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Vakuumpumpe mit auf einer Achse exzentrisch angeordneten ölgedichteten
Kolben Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Vakuumpumpen mit mehreren auf
einer Achse exzentrisch angeordneten, ölgedichteten Drehkolben, die allgemein als"Drehkolbenpumpen"bezeichnet
werden und betrifft eine besondere Ausbildung derartiger Pumpen.
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Durch die erfindungsgemässe Ausbildung soll sowohl die Herstellung
vereinfacht, wie vor allem der Raumbedarf für die Aufstellung in Fällen erforderlicher
Erhöhung der Förderleistung begrenzt werden, so dass bei betrieblich notwendigen
Erweiterungen die vielfach für Pumpenaufstellungen geschaffenen Einbauräume keine
umständlichen Erweiterungs-oder Verlagerungsarbeiten nötig machen und die erforderliche
Ergänzungsarbeit oder Austauscharbeit in wesentlich vereinfachen Weise durchführbar
ist.
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Zum besseren Verständnis wird nachstehend zunächst anhand einer schematischen
Darstellung der prinzipielle Aufbau derartiger Drehkolbenpumpen erläutert und damit
im Zusammenhang anhand weiterer Beispiele die erfindungsgemäße Ausbildung gezeigt.
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In der Zeichnung zeigt Fig. 3 eine Pumpenreihe von untereinander verschiedenen
Förderleistungen (in schematischer Darstellung) ; Fig. 4 das Beispiel eines Zusammenbaus
für eine bestimmte Förderleistung ; Fig. 5 einen weiteren erfindungsgemäßen Zusammenbau
einer anderen Pumpengröße.
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Im schematischen Aufbau ist bei derartigen Pumpen in einem Gehäuse
ein darin rotierender Exzenter angeordnete der zusammen mit der Drehwelle entgegen
Uhrzeigersinn rotiert. wobei der Drenkolben auf dem Exzenter gleitete rest mit dem
Drehkolben ist ein Ventilschieber verbunden mit öffnungen. durch welche das angesaugte
Gas in den Förderraum eintritt.
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Das geförderte Gasvolumen tritt durch einen mit einem Ventil abgeschlossenen
Auslaßkanal in einen Raum aus dem es entweder unmittelbar oder über eine vorgeschaltete
weitere Pumpenstufe in die Atmosphäre gelangt. Ein Drehventil dient zur Abdichtung
des hin-und hergeschwenkten und außerdem längsbewegten Ventilschiebers.
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Durch eine einsetzbare Trennwand ist eine Trennung der beiden
Förderräume
dieser zweistufigen Pumpe möglich. Die Teile der Drehventile beider Pumpenstufen
sind hier von der Seite einsetzbar, wodurch das Gehäuse nur einseitig. und zwar
vorzugsweise an der Seite, durch die die Antriebswelle hindurchgeht, offen ist und
durch eine Endwand abgeschlossen wird.
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Drehkolben dieser Art haben sich in der Vakuumtechnik außerordentlich
bewährt, weil sie bei guter Abdichtung einen grossen Ansaugquerschnitt haben ; sie
haben aber den Nachteil erheblicher Herstellungskosten, da die Bohrungen für den
eigentlichen Pumpenraum, in dem die Kolben rotieren, und die Ventilteile wie auch
die Form der Drehkolben einen verhältnismäßig großen Arbeitsaufwand erfordern.
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Nach einem älteren Vorschlag hat man diesem Nachteil bereits insoweit
zu begegnen versucht, dass man Drehkolben gleicher Querschnitte. aber je nach Förderleistung
verschiedener Länge gewählt hat. die sich durch die Zahl der die Länge bestimmenden
Grundeinheiten unterscheiden, vorzugsweise derart. dass die Längen der Drehkolben
im Verhältnis 1 : 2 oder auch 1 t 3 stehen. Durch diese ganzzahligen Längenverhältnisse
sollte dabei die Möglichkeit eines einfachen Austausches der Kolben zwischen je
zwei Pumpengrößen, die einer Baureihe angehören, erleichtert werden, und zwar dadurch,
dase man den kürzeren Kolben einer Pumpengröße jeweils als längeren Kolben in der
| nächst kleineren Pumpe der gleichen Baureihe verwenden konnte |
| bzw. den längeren Kolben einer Pumpengröße als kürzeren, Kol- |
| ben im folgenden Glied der Baureihe.' |
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird eine darüber hinausgehende
Ausbildung vorgeschlagen, die im wesentlichen darin besteht, dass das mit gegebenenfalls
austauschbarem, z. B. angeflanschtem Motor ausgestattete Anbaugetriebe, d. h. Untersetzungsgetriebe,
mit einer gegebenenfalls nötigen Ausgleichsmasse, und das diese Arbeitsteile umfassende
Gehäuse mittels lösbaren Anschlüssen zur Austauschung oder Anreihung beliebiger
entsprechend der Förderleistung ausschliesslich in ihren Längenabmessungen unterschiedlicher
Kolben und Pumpengehäuse, jedoch in ihren Querschnitten hinsichtlich der konzentrischen
Kammerbohrungen und der Drehkolben gleichbleibend zu einer einheitlichen, von einem
gleichbleibenden Anbaugetriebe angetriebenen Einheit anderer Förderleistung, aber
gleichbleibenden Querschnitts zusammenstellbar ausgebildet ist.
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Nach dieser neuen Ausbildung ist nicht nur ein Austausch der Kolben
in der vorbeschriebenen Weise möglich, sondern bei Änderungen, z. B. gewünschten
Erhöhungen der Förderleistung kann unter Verwendung des gleichen Antriebs und gegebenenfalls
eines schon vorhandenen Pumpenteiles, d. h. Gehäuse mit einer oder mehreren Pumpenkammer
und Ventilräumen, welche durch den ganzen Pumpenteil hindurchgehen mit Ölvorratsräumen
u. dgl., ein entsprechender aufgrund der benutzten Längeneinheiten abgestimmter
Pumpenteil angeschoben und durch eine für alle Exzenter verwendeten, durchgehenden
Antriebswelle zusammenmontiert werden.
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Zu diesem Zweck sind die Endwände der Pumpenteile abnehmbar angebracht,
so dass sie bei Zusammenfügen mehrerer Pumpeneinheiten
gegebenenfalls
durch besondere Trennwände ersetzt werden können. Die danach wahlweise zusammensetzbaren
Einheiten, die von dem gleichen Motor, bei wesentlichen Änderungen der Förderleistung
gegebenenfalls unter Austausch der Motorengrösse, angetrieben werden, haben damit
in allen Grössenstufen die gleiche Querschnittabmessung, was für den Einbau bzw.
die Ausnutzbarkeit vorhandener Einbauräume sehr wesentlich ist, die Montierungsarbeiten
erheblich erleichtert und eine einfachere Ausrichtung der einzelnen Bauelemente
zueinander erleichtert.
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Ein weiterer Vorteil besteht bei folgender Verwendung einer aus zwei
getrennten Fördereinheiten durch Anreihen aufgebauten Pumpe : Bei Vakuumapparaturen
verwendet man häufig doppelte Dichtungen mit evakuierten Zwischenräumen. Durch die
Ausbildung gemäss der Erfindung kann man für solche Fälle nunmehr ein Pumpenaggregat
mit einer grossen Pumpe für die Evakuierung des Vakuumrezipienten und einer kleineren
Pumpe für die Evakuierung dieser Dichtungszwischenräume von gleichem Motor aus betreiben
und gleichzeitig an-und ausschalten.
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In Fig. 3 ist eine Pumpenreihe dargestellt, wie sie gemäss der Erfindung
verwendbar ist. Der Antriebsteile besteht hier aus dem Gehäuse 15 mit Motor 16 und
Untersetzungsgetriebe 17. Das Gehäuse 15 ist zweckmässig mit einem Flansch ausgestattet,
dessen Abmessungen und Bohrungen so gewählt sind, dass ein einfachen Austausch der
für die gesamte Serie der nach verschiedenen Grundeinheiten in ihren Längen abgestuften
Leistungseinheiten
und damit Längeneinheiten in Betracht kommenden
Motorengrössen möglich ist.
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Mit 18 ist eine Getriebe-Endwand bezeichnet, die an jede beliebige,
mit 19 bis 26 bezeichnete Pumpeneinheit angesetzt werden kann. Diese Pumpeneinheiten
sind ein-oder mehrstufig und haben verschiedene Förderleistungen, stimmen aber sämtlich
im Querschnitt ihrer Bohrungen und Drehkolben überein. Mit 27 und 28 sind Endwände
bezeichnet, die ebenfalls an eine beliebige Pumpeneinheit 19 bis 26 angesetzt werden
können. Sollen zwei der Pumpeneinheiten so aneinandergesetzt werden, dass sie getrennte
Räume gleichzeitig abpumpen, so werden sie unter Zwischenlage der Zwischenwand 29
aneinander gereiht. Die Förderleistung bzw. Längen von Drehkolben und Pumpenräumen
verhalten sich im gezeigten Fall wie 1 : 2 : 4 : 8 : 32 ; sie können in der in Fig.
4 und 5 gezeigten Weise etwa vereinigt werden.
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Grundsätzlich sollen die Förderleistungen der nach Fig. 4 anainander
gereihten Pumpeneinheiten 1 : 2 verschieden sein, vorzugsweise im Verhältnis 1 :
5 stehen. Dabei bedarf es meist nur des Fusses 30 für den einen Pumpenteil 19, da
vorzugsweise nur ein Pumpenteil 23 mit geringerer Länge angereiht wird.
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Wie ferner Fig. 5 veranschaulichen soll, kann man die Pumpengehäuse,
insbesondere ihre abseits des Antriebes liegenden äusseren Stirnwände 28 so ausbilden,
dass die Vakuumpumpeneinheit, besonders in Fällen mit schmalen und wenigen Pumpendrehkolben,
auch stehend, d. h. mit vertikaler Drehwelle arbeitet.
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Durch Ausnutzung aller sich aufgrund dieser Ausstattung gemäss der
Erfindung erreichbaren Möglichkeiten werden Pumpen hergestellt, deren Förderleistungen
von 3 bis 240 m3/h reichen, also einen Bereich von 1 : 80 überstreichen.
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Dieses Ergebnis ist überraschend weitgreifend und nur erreichbar aufgrund
der vorgeschlagenen Vereinfachung und Normung der Pumpenteile, wodurch sogar bei
gegebenen Betriebsvoraussetzungen der Benutzer in die Lage gesetzt wird, sich bei
wesentlich verringertem Zeitaufwand und bei wesentlich vereinfachter Montagearbeit
wechselndem oder steigendem Förderleistungsbedarf anzupassen oder betrieblich notwendige
Austauscharbeiten, z. B. zu Reparaturzwecken, vorzunehmen.
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Für die Öldampfabscheidebehälter, deren Abmessungen sich mit den Förderleistungen
ändern, deren Austausch jedoch gegenüber den nunmehr in grossen Serien anfertigbaren
und beliebig zusammenstellbaren Teilen mit langen Herstellungszeiten und hohen Kosten,
wie Antriebsteile, Pumpenteile und Drehkolben, eine durchaus untergeordnete Rolle
spielt, werden schliesslich ebenfalls genormte Anschlusselemente an den Pumpengehäusen
vorgesehen, dass auch für deren Ansohliessung oder Austauschung die Montage im wesentlichen
vereinheitlicht ist.
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Im Ganzen bedeutet die vorliegende Erfindung ein neuartiges Baukastensystem
für Drehkolbenvakuumpumpen.