DE202008012380U1 - vacuum pump - Google Patents

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Abstract

Vakuumpumpe, insbesondere Wälzkolbenpumpe oder Schraubenpumpe, mit
in einem Schöpfraum (12) angeordneten Pumpelementen (14),
mindestens einer die Pumpelemente (14) tragenden Welle (22),
einem in einem vom Schöpfraum (12) getrennten Motorraum (26) angeordneten, mit der Welle (22) verbundenen Antriebsmotor (30), und
einem außerhalb des Motorraums (26) angeordneten Lüfterelement (32),
gekennzeichnet durch
eine mit der Welle (22) und dem Lüfterelement (32) verbundene berührungslose Antriebseinrichtung (46, 48).Vacuum pump, in particular Roots pump or screw pump, with
in a pump chamber (12) arranged pumping elements (14),
at least one shaft (22) carrying the pumping elements (14),
one in a from the pump chamber (12) separate engine compartment (26) arranged with the shaft (22) connected to the drive motor (30), and
a fan element (32) arranged outside the engine compartment (26),
marked by
a contactless drive device (46, 48) connected to the shaft (22) and the fan element (32).

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe, insbesondere eine Wälzkolbenpumpe oder Schraubenpumpe.The The invention relates to a vacuum pump, in particular a Roots pump or screw pump.

Vakuumpumpen weisen in einem Schöpfraum angeordnete Pumpelemente auf, bei denen es sich beispielsweise um Wälzkolben, Schraubenrotoren, Drehschieber oder dgl. handelt. Die Pumpelemente sind auf mindestens einer Welle angeordnet. Bei Wälzkolbenpumpen oder Schraubenpumpen sind üblicherweise zwei Pumpelemente vorgesehen, die jeweils von einer Welle getragen sind, wobei üblicherweise eine der beiden Wellen mit einem Antriebsmotor verbunden ist und die zweite Welle über ein Zahnradgetriebe mit der ersten Welle verbunden ist. Der mit der mindestens einen Welle verbundene Antriebsmotor ist in einem Motorraum angeordnet. Der Motorraum ist von dem Schöpfraum getrennt. Durch eine Trennwand zwischen Motorraum und Schöpfraum ragt somit üblicherweise nur die mindestens eine Welle, wobei eine Abdichtung zwischen dem Schöpfraum und dem Motorraum erfolgt, um das Eindringen von Schmiermittel aus dem Motorraum in den Schöpfraum zu vermeiden. Bei Vakuumpumpen, insbesondere trockenlaufenden Vakuumpumpen, wie Wälzkolbenpumpen und Schraubenpumpen, wird das Pumpengehäuse sowie das Motorgehäuse im Betrieb stark erwärmt. Es ist bekannt, zur Kühlung des Pumpen- sowie des Motorgehäuses ein Lüfterelement vorzusehen. Das Lüfterelement kann über einen gesonderten Elektromotor angetrieben werden, wobei es sich hierbei um eine konstruktiv aufwändige und teure Lösung handelt. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass das Lüfterelement unmittelbar mit der mindestens einen Welle verbunden ist. Hierzu ragt die Welle aus dem Motorraum heraus, wobei der aus dem Motorraum herausstehende Wellenzapfen das Lüfterrad trägt. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass kein gesonderter Motor für das Lüfterelement erforderlich ist. Jedoch ist eine Abdichtung der Welle beim Hindurchtreten durch die Seitenwand des Motorraums erforderlich. Um zu verhindern, dass geringe Mengen an Öl aus dem Motorraum in Richtung des Lüfterelements austreten und somit ein wenn auch geringer Ölnebel entsteht, müssen aufwändige und somit teure Dichtelemente vorgesehen werden. Auch beim Vorsehen einer Dichtung können noch geringe Mengen an Öl oder Prozessgas in Richtung des Lüfterelements austreten.vacuum pumps show in a pump room arranged pumping elements, which are, for example, to Roots, Screw rotors, rotary valve or the like. Act. The pumping elements are arranged on at least one shaft. For Roots pumps or screw pumps are common provided two pumping elements, each supported by a shaft are, usually one of the two shafts is connected to a drive motor and the second wave over Gear transmission is connected to the first shaft. The one with the at least one shaft connected drive motor is in an engine compartment arranged. The engine compartment is separated from the pump chamber. By a Partition wall between engine compartment and pump chamber thus usually protrudes only the at least one shaft, with a seal between the suction chamber and the engine compartment is made to prevent the ingress of lubricant the engine compartment in the pump chamber to avoid. For vacuum pumps, in particular dry running vacuum pumps, like Roots pumps and screw pumps, the pump housing and the motor housing is in operation strongly heated. It is known for cooling the pump and the motor housing a fan element provided. The fan element can over a separate electric motor are driven, wherein it is this is a structurally complex and expensive solution is. One more way is that the fan element immediately is connected to the at least one shaft. To this end, the shaft protrudes out of the engine compartment, protruding from the engine compartment Shaft the fan wearing. This arrangement has the advantage that no separate motor for the fan element is required. However, a seal of the shaft as it passes through the side wall of the engine compartment required. To prevent, that small amounts of oil emerge from the engine compartment in the direction of the fan element and thus an albeit small oil mist arises, must complex and thus expensive sealing elements are provided. Also when providing a seal can still small amounts of oil or process gas leak in the direction of the fan element.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen kostengünstigen Antrieb des Lüfterelements zu realisieren.task The invention is a cost-effective drive of the fan element to realize.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1.The solution The object is achieved according to the invention by the features of the claim 1.

Erfindungsgemäß ist das außerhalb eines Gehäuses, wie eines Pumpen- und/oder Motorgehäuses, angeordnete Lüfterelement, das zur Kühlung des Pumpen- und/oder Motorgehäuses dient, über eine mit der Welle und dem Lüfterelement verbundene berührungslose Antriebseinrichtung angetrieben. Durch das erfindungsgemäße Vorsehen einer berührungslosen Antriebseinrichtung ist es nicht mehr erforderlich, die Welle auf der Seite des Lüfters aus dem Motorraum durch das Motorgehäuse herauszuführen. Vielmehr kann der Motorraum auf dieser Seite geschlossen sein. Das Vorsehen aufwändiger und teurer Dichtelemente zum Abdichten des Wellendurchtritts durch das Motorgehäuse ist somit nicht erforderlich.This is according to the invention outside a housing, as a pump and / or motor housing, arranged fan element, that for cooling the Pump and / or motor housing serves, over one with the shaft and the fan element connected non-contact Drive device driven. By the provision according to the invention a non-contact Drive device, it is no longer necessary, the shaft on the side of the fan lead out of the engine compartment through the motor housing. Much more the engine compartment can be closed on this side. The provision complex and more expensive sealing elements for sealing the shaft passage through the motor housing is not required.

Vorzugsweise weist die Antriebseinrichtung zwei Antriebselemente auf, wobei das erste Antriebselement mit der Welle und das zweite Antriebselement mit dem Lüfterelement verbunden ist. Zwischen den beiden Antriebselementen ist eine Seiten- bzw. Trennwand des Motorgehäuses, das den Motorraum ausbildet, angeordnet. Vorzugsweise weist jedes der beiden Antriebselemente ein insbesondere mehrere Magnete aufweisendes Magnetelement auf. Durch Drehen der Welle erfolgt somit ein Drehen des mit dem ersten Antriebselement verbundenen Magnetelements. Hierbei ist der mindestens eine Magnet derart ausgerichtet, dass eine, auf die Welle bezogen, im Wesentlichen in tangentiale Richtung weisende Kraft erzeugt wird, die auf das Magnetelement des zweiten Antriebselements einwirkt. Das Drehen des Magnetelements des ersten Antriebselements bewirkt somit ein Mitnehmen des Magnetelements des zweiten Antriebselements. Hierdurch ist auf einfache und kostengünstige Weise eine berührungslose Antriebseinrichtung für das Lüfterelement realisiert. Vorzugsweise handelt es sich bei den Magneten um Permanentmagnete, wobei beim Vorsehen von mehreren Permanentmagneten diese sowohl bei dem ersten als auch bei dem zweiten Antriebselement auf einer Kreislinie angeordnet sind. Die Magnetelemente sind vorzugsweise unmittelbar einander gegenüberliegend, insbesondere auf einer Kreislinie, mit demselben Durchmesser angeordnet.Preferably the drive device has two drive elements, wherein the first drive element with the shaft and the second drive element with the fan element connected is. Between the two drive elements is a side or partition wall of the motor housing, which forms the engine compartment arranged. Preferably, each has the two drive elements in particular a plurality of magnets exhibiting Magnetic element on. By turning the shaft thus takes a turn of the magnetic element connected to the first drive element. in this connection the at least one magnet is oriented such that one, on the shaft relative, pointing in a tangential direction Force is generated on the magnetic element of the second drive element acts. The rotation of the magnetic element of the first drive element thus causes a take away of the magnetic element of the second drive element. This is a simple and inexpensive way a non-contact Drive device for the fan element realized. Preferably, the magnets are permanent magnets, wherein, in providing a plurality of permanent magnets, these both in the first and in the second drive element on a circular line are arranged. The magnetic elements are preferably direct opposite each other, in particular on a circular line, arranged with the same diameter.

Das erste, mit der Welle verbundene Antriebselement ist vorzugsweise mit einer Stirnseite der Welle verbunden. Der mindestens eine Magnet je Antriebselement ist vorzugsweise radial ausgerichtet.The first, connected to the shaft drive element is preferably connected to a front side of the shaft. The at least one magnet each drive element is preferably aligned radially.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Lagerung des Lüfterelements in bzw. an der Trenn- bzw. Seitenwand des den Motorraum bildenden Motorgehäuses, wobei es sich bei der Trennwand um diejenige Wand des Motorgehäuse handelt, die zwischen den beiden Antriebselementen angeordnet ist. Vorzugsweise weist das Lüfterelement zur Lagerung einen Lagerzapfen auf, der insbesondere in Richtung der Trennwand weist.at a particularly preferred embodiment the storage of the fan element takes place in or on the partition or side wall of the engine compartment forming Motor housing, wherein the partition is the wall of the motor housing, which is arranged between the two drive elements. Preferably has the fan element for storage on a bearing journal, in particular in the direction the partition wall points.

Vorzugsweise ist das Lüfterelement von einem Lüftergehäuse bzw. einer Lüfterhaube umgeben. Das Lüftergehäuse ist hierbei vorzugsweise an dem Motorgehäuse gehalten. Insbesondere umgibt bzw. umgreift das Lüftergehäuse das Motorgehäuse zumindest teilweise, vorzugsweise entlang des gesamten Umfangs des Motorgehäuses. Vorzugsweise sind Austrittsöffnungen des Lüftergehäuses um das Motorgehäuse herum angeordnet, so dass die Luft gerichtet entlang einer Außenseite des Motorgehäuses zu dessen Kühlung strömt.Preferably, the fan element of ei surrounded fan housing or a fan cover. The fan housing is in this case preferably held on the motor housing. In particular, the fan housing surrounds or surrounds the motor housing at least partially, preferably along the entire circumference of the motor housing. Preferably, outlet openings of the fan housing are arranged around the motor housing, so that the air flows directed along an outer side of the motor housing for cooling thereof.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.following the invention will be described with reference to a preferred embodiment explained in more detail in the accompanying drawings.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine schematische Teil-Schnittansicht einer Vakuumpumpe, und 1 a schematic partial sectional view of a vacuum pump, and

2 eine Draufsicht auf ein Antriebselement der Antriebseinrichtung. 2 a plan view of a drive element of the drive device.

Eine Vakuumpumpe weist in einem Schöpfraum 12 angeordnete Pumpelemente 14 auf, bei denen es sich, wie im dargestellten Ausführungsbeispiel, um Schrauben-Pumpenelemente handelt. Der Schöpfraum 12 ist durch ein Schöpfraumgehäuse 16 ausgebildet, wobei in 1 der Einlass und Auslass des Schöpfraums nicht sichtbar ist. Mit dem Schöpfraumgehäuse ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein zweiteiliges Motorgehäuse 20 verbunden. Das eine Seitenwand 18 ausbildende Teil des Motorgehäuses ist fest mit dem Pumpengehäuse 16 verbunden. Die Seitenwand 18 weist eine Durchgangsöffnung auf, durch die eine Welle 22 geführt ist, die fest mit dem Pumpelement 14 verbunden ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Welle 22 in der Seitenwand 18 über ein Lager 24 gelagert. Um sicherzustellen, dass aus einem vom Motorgehäuse 20 gebildeten Motorraum 26 möglichst wenig Schmiermittel in den Schöpfraum 12 gelangt, ist ein Dichtelement 28 vorgesehen.A vacuum pump points in a suction chamber 12 arranged pumping elements 14 on, which is, as in the illustrated embodiment, screw-pump elements. The scoop space 12 is through a pump chamber 16 trained, in 1 the inlet and outlet of the pump chamber is not visible. With the pump chamber housing is in the illustrated embodiment, a two-part motor housing 20 connected. The one side wall 18 forming part of the motor housing is fixed to the pump housing 16 connected. The side wall 18 has a passage opening through which a shaft 22 is guided, firmly with the pumping element 14 connected is. In the illustrated embodiment, the shaft 22 in the sidewall 18 about a camp 24 stored. To make sure that one out of the motor housing 20 engine compartment formed 26 as little lubricant in the pump chamber 12 passes, is a sealing element 28 intended.

Zum Antrieb des Pumpelements 14 ist die Welle 22 von einem Antriebsmotor 30 umgeben. Der Antriebsmotor 30 ist vollständig innerhalb des Motorraums angeordnet.To drive the pumping element 14 is the wave 22 from a drive motor 30 surround. The drive motor 30 is completely located inside the engine compartment.

Außerhalb des Motorgehäuses 20 ist ein Lüfterelement 32 angeordnet. Das Lüfterelement 32 weist mit einem Halteelement 34 verbundene Lüfterflügel 36 auf. Das Halteelement 34 weist einen Lagerzapfen 36 auf, der von einem Kugellager 38 umgeben ist. Das Kugellager 38 ist in einer Ausnehmung 40 angeordnet, die in einer Trenn- bzw. Seitenwand 42 des Motorgehäuses 20 vorgesehen ist.Outside the motor housing 20 is a fan element 32 arranged. The fan element 32 points with a holding element 34 connected fan blades 36 on. The holding element 34 has a journal 36 on top of a ball bearing 38 is surrounded. The ball bearing 38 is in a recess 40 arranged in a partition or side wall 42 of the motor housing 20 is provided.

Die Welle 22 trägt an ihrer Stirnseite 44 ein erstes Antriebselement 46. Dem ersten Antriebselement 46 gegenüberliegend ist ein zweites Antriebselement 48 vorgesehen, das mit dem Halteelement 34 des Lüfters 32 verbunden ist. Die beiden Antriebselemente 46, 48, die die wesentlichen Elemente der berührungslosen Antriebseinrichtung darstellen, weisen jeweils ein mehrere Magnete 50 bzw. 52 aufweisendes Magnetelement auf.The wave 22 carries on her front 44 a first drive element 46 , The first drive element 46 opposite is a second drive element 48 provided that with the holding element 34 of the fan 32 connected is. The two drive elements 46 . 48 , which represent the essential elements of the contactless drive device, each have a plurality of magnets 50 respectively. 52 having magnetic element on.

Die Magnete 50 sind, wie beispielsweise in 2 dargestellt, auf einer Kreislinie angeordnet, wobei die Kreislinie konzentrisch zu einer Mittellinie 54 der Welle 22 angeordnet ist. Die einzelnen Magnete 50 sind auf der Kreislinie 56 im Wesentlichen tangential angeordnet, so dass der Nord- sowie der Südpol der einzelnen Magnete 50 jeweils in tangentiale Richtung weist.The magnets 50 are, such as in 2 illustrated, arranged on a circular line, wherein the circular line concentric with a center line 54 the wave 22 is arranged. The individual magnets 50 are on the circle line 56 arranged substantially tangentially, so that the north and the south pole of the individual magnets 50 each pointing in the tangential direction.

Das gegenüberliegende Magnetelement, das im dargestellten Ausführungsbeispiel vorzugsweise ebenfalls vier Magnete 52 aufweist, ist derart ausgebildet, dass die Magnete 52 entsprechend den Magneten 50 auf einer Kreislinie angeordnet sind. Der einzige Unterschied zu der in 2 dargestellten Anordnung der Magnete 50 besteht darin, dass die Ausrichtung der Nord- und Südpole der Magnete 52 umgekehrt ist. In Ruhestellung liegen die Magnete 52 in Umfangsrichtung zwischen den Magneten 50. Nord- und Südpole der Magnete 50 und 52 liegen somit einander gegenüber und stoßen sich gegenseitig ab, wobei in Ruhepositionen ein Kräftegleichgewicht herrscht. Durch Drehen der Welle 22 erfolgt ein Bewegen der Magnete 50 auf der Kreislinie 56. Auf Grund der Anordnung der Magnete 52 werden diese mitbewegt, so dass ein berührungsloses Antreiben des Lüfterelements 32 realisiert ist.The opposite magnetic element, which in the illustrated embodiment preferably also four magnets 52 has, is formed such that the magnets 52 according to the magnets 50 are arranged on a circular line. The only difference to the in 2 illustrated arrangement of the magnets 50 is that the orientation of the north and south poles of the magnets 52 is reversed. At rest, the magnets are 52 in the circumferential direction between the magnets 50 , North and South poles of the magnets 50 and 52 lie thus opposite each other and repel each other, in rest positions there is a balance of power. By turning the shaft 22 a movement of the magnets takes place 50 on the circle line 56 , Due to the arrangement of the magnets 52 these are moved, so that a contactless driving of the fan element 32 is realized.

Das Lüfterelement 32 ist innerhalb eines Lüftergehäuses 58 angeordnet, wobei das Lüftergehäuse das Motorgehäuse teilweise umgibt bzw. die Trennwand 42 des Motorgehäuses 20 umgreift. Das Lüftergehäuse 58 ist somit topf- oder schalenförmig ausgebildet. Das Lüftergehäuse 58 weist Luft-Eintrittsöffnungen 60 auf, die im Wesentlichen dem Halteelement 34 gegenüberliegend angeordnet sind. Durch das Lüfterelement 32 wird somit Luft in 1 von rechts angesaugt. In einer ringförmigen Wand 62 des Lüftergehäuses 58, die das Motorgehäuse 20 umgibt, sind vorzugsweise mehrere, insbesondere im Umfang regelmäßig verteilt angeordnete Austrittsöffnungen 64 angeordnet, durch die zur Kühlung des Motorgehäuses 20 Luft in Richtung eines Pfeils 66 austritt.The fan element 32 is inside a fan housing 58 arranged, wherein the fan housing surrounds the motor housing partially or the partition wall 42 of the motor housing 20 embraces. The fan housing 58 is thus pot-shaped or cup-shaped. The fan housing 58 has air inlets 60 on, which is essentially the retaining element 34 are arranged opposite one another. Through the fan element 32 will thus air in 1 sucked from the right. In an annular wall 62 of the fan housing 58 that the motor housing 20 surrounds are preferably a plurality of, in particular regularly distributed in the circumference arranged outlet openings 64 arranged through which for cooling the motor housing 20 Air in the direction of an arrow 66 exit.

Claims (9)

Vakuumpumpe, insbesondere Wälzkolbenpumpe oder Schraubenpumpe, mit in einem Schöpfraum (12) angeordneten Pumpelementen (14), mindestens einer die Pumpelemente (14) tragenden Welle (22), einem in einem vom Schöpfraum (12) getrennten Motorraum (26) angeordneten, mit der Welle (22) verbundenen Antriebsmotor (30), und einem außerhalb des Motorraums (26) angeordneten Lüfterelement (32), gekennzeichnet durch eine mit der Welle (22) und dem Lüfterelement (32) verbundene berührungslose Antriebseinrichtung (46, 48).Vacuum pump, in particular Roots pump or screw pump, with in a pump chamber ( 12 ) arranged pumping elements ( 14 ), at least one of the pumping elements ( 14 ) Wave ( 22 ), in one of the scoop space ( 12 ) separate engine compartment ( 26 ), with the shaft ( 22 ) connected drive motor ( 30 ), and one outside the engine compartment ( 26 ) arranged fan element ( 32 ), characterized by one with the shaft ( 22 ) and the fan element ( 32 ) non-contact drive device ( 46 . 48 ). Vakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung zwei Antriebselemente (46, 48) aufweist, wobei das erste Antriebselement (46) mit der Welle (22) und das zweite Antriebselement (48) mit dem Lüfterelement (32) verbunden ist.Vacuum pump according to claim 1, characterized in that the drive device comprises two drive elements ( 46 . 48 ), wherein the first drive element ( 46 ) with the wave ( 22 ) and the second drive element ( 48 ) with the fan element ( 32 ) connected is. Vakuumpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebselemente (46, 48) Magnetelemente aufweisen.Vacuum pump according to claim 2, characterized in that the drive elements ( 46 . 48 ) Have magnetic elements. Vakuumpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Antriebselement (46, 48), vorzugsweise jedes Magnetelement, mehrere Magnete (50, 52) aufweist.Vacuum pump according to claim 3, characterized in that each drive element ( 46 . 48 ), preferably each magnetic element, a plurality of magnets ( 50 . 52 ) having. Vakuumpumpe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das mit dem Lüfterelement (32) verbundene Magnetelement eine bzw. mehrere Permanentmagnete (52) aufweist.Vacuum pump according to claim 3 or 4, characterized in that at least that with the fan element ( 32 ) connected magnetic element one or more permanent magnets ( 52 ) having. Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Antriebselement (46) mit einer Stirnseite (44) der Welle (22) verbunden ist.Vacuum pump according to one of claims 1 to 5, characterized in that the first drive element ( 46 ) with a front side ( 44 ) the wave ( 22 ) connected is. Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lagerung (38) des Lüfterelements (32) in bzw. an einer Trennwand (42) eines den Motorraum (36) ausbildenden Motorgehäuses (20) angeordnet ist, wobei die Trennwand (42) zwischen den beiden Antriebselementen (46, 48) angeordnet ist.Vacuum pump according to one of claims 1 to 6, characterized in that a storage ( 38 ) of the fan element ( 32 ) in or on a partition wall ( 42 ) one the engine compartment ( 36 ) forming motor housing ( 20 ), wherein the partition wall ( 42 ) between the two drive elements ( 46 . 48 ) is arranged. Vakuumpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterelement (32) einen Lagerzapfen (36) aufweist, der vorzugsweise in Richtung der Trennwand (42) weist.Vacuum pump according to claim 7, characterized in that the fan element ( 32 ) a journal ( 36 ), which preferably in the direction of the partition ( 42 ). Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch ein das Lüfterelement (32) umgebendes Lüftergehäuse (58) mit Austrittsöffnungen (64), die vorzugsweise in einer das Motorgehäuse (20) umgebenden, insbesondere ringförmigen Wand (62) des Lüftergehäuses (58) angeordnet sind.Vacuum pump according to one of claims 1 to 8, characterized by a fan element ( 32 ) surrounding fan housing ( 58 ) with outlet openings ( 64 ), preferably in a motor housing ( 20 ), in particular annular wall ( 62 ) of the fan housing ( 58 ) are arranged.
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