DE19963173A1

DE19963173A1 - Screw-type vacuum pump has sleeve located between shafts and associated rotors and with sum of wall thicknesses larger than depth of screw threads, the two sleeves having same wall thickness

Info

Publication number: DE19963173A1
Application number: DE1999163173
Authority: DE
Inventors: Lothar Brenner
Original assignee: Leybold Vakuum GmbH
Current assignee: Leybold GmbH
Priority date: 1999-12-27
Filing date: 1999-12-27
Publication date: 2001-06-28
Anticipated expiration: 2019-12-28
Also published as: WO2001048384A1; DE19963173B4

Abstract

The screw-type vacuum pump has two shafts(5,6) each carrying a rotor(1,2) with one or more outer screw threads(3,4). A sleeve(9,10) is located between the shafts and associated rotors and the sum of the wall thicknesses of the sleeves is somewhat larger than the depth of the screw threads. The two sleeves have the same wall thickness. The rotors are over-mounted, and the sleeves may be constructed in two sections. The sleeve may be fitted between one of the two shafts and associated rotor.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schraubenvakuumpum pe mit zwei Wellen, die jeweils einen Rotor mit einem oder mehreren Schraubengängen tragen.The invention relates to a screw vacuum pump pe with two shafts, each a rotor with a or several screw gears.

Bei Schraubenvakuumpumpen dieser Art, wie sie bei spielsweise aus der DE-A 197 36 017 bekannt sind, er strecken sich die Wellen üblicherweise parallel. Im be triebsfertigen Zustand greifen die Schraubengänge der beiden Rotoren ineinander. Die Montage der Rotoren er folgt deshalb in der Weise, dass sie gemeinsam mit in einandergreifenden Schraubengängen auf die bereits in ihren Lagersockeln montierten Wellen geschoben werden. Bei der Demontage müssen die beiden Rotoren ebenfalls gemeinsam von den Wellen abgezogen werden.With screw vacuum pumps of this type, as in are known for example from DE-A 197 36 017, he the waves usually stretch in parallel. In the be ready to drive grab the screw gears of the two rotors into each other. The assembly of the rotors therefore follows in such a way that together with in interlocking screw gears on the already in mounted shafts are pushed to their bearing bases. The two rotors must also be removed be subtracted from the waves together.

Auf Grund der gemeinsamen Montage und Demontage der Ro toren ist ein relativ hoher Handlingsaufwand erforder lich. Dieser ist um so größer, je größer das Gewicht der Rotoren ist. Wenn eine Demontage und erneute Mon tage am Betriebsort der Pumpe gefordert wird (zum Bei spiel zur Reinigung oder sonstigen Wartungsarbeiten), ist der erforderliche Aufwand für entsprechende Hebe zeuge oft nicht realisierbar.Due to the joint assembly and disassembly of the Ro a relatively high level of handling is required Lich. The greater the weight, the greater the weight the rotors is. If disassembly and renewed Mon days at the operating location of the pump (for game for cleaning or other maintenance work), is the effort required for appropriate lifting often not feasible.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Montage und Demontage von Schraubenvakuumpumpen zu vereinfachen.The present invention is based on the object the assembly and disassembly of screw vacuum pumps simplify.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche gelöst.This task is characterized by the characteristics of the claims solved.

Durch die Erfindung ist es möglich, beide Rotoren ein zeln nacheinander auf ihre Wellen aufzubringen. Dazu werden sie ohne Buchsen exzentrisch aufgeschoben. Da nach werden sie durch Verschieben und mit Hilfe der Buchsen in ihre Betriebsposition gebracht, bei der die Schraubengänge der beiden Rotoren ineinander greifen. Eine derartige Montage der Rotoren ist nicht nur wegen der Einzel-Montage der Rotoren einfacher; die Rotoren haben auch wegen der separaten Buchsen ein geringeres Gewicht.The invention makes it possible to turn both rotors on one after the other on their waves. To they are pushed on eccentrically without bushings. There after they are moved and with the help of Brought bushings into their operating position, in which the Interlocking screw threads of the two rotors. Such assembly of the rotors is not only because the single assembly of the rotors easier; the rotors also have a smaller one because of the separate sockets Weight.

Die Buchsen bieten außerdem die Möglichkeit, die Fixie rung der Rotoren auf der Welle bzgl. Drehmoment und axialer Kräfte kraftschlüssig und/oder formschlüssig auszuführen. Darüber hinaus kann zusätzlich die Ein stellung der erforderlichen Winkelposition der beiden Rotoren zueinander durch Verdrehen oder axiales Ver schieben eines Rotors in einfacher Weise durchgeführt werden. Der durch die Buchsen erreichte Montage- und Demontage-Vorteil kann sowohl bei einseitig gelagerten als auch bei beidseitig gelagerten Wellen benutzt wer den. Besonders vorteilhaft ist jedoch der Einsatz der Erfindung bei einseitig (fliegend) gelagerten Rotoren, bei denen der Aufwand für die Wartung erheblich redu ziert wird.The sockets also offer the option of the fixie tion of the rotors on the shaft with regard to torque and axial forces non-positively and / or positively to execute. In addition, the One position of the required angular position of the two Rotors to each other by twisting or axial Ver push a rotor in a simple manner become. The assembly and through the bushings Disassembly advantage can be both with one-sided as well as used on shafts mounted on both sides the. However, the use of the is particularly advantageous Invention with one-sided (overhung) mounted rotors, where the maintenance effort is significantly reduced is decorated.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von in den Fig. 1 und 3 dargestellten Aus führungsbeispielen erläutert werden.Further advantages and details of the invention will be explained with reference to exemplary embodiments shown in FIGS. 1 and 3.

Die Fig. 1 und 2 zeigen jeweils Schnitte durch er findungsgemäß ausgebildete Rotorpaare. Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch den Rotor eines Rotorpaares, bei welchem die Buchse zusätzlich die Funktion hat, ein Kühlmittel durch den Rotor gezielt zu führen. Figs. 1 and 2 each show sections through he invention designed according rotor pairs. Fig. 3 shows a section through the rotor of a rotor pair, wherein the socket has in addition the function to lead a coolant targeted by the rotor.

In den Figuren sind die beiden hohl ausgebildeten Roto ren der Rotorpaare jeweils mit 1, 2, ihre Schrauben gänge mit 3, 4 sowie die die Rotoren 1 und 2 tragenden Wellen mit 5 und 6 bezeichnet. Fig. 3 zeigt noch das obere Lager 7 einer fliegenden Lagerung des Rotors 1. Das Lager 7 stützt sich in der Lagerscheibe 8 ab.In the figures, the two hollow Roto ren of the rotor pairs are each with 1 , 2 , their screw gears with 3 , 4 and the rotors 1 and 2 supporting shafts with 5 and 6 . Fig. 3 nor the upper bearing 7 shows a flying bearing of the rotor 1. The bearing 7 is supported in the bearing plate 8 .

Bei der Ausführung nach Fig. 1 befinden sich zwischen den Rotoren 1, 2 und ihren zugehörigen Wellen 3 bzw. 4 Buchsen 9, 10. Sie sind etwa töpfförmig ausgebildet und übergreifen die freien Enden der Wellen 1, 2. Die Wand stärken der Buchsen 9, 10 sind gleich. Die Summe der Wandstärken ist etwas größer als die Tiefe der Schrau bengänge 3, 4. Mittels Schrauben 11, 12 sind sie auf den Wellen 1, 2 befestigt. Zusätzlich sind die saugseitigen Enden der Buchsen 9, 10 mit Kragen 13, 14 ausgerüstet, die eine Verschraubung und damit eine Befestigung der Rotoren 1, 2 an den Buchsen 9, 10 erlauben. Entsprechende Schraubenköpfe 15 sind dargestellt. In the embodiment of FIG. 1 are located between the rotors 1, 2 and their associated shafts 3 and 4, bushings 9, 10. They are approximately pot-shaped and overlap the free ends of the shafts 1 , 2 . The wall thickness of the sockets 9 , 10 are the same. The sum of the wall thicknesses is slightly larger than the depth of the screw passages 3 , 4 . They are fastened to the shafts 1 , 2 by means of screws 11 , 12 . In addition, the suction-side ends of the bushings 9 , 10 are equipped with collars 13 , 14 , which allow screwing and thus fastening the rotors 1 , 2 to the bushings 9 , 10 . Corresponding screw heads 15 are shown.

Die Demontage der Lösung nach Fig. 1 erfolgt in der Weise, daß zunächst alle Schrauben 11, 12 und 15 gelöst und die Buchsen 9, 10 entfernt werden. Danach können die Rotoren 1, 2 so weit auseinandergeschoben werden, dass ihre äußeren Schraubengänge 3, 4 nicht mehr ineinander greifen. Sie können deshalb einzeln von den Wellen 5, 6 abgenommen werden. Die Montage erfolgt umgekehrt.The dismantling of the solution according to Fig. 1 is performed in such a way that first of all screws 11, 12 and 15 dissolved and the bushes 9, 10 are removed. Thereafter, the rotors 1 , 2 can be pushed apart so far that their outer screw threads 3 , 4 no longer interlock. They can therefore be removed individually from waves 5 , 6 . The assembly is reversed.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 stützt sich nur der linke Rotor 1 über eine Buchse 9 auf der Welle 5 ab. Die Wandstärke der Buchse 9 ist größer, als die Tiefe der Schraubengänge 3, 4. Dadurch ist bereits nach der Entfernung der Buchse 9 eine Einzel-Demontage der Roto ren 1, 2 möglich.In the embodiment according to FIG. 2, only the left rotor 1 is supported on the shaft 5 via a bushing 9 . The wall thickness of the socket 9 is greater than the depth of the screw threads 3 , 4 . As a result, a single disassembly of the Roto ren 1 , 2 is possible after removal of the socket 9 .

Bei der Ausführung nach Fig. 3 bestehen die Buchsen 9, 10 jeweils aus zwei Teilen 9', 9" und 10', 10". Bei den Teilen 9" und 10" handelt es sich um im Quer schnitt keilförmige Buchsenabschnitte, die jeweils mit einer inneren Zylinderfläche den Wellen 5, 6 anliegen und die außen konisch sich zur Druckseite hin erwei ternde Auflageflächen für die weiteren Buchsenab schnitte 9', 10' bilden. In Höhe der Buchsenabschnitte 9", 10" sind diese mit korrespondierenden, konisch sich zur Druckseite hin erweiternden Innenflächen verse hen.In the embodiment of Fig. 3, the bushings 9, 10 each consist of two parts 9 ', 9 "and 10', 10". The parts 9 "and 10 " are cross-sectionally wedge-shaped bushing sections, each of which abuts the shafts 5 , 6 with an inner cylindrical surface and the contact surfaces which widen conically toward the pressure side for the further bushing sections 9 ', 10th ' form. At the height of the bushing sections 9 ", 10 " they are hen with corresponding, conically widening towards the pressure side inner surfaces.

Saugseitig sind die Buchsen 9, 10 mit jeweils einer Ver tiefung 17, 18 ausgerüstet, in die die freien Wellenen den hineinragen. Mit auf die Wellenenden aufschraubba ren Muttern 21, 22 erfolgt die Befestigung der Buchsen 9, 10 auf den Wellen 5, 6 (6 nicht dargestellt). Die ko nische Auflage der Buchsenabschnitte 9', 10' auf den Buchsenabschnitten 9", 10" sorgt für eine sichere Fi xierung der Rotoren 1, 2 auf den Buchsen 9, 10. Außerdem sorgt die radiale Verformung der Buchsenabschnitte 9" und 9' für eine kraftschlüssige Verbindung mit den Wel len.On the suction side, the sockets 9 , 10 are each equipped with a recess 17 , 18 into which the free shafts protrude. With nuts 21 , 22 screwed onto the shaft ends, the bushings 9 , 10 are fastened to the shafts 5 , 6 ( 6 not shown). The ko African support of the bushing sections 9 ', 10 ' on the bushing sections 9 ", 10 " ensures safe fi xation of the rotors 1 , 2 on the bushings 9 , 10th In addition, the radial deformation of the bushing sections 9 "and 9 'ensures a positive connection with the wel len.

Der saugseitige Abschnitt der Buchsen 9', 10' ist je weils mit äußeren Auflageflächen versehen, die sich in Richtung Saugseite konisch erweiternd gestaltet sind. Die korrespondierenden Innenflächen der Rotoren 1, 2 weisen einen entsprechenden Abschnitt auf. Mit Hilfe der Schrauben 23, 24 kann die kraftschlüssige Verbindung der Rotoren 1, 2 auf den Buchsen 9', 10' zusätzlich ver stärkt werden. Mit Kappen 25, 26 sind die Vertiefungen 17, 18 im montierten Zustand verschlossen. Die Buchsen 9' und 10' können außerdem auch noch zur Führung eines Kühlmediums genutzt werden.The suction-side section of the bushings 9 ', 10 ' is each provided with outer contact surfaces which are designed to widen conically in the direction of the suction side. The corresponding inner surfaces of the rotors 1 , 2 have a corresponding section. With the help of screws 23 , 24 , the non-positive connection of the rotors 1 , 2 on the bushings 9 ', 10 ' can be additionally strengthened ver. The recesses 17 , 18 are closed with caps 25 , 26 in the assembled state. The sockets 9 'and 10 ' can also be used to guide a cooling medium.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 weist die Welle 5 eine zentrale Sackbohrung 31 auf, die sich bis in die Nähe der Saugseite des Rotors 1 erstreckt. Sie dient der Zuführung eines Kühlmittels, das einen im Hohlraum des Rotors befindlichen Spalt durchströmt und durch die Sackbohrung 31 zurückgeführt wird.In the exemplary embodiment according to FIG. 3, the shaft 5 has a central blind bore 31 which extends into the vicinity of the suction side of the rotor 1 . It serves to supply a coolant which flows through a gap located in the cavity of the rotor and is returned through the blind bore 31 .

Um die getrennte Zu- und Abfuhr des Kühlmittels durch die Sackbohrung 31 zu ermöglichen, ist diese mit einer stufenförmigen Erweiterung 32 versehen, die sich bis in den druckseitigen Bereich des Rotors 1 erstreckt. Zu sätzlich ist ein rohrförmiges, mit der Welle rotieren des Führungsbauteil 33 vorgesehen, das dem Abschnitt der Sackbohrung 31 dort, wo sie einen kleineren Durch messer hat, anliegt, und das mit dem erweiterten Ab schnitt der Sackbohrung 31 einen Ringkanal 34 bildet. Die Außenseite der Buchse 9 (oder auch die Innenwandung des Rotors 1) ist mit einer Eindrehung ausgerüstet, die einen sich von der Druckseite zur Saugseite des Rotors 1 erstreckenden Ringraum 35 bildet. Dieser Ringraum 35 steht druckseitig über Bohrungen 36 durch die Welle 5 und die Buchsenbauteile 9', 9" mit dem Ringraum 34 und saugseitig über Bohrungen 37 durch die Buchse 9 und die Welle 5 mit dem zentralen Hohlraum des Führungsbauteils 33 in Verbindung.In order to enable the coolant to be supplied and removed separately through the blind bore 31, the blind bore is provided with a step-shaped extension 32 which extends into the pressure-side region of the rotor 1 . In addition, a tubular, rotating with the shaft of the guide member 33 is provided, the portion of the blind bore 31 where it has a smaller diameter is present, and the section from the blind bore 31 forms an annular channel 34 with the expanded section. The outside of the bushing 9 (or also the inside wall of the rotor 1 ) is equipped with a recess which forms an annular space 35 which extends from the pressure side to the suction side of the rotor 1 . This annular space 35 is connected to the annular space 34 on the pressure side via bores 36 through the shaft 5 and the bushing components 9 ′, 9 ″ and on the suction side via bores 37 through the bushing 9 and the shaft 5 to the central cavity of the guide component 33 .

Die beschriebene Vorrichtung ermöglicht es, den Ring raum 35 in einen Kühlmittelkreis einzubeziehen. Durch den Ringraum 34 z. B. mit Hilfe einer Ölpumpe zugeführ tes Kühlmittel strömt durch die Bohrungen 36 in den Ringraum 35. Danach durchströmt das Kühlmittel den Rin graum 35 von der Druckseite (wo die Wärmebelastung des Rotors 1 am höchsten ist) zur Saugseite. Es verläßt den Ringraum 35 über die Bohrungen 37 und wird durch den Innenraum des Führungsbauteils 33 z. B. einem Kühl mittelsumpf zurückgeführt.The device described makes it possible to include the annular space 35 in a coolant circuit. Through the annular space 34 z. B. with the aid of an oil pump tes coolant flows through the holes 36 in the annular space 35th Thereafter, the coolant flows through the Rin graum 35 from the pressure side (where the heat load of the rotor 1 is highest) to the suction side. It leaves the annular space 35 through the holes 37 and is z through the interior of the guide member 33 . B. returned to a cooling medium sump.

Der besondere Vorteil der beschriebenen Anordnung liegt darin, dass der Ringraum 35 infolge des Vorhandenseins der Buchse 9 relativ weit außen liegt und damit den Schraubengängen 3, 4 unmittelbar benachbart ist. Da durch ist die beschriebene Rotorkühlung im Vergleich zum Stand der Technik besonders effektiv.The particular advantage of the arrangement described is that the annular space 35 is relatively far outwards due to the presence of the bushing 9 and is therefore directly adjacent to the screw threads 3 , 4 . Since the rotor cooling described is particularly effective compared to the prior art.

Claims

1. Screw vacuum pump with two shafts ( 5 , 6 ), each with a rotor ( 1 , 2 ) with one or more outer screw threads ( 3 , 4 ), characterized in that between the shafts ( 5 , 6 ) and associated rotors ( 1 , 2 ) each have a bushing ( 9 , 10 ) and that the sum of the wall thicknesses of the bushings ( 9 , 10 ) is somewhat greater than the depth of the screw threads ( 3 , 4 ).

2. Pump according to claim 1, characterized in that the two bushings ( 9 , 10 ) have the same wall thickness.

3. Pump with two shafts ( 5 , 6 ), each carrying a rotor ( 1 , 2 ) with an outer screw thread ( 3 , 4 ), characterized in that between one ( 5 ) of the two shafts ( 5 , 6 ) and the associated rotor ( 1 ) is a socket ( 9 ), the wall thickness of which is greater than the depth of the screw threads ( 3 , 4 ).

4. Pump according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the rotors ( 1 , 2 ) are overhung GE.

5. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that the bushings ( 9 , 10 ) are formed in two parts.

6. Pump according to claim 4, characterized in that the arranged on the pressure side bushing sections ( 9 "and 10 ") are wedge-shaped and with inner cylindrical surfaces on the shafts ( 5 , 6 ) and that the other bushing sections ( 9 ', 10 ') with Corresponding, conically widening inner surfaces are equipped.

7. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that there is an annular space ( 35 ) surrounding the bushes ( 9 , 10 ), which is part of a cooling circuit.

8. Pump according to claim 7, characterized in that the outside of the bushings ( 9 , 10 ) or the inner walls of the rotors ( 1 , 2 ) are equipped with a recess forming the annular space ( 35 ).

9. Pump according to claim 7 or 8, characterized in that the supply and discharge of the coolant via blind bores ( 31 ) in the shafts ( 5 , 6 ).

10. Pump according to claim 9, characterized in that a guide component ( 33 ) is provided in the blind bore for separating the inflowing coolant from the returning coolant.

11. Pump according to claim 10, characterized in that the guide member ( 33 ) is tubular in shape, that together with an extension ( 32 ) in the blind bore ( 31 ) an annular channel ( 34 ) bil det and that the annular channel and the inner cavity of the guide member ( 33 ) are components of the cooling circuit.

12. Pump according to claim 11, characterized in that the respective ring channel ( 34 ) extends to the pressure side of the rotors ( 1 , 2 ), that the ring channel ( 34 ) via bores ( 36 ) in the shafts ( 5 , 6 ) and the sockets ( 9 , 10 ) with the pressure-side end of the annular space ( 35 ) is connected, and that the suction end of the ring space ( 35 ) via bores ( 37 ) in the sockets ( 9 , 10 ) and the shafts ( 5 , 6 ) is connected to the central cavity in the guide component ( 33 ).