DE19963173B4

DE19963173B4 - Screw vacuum pump

Info

Publication number: DE19963173B4
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: 2011-05-19
Anticipated expiration: 2019-12-28
Also published as: DE19963173A1; WO2001048384A1

Abstract

Schraubenvakuumpumpe mit zwei Wellen (5, 6), die jeweils einen Rotor (1, 2) mit einem oder mehreren äußeren Schraubengängen (3, 4) tragen, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen den Wellen (5, 6) und den zugehörigen Rotoren (1, 2) jeweils eine Buchse (9, 10) befindet und dass die Summe der Wandstärken der Buchsen (9, 10) etwas größer ist als die Tiefe der Schraubengänge (3, 4).Screw vacuum pump with two shafts (5, 6), each carrying a rotor (1, 2) with one or more external screw threads (3, 4), characterized in that between the shafts (5, 6) and the associated rotors ( 1, 2) each have a bush (9, 10) and that the sum of the wall thicknesses of the bushes (9, 10) is slightly larger than the depth of the screw threads (3, 4).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schraubenvakuumpumpe mit zwei Wellen, die jeweils einen Rotor mit einem oder mehreren Schraubengängen tragen.The invention relates to a screw vacuum pump with two shafts, each carrying a rotor with one or more screw threads.

Bei Schraubenvakuumpumpen dieser Art, wie sie beispielsweise aus der DE 197 36 017 A1 bekannt sind, erstrecken sich die Wellen üblicherweise parallel. Im betriebsfertigen Zustand greifen die Schraubengänge der beiden Rotoren ineinander. Die Montage der Rotoren erfolgt deshalb in der Weise, dass sie gemeinsam mit ineinandergreifenden 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.In screw vacuum pumps of this kind, as for example from the DE 197 36 017 A1 are known, the waves usually extend parallel. When ready for operation, the screw threads of the two rotors engage each other. The assembly of the rotors therefore takes place in such a way that they are pushed together with intermeshing screw threads on the already mounted in their bearing sockets waves. During disassembly, the two rotors must also be removed together from the waves.

Auf Grund der gemeinsamen Montage und Demontage der Rotoren ist ein relativ hoher Handlingsaufwand erforderlich. Dieser ist um so größer, je größer das Gewicht der Rotoren ist. Wenn eine Demontage und erneute Montage am Betriebsort der Pumpe gefordert wird (zum Beispiel zur Reinigung oder sonstigen Wartungsarbeiten), ist der erforderliche Aufwand für entsprechende Hebezeuge oft nicht realisierbar.Due to the common assembly and disassembly of the rotors a relatively high handling effort is required. This is the greater, the greater the weight of the rotors. If disassembly and reassembly is required at the pump site (for example, for cleaning or other maintenance work), the required effort for corresponding hoists is often not feasible.

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

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche gelöst.This object is solved by the characterizing features of the claims.

Durch die Erfindung ist es möglich, beide Rotoren einzeln nacheinander auf ihre Wellen aufzubringen. Dazu werden sie ohne Buchsen exzentrisch aufgeschoben. Danach 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 apply both rotors one after the other to their shafts. For this they are pushed eccentrically without bushes. Then they are brought into their operating position by displacement and with the aid of the bushings, in which the screw threads of the two rotors intermesh. Such a mounting of the rotors is not only easier because of the individual assembly of the rotors; the rotors are also lighter because of the separate bushes.

Die Buchsen bieten außerdem die Möglichkeit, die Fixierung der Rotoren auf der Welle bzgl. Drehmoment und axialer Kräfte kraftschlüssig und/oder formschlüssig auszuführen. Darüber hinaus kann zusätzlich die Einstellung der erforderlichen Winkelposition der beiden Rotoren zueinander durch Verdrehen oder axiales Verschieben 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 werden. Besonders vorteilhaft ist jedoch der Einsatz der Erfindung bei einseitig (fliegend) gelagerten Rotoren, bei denen der Aufwand für die Wartung erheblich reduziert wird.The bushings also offer the possibility of frictionally and / or positively locking the fixing of the rotors on the shaft with respect to torque and axial forces. In addition, in addition, the adjustment of the required angular position of the two rotors to each other by twisting or axial displacement of a rotor can be performed in a simple manner. The assembly and disassembly advantage achieved by the bushings can be used both on cantilevered as well as on both sides mounted shafts. However, particularly advantageous is the use of the invention in one-sided (flying) mounted rotors, in which the cost of maintenance is significantly reduced.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen an Hand von in den 1 und 3 dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert werden.Further advantages and details of the invention are to be made in the 1 and 3 illustrated embodiments will be explained.

Die 1 und 2 zeigen jeweils Schnitte durch erfindungsgemäß ausgebildete Rotorpaare. 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.The 1 and 2 each show sections by inventively designed rotor pairs. 3 shows a section through the rotor of a pair of rotors, in which the bush additionally has the function to guide a coolant through the rotor targeted.

In den Figuren sind die beiden hohl ausgebildeten Rotoren der Rotorpaare jeweils mit 1, 2, ihre Schraubengänge mit 3, 4 sowie die die Rotoren 1 und 2 tragenden Wellen mit 5 und 6 bezeichnet. 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 rotors of the rotor pairs are each with 1 . 2 , with their screw threads 3 . 4 as well as the rotors 1 and 2 carrying waves 5 and 6 designated. 3 still shows the upper bearing 7 a flying bearing of the rotor 1 , The warehouse 7 rests in the bearing disc 8th from.

Bei der Ausführung nach 1 befinden sich zwischen den Rotoren 1, 2 und ihren zugehörigen Wellen 3 bzw. 4 Buchsen 9, 10. Sie sind etwa töpfformig ausgebildet und übergreifen die freien Enden der Wellen 1, 2. Die Wandstärken der Buchsen 9, 10 sind gleich. Die Summe der Wandstärken ist etwas größer als die Tiefe der Schraubengänge 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 execution after 1 are located between the rotors 1 . 2 and their associated waves 3 respectively. 4 sockets 9 . 10 , They are formed about töpfformig and overlap the free ends of the waves 1 . 2 , The wall thicknesses of the sockets 9 . 10 are equal. The sum of the wall thicknesses is slightly larger than the depth of the screw flights 3 . 4 , By means of screws 11 . 12 they are on the waves 1 . 2 attached. In addition, the suction-side ends of the bushings 9 . 10 with collar 13 . 14 equipped, a screw connection and thus an attachment of the rotors 1 . 2 at the jacks 9 . 10 allow. Corresponding screw heads 15 are shown.

Die Demontage der Lösung nach 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 ineinandergreifen. Sie können deshalb einzeln von den Wellen 5, 6 abgenommen werden. Die Montage erfolgt umgekehrt.Disassembly of the solution 1 done in such a way that all screws first 11 . 12 and 15 solved and the jacks 9 . 10 be removed. After that, the rotors can 1 . 2 be pushed apart so far that their outer screw threads 3 . 4 no longer mesh. You can therefore individually from the waves 5 . 6 be removed. The installation is reversed.

Bei der Ausführung nach 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 Rotoren 1, 2 möglich.In the execution after 2 supports only the left rotor 1 via a socket 9 on the wave 5 from. The wall thickness of the socket 9 is greater than the depth of the screw threads 3 . 4 , This is already after the removal of the socket 9 a single disassembly of the rotors 1 . 2 possible.

Bei der Ausführung nach 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 Querschnitt keilförmige Buchsenabschnitte, die jeweils mit einer inneren Zylinderfläche den Wellen 5, 6 anliegen und die außen konisch sich zur Druckseite hin erweiternde Auflageflächen für die weiteren Buchsenabschnitte 9', 10' bilden. In Höhe der Buchsenabschnitte 9'', 10'' sind diese mit korrespondierenden, konisch sich zur Druckseite hin erweiternden Innenflächen versehen.In the execution after 3 pass the sockets 9 . 10 each of two parts 9 ' . 9 '' and 10 ' . 10 '' , At the parts 9 '' and 10 '' they are wedge-shaped in cross section bushing sections, each with an inner cylindrical surface of the waves 5 . 6 abutment and the outside conically widening to the pressure side bearing surfaces for the other socket sections 9 ' . 10 ' form. At the height of the socket sections 9 '' . 10 '' These are provided with corresponding, conically widening towards the pressure side inner surfaces.

Saugseitig sind die Buchsen 9, 10 mit jeweils einer Vertiefung 17, 18 ausgerüstet, in die die freien Wellenenden hineinragen. Mit auf die Wellenenden aufschraubbaren Muttern 21, 22 erfolgt die Befestigung der Buchsen 9, 10 auf den Wellen 5, 6 (6 nicht dargestellt). Die konische Auflage der Buchsenabschnitte 9', 10' auf den Buchsenabschnitten 9'', 10'' sorgt für eine sichere Fixierung der Rotoren 1, 2 auf den Buchsen 9, 10. Außerdem sorgt die radiale Verformung der Buchsenabschnitte 9'' und 9' für eine kraftschüssige Verbindung mit den Wellen.The sockets are on the suction side 9 . 10 each with a depression 17 . 18 equipped, in which protrude the free shaft ends. With nuts that can be screwed onto the shaft ends 21 . 22 the fastening of the sockets takes place 9 . 10 on the waves 5 . 6 ( 6 not shown). The conical support of the socket sections 9 ' . 10 ' on the socket sections 9 '' . 10 '' ensures a secure fixation of the rotors 1 . 2 on the jacks 9 . 10 , In addition, the radial deformation of the bushing sections provides 9 '' and 9 ' for a kraftschüssige connection with the waves.

Der saugseitige Abschnitt der Buchsen 9', 10' ist jeweils 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 verstärkt 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 sockets 9 ' . 10 ' is each provided with outer bearing surfaces, which are designed to widen conically towards the suction side. The corresponding inner surfaces of the rotors 1 . 2 have a corresponding section. With the help of screws 23 . 24 can the frictional connection of the rotors 1 . 2 on the jacks 9 ' . 10 ' be additionally reinforced. With caps 25 . 26 are the depressions 17 . 18 closed in the assembled state. The sockets 9 ' and 10 ' can also be used to guide a cooling medium.

Beim Ausführungsbeispiel nach 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.According to the embodiment 3 shows the wave 5 a central blind hole 31 on, extending to near the suction side of the rotor 1 extends. It serves to supply a coolant which flows through a gap located in the cavity of the rotor and through the blind bore 31 is returned.

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. Zusätzlich ist ein rohrförmiges, mit der Welle rotierendes Führungsbauteil 33 vorgesehen, das dem Abschnitt der Sackbohrung 31 dort, wo sie einen kleineren Durchmesser hat, anliegt, und das mit dem erweiterten Abschnitt der Sackbohrung 31 einen Ringkanal 34 bildet.To the separate supply and removal of the coolant through the blind hole 31 to allow this is with a stepped extension 32 provided, extending into the pressure-side region of the rotor 1 extends. In addition, a tubular, with the shaft rotating guide member 33 provided that the section of blind bore 31 where it has a smaller diameter, rests, and that with the extended section of the blind bore 31 a ring channel 34 forms.

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.The outside of the socket 9 (or the inner wall of the rotor 1 ) is equipped with a recess which extends from the pressure side to the suction side of the rotor 1 extending annulus 35 forms. This annulus 35 is on the pressure side via holes 36 through the wave 5 and the socket components 9 ' . 9 '' with the annulus 34 and on the suction side via holes 37 through the socket 9 and the wave 5 with the central cavity of the guide member 33 in connection.

Die beschriebene Vorrichtung ermöglicht es, den Ringraum 35 in einen Kühlmittelkreis einzubeziehen. Durch den Ringraum 34 z. B. mit Hilfe einer Ölpumpe zugeführtes Kühlmittel strömt durch die Bohrungen 36 in den Ringraum 35. Danach durchströmt das Kühlmittel den Ringraum 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 Kühlmittelsumpf zurückgeführt.The device described allows the annulus 35 to be included in a coolant circuit. Through the annulus 34 z. B. supplied by means of an oil pump coolant flows through the holes 36 in the annulus 35 , Thereafter, the coolant flows through the annulus 35 from the pressure side (where the heat load of the rotor 1 is highest) to the suction side. It leaves the annulus 35 over the holes 37 and gets through the interior of the guide member 33 z. B. returned to a coolant 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. Dadurch ist die beschriebene Rotorkühlung im Vergleich zum Stand der Technik besonders effektiv.The particular advantage of the described arrangement is that the annulus 35 due to the presence of the socket 9 relatively far outward and thus the screw threads 3 . 4 is immediately adjacent. As a result, the rotor cooling described is particularly effective compared to the prior art.

Claims

Screw vacuum pump with two shafts ( 5 . 6 ), each having a rotor ( 1 . 2 ) with one or more external screw threads ( 3 . 4 ), characterized in that between the waves ( 5 . 6 ) and the associated rotors ( 1 . 2 ) one socket each ( 9 . 10 ) and that the sum of the wall thicknesses of the bushes ( 9 . 10 ) is slightly larger than the depth of the screw threads ( 3 . 4 ).

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

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

Pump according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the rotors ( 1 . 2 ) are stored on the fly.

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

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

Pump according to one of the preceding claims, characterized in that the bushings ( 9 . 10 ) surrounding annulus ( 35 ), which is part of a refrigeration cycle.

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

Pump according to claim 7 or 8, characterized in that the supply and removal of the coolant via blind holes ( 31 ) in the waves ( 5 . 6 ) he follows.

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

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

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