DE1172397B

DE1172397B - Drehkolben-Vakuumpumpe

Info

Publication number: DE1172397B
Application number: DEH35892A
Authority: DE
Inventors: Erwin Lothar Holland-Merten
Original assignee: ERWIN LOTHAR HOLLAND MERTEN
Current assignee: ERWIN LOTHAR HOLLAND MERTEN
Priority date: 1959-03-17
Filing date: 1959-03-17
Publication date: 1964-06-18

Description

Drehkolben-Vakuumpumpe Die Erfindung betrifft eine Drehkolben-Vakuumpumpe mit einem mit Schlitzen zur Aufnahme von radial beweglichen, plattenförmigen Arbeitsschiebern versehenen trommelförmigen Rotor, der im wesentlichen als einfachwandiger Hohlkörper ausgebildet ist und dabei als Vorratsbehälter für die Schmierflüssigkeit der Maschine dient und in einem zylindrischen, in der Umfangswand Auslaßöffnungen für das Fördermedium aufweisenden Statorhohlraum exzentrisch angeordnet ist.
Bei Drehkolbenpumpen dieser Art hat man bereits versucht, die Schmierung der Schieber dadurch zu verbessern, daß man Kanäle vorgesehen hat, die schräg durch die Schieberwandung hindurchgeführt sind und eine Verbindung zwischen der Druckseite und der Saugseite herstellen.
Bei anderen Einrichtungen dieser Art wird das Schmieröl in ständigem Fluß einer zentralen Bohrung im vollwandigen Rotor zugeführt, von der es über radiale, nicht bis an die äußere Schieberkante reichende Nuten in die Arbeitsräume austritt.
Es sind auch Drehkolben-Vakuumpumpen bekannt, bei denen der Rotor als dünnwandiger Hohlkörper ausgebildet ist, der mit Drucköl angefüllt ist. Vom Druck des Öls werden daher die Schieber unabhängig voneinander an die Innenwandung des Stators angedrückt. Bei diesen bekannten Drehkolben-Vakuumpumpen sind jedoch die Schieber nicht mit Ölnuten ausgerüstet, weil ein möglichst gleichmäßiger ßldruck im Hohlraurp des Rotors aufrechterhalten werden muß. Würden aber Nuten in den Schiebern angebracht sein, dann würde ein übertritt des Öls aus dem Rotorinnern über die Ölnuten ermöglicht, so daß ein gleicher Öldruck und vor allem ein ausreichender Öldruck im Innern des Rotors kaum aufrechterhalten werden kann.
Es sind auch Flüssigkeitspumpen bekannt, bei denen im Stator ein exzentrisch gelagerter Rotor umläuft, der mit einer Vielzahl von Schiebern ausgerüstet ist. Diese Schieber sitzen mit Spiel in ihren Führungsschlitzen und besitzen auf beiden Seiten allmählich auslaufende Nuten, die den Zutritt der Flüssigkeit zu dem der Rotorachse zugewendeten Ende der Schlitze ermöglichen sollen.
Keine der vorgenannten Einrichtungen ist jedoch in der Lage, dann, wenn sie als Vakuumpumpe eingesetzt wird, bei ausreichender Schmierung der Schieber dafür zu sorgen, daß das zur Schmierung dienende Öl, das von den zylindrischen Wandungen des Stators abgestrichen wird, nicht in die Auslaßöffnungen gelangt, sondern wieder in das Innere des Rotors zurückgedrückt wird. Es treten infolgedessen bei ihnen Ölverluste ein, und der Wirkungsgrad derartiger Drehkolben-Vakuumpumpen wird dadurch nachteilig beeinflußt.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, diese Nachteile zu vermeiden und eine Drehkolben-Vakuumpumpe zu schaffen, bei der das Öl die Möglichkeit hat, aus dem sich verengenden, sichelförmigen Arbeitsraum in den Rotorhohlraum zu. gelangen. -Zur Erreichung dieses Zieles sind erfindungsgemäß die Arbeitsschieber an ihren bezüglich der Drehrichtung vorderen Gleitflächen in an sich bekannter Weise mit nicht bis an die äußere Schieberkante reichenden radialen Nuten versehen, durch die Schmierflüssigkeit aus dem Rotorinneren in den Förderraum austreten kann, und sie besitzen ferner an den gleichen Flächen radiale Rücklaufnuten, die sich ebenfalls nicht über die ganze Gleitfläche des Schiebers erstrecken, jedoch bis an die äußere Schieberkante reichen, wobei der Winkel, den die Achsen der Auspufföffnungen in der Umlaufrichtung des Rotors mit einer durch die Rotor- und Statorachse gelegten Ebene bilden, kleiner als 90'° ist, so daß während des Durchlaufes jedes Arbeitsschiebers durch diesen letzten Kompressionsbereich Schmierflüssigkeit aus dem Förderraum in das Innere des Rotors zurückgedrückt wird.
Es wird auf diese Weise der Schmierflüssigkeit die Möglichkeit gegeben, in den Vorratsraum im Innern des Rotors zurückzugelangen, so daß ein Ausschieben derselben durch die Auslaßöffnungen vermieden wird.
Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung sind die radiale Wandlänge für die Schlitze im Rotor und die Länge der radialen Rücklaufnuten an der Vorderseite eines Arbeitsschiebers so aufeinander abgestimmt, daß der Rückfluß von Schmierflüssigkeit in das Innere des Rotors nur während des Durchlaufes eines Arbeitsschiebers durch den Winkelbereich zwischen den Auslaßöffnungen und der Stelle engster Annäherung zwischen dem Rotor und der Förderraumwand erfolgen kann.
Auf diese Weise wird sichergestellt, daß bis in die Endphase der Kompression das Öl die Möglichkeit hat, aus dem sichelförmigen Förderraum in den Ölvorratsraum im Rotorinnern zurückzugelangen, so daß Ölverluste vermieden werden und im geeigneten Zeitpunkt der Rücklauf des Öls aus dem einen Förderraum in den anderen über den Ölvorratsraum im Innern des Rotors sichergestellt ist.
An Hand der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise beschrieben und dargestellt.
A b b. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vakuum-Ölluftpumpe längs der Linie A-A von A b b. 2; A b b. 2 zeigt einen Querschnitt längs der Linie B-B von A b b. 1.
Der trommelförmige Rotor 1 läuft in an sich bekannter Weise innerhalb des zylindrischen Förderraumes 2 um, in dem er exzentrisch gelagert ist. Er ist mit den Arbeitsschiebern 3, 4 ausgerüstet, die sich infolge der Zentrifugalkraft an die innere Zylinderfläche 5 a des Zylinders 5 anlegen. Zwischen ihnen sind Druckfedern 6 angeordnet, die noch zusätzlich die Schieber 3 und 4 nach außen an die innere Zylinderfläche 5 a anpressen.
In dem Zylinder 5 sind ein Ansaugkanal 7 sowie Auslaßöffnungen 8 angebracht.
Der Rotor 1 läuft in der Pfeilrichtung um. Ferner ist er hohl und mit einer zylindrischen Mittelbohrung versehen. Sein Hohlraum ist mit 9 bezeichnet.
Längs der Scheitellinie 10 liegt der Rotor 1 an der inneren zylindrischen Fläche 5 a des Zylinders 5 an. Zwischen dieser Scheitellinie 10 und den Steuerkanten 11 der Auslaßöffnungen 8 liegt der Winkel x.
Bei der in A b b. 2 gezeigten Lage des Rotors 1 hat dieser mit dem Arbeitsschieber 3 die im Pumpeninneren bzw. Förderraum befindliche Luft vor sich heraeschoben und durch die Auslaßöffnungen 8 aus dem Pumpeninnern herausbefördert.
Wenn dann der Rotor l weiterläuft, so befindet sich vor dem Schieber 3 in dem Segmentraum 12 erfahrungsgemäß fast ausschließlich öl. Es steht beim weiteren Umlauf des Rotors 1 unter starkem Preßdruck und sucht daher nach einem Ausweg. Dieser bietet sich ihm über die Rücklaufnuten 13, deren Steuerkanten 14 einen übertritt des Öls aus dem Segmentraum 12 in den Hohlraum des Rotors 1 ermöglichen.
Beim Umlauf des Rotors 1 wird daher jeweils auf dem Wege des Schiebers 3 von den Steuerkanten 11 zur Scheitellinie 10 das in dem Segment 12 zusammengepreßte Öl in den inneren Hohlraum 9 des Rotors 1 gefördert.
Von diesem gelangt es bei der in A b b. 2 gezeigten Stellung über die Nuten 15 im Gleitschieber 4, die mit den Steuerkanten 16 ausgerüstet sind, infolge der Zentrifugalkraft in den Schöpfraum der Pumpe zurück. Dieser Vorgang wiederholt sich während des Umlaufes des Rotors 1 in regelmäßigem Spiel, und dadurch wird ein beständiger Umlauf des Öls innerhalb der Pumpe gewährleistet.
Zur Schaffung eines möglichst großen Ölvorrats wird für den Rotor 1 eine Ausführung gewählt, bei der das unter dem Druck der Zentrifugalkraft im Rotorhohlraum stehende öl durch entsprechende Bohrungen 17 den Nuten 15 des Schiebers 4 zugeführt wird. Auf diese Weise wird eine für den sicheren Betrieb dieser Ölluftpumpen erforderliche Mindestölmenge gewährleistet, die ohne wesentliche Verluste innerhalb der Pumpe umläuft, wobei ein ständiger Kreislauf des Öls zwischen dem Pumpenförderraum und dem Rotorhohlraum aufrechterhalten wird.
Die verhältnismäßig geringen Ölmengen, die mit der Auspuffluft durch die Auslaßöffnungen 8 entweichen, können nach Abscheidung aus den Gasen in geeigneten Abscheidekammern in bekannter Weise dem Förderraum der Pumpe wieder zugeführt werden. Dazu können beispielsweise Rückführkanäle 18 im Zylinder 5 an geeigneter Stelle angebracht werden. Auch kann dem Rotorhohlraum 9 durch eine entsprechende Bohrung 19 in der Zylinderstirnwand 20 bzw. im Wellenstummel 21 das Öl wieder zugeführt werden.
Die Erfindung ist sowohl für einstufig arbeitende Ölluftpumpen der Drehschieberbauart von Vorteil als auch bei der zweistufigen Wirkungsweise mit einem entsprechenden Vorvakuum.

Claims

Patentansprüche: 1. Drehkolben-Vakuumpumpe mit einem mit Schlitzen zur Aufnahme von radial beweglichen plattenförmigen Arbeitsschiebern versehenen trommelförmigen Rotor, der im wesentlichen als einfachwandiger Hohlkörper ausgebildet ist und dabei als Vorratsbehälter für die Schmierflüssigkeit der Maschine dient und in einem zylindrischen, in der Umfangswand Auslaßöffnungen für das Fördermedium aufweisenden Statorhohlraum exzentrisch angeordnet ist. d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t. daß die Arbeitsschieber (4) an ihren bezüglich der Drehrichtung vorderen Gleitflächen in an sich bekannter Weise mit nicht bis an die äußere Schieberkante reichenden radialen Nuten (15) versehen sind, durch die Schmierflüssigkeit aus dem Rotorinneren (9) in den Förderraum austreten kann und daß sie ferner an den gleichen Flächen mit radialen Rücklaufnuten (13) versehen sind. die sich ebenfalls nicht über die ganze Gleitfläche des Schiebers erstrecken, jedoch bis an die äußere Schieberkante reichen, wobei der Winkel, den die Steuerkanten (11) der Auslaßöffnungen (8) in der Umlaufrichtung des Rotors (1) mit einer durch die Rotor- und Statorachse gelegten Ebene bilden, kleiner als 90J ist, so daß während des Durchlaufes jedes Arbeitsschiebers (4) durch diesen letzten Kompressionsbereich Schmierflüssigkeit aus dem Förderraum in das Innere des Rotors zurückgedrückt wird.
2. Vakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Wandlänge für die Schlitze im Rotor und die Länge der radialen Rücklaufnuten (13) an der Vorderseite eines Arbeitsschiebers (4) so aufeinander abgestimmt sind, daß der Rückfluß von Schmierflüssigkeit in das Innere (9) des Rotors (1) nur während des Durchlaufes eines Arbeitsschiebers durch den Winkelbereich (u) zwischen den Steuerkanten (11) der Auslaßöffnungen (8) und der Stelle (10) engster Annäherung zwischen dem Rotor und der Förderraumwand erfolgen kann. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 529 418, 594 406; britische Patentschrift Nr. 454 986; USA.-Patentschriften Nr. 1237 668, 2 371081.