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Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehkolbenvakuumpumpe mit ölgedichtetem
Gehäuse und vertikaler Anordnung des Rotors und der Welle, bei welcher Pumpe die
Umfangswand und die untere Stirnwand des Förderraumes, welche den Rotor einschließen,
in einem sie mit Abstand umgebenden, im wesentlichen als Blechteil ausgebildeten
Ölkasten eintauchen und an einem die unmittelbaren Ein- bzw. Auslaßkanäle zum Pumpenförderraum
enthaltenden und letzteren stirnseitig nach oben abschließenden oberen Pumpengehäusedeckel
hängend befestigt sind, welcher zugleich die obere Abschlußwand des Ölkastens bildet.
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Bei einer bekanntenVakuumpumpe desvorstehend beschriebenen Aufbaus,
die aber bezüglich der Pumpe selbst aus zwei Zahnradpumpen besteht, ist die Antriebswelle
durch den oberen Gehäusedeckel nach außen hindurchgeführt. Der Gehäusedeckel selbst
ist eine Gußkonstruktion und ruht mit Außenflanschen auf dem als Blechteil ausgebildeten
Ölkasten. Darüber hinaus ist er über Spannschrauben mit einer den Ölkasten untergreifenden
Grundplatte verbunden. Im Pumpengehäusedeckel ist eine rechtwinklig angeordnete
Bohrung gleichbleibenden Querschnitts als Absaugstutzen vorgesehen. Der Auspuffkanal
führt ohne Ventil in den mit Luft gefüllten Teil des Ölkastens oberhalb des Ölspiegels.
Über eine Bohrung im Gehäusedeckel steht dieser Luft- oder Gasraum des Ölkastens
mit der Außenluft in Verbindung. Ein besonderer Auspuffdom ist also nicht vorgesehen.
Darüber hinaus besitzt der Gehäusedeckel einen in den Ölkasten eintauchenden Ansatz,
an den die übrigen Gehäuseteile der Zahnradpumpen in mehreren Schichten angeschraubt
sind. Bei einer anderen bekannten Vakuumpumpe ähnlichen Aufbaus ist die Pumpe selbst,
eine einfache rotierende Pumpe, zusammen mit dem unmittelbar darüber angeordneten
Antriebs-Elektromotor an einem oberen, aus einer Platte bestehenden Deckel hängend,
in einem dünnwandigen topfförmigen Ölkasten eingesetzt. Dabei ist dieser Ölkasten
nur so weit mit Öl gefüllt, daß der Ölstand nur die Pumpe selbst überdeckt. Zur
Befestigung des Motorpumpenaggregates am oberen Deckel sind Stehbolzen verwendet.
Ferner sind in den Deckel unter anderem besondere Rohre eingesetzt, die die Saugleitung
und den Auspuffstutzen bilden. Oberhalb des Deckels geht die Saugleitung in eine
Erweiterungskammer über, die durch ein verhältnismäßig weites, auf den Deckel aufgeschweißtes
Rohrstück, das nach oben wieder durch einen Deckel abgeschlossen ist, gebildet wird.
In dieser Kammer befindet sich ein Lufteinlaßventil, das von einem großen Hubmagneten,
der ebenfalls auf dem Pumpengehäusedeckel angeordnet ist, über Hebel betätigt wird,
um bei Abschluß der Vakuumleitung Luft in die Pumpe einlassen zu können.
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Bei einer anderen bekannten Vakuumpumpe mit einem um eine horizontale
Drehachse im Förderraum rotierenden, darin exzentrisch angeordneten und mit radial
beweglichen Arbeitsschiebern versehenen Rotor ist über dem eigentlichen Pumpengehäuse
ein dazu verhältnismäßig breiter Gehäuseaufsatz, der ebenfalls als Gußkonstruktion
ausgeführt ist, vorgesehen. Dieser Gehäuseaufsatz ist durch eine Trennwand in eine
einen Erweiterungsraum des Einlaßkanals bildende Kammer und in einen Auspuffdom
oder Auspuffraum mit einer Prallplatte unterteilt. Ferner ist ein Motorverdichteraggregat
bekannt, bei welchem ein Zahnradverdichter mit stehender Welle und darüber angeordnetem
gleichachsigem Antriebs-Elektromotor mittels des Pumpengehäuses auf einer verhältnismäßig
großen zylindrischen Grundplatte montiert ist. Dabei ist das Motorverdichteraggregat
mit dem Elektromotor von einem äußeren glockenförmigen Gehäuse umgeben, dessen untere
Stirnwand ebenfalls durch die Grundplatte gebildet ist. Auch hier ist im Unterteil
im Bereich des Verdichters eine Ölfüllung vorgesehen, während der darüberliegende
größere Teil des Hohlraumes zwischen dem äußeren Gehäuse und dem Gehäuse des Elektromotors
als Auslaßsammelbehälter und ölabscheideraum für das geförderte Gas dient.
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Die vorstehend erwähnten bekannten Konstruktionen enthaltenTeile des
eigentlichenPumpengehäuses, die als Gußstücke ausgeführt sind. Abgesehen von den
meist höheren Herstellungskosten für solche Gußteile, besteht bei diesen die Gefahr,
daß oftmals kleine Gußfehler, die zu Undichtheiten führen, erst nach dem Zusammenbau
bzw. beim Betrieb der Pumpe festgestellt werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Anbringung und die Konstruktion
zusätzlicher äußerer Gehäuseteile so zu wählen, daß der Ölkasten nur das eigentliche
bzw. innere Vakuumpumpengehäuse umgibt und daß ein verhältnismäßig großer Auspuffdom
entsteht, der als ein leichtes Bauteil ausgebildet sein soll, das einfach herstellbar
ist. Dabei soll ferner zur Beruhigung der angesaugten Gase in konstruktiv einfacher
Form eine Erweiterungskammer des Einlaßkanals gewonnen werden, wobei der Auspuffdom
und die Erweiterungskammer harmonisch dem Ölkasten angepaßt sein sollen. Darüber
hinaus soll das zum Antrieb dienende Teil der Rotorwelle so angeordnet sein, daß
es nicht in ungünstiger Nähe eines Ein- oder Auslaßkanals liegt oder die Ausbildung
einer Ein- und Auslaßkammer beeinträchtigt, aber andererseits die verschiedensten
Antriebsmöglichkeiten für die Pumpe zuläßt.
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Dazu wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß bei einer Drehkolbenvakuumpumpe
des eingangs beschriebenen Aufbaus der obere Pumpengehäusedeckel als einfache plattenförmige
Scheibe gestaltet ist, daß über ihm noch ein im wesentlichen als topfförmiges zylindrisches
Blechteil ausgebildeter Gehäuseaufsatz angeordnet ist, der, durch eine Trennwand
unterteilt, den Auspuffdom und eine Erweiterungskammer des Einlaßkanals enthält,
und daß die Rotorwelle nach unten durch die untere Stirnwand des Pumpenförderraumes
und den Boden des Ölkastens herausgeführt ist.
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Zweckmäßig weisen nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung der
Gehäuseaufsatz und der Ölkasten jeweils einen Flanschring auf, liegen an diesen
Flanschringen, die den oberen Pumpengehäusedeckel an dessen Außenrand einklemmen,
aneinander an und sind hier miteinander verbunden, wobei die Flanschringe mit dem
Gehäuseaufsatz bzw. dem Ölkasten vakuumdicht verklebt sind. Nach einem besonderen
Vorschlag weisen der Gehäuseaufsatz und der Ölkasten bezüglich ihrer eigentlichen
Topfkörper gleiche Form und gleiche Hauptabmessungen auf.
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Nach einem weiteren Vorschlag besteht der Gehäuseaufsatz nicht ganz
aus Blech, sondern weist einen Mantel aus Glas oder transparentem Kunststoff auf,
der aber mit einer Blechkappe, dem Flanschring
und der Trennwand
durch Klebervakuum dicht verbunden ist. Weitere Merkmale nach der Erfindung ergeben
sich noch aus den Unteransprüchen.
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Die an den oberen Pumpengehäusedeckel, welcher aus einer einfachen
plattenförmigen Scheibe besteht, sich anschließenden topfförmigen zylindrischen
Teile, der Gehäuseaufsatz und der Ölkasten, können also in einfachster Weise aus
Blechen, insbesondere solchen aus korrosionsfesten Werkstoffen, durch spanlose Verformung
hergestellt werden. Auf Gußformteile kann bei der Pumpe selbst vollkommen verzichtet
werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, durch Verkleben die erforderliche
Abdichtung unter allen Umständen zu gewährleisten, wodurch auch eine leichte Bauart
erreicht wird. Der nach einem besonderen Vorschlag der Erfindung vorgesehene transparente
Mantel des Gehäuseaufsatzes und des Ölkastens ist insbesondere dann von Vorteil,
wenn die Pumpe in chemischen Laboratorien zum Einsatz kommt, wo häufig aggressive
Stoffe in die Pumpe gelangen. Die Korrosion im Pumpeninneren oder eine Zersetzung
des Pumpenöls kann dann immer rechtzeitig erkannt werden. Auch diese bauliche Besonderheit
läßt sich auf Grund der einfachen Formgebung des Gehäuseaufsatzes leicht verwirklichen.
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Durch die nach unten herausgeführte Antriebswelle kann eine gegenseitige
Störung des Antriebs und der Aus- und Einlaßstutzen bzw. der dort angeschlossenen
Leitungen oder Schläuche nicht mehr erfolgen. Somit ist es möglich, die erfindungsgemäße
Pumpenausführung mit den verschiedensten Antriebsmotoren und in der jeweils zweckmäßigsten
Art zu kuppeln.
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Im folgenden wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel an Hand
der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch eine
Drehkolbenvakuumpumpe mit den Merkmalen nach der Erfindung, F i g. 2 einen Horizontalschnitt
durch den Gehäuseaufsatz, also den oberen Teil des Aufbaues nach F i g. 1, F i g.
3 einen Gehäuseaufsatz mit transparentem Mantel im Vertikalschnitt, und F i g. 4
eine Gesamtdarstellung der Pumpe mit Antriebsmotor und Grundplatte, teils im Schnitt,
teils in Ansicht.
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Wie insbesondere die F i g. 1 erkennen läßt, besitzt die dargestellte
Drehkolbenvakuumpumpe einen oberen Pumpengehäusedeckel1, der als einfache plattenförmige
Scheibe gestaltet ist, und die Einlaßöffnung 2 und die Auslaßöffnung 3 für den Schöpfraum
aufweist. In dem vom Gehäusedeckel 1, von dem die Umfangswand bildenden Gehäusemittelteil
4 und von der unteren Stirnwand 7 umschlossenen Gehäusehohlraum ist der Rotor 5
mit den Arbeitsschiebern 6 angeordnet. Zwischen der Rotorumfangswand und dem Gehäusemittelteil
4 verbleibt der eigentliche Förderraum oder Schöpfraum. Die Verbindung des Gehäusemittelteils
4 mit dem oberen Pumpengehäusedeckel 1 und der Stirnwand 7 geschieht durch Einspannen
zwischen diesen beiden Teilen mittels der Bolzen 8 und Muttern 9. Gegen seitliches
Verschieben wird das Gehäusemittelteil dabei in bekannter Weise durch Paßstifte
gesichert, die nicht dargestellt sind. Das (Pumpen-) Gehäusemittelteil 4 hat dabei
die Form einer einfachen zylindrischen Wand, die weder eine Einlaß- oder Auslaßöffnung
enthält, noch Füße, Augen oder sonstige Stellen zur Befestigung anderer Bauteile
aufweist und daher aus Blech gezogen werden kann.
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Als weitere Bauteile sind der Gehäuseaufsatz 10 und der Ölkasten 11
am oberen Pumpengehäusedeckel 1 befestigt. Diese beiden Bauteile bestehen aus Blech.
Da der obere Pumpengehäusedeckel als kreisrunde Scheibe ausgebildet ist, erhalten
der Gehäuseaufsatz und der Ölkasten je die Form eines zylindrischen Topfes, der
leicht aus Blech spanlos geformt werden kann. Um die Fertigung für diese Teile weiter
zu vereinfachen, haben beide Teile bezüglich ihrer eigentlichen Topfkörper gleiche
Form und gleiche Hauptabmessungen.
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Der Gehäuseaufsatz 10 und der Ölkasten 11 weisen jeweils einen Flanschring
12 bzw.13 auf, die mit ihnen vakuumdicht verklebt sind. Die Flanschringe 12,13 klemmen
den Außenrand des Pumpengehäusedeckels 1 ein und sind über Schrauben 14 miteinander
verbunden. Damit wird auch die Verbindung des Gehäuseaufsatzes 10 und des Ölkastens
11 mit dem oberen Pumpengehäusedeckel 1 hergestellt.
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Zum festen und vakuumdichten Verkleben der Flanschringe mit dem Gehäuseaufsatz
bzw. dem Ölkasten wird ein Kunstharzkleber hoher Klebkraft, z. B. Epoxydharz, verwendet.
Die an sich bekannte Verbindung durch Kleben ist einfach und kostensparend in der
Herstellung und gewährleistet im hohen Maße eine einwandfreie Abdichtung, was bei
Vakuumpumpen von ausschlaggebender Bedeutung ist. Außerdem erlaubt das Klebeverfahren
verschiedenartige Werkstoffe miteinander zu verbinden, was Vorteile für die Werkstoffauswahl
ergibt.
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Der Gehäuseaufsatz 10 wird durch die Trennwand 15 in den Auspuffdom
16 und die Erweiterungskammer 17 des Einlaßkanals unterteilt. Die Trennwand 15 kann
aus Blech bestehen und wird ebenfalls durch Verkleben mit den Wandungen des Gehäuseaufsatzes
vakuumdicht verbunden. Der Saugstutzen 18 und der Auspuffstutzen 19 können wegen
der Blechausführung des Gehäuseaufsatzes 10 auf einfachste Weise durch Vernieten
und gleichzeitiges Kleben mit diesem verbunden werden, wobei durch das Kleben die
notwendige Abdichtung erzielt wird.
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Zur weiteren Abdichtung der einlaßseitigen Erweiterungskammer und
des Auspuffdoms im Gehäuseaufsatz gegeneinander, sowie zur Abdichtung des Gehäuseaufsatzes
und des Ölkastens am oberen Pumpengehäusedeckel dient die Dichtung 20.
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Die Ölfüllung der Pumpe ist in der Zeichnung als gemaserte Fläche
dargestellt. Sie dient in bekannter Weise zur Abdichtung des eigentlichen Pumpenkörpers
und des Auslaßventils 21, zur Ausfüllung des schädlichen Raumes, der im wesentlichen
durch die Auslaßöffnung 3 gebildet wird, und zur Schmierung der gleitenden Pumpenteile.
Da das Betriebsöl nicht nur den freien Raum im Ölkasten, sondern auch zur Abdichtung
des Auslaßventils 21 den unteren Teil des Auspuffdoms 16 ausfüllt, ist im oberen
Pumpengehäusedeckel die Öffnung 22 vorgesehen, die den Ölkasten mit dem Auspuffdom
verbindet. Das Eindringen von Öl in den Saugkanal 17 wird durch die Dichtung 20
vermieden.
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Besondere Dichtungselemente zur Abdichtung der Berührungsflächen zwischen
dem Pumpengehäusemittelteil 4 und den Gehäusedeckeln 1 und 7 gegen das umgebende
Öl sind nicht erforderlich. Bei sauberer Bearbeitung der Berührungsflächen können
nur
Spuren von Öl in den Schöpfraum durchsickern, die sich nicht nachteilig auswirken.
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Die stehend angeordnete Rotorwelle 23 ist durch eine nicht weiter
abgedichtete Bohrung in der unteren Stirnwand 7 des Pumpengehäuses hindurchgeführt
und dort gelagert. Sie erstreckt sich dann durch den Ölkasten 11 und kommt dabei
mit dem in ihm befindlichen Öl in Berührung. Die Abdichtung der Durchführungsstelle
der Rotorwelle 23 durch den Ölkasten 11 geschieht in bekannter Weise durch die Wellendichtungsringe
24 aus Gummi oder einem gummiähnlichen Kunststoff. Sie sitzen in dem Dichtungsgehäuse
25, das im Gegensatz zu bekannten Pumpen durch Verkleben mit dem Boden des Ölkastens
11 vakuumdicht verbunden wird. Geringfügige Ölmengen können durch die Wellenlagerung
in der unteren Stirnwand 7 in den Schöpfraum bzw. Rotorarbeitsraum gelangen, wodurch
in einfacher Weise die Lager- und Rotorschmierung sichergestellt ist. Die Ölfüllung
im Ölkasten umgibt nur die Pumpe und der Ölkasten kann entsprechend klein gehalten
werden. Auch der Aufsatz 10 ist in seiner Bauweise ganz unabhängig von der Anordnung
des Antriebsmotors für die Vakuumpumpe.
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Eine von der vorbeschriebenen und in F i g. 1 gezeigten Ausführung
abweichende Ausführung des Gehäuseaufsatzes ist in F i g. 3 dargestellt. Bei dieser
Ausführung besteht der Mantel 26 des Gehäuseaufsatzes aus Glas oder einem
durchsichtigen Kunststoff und ist oben durch eine Blechkappe 27 abgeschlossen. Die
Anordnung der Trennwand 15 und des Flanschringes 12 entspricht der bereits beschriebenen
Ausführung nach F i g. 1. Das gleiche gilt für den Saug-und Auspuffstutzen. Die
vakuumdichte Verbindung zwischen dem Mantel 26, dem Flanschring 12, der Trennwand
15 und der Blechkappe 27 geschieht auch hier wieder durch einen Kunstharzkleber.
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Die Klebeverbindung wird auch angewandt, um die Pumpe auf einer Grundplatte
zu befestigen, wie F i g. 4 zeigt. Der Ölkasten 11 der Pumpe wird dabei in die Ausdrehung
28 der Grundplatte 29 eingeklebt. Damit entfallen im Gegensatz zu bekannten Pumpen
jegliche besonderen Befestigungselemente zur Verbindung der Pumpe mit der Grundplatte.
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Es versteht sich von selbst, daß der vorstehend beschriebene obere
Pumpengehäusedeckel, der Gehäuseaufsatz und die Durchführung der Rotorwelle nach
unten auch bei mehrstufigen Vakuumpumpen Verwendung finden könnten. Gegebenenfalls
könnten diese Merkmale auch bei rotierenden Verdrängerverdichtern vorgesehen sein,
besonders, wenn diese eine gute Abdichtung gegen die Atmosphäre erfordern, wie z.
B. Kältemittelverdichter.