei orbitierende Scheiben angeordnet sind. Another particularly preferred embodiment of the invention provides that two orbiting discs are arranged on or on each shaft.

Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass jeweils eine durch den Stator greifende Welle vorgesehen ist, die auf beiden Seiten des scheibenförmigen Stators jeweils eine orbitierende Scheibe trägt. Hierbei sind die Wellen in Kugellagern oder Gleitlagern im Stator gelagert.This embodiment has the advantage that in each case one is provided by the stator cross-shaft which carries on each side of the disc-shaped stator each orbiting disk. Here, the shafts are mounted in ball bearings or plain bearings in the stator.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Welle wenigstens einen Versatz aufweist. Durch diesen Versatz wird die orbitierende Bewegung der Scheiben erreicht.According to a further particularly preferred embodiment of the invention, it is provided that the at least one shaft has at least one offset. This offset achieves the orbital movement of the discs.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die wenigstens eine Welle einen im Stator angeordneten Wellenabschnitt aufweist und dass ein in der orbitierenden Scheibe angeordneter Wellenabschnitt axial versetzt zu dem in dem Stator angeordneten Wellenabschnitt ausgebildet ist. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass für die orbitierende Bewegung der Scheibe kein gesonderter Exzenter erforderlich ist, sondern dass die Wellen, die zur Lagerung der orbitierenden Scheiben dienen, gleichzeitig die Exzentrizität bestimmen.A further advantageous embodiment provides that the at least one shaft has a shaft section arranged in the stator and that a shaft section arranged in the orbiting disk is formed axially offset relative to the shaft section arranged in the stator. This embodiment has the advantage that no separate eccentric is required for the orbiting movement of the disc, but that the waves which serve to support the orbiting discs simultaneously determine the eccentricity.

Durch die Anordnung von zwei oder mehr Wellen, vorzugsweise drei Wellen, ist gleichzeitig eine Verdrehsicherung der orbitierenden Scheibe gegeben.The arrangement of two or more shafts, preferably three shafts, at the same time a rotation of the orbiting disk is given.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Wellen einen im Stator angeordneten ersten Wellenabschnitt aufweisen und dass ein in einer ersten orbitierenden Scheibe angeordneter zweiter Wellenabschnitt axial versetzt zu dem in dem Stator angeordneten Wellenabschnitt ausgebildet ist und dass ein in einer zweiten orbitierenden Scheibe angeordneter dritter Wellenabschnitt versetzt zu den ersten beiden Wellenabschnitten ausgebildet ist.A further advantageous embodiment provides that the shafts have a first shaft section arranged in the stator and that a second shaft section arranged in a first orbiting disk is formed axially offset from the shaft section arranged in the stator and that a third shaft section arranged in a second orbiting disk offset from the first two shaft sections is formed.

Gemäß dieser Ausführungsform sind zwei orbitierende Scheiben einem Stator zugeordnet. Die axial versetzten Wellenabschnitte gewährleisten, dass die Scheiben vorteilhaft diametral gegenüberliegend sich orbitierend relativ zu dem Stator bewegen. Durch die Anordnung von wenigstens zwei, vorzugsweise drei Wellen, ist ein Schutz gegen ein Verdrehen der Statorscheiben gewährleistet.According to this embodiment, two orbiting disks are associated with a stator. The axially offset shaft sections ensure that the disks advantageously move diametrically opposite one another orbitally relative to the stator. The arrangement of at least two, preferably three waves, a protection against rotation of the stator is guaranteed.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass eine Drehverhinderungsvorrichtung vorgesehen ist. Ist die wenigstens eine orbitierende Scheibe lediglich mit einer Welle gelagert, besteht grundsätzlich die Möglichkeit, dass sich die orbitierende Scheibe um die eigene Achse dreht, was nicht erwünscht ist, da der ordnungsgemäße Eingriff der Spiralen des feststehenden Teiles und der orbitierenden Scheibe gewährleistet sein muss. Aus diesem Grunde ist es sinnvoll, eine Drehverhinderungsvorrichtung einzusetzen.A further advantageous embodiment of the invention provides that a rotation prevention device is provided. If the at least one orbiting disk is mounted with only one shaft, there is a general possibility that the orbiting disk rotates about its own axis, which is undesirable since the proper engagement of the spirals of the fixed part and the orbiting disk must be ensured. For this reason, it makes sense to use a rotation prevention device.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Drehverhinderungsvorrichtung als wenigstens ein Wellbalg ausgebildet. Die orbitierende Scheibe und damit die bewegbare Spirale müssen daran gehindert werden, sich um die eigene Achse zu drehen. Dies kann über einen Wellbalg erfolgen.According to an advantageous embodiment of the invention, the rotation preventing device is designed as at least one corrugated bellows. The orbiting disc and thus the movable scroll must be prevented from rotating around its own axis. This can be done via a bellows.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist an Stirnflächen der wenigstens einen Spirale eine Dichtung vorgesehen. An den Stirnflächen, das heißt auf der Oberseite der Spiralwände, erfolgt meist eine Dichtung zur Gegenfläche. Diese Dichtung ist vorteilhaft aus Kunststoff gebildet. Es können auch andere Materialien vorgesehen sein. Bevorzugt werden Mischungen aus verschiedenen Kunststoffen eingesetzt. Vorteilhaft weisen die Dichtungen einen rechteckigen Querschnitt (so genanntes ”Tip Seal”) auf. Mit zunehmender Betriebsdauer verschleißt die Dichtung. Damit die Dichtwirkung auch bei zunehmendem Verschleiß gewährleistet ist, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Dichtung als eine nachführbare Dichtung ausgebildet ist. Besonders vorteilhaft ist die Dichtung auf einem elastischen Trägermaterial angeordnet. Ist ein elastisches Trägermaterial, beispielsweise ein Schaum unterhalb der Dichtung angeordnet, wird durch die Elastizität des Trägermaterials die Dichtung nachgeführt und die Vorspannung bleibt auch bei fortgeschrittenem Verschleiß erhalten. Es besteht auch die Möglichkeit, dass die Dichtung als eine aufgrund eines Gasdruckes nachführbare Dichtung ausgebildet ist. Weist die Dichtung einen rechteckförmigen Querschnitt auf, kann aufgrund eines Gasdruckes eines in einem Spalt angeordneten zu fördernden Gases die Dichtung mit der erforderlichen Anpresskraft an die Gegenfläche angepresst werden.According to a further advantageous embodiment of the invention, a seal is provided on end faces of the at least one spiral. At the end faces, that is on the top of the spiral walls, usually a seal to the mating surface. This seal is advantageously made of plastic. Other materials may be provided. Preference is given to using mixtures of different plastics. Advantageously, the seals have a rectangular cross section (so-called "tip seal"). With increasing service life, the seal wears out. So that the sealing effect is ensured even with increasing wear, there are various possibilities. An advantageous embodiment of the invention provides that the seal is formed as a trackable seal. Particularly advantageously, the seal is arranged on an elastic carrier material. If an elastic carrier material, for example a foam, is arranged underneath the seal, the elasticity of the carrier material causes the seal to be tracked and the prestressing is maintained even with advanced wear. There is also the possibility that the seal is formed as a gas-pressure trackable seal. If the seal has a rectangular cross-section, the seal can be pressed against the opposing surface with the required contact pressure due to a gas pressure of a gas to be conveyed arranged in a gap.

Auf der Gegenfläche oder der korrespondierenden Fläche ist vorteilhaft eine so genannte Hardcoat-Beschichtung angeordnet. Es handelt sich hierbei um eine Beschichtung, die besonders hart ausgebildet ist und die vorteilhaft eine glatte Oberfläche aufweist, damit der Verschleiß der weichen Oberfläche der Spirale oder einer in der Spirale angeordneten Dichtung möglichst gering bleibt. An Stelle der Hardcoat-Beschichtung kann auch eine andere harte Beschichtung vorgesehen sein.On the mating surface or the corresponding surface is advantageously arranged a so-called hardcoat coating. This is a coating that is particularly hard and advantageously has a smooth surface, so that the wear of the soft surface of the spiral or arranged in the spiral seal remains as low as possible. Instead of the hardcoat coating, another hard coating can also be provided.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Dichtung an einer Stirnfläche wenigstens eine Struktur auf. Derartige Strukturen sind vorteilhaft in der Stirnfläche der Dichtungen angeordnet. Die Strukturen können beispielsweise einen sägezahnartigen Querschnitt oder auch schwalbenschwanzförmige Querschnitte aufweisen.According to another advantageous embodiment of the invention, the seal has at least one structure on an end face. Such structures are advantageous in the face of the Arranged seals. The structures may, for example, have a sawtooth-like cross section or dovetail-shaped cross sections.

Zwischen diesen Dichtungen und der Gegenfläche verbleiben geringe Spalte. Die Ausbildung der Strukturen und die Ausbildung von sehr geringen Spalten zwischen der Dichtung und der Gegenfläche bewirken ebenfalls eine Dichtwirkung.Between these seals and the counter surface remain small gaps. The formation of the structures and the formation of very small gaps between the seal and the mating surface also cause a sealing effect.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Dichtung als eine mit der Gegenfläche einen Spalt belassende Dichtung ausgebildet ist. Diese Art der Dichtung ist in vielen Fällen ausreichend, wenn der Spalt klein genug gewählt wird. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass dadurch, dass zwischen der Dichtung und der Gegenfläche ein Spalt verbleibt, kein Verschleiß der Dichtung auftritt.A further advantageous embodiment of the invention provides that the seal is designed as a seal leaving a gap with the mating surface. This type of seal is sufficient in many cases, if the gap is chosen small enough. This embodiment has the advantage that no wear of the seal occurs in that a gap remains between the seal and the mating surface.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Kühlung der wenigstens einen Pumpstufe vorgesehen ist.According to a further advantageous embodiment of the invention it is provided that a cooling of the at least one pumping stage is provided.

Durch die Relativbewegung der Spiralen zueinander und der damit verbundenen Reibung entsteht in Verbindung mit der Kompression des Gases eine nicht unerhebliche Abwärme. Hohe Temperaturen tragen zu einem erhöhten Verschleiß der Dichtung bei. Daher wird die Wärme vorteilhaft über eine erzwungene Konvektion (Lüfter) von der Spirale weggeführt. Die Erwärmung der Bauteile und die damit verbundene Wärmedehnung muss bei der Auslegung der Spalte zwischen den Spiralen berücksichtigt werden.Due to the relative movement of the spirals to each other and the friction associated therewith, in connection with the compression of the gas a considerable waste heat. High temperatures contribute to increased wear of the seal. Therefore, the heat is advantageously led away from the spiral via a forced convection (fan). The heating of the components and the associated thermal expansion must be taken into account when designing the gaps between the spirals.

Es besteht auch die Möglichkeit, insbesondere in dem Fall, dass dem Stator auf beiden Grundflächen eine Spirale zugeordnet ist und eine Kühlung über Konvektion wegen der schwierigen Zugänglichkeit schlecht möglich ist, beispielsweise in dem Stator Kanäle vorzusehen, durch die ein Kühlmittel geleitet wird. Diese Art der Kühlung kann beispielsweise mit einer Kühlung über eine erzwungene Konvektion der orbitierenden Spiralen kombiniert werden.There is also the possibility, in particular in the case that the stator on both bases a spiral is assigned and cooling by convection because of difficult accessibility is difficult to provide, for example, in the stator channels through which a coolant is passed. This type of cooling may for example be combined with cooling via forced convection of the orbiting scrolls.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist an der Auslassseite wenigstens ein Rückschlagventil vorgesehen. Dieses verhindert ein Zurückbelüften der Pumpe nach dem Abschalten des Antriebes. Hierdurch kann auch ein Drehen der Spirale entgegen der festgelegten Drehrichtung vermieden werden.According to a further advantageous embodiment of the invention, at least one check valve is provided on the outlet side. This prevents venting of the pump after switching off the drive. As a result, a rotation of the spiral against the specified direction of rotation can be avoided.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass wenigstens ein Gasballastventil vorgesehen ist. Hierdurch wird von der Atmosphärenseite Gas in den Pumpraum gepumpt, um eine Kondensation des Gases zu vermeiden. Vorteilhaft wird der Gasballast durch den Stator zugeführt.A further advantageous embodiment provides that at least one gas ballast valve is provided. As a result, gas is pumped from the atmosphere side into the pump chamber to prevent condensation of the gas. Advantageously, the gas ballast is supplied through the stator.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Stator einen ersten Ring aufweist und dass die orbitierende Scheibe einen zweiten Ring aufweist und dass in dem ersten Ring und in dem zweiten Ring ein Elektromotor integriert ist, der als ein in aktiviertem Zustand eine orbitierende Bewegung des ersten Ringes relativ zum zweiten Ring und damit die orbitierende Bewegung der zweiten Spirale bezüglich der ersten Spirale bewirkender Elektromotor ausgebildet ist.According to an advantageous embodiment of the invention it is provided that the stator has a first ring and that the orbiting disc has a second ring and that in the first ring and in the second ring, an electric motor is integrated, which as an activated state, an orbiting movement of the first ring relative to the second ring and thus the orbiting movement of the second spiral with respect to the first spiral causing the electric motor is formed.

Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass der Elektromotor in den beiden Ringen untergebracht werden kann, ohne die Spirale baulich zu behindern.This embodiment has the advantage that the electric motor can be accommodated in the two rings without structurally obstructing the spiral.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Stator einen Ring aufweist und dass in dem Ring und in der orbitierenden Scheibe der Elektromotor integriert ist, der als ein im aktivierten Zustand eine orbitierende Bewegung der Scheibe relativ zu dem Ring und damit orbitierende Bewegung der zweiten Spirale bezüglich der ersten Spirale bewirkender Elektromotor ausgebildet ist. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass an der orbitierenden Scheibe kein zusätzlicher Ring angeordnet werden muss, sondern die Magnete in der Scheibe, beispielsweise am äußeren Rand integriert sind. Der Ring des Stators ist vorteilhaft am Außendurchmesser des Stators angeordnet, derart, dass der Ring die orbitierende Scheibe umschließt.Another advantageous embodiment of the invention provides that the stator has a ring and in that in the ring and in the orbiting disc, the electric motor is integrated, as an activated state in an orbital movement of the disc relative to the ring and thus orbital movement of the second spiral with respect to the first spiral causing electric motor is formed. This embodiment has the advantage that no additional ring must be arranged on the orbiting disk, but the magnets are integrated in the disk, for example on the outer edge. The ring of the stator is advantageously arranged on the outer diameter of the stator, such that the ring surrounds the orbiting disk.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der zugehörigen Zeichnungen, in denen verschiedene Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Spiralvakuumpumpe nur beispielhaft dargestellt sind, ohne die Erfindung auf diese Ausführungsbeispiele zu beschränken. In den Zeichnungen zeigen:Further features and advantages of the invention will become apparent from the accompanying drawings, in which various embodiments of a spiral vacuum pump according to the invention are shown only by way of example, without limiting the invention to these embodiments. In the drawings show:

1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Spiralvakuumpumpe; 1 a longitudinal section through a first embodiment of a spiral vacuum pump;

2 einen Längsschnitt durch eine zweiflutige Spiralvakuumpumpe in Parallelschaltung; 2 a longitudinal section through a double-flow spiral vacuum pump in parallel circuit;

3 einen Längsschnitt durch eine zweistufige Spiralvakuumpumpe mit Reihenschaltung; 3 a longitudinal section through a two-stage spiral vacuum pump with series connection;

4 einen Längsschnitt durch eine zweiflutige Spiralvakuumpumpe; 4 a longitudinal section through a double-flow spiral vacuum pump;

5 einen Längsschnitt durch eine zweiflutige und zweistufige Spiralvakuumpumpe mit insgesamt vier Stufen; 5 a longitudinal section through a double-flow and two-stage spiral vacuum pump with a total of four stages;

6 einen Längsschnitt durch eine zweiflutige Spiralvakuumpumpe; 6 a longitudinal section through a double-flow spiral vacuum pump;

7 einen Längsschnitt durch verschiedene Dichtungsstrukturen; 7 a longitudinal section through various sealing structures;

8 eine Ansicht eines Stators mit zwei orbitierenden Scheiben. 8th a view of a stator with two orbiting discs.

1 zeigt eine Spiralvakuumpumpe 1 mit einer ersten Stufe 2 und einer zweiten Stufe 3. Die erste Stufe 2 besteht aus einer orbitierenden Scheibe 4 und einem Stator 5. Die orbitierende Scheibe 4 trägt eine Spirale 6. Der Stator 5 trägt eine Spirale 7. Die Spiralen 6 und 7 sind ineinandergreifend angeordnet. Die Spirale 6 dichtet zu dem Stator 5 ab. Der Stator 5 kann hierzu eine so genannte Hardcoat-Beschichtung oder eine andere harte Beschichtung an einer Gegenfläche 8 aufweisen. Die orbitierende Scheibe 4 ist in drei Wellen 9, von denen in 1 lediglich zwei Wellen dargestellt sind, orbitierend gelagert. Die Wellen 9 sind in einem Stator 10 mittels Kugellagern 11 drehbar gelagert. 1 shows a spiral vacuum pump 1 with a first step 2 and a second stage 3 , The first stage 2 consists of an orbiting disk 4 and a stator 5 , The orbiting disk 4 carries a spiral 6 , The stator 5 carries a spiral 7 , The spirals 6 and 7 are arranged in an interlocking manner. The spiral 6 seals to the stator 5 from. The stator 5 For this purpose, a so-called hardcoat coating or another hard coating on a counter surface 8th exhibit. The orbiting disk 4 is in three waves 9 of which in 1 only two waves are shown orbiting stored. The waves 9 are in a stator 10 by means of ball bearings 11 rotatably mounted.

Die zweite Stufe 3 weist ebenfalls eine orbitierende Scheibe 12 sowie einen Stator 13 auf. Die Scheibe 12 trägt eine Spirale 14, der Stator 13 trägt eine Spirale 15. Die Spiralen 14, 15 sind ebenfalls ineinandergreifend angeordnet. Die orbitierende Scheibe 12 ist mittels der Wellen 9 in der Statorscheibe 10 kugelgelagert. Die Wellen 9 weisen einen Wellenabschnitt 16 auf, der in dem Stator 10 gelagert ist. Die Wellen 9 weisen darüber hinaus jeweils zwei Wellenabschnitte 17, 18 auf, die einen Versatz zu dem Wellenabschnitt 16 aufweisen. Durch den Versatz 17, 18 wird die orbitierende Bewegung der Scheiben 4, 12 verursacht.The second stage 3 also has an orbiting disk 12 as well as a stator 13 on. The disc 12 carries a spiral 14 , the stator 13 carries a spiral 15 , The spirals 14 . 15 are also arranged interlocking. The orbiting disk 12 is by means of the waves 9 in the stator disk 10 ball bearings. The waves 9 have a shaft section 16 on that in the stator 10 is stored. The waves 9 moreover each have two shaft sections 17 . 18 on which an offset to the shaft section 16 exhibit. By the offset 17 . 18 becomes the orbiting motion of the discs 4 . 12 caused.

Der Antrieb der orbitierenden Bewegung erfolgt mittels eines Elektromotors, der aus einem Motorstator 19 und Motororbiter 20 besteht. Der Motororbiter 20 besteht gemäß 1 aus Permanentmagneten. Der Motorstator 10 weist erregbare Elektromagnete auf, die bei entsprechender Bestromung die orbitierende Bewegung der Scheiben 4, 12 und damit der Spiralen 6, 14 bewirken. Wird dabei der Elektromotor, das heißt die Elektromagnete 19 desselben bestromt, so wirkt der Elektromotor als Antrieb, so dass das in den Zwischenräumen zwischen den beiden Spiralen 6, 7; 14, 15 angeordnete Gas komprimiert wird. Das Gas wird von einem Einlass 21 jeder Stufe 2, 3 zu einem Auslass 22 transportiert und hierbei komprimiert.The drive of the orbiting movement is effected by means of an electric motor, which consists of a motor stator 19 and motor orbiter 20 consists. The motor orbiter 20 exists according to 1 made of permanent magnets. The motor stator 10 has excitable electromagnets which, with appropriate energization, the orbiting movement of the discs 4 . 12 and therefore the spirals 6 . 14 cause. Is doing the electric motor, that is, the electromagnets 19 the same energized, so the electric motor acts as a drive, so that in the spaces between the two spirals 6 . 7 ; 14 . 15 arranged gas is compressed. The gas is from an inlet 21 every level 2 . 3 to an outlet 22 transported and compressed.

Zur Abdichtung von Pumpräumen 23 ist in jeder Pumpstufe jeweils ein Wellbalg 24 vorgesehen. In den Auslässen 22 ist jeweils ein Rückschlagventil 25 angeordnet. Das Rückschlagventil 25 verhindert ein Zurückbelüften der Spiralvakuumpumpe 1 nach dem Ausschalten des Antriebes 18, 19. Somit kann ein Drehen der Spiralen 6, 7; 14, 15 entgegen der festgelegten Drehrichtung vermieden werden.For sealing pump chambers 23 In each pumping stage, there is one corrugated bellows 24 intended. In the outlets 22 is each a check valve 25 arranged. The check valve 25 prevents back ventilation of the spiral vacuum pump 1 after switching off the drive 18 . 19 , Thus, turning the spirals 6 . 7 ; 14 . 15 be avoided contrary to the specified direction of rotation.

Darüber hinaus ist ein Gasballastventil 26 in jeder Pumpstufe vorgesehen. Durch das Gasballastventil 26 wird von Atmosphärenseite in den Pumpraum 23 Gas gepumpt, um eine Kondensation des zu pumpenden Gases zu vermeiden.In addition, a gas ballast valve 26 provided in each pumping stage. Through the gas ballast valve 26 goes from the atmosphere side into the pump room 23 Gas pumped to avoid condensation of the gas to be pumped.

Durch die Relativbewegung der Spiralen 5, 6; 14, 15 und der damit verbundenen Reibung entsteht in Verbindung mit der Kompression des Gases eine nicht unerhebliche Abwärme. Hohe Temperaturen tragen zu einem erhöhten Verschleiß der Bauteile, insbesondere von Dichtungen (in 1 nicht dargestellt) zwischen der Spirale 6 und der Gegenfläche 8 sowie der Spirale 14 und der Gegenfläche 27 bei. Aus diesem Grunde sind Lüfter 28, die lediglich schematisch dargestellt sind, vorgesehen, um die Wärme über eine erzwungene Konvektion abzuführen.By the relative movement of the spirals 5 . 6 ; 14 . 15 and the associated friction in connection with the compression of the gas creates a significant waste heat. High temperatures lead to increased wear of the components, in particular of seals (in 1 not shown) between the spiral 6 and the counter surface 8th as well as the spiral 14 and the counter surface 27 at. That's why fans are 28 , which are shown only schematically, provided to dissipate the heat via a forced convection.

Da die orbitierenden Scheiben 4, 12 mittels drei Wellen 9 gelagert sind, wird keine Drehverhinderungsvorrichtung benötigt. Die Wellbalge 24 dienen lediglich zur Abdichtung der Pumpräume 23.Because the orbiting discs 4 . 12 by means of three waves 9 are stored, no rotation preventing device is required. The corrugated bellows 24 only serve to seal the pump rooms 23 ,

Die Wellen 9 sind über Kugellager 11 drehbar in den Scheiben 4, 12 gelagert.The waves 9 are over ball bearings 11 rotatable in the discs 4 . 12 stored.

Der Elektromotor 19, 20 kann auch derart aufgebaut sein, dass der Motororbiter 20 aus einem weichmagnetischen Material, beispielsweise Eisen besteht. Die im Motorstator 19 angeordneten Elektromagnete können beispielsweise als Spulen ausgebildet sein. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, die Motororbiter 20 aus Elektromagneten zu bilden und den Motorstator 19 beispielsweise aus Permanentmagneten oder aus einem weichmagnetischen Material.The electric motor 19 . 20 can also be constructed such that the motor orbiter 20 made of a soft magnetic material, such as iron. The in the motor stator 19 arranged electromagnets may be formed, for example, as coils. Basically there is also the possibility of the motor orbiter 20 to form electromagnet and the motor stator 19 for example, from permanent magnets or from a soft magnetic material.

2 zeigt eine Vakuumpumpe 1, die als zweiflutige Pumpe ausgebildet ist. Die Pumpe 1 ist lediglich schematisch dargestellt. Die Pumpe 1 weist einen Stator 10 auf, in dem die Welle 9 mittels der Kugellager 11 drehbar angeordnet ist. Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform ist lediglich eine Welle 9 vorgesehen, um die orbitierenden Scheiben 4, 12, die die Spiralen 6, 14 tragen, drehbar zu lagern. Da lediglich eine Welle 9 vorgesehen ist, dienen die Wellbalge 24 als Drehverhinderungsmechanismus, damit die orbitierenden Scheiben 4, 12 sich nicht um die eigene Achse verdrehen. 2 shows a vacuum pump 1 , which is designed as a double-flow pump. The pump 1 is shown only schematically. The pump 1 has a stator 10 on, in which the wave 9 by means of the ball bearings 11 is rotatably arranged. At the in 2 illustrated embodiment is only a shaft 9 provided to the orbiting discs 4 . 12 that the spirals 6 . 14 carry, rotatably store. Because only one wave 9 is provided, serve the corrugated bellows 24 as a rotation prevention mechanism, so that the orbiting discs 4 . 12 do not twist around its own axis.

Die Pumpe 1 gemäß 2 weist einen Einlass 21 auf. Das Gas wird durch die Pumpstufen 2, 3 in Richtung des jeweiligen Auslasses 22 gefördert und dort ausgestoßen.The pump 1 according to 2 has an inlet 21 on. The gas is pumped through the stages 2 . 3 in the direction of the respective outlet 22 promoted and ejected there.

Zur Kühlung der Statoren 5, 12 können wiederum Lüfter (in 2 nicht dargestellt) vorgesehen sein. Zusätzlich sind in der Statorscheibe 10 Kanäle 29 ausgebildet, durch die ein Kühlmedium zum Abtransport der Abwärme geführt werden kann.For cooling the stators 5 . 12 can turn fan (in 2 not shown) be. In addition, in the stator disk 10 channels 29 formed, through which a cooling medium for removing the waste heat can be performed.

Die Pumpe gemäß 2 ist als zweiflutige Pumpe mit einer Parallelschaltung ausgebildet.The pump according to 2 is designed as a double-flow pump with a parallel connection.

3 zeigt die Pumpe 1, die als zweistufige Pumpe mit einer Reihenschaltung ausgebildet ist. Die Pumpe 1 mit ihren Bauteilen ist lediglich schematisch dargestellt. Da lediglich das Prinzip der Reihenschaltung dargestellt werden soll, sind weder Welle noch Antrieb dargestellt. Die Pumpe 1 gemäß 3 weist einen Einlass 21 auf. Das Gas wird von der Pumpstufe 2, das heißt den Spiralen 6, 7 zu einem Zwischenauslass 30 gepumpt. Durch eine Führung 31 wird das Gas in einen Außenbereich der zweiten Pumpstufe 3 geleitet und in der Pumpstufe 3 von den Spiralen 14, 15 in Richtung des Auslasses 22 gefördert. 3 shows the pump 1 , which is designed as a two-stage pump with a series connection. The pump 1 with its components is shown only schematically. Since only the principle of series connection is to be shown, neither shaft nor drive are shown. The pump 1 according to 3 has an inlet 21 on. The gas is from the pumping stage 2 that is the spirals 6 . 7 to a Zwischenauslass 30 pumped. Through a guide 31 the gas is in an outside area of the second pumping stage 3 passed and in the pumping stage 3 from the spirals 14 . 15 in the direction of the outlet 22 promoted.

Der Wellbalg 24 weist in diesem Ausführungsbeispiel wiederum eine abdichtende Funktion auf und kann zusätzlich eine Drehverhinderungsfunktion aufweisen. In der Pumpe 1 sind die Scheiben 32, 33 als feststehende Scheiben ausgebildet. Die Scheibe 34 ist als orbitierende Scheibe ausgebildet. Das bedeutet, dass die Spiralen 6, 14 durch die orbitierende Scheibe 34 eine orbitierende Bewegung in den feststehenden Spiralen 7, 15 ausführen.The corrugated bellows 24 again has a sealing function in this embodiment and may additionally have a rotation preventing function. In the pump 1 are the discs 32 . 33 designed as fixed discs. The disc 34 is designed as an orbiting disk. That means the spirals 6 . 14 through the orbiting disk 34 an orbiting motion in the fixed spirals 7 . 15 To run.

4 zeigt eine zweiflutige Vakuumpumpe 1, die ebenfalls lediglich schematisch dargestellt ist. Auf die Darstellung von Abdichtungen, Antrieb und Welle wurde bei der schematischen Darstellung verzichtet. Gemäß 4 sind die Scheiben 32, 33 ebenfalls als feststehende Scheiben ausgebildet. Die Scheibe 34 ist als orbitierende Scheibe ausgebildet. Die Scheibe 32 trägt die Spirale 7, die Scheibe 33 trägt die Spirale 15. Die orbitierende Scheibe 34 trägt die Spiralen 6 und 14. Die Spiralen sind lediglich schematisch dargestellt, stehen jedoch im Eingriff, derart, dass ein Gas gefördert werden kann. Die Scheibe 34 ist über die Welle 9 in der Scheibe 33 mittels des Kugellagers 11 gelagert. Zur Abdichtung des Kugellagers 11 ist ein Wellbalg 24 vorgesehen. Das Gas tritt durch die Einlassöffnung 21 in die Pumpe 1 ein und verteilt sich dort gemäß den Pfeilen A. In der Scheibe 34 ist ein Durchlass 35 vorgesehen, durch den das Gas von der Pumpstufe 3 in die Pumpstufe 2 gelangt. Aus der Pumpstufe 2 tritt das Gas durch die Auslassöffnung 22 aus. 4 shows a double-flow vacuum pump 1 , which is also shown only schematically. On the representation of seals, drive and shaft was omitted in the schematic representation. According to 4 are the discs 32 . 33 also designed as fixed discs. The disc 34 is designed as an orbiting disk. The disc 32 carries the spiral 7 , the disc 33 carries the spiral 15 , The orbiting disk 34 wear the spirals 6 and 14 , The spirals are shown only schematically, but are engaged, so that a gas can be promoted. The disc 34 is about the wave 9 in the disk 33 by means of the ball bearing 11 stored. For sealing the ball bearing 11 is a corrugated bellows 24 intended. The gas passes through the inlet opening 21 into the pump 1 and there distributes according to the arrows A. In the disc 34 is a passage 35 provided by the gas from the pumping stage 3 in the pumping stage 2 arrives. From the pumping stage 2 the gas enters through the outlet opening 22 out.

5 zeigt eine weitere Pumpe 1, die zweiflutig und zweistufig ausgebildet ist. Insgesamt sind vier Pumpstufen 2, 3; 36, 37 vorgesehen. Die Scheiben 32, 33 sind als feststehende Scheiben ausgebildet. Die Scheibe 32 bildet gleichzeitig den Stator, in dem die Welle 9 kugelgelagert (Kugellager nicht dargestellt) angeordnet ist. Die Scheibe 32 bildet auch den Stator der Pumpstufe 36. Darüber hinaus bildet eine Scheibe 38 einen Stator für die Pumpstufe 37. Die Scheibe 39 ist als orbitierende Scheibe ausgebildet. 5 shows another pump 1 , which is designed in two columns and two stages. In total there are four pump stages 2 . 3 ; 36 . 37 intended. The disks 32 . 33 are designed as fixed discs. The disc 32 at the same time forms the stator in which the shaft 9 ball bearing (ball bearing not shown) is arranged. The disc 32 also forms the stator of the pumping stage 36 , In addition, forms a disc 38 a stator for the pumping stage 37 , The disc 39 is designed as an orbiting disk.

Die Spiralvakuumpumpe 1 weist einen Einlass 21 auf. Das Gas wird entsprechend den Pfeilen A in die Pumpstufen 3, 37 geführt. Durch Zwischenauslässe 30 und Führungen 31 gelangt das Gas in die durch jeweils einen Wellbalg 24 abgedichteten Pumpstufen 2, 36. Von dort wird das Gas durch eine Führung 41 dem Auslass 22 zugeführt.The spiral vacuum pump 1 has an inlet 21 on. The gas will go to the pumping stages according to arrows A. 3 . 37 guided. Through intermediate outlets 30 and guides 31 the gas enters the through a corrugated bellows 24 sealed pumping stages 2 . 36 , From there, the gas is through a guide 41 the outlet 22 fed.

5 zeigt eine Vakuumpumpe 1 mit einer Statorscheibe 10 und zwei orbitierenden Scheiben 4, 12. Die Scheiben 4, 12 sind mittels einer Welle 9 orbitierend gelagert. Die Welle 9 ist mittels Kugellagern (in 6 nicht dargestellt) in der Scheibe 10 drehbar gelagert. Das Gas gelangt durch einen Einlass 21 in die Spiralvakuumpumpe 1. Über eine Führung 41 wird das Gas dem Auslass 22 zugeführt. Es ist in jeder Pumpstufe 2, 3 jeweils ein Wellbalg 24 zur Abdichtung und als Drehverhinderungsmechanismus vorgesehen. Das Gas wird in Richtung der Pfeile von dem Einlass 21 in Richtung des Auslasses 22 gefördert. 5 shows a vacuum pump 1 with a stator disc 10 and two orbiting disks 4 . 12 , The disks 4 . 12 are by means of a wave 9 orbiting stored. The wave 9 is by means of ball bearings (in 6 not shown) in the disc 10 rotatably mounted. The gas passes through an inlet 21 into the spiral vacuum pump 1 , About a guide 41 the gas is the outlet 22 fed. It is in every pumping stage 2 . 3 one corrugated bellows each 24 intended for sealing and as a rotation preventing mechanism. The gas is directed in the direction of the arrows from the inlet 21 in the direction of the outlet 22 promoted.

Die orbitierende Scheibe 4 weist eine Spirale 6 auf, die orbitierende Scheibe 12 weist eine Spirale 14 auf. Der Stator 10 weist zwei Spiralen 40, 53 auf.The orbiting disk 4 has a spiral 6 on, the orbiting disc 12 has a spiral 14 on. The stator 10 has two spirals 40 . 53 on.

Die Pumpen gemäß den 2 bis 6 sind lediglich schematisch dargestellt. Diese Pumpen weisen wie die Pumpe gemäß 1 für die Lagerung der Welle oder der Wellen 9 jeweils Kugellager auf. Die Spiralen greifen derart ineinander, dass eine Gasförderung möglich ist. Hierzu dichten die Spiralen 6, 7; 14, 15 zu Gegenflächen 8, 27 ab.The pumps according to the 2 to 6 are shown only schematically. These pumps are like the pump according to 1 for the storage of the shaft or shafts 9 each ball bearing on. The spirals interlock in such a way that a gas delivery is possible. To do this, seal the spirals 6 . 7 ; 14 . 15 to counter surfaces 8th . 27 from.

7 zeigt die Scheibe 5 mit der Spirale 7 sowie die Scheibe 4 mit der Spirale 6. In 7 sind mehrere Möglichkeiten der Abdichtung der Spiralen 6, 7 zu den Scheiben 4, 5 dargestellt. 7 shows the disc 5 with the spiral 7 as well as the disc 4 with the spiral 6 , In 7 are several ways of sealing the spirals 6 . 7 to the discs 4 . 5 shown.

Der Spiralabschnitt 42 weist eine strukturierte Oberfläche auf. Im vorliegenden Fall ist die Oberfläche im Querschnitt sägezahnartig ausgebildet. Durch einen entsprechend gewählten engen Spalt 43 dichtet der Spiralabschnitt 42 gegenüber der Gegenfläche 44 der Scheibe 4 ab.The spiral section 42 has a textured surface. In the present case, the surface is sawtooth-shaped in cross-section. By an appropriately selected narrow gap 43 seals the spiral section 42 opposite the counter surface 44 the disc 4 from.

Der Spiralabschnitt 45 der Spirale 6 weist ein elastisches Trägermaterial 46 auf sowie eine Dichtung 47. Die Dichtung 47 liegt an der Gegenfläche 8 an und dichtet so gegen die Gegenfläche 8 ab. Durch das elastische Trägermaterial 46 wird die Dichtung 47 bei Verschleiß der Dichtung 47 nachgeführt. Die Gegenfläche 8 weist vorteilhaft eine so genannte Hard-Coat-Beschichtung auf, um den Verschleiß zu minimieren.The spiral section 45 the spiral 6 has an elastic carrier material 46 on and a seal 47. The seal 47 lies on the opposite surface 8th and seals against the counter surface 8th from. Due to the elastic carrier material 46 becomes the seal 47 when the seal is worn 47 tracked. The counter surface 8th advantageously has a so-called hard-coat coating to minimize wear.

Der Spiralabschnitt 48 weist ebenfalls eine Dichtung 49 auf. Die Dichtung 49 ist in einem Kanal 50 des Spiralabschnittes 48 angeordnet, das heißt in der feststehenden Spirale 7. Die Dichtung 49 dichtet gegen die Gegenfläche 44 ab. The spiral section 48 also has a seal 49 on. The seal 49 is in a channel 50 of the spiral section 48 arranged, that is in the fixed spiral 7 , The seal 49 seals against the opposite surface 44 from.

Die Dichtung 49 ist im Querschnitt rechteckförmig ausgebildet, wie in 7 dargestellt. Die Länge L ist größer als die Breite B der Dichtung 49. Die Dichtung 49 ist in dem Kanal 50 derart angeordnet, dass im Bereich der schmalen Seite mit der Breite B ein Spalt 51 und im Bereich der Längsseite der Dichtung 49 ein Spalt 51 verbleibt.The seal 49 is rectangular in cross section, as in 7 shown. The length L is greater than the width B of the seal 49 , The seal 49 is in the channel 50 arranged such that in the region of the narrow side with the width B, a gap 51 and in the area of the longitudinal side of the seal 49 A gap 51 remains.

Das bedeutet, dass die Dichtung 49 in radialer Richtung flexibler ausgebildet ist. In die Spalte 51, 52 gelangt das zu fördernde und komprimierende Gas. Hierdurch wird die Dichtung 49 bei Verschleiß der Dichtung automatisch nachgeführt, so dass eine Dichtwirkung zwischen der Dichtung 49 und der Gegenfläche 44 über einen langen Zeitraum gewährleistet ist.That means the seal 49 is designed to be more flexible in the radial direction. In the column 51 . 52 enters the gas to be pumped and compressed. This will be the seal 49 When worn, the seal automatically tracks, giving a sealing effect between the seal 49 and the counter surface 44 guaranteed over a long period of time.

Wie in den 1 bis 6 dargestellt, ist die Pumprichtung des Gases immer von radial außen nach radial innen vorgesehen.As in the 1 to 6 shown, the pumping direction of the gas is always provided from radially outside to radially inside.

8 zeigt den Stator 10. Vor der Zeichenebene des Stators 10 ist die orbitierende Scheibe 4 angeordnet, die auf dem Wellenabschnitt 17 sitzt. Hinter der Statorscheibe 10 ist die orbitierende Scheibe 12 angeordnet, die auf dem Wellenabschnitt 18 angeordnet ist. Die Scheiben 4, 12 sind diametral einander gegenüberliegend angeordnet, damit bei dem Antrieb der Scheiben 4, 12 keine Unwucht auftritt, das heißt, dass ein Massenausgleich vorliegt. 8th shows the stator 10 , In front of the drawing plane of the stator 10 is the orbiting disk 4 arranged on the shaft section 17 sitting. Behind the stator disc 10 is the orbiting disk 12 arranged on the shaft section 18 is arranged. The disks 4 . 12 are diametrically opposed to each other so that when driving the discs 4 . 12 no imbalance occurs, that is, there is a mass balance.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: SpiralvakuumpumpeScroll vacuum pump
22: Pumpstufepump stage
33: Pumpstufepump stage
44: orbitierende Scheibeorbiting disc
55: Statorstator
66: Spiralespiral
77: Spiralespiral
88th: Gegenflächecounter surface
99: Wellewave
1010: Statorstator
1111: Kugellagerball-bearing
1212: orbitierende Scheibeorbiting disc
1313: Statorstator
1414: Spiralespiral
1515: Spiralespiral
1616: Wellenabschnittshaft section
1717: Wellenabschnittshaft section
1818: Wellenabschnittshaft section
1919: Motorstatormotor stator
2020: Motororbitermotor Orbiter
2121: Einlassinlet
2222: Auslassoutlet
2323: Pumpräumepump chambers
2424: Wellbalgbellows
2525: Rückschlagventilcheck valve
2626: GasballastventilGas ballast valve
2727: Gegenflächecounter surface
2828: LüfterFan
2929: Kanälechannels
3030: Zwischenauslassintermediate outlet
3131: Führungguide
3232: Scheibe feststehendDisc fixed
3333: Scheibe feststehendDisc fixed
3434: Scheibe orbitierendDisk orbiting
3535: Durchlasspassage
3636: Pumpstufepump stage
3737: Pumpstufepump stage
3838: Scheibe feststehendDisc fixed
3939: Scheibe feststehendDisc fixed
4040: Spiralespiral
4141: Führungguide
4242: Spiralabschnittspiral section
4343: Spaltgap
4444: Gegenflächecounter surface
4545: Spiralabschnittspiral section
4646: elastisches Trägermaterialelastic carrier material
4747: Dichtungpoetry
4848: Spiralabschnittspiral section
4949: Dichtungpoetry
5050: Kanalchannel
5151: Spaltgap
5252: Spaltgap
5353: Spiralespiral
AA: Pfeilearrows
BB: Breitewidth
LL: Längelength

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19914770 A1 [0004]
EP 0798463 A2 [0005]

Claims

Spiral vacuum pump having a fixed first spiral and an orbiting second spiral engaging therein, wherein the first spiral is arranged on a stator and wherein the second spiral is arranged on an orbiting disk, characterized in that at least one stator ( 5 . 13 . 32 . 33 . 38 ) and at least two orbital discs ( 4 . 12 . 34 . 39 ) or that at least two stators ( 5 . 13 . 32 . 33 . 38 ) and at least one orbiting disc ( 4 . 12 . 34 . 39 ) are provided, and that for driving an electric motor ( 19 . 20 ) provided in and / or on at least one orbiting disk ( 4 . 12 . 34 . 39 ) and corresponding to the at least one disc ( 4 . 12 . 34 . 39 ) in the spiral vacuum pump ( 1 ) which, as an activated state, has an orbital movement of the disk ( 4 . 12 . 34 . 39 ) relative to the stator ( 5 . 13 . 32 . 33 . 38 ) and thus the orbiting movement of the second spiral ( 6 ) with respect to the first spiral ( 7 ) causing electric motor ( 19 . 20 ) is formed, and that the spiral vacuum pump ( 1 ) is formed at least two stages.

Spiral vacuum pump having a fixed first spiral and an orbiting second spiral engaging therein, wherein the first spiral is arranged on a stator and wherein the second spiral is arranged on an orbiting disk, characterized in that at least one stator ( 5 . 13 . 32 . 33 . 38 ) and at least one orbiting disc ( 4 . 12 . 34 . 39 ) are provided, and that for driving an electric motor ( 19 . 20 ) provided in and / or on at least one orbiting disk ( 4 . 12 . 34 . 39 ) and corresponding to the at least one disc ( 4 . 12 . 34 . 39 ) in the spiral vacuum pump ( 1 ) which, as an activated state, has an orbital movement of the disk ( 4 . 12 . 34 . 39 ) relative to the stator ( 5 . 13 . 32 . 33 . 38 ) and thus the orbiting movement of the second spiral ( 6 ) with respect to the first spiral ( 7 ) causing electric motor ( 19 . 20 ) is formed, and that the at least one orbiting disc ( 4 . 12 . 34 . 39 ) by means of at least one in the stator ( 5 . 13 . 32 . 33 . 38 ) ball-bearing or sliding shaft ( 9 ) is stored.

Spiral vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that at least two orbiting discs ( 4 . 12 ) each with a spiral ( 6 . 14 ) are provided, and that the stator ( 10 ) at least two spirals ( 40 . 53 ), and that the spirals ( 40 . 53 ) of the stator ( 10 ) and the spirals ( 6 . 14 ) of the two orbiting disks ( 4 . 12 ) are arranged intermeshing.

Spiral vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that the stator ( 5 . 13 . 32 . 33 . 38 ) is disc-shaped, and that on both base surfaces of the disc of the stator ( 10 ) one spiral each ( 6 . 14 ) is arranged.

Spiral vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that at least two stators ( 5 . 13 . 32 . 33 . 38 ) are provided.

Spiral vacuum pump according to claim 5, characterized in that between the stators ( 32 . 38 ; 32 . 33 ) each an orbiting disc ( 39 . 34 ) is arranged, and that the disc ( 39 . 34 ) on both bases in each case a spiral ( 54 ) having.

Spiral vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that the at least two orbiting discs ( 4 . 12 ) are arranged angularly offset from one another.

Spiral vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that the at least two discs ( 4 . 12 ) are arranged radially symmetrically to each other.

Spiral vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that two orbital discs ( 4 . 12 ) are provided, which are arranged diametrically opposite to each other with respect to the axis of rotation.

Spiral vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that in and / or on the spiral vacuum pump ( 1 ) stator-side permanent magnets and in and / or on the at least one orbiting disk ( 4 . 12 ) Electromagnets ( 20 ), or vice versa.

Spiral vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that in and / or on the spiral vacuum pump ( 1 ) Electromagnets ( 20 ) and the orbiting disc ( 4 . 12 ) is designed as a reluctance rotor.

Spiral vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that the pumping stages ( 2 . 3 . 36 . 37 ) of the spiral vacuum pump ( 1 ) are connected in parallel and / or in series.

Spiral vacuum pump according to one of claims 2 to 12, characterized in that on or on each shaft ( 9 ) each two orbital discs ( 4 . 12 ) are arranged.

Spiral vacuum pump according to one of claims 2 to 13, characterized in that the at least one shaft ( 9 ) has at least one offset.

Spiral vacuum pump according to one of claims 2 to 14, characterized in that the at least one shaft ( 9 ) one in the stator ( 10 ) arranged shaft portion ( 16 ), and that in the orbiting disk ( 4 ) arranged shaft section ( 17 ) axially offset to that in the stator ( 10 ) arranged shaft portion ( 16 ) is trained.

Spiral vacuum pump according to one of claims 2 to 15, characterized in that the waves ( 9 ) one in the stator ( 10 ) arranged first shaft portion ( 16 ), and that in a first orbiting disk ( 4 ) arranged second shaft portion ( 17 ) axially offset to that in the stator ( 10 ) arranged shaft portion ( 16 ) is formed, and that in a second orbiting disk ( 12 ) arranged third wave section ( 18 ) offset to the first two wave sections ( 16 . 17 ) is trained.

Spiral vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that at least one anti-rotation device ( 24 ) is provided.

Spiral vacuum pump according to claim 17, characterized in that the rotation preventing device as at least one corrugated bellows ( 24 ) is trained.

Spiral vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that at end faces of the at least one spiral ( 6 . 7 ) a seal ( 47 . 49 ) is provided.

Spiral vacuum pump according to claim 19, characterized in that the seal ( 47 . 49 ) is made of plastic.

Spiral vacuum pump according to claim 19 or 20, characterized in that the seal ( 47 . 49 ) is formed as a trackable seal.

Spiral vacuum pump according to one of claims 19 to 21, characterized in that the seal on an elastic carrier material ( 46 ) is arranged.

Spiral vacuum pump according to one of claims 19 to 22, characterized in that the seal ( 49 ) as a due to a gas pressure trackable seal ( 49 ) is trained.

Spiral vacuum pump according to one of claims 19 to 23, characterized in that on a mating surface ( 8th . 44 ) to the seal ( 47 . 49 ) a hardcoat coating or other hard coating is arranged.

Spiral vacuum pump according to one of claims 19 to 24, characterized in that the seal ( 55 ) has at least one structure on an end face.

Spiral vacuum pump according to claim 19, characterized in that the seal ( 55 ) as a with the counter surface a gap ( 43 ) forming seal is formed.

Spiral vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that a cooling device ( 28 . 29 ) is provided.

Spiral vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that on an outlet side ( 22 ) at least one check valve ( 25 ) is arranged.

Spiral vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that at least one gas ballast valve ( 26 ) is provided.