DE2225327C3 - Vacuum pump with spiral rotary piston - Google Patents
Vacuum pump with spiral rotary pistonInfo
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Description
3. Vakuumpumpe nach 'tnspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Spiralrippen (13,23) jeweils eine nach außen offene Kammer (43 bzw.45) in einem zentralen Wulst am inneren Ende der Rippen aufweisen.3. Vacuum pump according to claim 2, characterized in that the two spiral ribs (13, 23) one outwardly open chamber (43 or 45) in a central bead at the inner end of the Have ribs.
4. Vakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als doppeltwirkende Pumpe mit zwei einander gegenüberliegenden Rotationskolben mit von Flanschen (23,', 46') abstehenden Spiralrippen (23, 46) und einem dazwischen angeordneten Zwischenboden (13a'J mit beidseitigcr Spiralrippenwand (13,47) ausgebildet ist, wobei nur der Flansch des einen Rotationskolbens (23', 23) über die Lager (22) mit den Kurbeltrieben (19, 20) direkt verbunden ist, währerd der andere Rotationskolben (46', 46) über einen Ring (52) am ersten Rotationskolben gehalten ist.4. Vacuum pump according to claim 1, characterized in that it is used as a double-acting pump with two opposite rotary pistons with flanges (23, ', 46') protruding Spiral ribs (23, 46) and an intermediate floor (13a'J with double-sided cr Spiral rib wall (13,47) is formed, with only the flange of one rotary piston (23 ', 23) is directly connected to the crank mechanisms (19, 20) via the bearings (22), while the other rotary piston (46 ', 46) is connected to the first via a ring (52) Rotary piston is held.
5. Vakuumpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralrippen (23) des einen Rotationskolbens (23', 23) einen zentralen Ansaugbereich und die Spiralrippen (46) des anderen Rotationskolbens (46', 46) einen außen liegenden Ansaugbereich aufweisen.5. Vacuum pump according to claim 4, characterized in that the spiral ribs (23) of the one Rotary piston (23 ', 23) a central suction area and the spiral ribs (46) of the other Rotary piston (46 ', 46) have an outside suction area.
6. Vakuumpumpe nach den Ansprüchen 1 und 3 oder 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der hohlen Säule (10') zentrisch ein Auslaßrohr (36, 35) für das Fördermedium angeordnet ist und der verbleibende Hohlraum (41) um dieses Rohr als Kühlmittelkanal für die Zufuhr eines Kühlmittels zu einem Hohlraum (42) des Zwischenbodens (13') dient, und daß ferner von der Kammer (43) des zentralen Wulstes seiner Spiralrippenwand (13) eine Kuhlmittelleitung (44) durch die Säule hindurchgeführt ist.6. Vacuum pump according to claims 1 and 3 or 1, 3 and 4, characterized in that in the an outlet pipe (36, 35) for the conveying medium is arranged centrally and the hollow column (10 ') remaining cavity (41) around this tube as a coolant channel for the supply of a coolant a cavity (42) of the intermediate floor (13 ') is used, and that further from the chamber (43) of the central bead of its spiral rib wall (13) a coolant line (44) is passed through the column.
7. Vakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch7. Vacuum pump according to claim 1, characterized
Die Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe mit einem aus einem Flansch und wenigstens einer axial davon abstehenden Spiralrippe gebildeten Rotationskolben inThe invention relates to a vacuum pump having one of a flange and at least one axially thereof protruding spiral rib formed in rotary piston
's einem mit entsprechend geformten Spiralrippenwänden versehenen Förderraum, wobei der Rotationskolben, durch um 120° zueinander versetzte Kurbeltriebe gleicher Exzentrizität gegenüber den Förderraumwänden allseits berührungsfrei geführt, im Förderraum eine's one with appropriately shaped spiral rib walls provided delivery space, the rotary piston by crank mechanisms offset from one another by 120 ° the same eccentricity in relation to the conveying chamber walls guided on all sides without contact, one in the conveying chamber translatorische Kreisbewegung ausführt und der Förderraum durch einen zwischen dem Rotationskolben und einem festen Gehäuseteil angeordneten Dichtungsbalg abgedichtet ist.translational circular movement executes and the delivery chamber by one between the rotary piston and a sealing bellows arranged in a fixed housing part is sealed.
satz-PS 93 048, Fig. 8 und 9) zeichnet sich durch hohe Saugleistungen aus, so lange gewährleistet ist, daß die Spiralrippen des Rotationskolbens einerseits und die Spiralrippenwände des Gehäuses andererseits sich stets entlang von wandernden Tangenten abstützend fastsentence-PS 93 048, Fig. 8 and 9) is characterized by high suction power, as long as it is guaranteed that the Spiral ribs of the rotary piston on the one hand and the spiral rib walls of the housing on the other hand always almost supportive along wandering tangents berühren können. Dies wird bei der bekannten Vakuumpumpe durch die Führung der Kurbeltriebe, von denen nur einer von außen angetrieben wird, sowie durch die Abdichtung des Förderraums erreicht. Damit ist die Anordnung kinematisch bestimmt und erfährtcan touch. This is known with the Vacuum pump by guiding the crank mechanisms, only one of which is driven from the outside, as well achieved by sealing the pumping chamber. This means that the arrangement is kinematically determined and experienced eine genaue Bewegungssteuerung. Das ist unverzichtbare Voraussetzung für ein hohes Vakuum. Weil derartige Vakuumpumpen trocken arbeiten, ist keine Schmierung erforderlich. Immer erfordert die mechanische Anordnung des Antriebes der beweglichen Spiralrippen einerprecise motion control. This is an indispensable requirement for a high vacuum. Because such Vacuum pumps operate dry, no lubrication is required. The mechanical arrangement of the drive of the movable spiral ribs always requires one
«0 solchen Vakuumpumpe ein Funktionsspiel, das nicht vernachlässigt werden darf, das aber die Saugleistung beeinträchtigt«0 such a vacuum pump a functional game that is not can be neglected, but this affects the suction power
Bei jener bekannten Maschine ist der die Spiralrippen tragende Rotorflansch mittelbar über einen eigenen Führungsarmstern mit den drei Kurbeltrieben verbunden. Dazu ist der Flansch mit einem zentrischen verhältnismäßig dicken Verbindungszapfen versehen, der am oberen Ende mit einem mittleren Nabenteil des Armsterns verschraubt ist. Dieser Nabenteil befindet sich in einem verhältnismäßig großen axialen Abstand vom Rotorflansch und dem darüber befindlichen Gehäusezwischenboden, da zwischen letzterem und dem Nabenteil der Dichtbalg um den Verbindungszapfen angeordnet ist, welcher, um nicht überbeansprucht zu werden, eine bestimmte axiale Länge aufweisen muß. Wenn auch die Arme des Armsterns, in denen die Lager zur drehbaren Verbindung mit jedem Kurbeltrieb untergebracht sind, wieder zum Zwischenboden hin gekröpft sind, so befindet sich doch die Querebene, in der die Kurbellager im Armstern liegen, in relativ großem axialen Abstand vom Rotorflansch. Damit ist nicht nur eine relativ große Masse der exzenterförmig gegenüber den Stator'.eilen kreisenden Rotorteile bedingt, wenn diese eine ausreichend große Steifigkeit aufweisen sollen, was dann die Anordnung einer relativ großen über eigene Lager an zusätzlichen Exzentern der Kurbeltnebe gelagerten Unwuchtausgleichsmasse erforderlich macht, sondern ist überdies die Gefahr des In that known machine, the rotor flange carrying the spiral ribs is indirectly connected to the three crank mechanisms via its own guide arm star. For this purpose, the flange is provided with a central, relatively thick connecting pin which is screwed at the upper end to a central hub part of the arm star. This hub part is located at a relatively large axial distance from the rotor flange and the intermediate housing floor above, since the sealing bellows is arranged around the connecting pin between the latter and the hub part, which must have a certain axial length in order not to be overstressed. Even if the arms of the star arm, in which the bearings are housed for the rotatable connection with each crank drive, are again cranked towards the intermediate floor, the transverse plane in which the crank bearings are located in the arm star is at a relatively large axial distance from the rotor flange. This not only requires a relatively large mass of the rotor parts rotating eccentrically with respect to the stator parts, if they are to have a sufficiently high level of rigidity , which then makes it necessary to arrange a relatively large unbalance compensation mass, which is mounted on additional eccentrics of the crank hub via its own bearings is also the danger of
Verkantens bzw. Schrägsteilens des Spiralrippenrotors gegenüber den Spiralwänden des Stators gegeben, wenn die Lagerspiele in den zahlreichen Kurbelwellenlagern sich vergrößern und noch ungleiche Biegekräfte auf die Nabe des Armsterns ausgeübt werden. Ein sehr enges Spie! zwischen den Spiralrippen des Rotationskolbens und den Spiralrippenwänden des Stators kann dabei nicht eingehalten werden, vielmehr ist die Gefahr von Berührungen gegeben.Tilting or tilting of the spiral rib rotor with respect to the spiral walls of the stator given, when the bearing clearances in the numerous crankshaft bearings increase and the bending forces are still unequal be exercised on the hub of the arm star. A very close game! between the spiral ribs of the rotary piston and the spiral rib walls of the stator are not adhered to, rather there is a risk of contact.
Ferner ist es bekannt, dun eine transiatorische Kreisbewegung ausführenden,, aber nicht mit einer Spiralrippe, sondern nur mit einer an einer Stelle offenen ringförmigen Rippe versehenen Rotationskolben einer Pumpe kurbelartig direkt über drei Zahnräder anzutreiben (siehe die FR-Zusaiz-PS 55 178).It is also known to dun a transient Performing a circular motion, but not with a spiral rib, but only with one at one point Rotary piston of a pump provided with an open annular rib crank-like directly over three gears to drive (see the FR-Zusaiz-PS 55 178).
Damit ist aber wegen des Flankenspiels der Zahnräder keine exakte Steuerung der Bewegung bei exakter Einhaltung des vorgegebenen Spiels möglich. Die Zahnräder und die in exzentrische Bohrungen derselben eingreifenden Führungszapfen des Rotationskolbens müssen geschmiert werden. Eine Abdichtung des Förderraums vom Getrieberaum und von der Umgebungsluft mittels eines Dichtungsba'ües ist bei dieser Pumpe nicht vorhanden.However, because of the backlash of the gears, there is no exact control of the movement exact compliance with the given game is possible. The gears and those in eccentric holes The same engaging guide pins of the rotary piston must be lubricated. A seal of the conveying chamber from the gear chamber and from the ambient air by means of a sealing component is at this pump does not exist.
Erwähnt sei noch ein bekannter Kältemittelverdichter (siehe die US-PS 21 00 014, Fig. 13 bis 17), bei dem über eine Antriebskurbelwelle das innere eigentliche Verdichtergehäuse in eine kreisende Bewegung um einen zentrischen zylindrischen Statorkern versetzt wird, wobei zwischen einer Stirnscheibe des beweglichen Gehäuses und einem in bestimmten axialen Abstand dazu stehenden Stirndeckel des äußeren ortsfesten Gehäuses ein Dichtungsbalg angeordnet ist. Dieser umgibt eine hohle Säule am Stirndeckel, in welcher über einen hohlen Zapfen der Statorkern gehalten und ein Auslaßkanal ausgebildet ist, während ein Ansaugkanal durch den Ringraum zwischen der Säule und dem Dichtungsbalg gebildet ist. Dabei handelt es sich um einen Verdichter, bei dem alle Gleitberührungsstellen zwischen den beweglichen und ortsfesten Teilen im F.irderraum geschmiert werden müssen.Mention should be made of a known refrigerant compressor (see US-PS 21 00 014, Fig. 13 to 17), in which The actual inner compressor housing in a circular motion via a drive crankshaft a central cylindrical stator core is offset, with between an end disk of the movable Housing and an end cover of the outer one standing at a certain axial distance from it stationary housing a sealing bellows is arranged. This surrounds a hollow column on the front cover, in which is held by a hollow pin of the stator core and an outlet channel is formed while a suction channel is formed through the annular space between the column and the sealing bellows. It acts it is a compressor in which all sliding contact points between the movable and stationary Parts in the fire compartment must be lubricated.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Vakuumpumpe bzw. die weiter oben an erster Stelle geschilderte bekannte Vakuumpumpe so weiter auszubilden, daß ein vorgegebenes Spiel zwischen den gegeneinander bewegten Teilen exakt und konstant auf einem sehr kleinen Wert gehalten wird, der eine Erhöhung der Saugleistung zuläßt.The object of the invention is to provide a vacuum pump of the generic type or the one above in the first place to train described known vacuum pump so that a predetermined game between the parts moving against each other is kept exactly and constantly at a very small value, the one Increases the suction power.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Flansch des Rotationskolbens über Lager an seinen. Rand direkt mit den drei Kurbeltrieben verbunden ist und die Spiralrippenwände des Förderraumes auf einem Zwischenboden angeordnet sind, der auf einer mit dem Unterteil des Gehäuses fest verbundenen, vom Dichtungsbalg umgebenen hohlen Säule angebracht ist, in welcher ein zum Zwischenboden führender Kanal ausgebildet ist, während ein zweiter Kanal durch den Ringraum zwischen der Säule und dem Dichtungsbalg gebildet wird.To solve this problem it is proposed according to the invention that the flange of the rotary piston about stock at his. Edge is directly connected to the three crank mechanisms and the spiral rib walls of the conveying space are arranged on an intermediate floor, which is on one with the lower part of the housing firmly connected, surrounded by the sealing bellows hollow column is attached, in which a for Intermediate floor leading channel is formed, while a second channel through the annular space between the column and the sealing bellows is formed.
Dadurch kann das Spiel zwischen der Spiralrippe des Rotationskolbens und der Spiralrippenwand des Förderraumes
sehr gering gehalten werden und kann infolgedessen eine wesentlich höhere Saugleistung
erzielt werden. Das läßt sich darauf zurückführen, daß die Bewegung der Kurbeltriebe: unmittelbar, d. h. ohne
zwischengeschaltete Teile, auf den Flansch des Rotationskolbens übertragen wird, so daß im Ergebnis die
Genauigkeit der Bew ;;ung des Rotationskolbens zu dessen Mitte hin zunimmt. Die Gefahr von Berührungen
der gegeneinander bewegten Teile wird damit praktisch ausgeschlossen und die Pumpe zeichnet sich infolgedessen
durch eine hohe Saugleistung aus,
Infolge der Bauart mit einem feststehenden Gehäuse, dessen säulenförmiges den Zwischenboden mit den
Spiralrippenwänden tragendes Mittelteil von dem Dichtungsbalg umgeben ist und in dessen Wandungsteilen
ferner die Antriebswellen für die Kurbeltriebe sehr stabil gelagert werden können, ergibt sich eine sehr
steife Anordnung, die gegen Verformung oder Durchbiegungen infolge der Drücke im mittleren Bereich
weitgehend unempfindlich ist.
Außerdem können bei der erfindungsgemäßen Vakuumpumpe Kühleinrichtungen vorgesehen werden,
die ein Kühlmedium durch bestimmte Teile der Pumpe fördern, so daß die in der Pumpe frei werdende
Wärmeenergie abgeführt bzw. gleichmäßig auf das Gehäuse und die übrigen Teile der VakuumpumpeAs a result, the play between the spiral rib of the rotary piston and the spiral rib wall of the delivery chamber can be kept very small and, as a result, a significantly higher suction power can be achieved. This can be attributed to the fact that the movement of the crank mechanisms: is transmitted directly to the flange of the rotary piston, ie without any intermediate parts, so that as a result the accuracy of the movement of the rotary piston towards its center increases. The risk of touching the moving parts is practically eliminated and the pump is characterized by a high suction power,
As a result of the design with a fixed housing, the columnar middle part supporting the intermediate floor with the spiral rib walls is surrounded by the sealing bellows and in the wall parts of which the drive shafts for the crank drives can also be stored very stably, the result is a very rigid arrangement that prevents deformation or deflection is largely insensitive due to the pressures in the middle range.
In addition, cooling devices can be provided in the vacuum pump according to the invention, which convey a cooling medium through certain parts of the pump so that the heat energy released in the pump is dissipated or evenly transferred to the housing and the other parts of the vacuum pump
μ verteilt werden kann. Da diese Wärmeenergie ohnehin wegen der nicht vorhandenen Re;V,jng zwischen den bewegten Teilen vergleichsweise gering ist, kann die erfindungsgemäße Vakuumpumpe mit hohen Drehzahlen und mit dementsprechend hoher Saugleistung arbeiten.μ can be distributed. Since this heat energy anyway because of the non-existent Re ; V, jng between the moving parts is comparatively low, the vacuum pump according to the invention can operate at high speeds and with a correspondingly high suction power.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist so gestaltet, daß der Zwischenboden eine einzige Spiralrippenwand und der Rotationskolben auf seinem Flansch ebenfalls eine einzige Spiralrippe aufweist.A preferred embodiment of the invention is designed so that the intermediate floor is a single Spiral rib wall and the rotary piston also has a single spiral rib on its flange.
Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn die beiden Spiralrippen jeweils eine nach außen offene Kammer in einem zentralen Wulst am inneren Ende der Rippen aufweisen. Mit der Ausbildung des Wulstes kann die Verdichtung der letzten Stufe gesteuert werden, während die Anordnung von Ausnehmungen darüber hinaus den Vorteil hat, daß die in diesem Bereich besonders große Verdichtungswärme unmittelbar durch ein in die Ausnehmungen geleitetes Kühlmittel abgeführt werden kann.It can be useful if the two spiral ribs each have an outwardly open chamber have a central bead at the inner end of the ribs. With the formation of the bead, the Compaction of the last stage can be controlled while the arrangement of recesses above it also has the advantage that the compression heat, which is particularly large in this area, passes through directly a coolant directed into the recesses can be discharged.
Eine höhere Leistung läßt sich dann erzielen, wenn die Vakuumpumpe als doppeltwirkende Pumpe mit zv-ei einander gegenüberliegenden Rotationskolben mit von Flanschen abstehenden Spiralrippen und einem dazwischen angeordneten Zwischenboden mit beidseitiger Spiralrippenwand ausgebildet ist, wobei nur der Flansch des einen Rotationskolbens übor die Lager mit den Kurbeltrieben direkt verbunden ist, während der andere Rotationskolben über einen Ring am ersten Rotationskolben gehalten ist. Auch dabei ist es möglich, alle aktiven Teile der Pumpe gegenüber der Umgebung mit einem einzigen Dichtungsbalg abzudichten.A higher performance can be achieved if the vacuum pump is used as a double-acting pump zv-ei opposing rotary pistons with Spiral ribs protruding from flanges and an intermediate floor with double-sided Spiral rib wall is formed, with only the flange of a rotary piston überor the bearing the crank mechanism is directly connected, while the other rotary piston has a ring on the first Rotary piston is held. Here, too, it is possible to have all active parts of the pump in relation to the environment to be sealed with a single sealing bellows.
Um die beiden Teilpumpen hintereinanderschalten zu können, weisen die Spiralrippen des einen Rotationskolbens einen zentralen Ansaugbereich und die Spiralrippen des anderen Rotationskolbens einen außen liegenden Absaugb°reich auf.In order to be able to connect the two sub-pumps one behind the other, the spiral ribs of the one rotary piston have a central suction area and the spiral ribs of the other rotary piston one outside lying suction b ° rich on.
Bezüglich der Anordnnung des Gasauslaßweges und zur Ausbildung einer einfachen und wirkungsvollen Kühleinrichtung ist vorgesehen, daß in der hohlen Säule zentrisch ein / uslaßrohr für das Fördermedium angeordnet ist und der verbleibende Hohlraum um dieses Rohr als Kühlmittelkanal für die Zufuhr eines Kühlmittels zu einem Hohlraum des Zvischenbodens dient, und daß ferner von der Kammer des zentralenRegarding the arrangement of the gas outlet path and the formation of a simple and effective one Cooling device is provided that in the center of the hollow column a / uslaßrohr for the conveying medium is arranged and the remaining cavity around this tube as a coolant channel for the supply of a Coolant is used to a cavity of the intermediate floor, and that also from the chamber of the central
b1) Wulstes seiner Spiralrippenwand eine Kühlmittelleitung durch die Säule hinourchgeführt ist.b 1 ) bead of its spiral rib wall a coolant line is led up through the column.
Insbesondere für eine verhältnismäßig kleine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuumpumpe kannIn particular for a relatively small embodiment of the vacuum pump according to the invention
im Gehäuseunterteil als Forlsetzung des zwischen der zentrischen Säule und dem Dichtungsbalg gebildeten zweiten Kanals, der als Auslaßkanal dient, eine Auslaßbohrung vorgesehen sein, an die eine Anschlußleitung zu einer Vorpumpe anschlicßbar ist. Diese Vorpumpe steht dann druckseitig direkt mit der Umgebung in Verbindung, während die Saugseite an die zentrale Auslaßöffnung der Spiralen angeschlossen ist, deren randseitiger Saugbereich mit dem leerzupumpenden Raum in Verbindung steht.in the lower part of the housing as a continuation of the between the central column and the sealing bellows formed second channel, which serves as an outlet channel, a Outlet bore can be provided to which a connection line to a backing pump can be connected. These The backing pump is then directly connected to the environment on the pressure side, while the suction side is connected to the central outlet opening of the spirals is connected, the edge-side suction area with the empty to be pumped Room communicates.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert; es zeigtIn the following the invention is explained with reference to the embodiments shown in the drawing; it shows
F i g. I einen senkrechten Schnitt längs der Linie Il der F i g. 2 durch eine einfach wirkende Vakuumpumpe,F i g. I a vertical section along the line II of FIG. 2 by a single-acting vacuum pump,
Fi g. 2 einen Schnitt durch Fig. 1 längs der Linie 11-11, wobei die Vakuumpumpe unmittelbar vor dem Fnde des Saugtaktes dargestellt ist, »Fi g. 2 shows a section through FIG. 1 along the line 11-11, the vacuum pump being shown immediately in front of the end of the suction cycle, »
F i g. 2a ein? dpr F'g ? Hntsnrprhpnde Darstellung der Vakuumpumpe unmittelbar am Ende der Verdrängung und im Augenblick des vollen Ansaugens,F i g. 2a a? d pr F'g? Hntssprhpnde representation of the vacuum pump immediately at the end of the displacement and at the moment of full suction,
Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung der Vakuumpumpe gemäß den F i g. 1 bis 2a mit Darstellung eines ölkreislaufes zur Kühlung und zum Temperaturausgleich sowie zur Schmierung,3 shows a schematic sectional illustration of the vacuum pump according to FIGS. 1 to 2a with illustration an oil circuit for cooling and temperature compensation as well as for lubrication,
Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch eine doppeltwirkende Vakuumpumpe längs einer Linie IV-IV aus F i g. 5 in anderer Winkelposition,Fig. 4 is a vertical section through a double-acting Vacuum pump along a line IV-IV from FIG. 5 in a different angular position,
F i g. 5 einen Horizontalschnitt durch F i g. 4 längs der Linie V-V,F i g. 5 shows a horizontal section through FIG. 4 along the line V-V,
F i g. 6 eine weitere Variante als Schnitt Vl-Vl durch F i g. 7 undF i g. 6 shows a further variant as section VI-VI through FIG. 7 and
F i g. 7 einen Schnitt VII-VIl durch F i g. 6.F i g. 7 shows a section VII-VIl through FIG. 6th
Die in den Fig. I, 2, 2a und 3 dargestellte Vakuumpumpe mit kreisförmiger Translationsbewegung der schmierungslos unter völliger Abdichtung sich bewegenden für die Förderung unmittelbar wirksamen Teile hat ein feststehendes Gehäuse 10 mit einem feststehenden Zwischenboden 13', der an einer Seite eine Spiralrippenwand 13 trägt. Dem Zwischenboden t3' liegt ein Rotationskolben mit einem Flansch 23' gegenüber, der eine Spiralrippe 23 mit der gleichen Winkelamplitude wie die Spiralrippenwand 13 des Zwischenbodens 13' aufweist und mit diesem in Eingriff steht. Zur Verbindung des Flansches 23' mit dem Gehäuse 10 und zu seiner Abstützung ist ein Mechanismus mit wenigstens drei Kurbeltrieben 19, 20 gleicher Exzentrizität E vorgesehen, die synchron miteinander gekuppelt sind, um eine kreisförmige Translationsbewegung des Rotationskolbens um die Pumpenachse A gegenüber dem feststehenden Gehäuse 10 während des Betriebes der Pumpe zu erzeugen.The vacuum pump shown in FIGS. 1, 2, 2a and 3 with circular translational movement of the lubrication-free and completely sealed moving parts that are directly effective for conveying has a fixed housing 10 with a fixed intermediate floor 13 ', which carries a spiral rib wall 13 on one side . Opposite the intermediate base t3 'is a rotary piston with a flange 23' which has a spiral rib 23 with the same angular amplitude as the spiral rib wall 13 of the intermediate base 13 'and is in engagement therewith. To connect the flange 23 'to the housing 10 and to support it, a mechanism with at least three crank mechanisms 19, 20 of the same eccentricity E is provided, which are synchronously coupled with one another to allow a circular translational movement of the rotary piston about the pump axis A with respect to the stationary housing 10 to generate during the operation of the pump.
Zwischen den Spiralrippen 13 bzw. 23 ist ein geringes konstantes Spiel vorhanden, welches auch unabhängig von der jeweiligen Position des Flansches 23' konstant bleibt. Ein Dichtungsbalg 11 ist mit seinem einen Ende über eine Glocke 28 am Flansch 23' und mit seinem anderen Ende bei 30 an einem Unterteil 10'" des Gehäuses 10 befestigt. Der Flansch 23' ist gleichsam direkt an seinem Rand mit den drei Kurbeitrieben 19/20 verbunden, während eine feststehende buchsenartige hohle Säule 10' den Flansch 23' mit dem feststehenden Unterteil 10" des Gehäuses 10 verbindet und vom Dichtungsbalg 11 umgeben istThere is a slight constant play between the spiral ribs 13 and 23, which remains constant regardless of the respective position of the flange 23 '. A sealing bellows 11 is fastened at one end via a bell 28 to the flange 23 'and at its other end at 30 to a lower part 10'"of the housing 10. The flange 23 'is, as it were, directly on its edge with the three spa drives 19 / 20 connected, while a stationary sleeve-like hollow column 10 ′ connects the flange 23 ′ to the stationary lower part 10 ″ of the housing 10 and is surrounded by the sealing bellows 11
Dieser aus Metall bestehende Dichtungsbalg 11, weicher eine cinwandfreidc Abdichtung der von ihm umgebenen Teile bewirkt, ist gegen jede Möglichkeit einer Torsionsbeanspruchung durch die Kinematik des Antriebssystems mit drei synchronisierten Kurbeltrieben 19/20 geschützt. This sealing bellows 11, which is made of metal and which provides a tight seal on the parts it surrounds, is protected against any possibility of torsional stress by the kinematics of the drive system with three synchronized crank mechanisms 19/20.
Bei den dargestellten Ausführungen ist das tragende Gehäuse 10 einteilig und setzt sich aus der Hohlsäule 10'. dem Unterteil 10" und einer Topfwand 10'" zusammen. Letztere umgibt den Dichtungsbalg 11, welcher seinerseits die Säule 10' umgibt. Die Topfwand 10'" weist drei um 120° zueinander versetzte fensterartige Aussparungen 12 auf. Auf der Säule 10' ist der Zwischenboden 13' durch Schraubenbolzen 14 unter Einfügung einer Dichtung 15 festgeschraubt. In horizontalen Wandteilen der drei Aussparungen 12 sind Querlagen 16 und 17 sowie je ein Längs- bzw. Axiallager mit einem Spurring 18 angeordnet, die zur Lagerung und Ausrichtung der drei Antriebswellenteile 19 der Kurbelwellen 19/20 dienen, deren Kurbeln 20 über Kugellager 22 eine mit dem Rotationskolben verbundene Rahmenplatte 21 antreiben. Der Rotationskolben 23/23' ist mit der Rahmenplatte 21 durch Schraubenbolzen 24 fest verbunden. Der bewegliche Flansch 23' weist an seiner Oberseite Verstärkungsrippen 25 auf, um Verformungen infolge der Druckeinwirkung zu verhindern. In the illustrated embodiments, the supporting housing 10 is in one piece and consists of the hollow column 10 '. the lower part 10 " and a pot wall 10 '" together. The latter surrounds the sealing bellows 11, which in turn surrounds the column 10 ' . The pot wall 10 '' has three 120 ° offset from one another a window-like recesses 12. In the column 10 'is the intermediate base 13' by bolts 14 with the interposition of a seal 15 screwed down. In horizontal wall parts of the three recesses 12 are cross plies 16 and 17 and A longitudinal or axial bearing with a track ring 18 is arranged, which serve to support and align the three drive shaft parts 19 of the crankshafts 19/20 , the cranks 20 of which drive a frame plate 21 connected to the rotary piston via ball bearings 22. The rotary piston 23/23 ' is firmly connected to the frame plate 21 by screw bolts 24. The movable flange 23 'has reinforcing ribs 25 on its upper side in order to prevent deformations due to the action of pressure.
Auf den Antriebswellen 19 der Kurbeltriebe sind Ausgleichsgewichte 26 und auf den Kurbeln 20 weitere Ausgleichsgewichte 27 verkeilt. Diese verschiedenen Ausgleichsmassen sind derart berechnet und angeordnet, daß iine einwandfreide statische und dynamische Auswuchtung bei der kreisförmigen Translationsbewegung verwirklicht ist. An seinem oberen Ende ist der Dichtungsbalg 11 mit der Glocke 28 verschweißt, die über Schraubenbolzen 24 mit der Rahmenplatte 21 verschraubt ist und dabei eine Standdichtung 29 einklemmt, welche die Abdichtung zwischen der Glocke 28 und der Spiralrippe 23 gewährleistet. Mit seinem unteren Ende ist der Dichtungsbalg 11 an einen Ringflansch 30 angeschweißt, der seinerseits über Schrauben 31 unter Einfügung einer Dichtung 32 mit dem Gehäuse 10 verschraubt ist.Counterweights 26 are wedged on the drive shafts 19 of the crank mechanisms and further counterweights 27 are wedged on the cranks 20. These different balancing weights are calculated and arranged in such a way that perfect static and dynamic balancing is achieved during the circular translational movement. At its upper end, the sealing bellows 11 is welded to the bell 28, which is screwed to the frame plate 21 via screw bolts 24 and thereby clamps a standing seal 29, which ensures the seal between the bell 28 and the spiral rib 23. At its lower end, the sealing bellows 11 is welded to an annular flange 30, which in turn is screwed to the housing 10 by means of screws 31 with the insertion of a seal 32.
In Fig. 1 ist außerdem ein Ansaugstutzen 33 der Pumpe dargestellt, welcher mit dem Gehäuse 10 verbunden ist, sowie ein zentrisches Auslaßrohr 36, welches im oberen Teil ein Ventil 34 enthält und nach unten mit einem Stutzen 35 endet. Dieses Rohr durchläuft die hohle Säule 10' des Gehäuses 10 und ist mit diesem unter Einfügung von Dichtungen 37 und 38 fest verbunden, wobei diese Dichtungen den Abfluß von Kühlöl nach außen verhindern sollen. Wie die F i g. 1 zeigt, ist das Auslaßrohr 35,36 koaxial zur Achse A der Pumpe angeordnet.In Fig. 1, a suction port 33 of the pump is also shown, which is connected to the housing 10, as well as a central outlet pipe 36 which contains a valve 34 in the upper part and ends with a connection 35 at the bottom. This tube runs through the hollow column 10 'of the housing 10 and is firmly connected to this with the insertion of seals 37 and 38, these seals being intended to prevent the outflow of cooling oil to the outside. As the F i g. 1 shows, the outlet pipe 35,36 is arranged coaxially with the axis A of the pump.
Der leerzupumpende Raum wird an dem Ansaugstutzen 33 des Gehäuses 10 angeschlossen. Bei Inbetriebnahme der Pumpe wird das zu pumpende gasförmige Medium infolge der kreisförmig translatorisch erfolgenden Abwälzbewegung der beweglichen Spiralrippe 23 gegenüber der feststehenden Spiralrippenwand 13 kontinuierlich und progressiv komprimiert. Dadurch wird das gasförmige Medium in den Ringraum gesaugt, welcher durch die Innenwandung des Dichtungsbalges 11 und der Glocke 28 und die Außenwandung der hohlen Säule 10' des Gehäuses 10 sowie durch die feststehende Spiralrippenwand 13 begrenzt wird, während anschließend das gleiche gasförmige Medium über das Ventil 34 und das Auslaßrohr 35, 36The space to be pumped empty is connected to the suction port 33 of the housing 10. When the pump is started up, the gaseous medium to be pumped is continuously and progressively compressed as a result of the circular, translatory rolling movement of the movable spiral rib 23 relative to the stationary spiral rib wall 13. As a result, the gaseous medium is sucked into the annular space, which is limited by the inner wall of the sealing bellows 11 and the bell 28 and the outer wall of the hollow column 10 'of the housing 10 and by the fixed spiral rib wall 13, while the same gaseous medium then passes through the valve 34 and the outlet pipe 35,36
(·'< ausgeschoben wird.(· '<Is pushed out.
Die Funktionsweise der beiden Spiralrippen 13 bzw. 23 entspricht einer mehrstufigen Pumpe und wird nachstehend anhand der Fig.2 und 2a im einzelnenThe functioning of the two spiral ribs 13 and 23 corresponds to a multi-stage pump and is below with reference to FIGS. 2 and 2a in detail
Tl Zb 021Tl Zb 021
beschrieben, welche unterschiedlichen Siellungen dieser Teile entsprechen.describes which different sections correspond to these parts.
Jeder über einen Winkel von 360° sich erstreckende Teil der Spiralrif.pe 23 entspricht einer Kompressionsstufe. Bei jedem kreisförmigen Translationsakt wird durch die Bewegung jeder der Kontaktstellen (bei geringem Spiel) in jeder Stufe eine eigene progressive Konzession verwirklicht, wobei die eingeschlossenen Volumina ständig voneinander getrennt bleiben, und zwar durch so viel Trennwände, wie die Pumpe Stufen aufweist.Each part of the spiral rib 23 extending over an angle of 360 ° corresponds to a compression stage. With every circular act of translation, through the movement of each of the contact points (with little play) in each stage a separate progressive Concession realized, whereby the enclosed volumes remain permanently separated from each other, and through as many partitions as the pump has steps.
In Fig. 2 sind die Spiralrippen 13 bzw. 23 in einer Position dargestellt, welche dem Ende des Ansaugtaktes vorhergeht. Wenn die Position der Spiralrippe 23 diesem Ende des Ansaugtaktes entspricht, unterliegen die beiden eingeschlossenen Volumina V\ nach einem ersten kreisförmigen Translationsakt einer ersten Kompression, welche sie auf die beiden Volumina V2 reduziert. Diese werden nach einem zweiten Takt /um zweiten Mal komprimiert und zu einem Volumen V3 vereinigt, welches während des dritten Taktes dem Enddruck unterworfen wird, um bei geringem Verlust durch das Ventil 34 ausgestoßen zu werden, wobei die Spiralrippe 23 sich dann in einer Position unmittelbar vor dem Ende des Ausstoßtaktes und am Ende des Ansaugtaktes befindet, wie dies in Fig. 2a dargestellt ist. Die dicken Wülste am Innenende einer jeden Spiralrippe 13 bzw. Spiralrippenwand 23 ermöglichen außer der Ausbildung einer nach außen offenen Ausnehmung 43 bzw. 45 zur Abkühlung infolge ihrer dicken Ausbildung die Reduzierung radialer und lateraler Leckstellen in dem Bereich, in welchem die Kompression am stärksten ist.In Fig. 2, the spiral ribs 13 and 23 are shown in a position which precedes the end of the intake stroke. If the position of the spiral rib 23 corresponds to this end of the intake stroke, the two enclosed volumes V \ are subject to a first compression after a first circular translation stroke, which reduces them to the two volumes V 2. These are compressed after a second cycle / by the second time and combined into a volume V 3 , which is subjected to the final pressure during the third cycle in order to be expelled through the valve 34 with little loss, the spiral rib 23 then being in one position located immediately before the end of the exhaust stroke and at the end of the intake stroke, as shown in Fig. 2a. The thick beads at the inner end of each spiral rib 13 or spiral rib wall 23 enable, in addition to the formation of an outwardly open recess 43 or 45 for cooling, the reduction of radial and lateral leaks in the area in which the compression is greatest due to their thick formation.
Jeder Raum der Pumpe, der unter Vakuum steht bzw. in welchem ein Vakuum erzeugt wird, ist vollkommen von der äußeren Umgebung und gleichzeitig von einem Kühlkreislauf abgetrennt, der außerdem zur Schmierung dient und nachstehend anhand der F i g. 3 erläutert werden soll, in welcher der öldurchlauf schematisch dargestellt ist.Every space of the pump that is under vacuum or in which a vacuum is created is perfect separated from the external environment and at the same time from a cooling circuit, which is also used for lubrication serves and below with reference to FIG. 3 should be explained, in which the oil flow is shown schematically is shown.
Im untersten Teil einer als Schutzgehäuse dienenden Ummantelung 39, welche die gesamte Pumpe umgibt, befindet sich ein ölreservoir, in welchem eine Pumpe 40 angeordnet ist. die von einer der Antriebswellen 19 der Kurbeltriebe angetrieben wird. Das in den Ringraum 41 zwischen der Außenwand des Rohres 36 und der Innenwand der hohlen Säule 10' hineingepumpte öl gelangt in einen Hohlraum 42 im Zwischenboden 13' und steigt von diesem in die im zentralen Wulst der feststehenden Spiralrippenwand 13 ausgebildete Kammer 43. Von dort aus durchfließt es eine Rohrleitung 44 und wird in die Kammer 45 im zentralen Wulst der beweglichen Spiralrippe 23 eingespritzt. Infolge der Bewegung wird das Ol nach Benetzung der Außenseite der Spiralrippe 23 energisch längs der Ummantelung 39 vorgeschleudert. Auf diese Weise werden die Lager an den Kurbelwellen 19/20 und sonstige gleitende Teile des Antriebsmechanismus der Pumpe durch Bespritzen bzw. Berieselung mit öl geschmiert Der größte Teil des Öls jedoch rieselt längs der Ummantelung 39 herab, um nach Abkühlung in das die Pumpe 40 umgebende Ölreservoir zurückzugelangen. Man kann, wenn die Pumpe groß genug ist die Kammern bzw. Ausnehmungen 43 und 45 ganz oder teilweise bis in die Spiralrippen 13 bzw. 23 verlängern.In the lowest part of a casing 39 serving as a protective housing, which surrounds the entire pump, there is an oil reservoir in which a pump 40 is arranged. that of one of the drive shafts 19 of the Crank mechanism is driven. That in the annular space 41 between the outer wall of the tube 36 and the Oil pumped into the inner wall of the hollow column 10 'enters a cavity 42 in the intermediate floor 13' and rises from this into the chamber formed in the central bead of the fixed spiral rib wall 13 43. From there it flows through a pipe 44 and is in the chamber 45 in the central bead of movable spiral rib 23 injected. As a result of the movement, the oil is after wetting the outside of the spiral rib 23 vigorously along the shroud 39 thrown forward. In this way, the bearings on the crankshafts 19/20 and other sliding parts of the drive mechanism of the pump lubricated by spraying or sprinkling with oil Most of the Oil, however, trickles down along the casing 39 to, after cooling, into the one surrounding the pump 40 To get back the oil reservoir. You can, if the pump is large enough, the chambers or recesses 43 and 45 extend completely or partially into the spiral ribs 13 and 23, respectively.
Es versteht sich, daß infolge der intensiven Zirkulation des Kühlöls, insbesondere in den unmittelbar an der Außenseite der Mittelbereiche der Spiralrippen 13 bzw. 23 liegenden Kammern bzw. Ausnehmungen 43 und 45, in denen die Auswirkung des Enddruckes die größte Wärmeentwicklung erzeugt, und durch die anschließende Zirkulation dieses Öles sowohl im Innenraum der Säule 10' wie an der Außenseite des Zwischenbodens 13' und Flansches 23' sowie des gesamten Gehäuses 10 ein Temperaturausgleich in allen Teilen der Pumpe erzielt wird, die innerhalb der Ummantelung 39 angeordnet sind. Auf diese Weise wird jede unterschiedlicheIt goes without saying that as a result of the intense circulation of the cooling oil, in particular in the areas directly on the outside of the central areas of the spiral ribs 13 or 23 lying chambers or recesses 43 and 45, in which the effect of the final pressure is the greatest Generates heat, and through the subsequent circulation of this oil both in the interior of the Column 10 'as on the outside of the intermediate floor 13' and flange 23 'as well as the entire housing 10 achieved a temperature equalization in all parts of the pump which are arranged within the casing 39. This way each one becomes different
ίο Dilatation zwischen diesen Teilen vermieden, so daß in allen Drehzahlbereichen das gleiche Funktionsspiel zwischen den Spiralrippen beibehalten werden kann.ίο Avoid dilation between these parts, so that in the same functional play between the spiral ribs can be maintained in all speed ranges.
Für kleine Vakuumpumpen mit einem Pumpvolumen von 10 bis l5mVh kann als Kühlmedium Luft verwendet werden, die mit einem Ventilator durch zu diesem Zweck vorgesehene Durchlässe hindurchgeblasen wird. Außer der Verwendung von öl, welches zur Kühlung und gleichzeitig zur Schmierung dient, kann man. wenn 7iir Srhmiemng Ηργ I.agpr FpH verwendet wird, die Kühlung an einem Wasserzulauf anschließen, wobei die bewegliche Spiralrippe in diesem Fall an ihrer Oberseite eine abgedichtete Ausnehmung aufweist, die über zwei Schläuche mit dem Einlauf der feststehenden Spiralrippenwand und mit dem Ablauf verbunden ist.For small vacuum pumps with a pumping volume of 10 to 15 mVh, air can be used as the cooling medium, which is blown through openings provided for this purpose with a fan. In addition to the use of oil, which is used for cooling and lubrication at the same time, you can. If 7iir Srhmiemng Ηργ I.agpr FpH is used, connect the cooling to a water inlet, whereby the movable spiral rib in this case has a sealed recess on its upper side, which is connected to the inlet of the fixed spiral rib wall and the outlet via two hoses.
Die Konstruktion der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführung der Vakuumpumpe entspricht analog derjenigen der vorbeschriebenen Ausführung nach den Fig. 1, 2, 2a und 3, jedoch ist diese Pumpe doppelwirkend. Während bei der ersten Ausführung (nach Fig. I) nur ein Paar von Spiralrippen 13 und 23 vorhanden ist, enthält die in Fig.4 dargestellte Vakuumpumpe zusätzlich eine Spiralrippe 46 und eine Spiralrippenwand 47 ohne zentrale Wulste (F i g. 5). Bei dieser Pumpe wird das begrenzte Primärvakuum dadurch verbessert, daß das zu pumpende gasförmige Medium durch den Ansaugstutzen 33 und über die innen liegenden Kanäle 48 und 49 (F i g. 5) zwischen den unteren Spiralrippen 46 und 47 angesaugt und durch die zugehörigen Auslässe 50 und 51 abgeführt wird, welche direkt in die Ansaugbereiche an den Spiralrippen 13,23 auf der oberen Seite des Rotationskolbens münden.The construction of the embodiment of the vacuum pump shown in FIGS. 4 and 5 corresponds analogous to that of the above-described embodiment according to FIGS. 1, 2, 2a and 3, but this is a pump double acting. While in the first embodiment (according to FIG. I) only a pair of spiral ribs 13 and 23 is present, the vacuum pump shown in Figure 4 also contains a spiral rib 46 and a Spiral rib wall 47 without central bulges (Fig. 5). With this pump, the primary vacuum is limited improved by the fact that the gaseous medium to be pumped through the suction port 33 and on the inside lying channels 48 and 49 (Fig. 5) sucked between the lower spiral ribs 46 and 47 and through the associated outlets 50 and 51, which are discharged directly into the suction areas on the spiral ribs 13, 23 open on the upper side of the rotary piston.
Die Volumina der Verdrängerkammern auf der oberen bzw. unteren Seite des Rotationskolbens sind nahezu gleich. Die Gleichheit der durch jedes der Paare von Spiralrippen erzeugten Volumina bedingt, daß praktisch in jeder Anfangspumpphase die Komoression auf der unteren Seite des Rotationskolbens sehr gering bleibt und infolgedessen die Erwärmung vernachlässigt werden kann. Während jedoch der Ansaugdruck in denThe volumes of the displacement chambers are on the upper and lower side of the rotary piston, respectively almost the same. The equality of the volumes created by each of the pairs of spiral ribs implies that practically in every initial pumping phase the comoression on the lower side of the rotary piston is very low remains and as a result the warming can be neglected. However, while the suction pressure in the
so Kanälen 48 und 49 klein wird, d. h. nahe bei 1 Torr liegt, wächst die Leistung auf der unteren Seite des Rotationskolbens, wodurch die gesamte Pumpe ein Grenzvakuum von 1/1000 Torr erreichen kann, was daher rührt, daß der Widerstand gegenüber Verlusten durch das Funktionsspiel entsprechend dem abnehmenden Druck stark anwächstso channels 48 and 49 become small, i.e. H. is close to 1 Torr, the power grows on the lower side of the rotary piston, making the entire pump one Limit vacuum of 1/1000 Torr, which is due to the fact that the resistance to losses due to the functional play increases sharply according to the decreasing pressure
Die Leistungen der Pumpe gemäß Fig.4 und 5 ergeben sich daraus, daß die Moleküle des zu pumpenden Mediums bei niedrigen Drücken beschleunigt werden, wobei diese Beschleunigung einmal von der volumetrischen Wirkung herrührt und zum anderen von der Zentrifugalwirkung, die durch das Abwälzen in kreisförmiger Translationsbewegung der beweglichen Spiralrippe 46 auf der feststehenden Spiralrippenwand 47 erzeugt wird. Die beiden Spiralrippen erzeugen praktisch keinerlei Erwärmung, da sie nur bei geringen Drücken arbeiten, so daß sie gute Resultate bei einem Funktionsspiel ergeben können, welches größer ist alsThe performance of the pump according to Fig. 4 and 5 result from the fact that the molecules of the medium to be pumped accelerate at low pressures This acceleration is due to the volumetric effect on the one hand and to the other from the centrifugal action created by rolling in circular translational motion of the movable ones Spiral rib 46 is generated on the fixed spiral rib wall 47. Create the two spiral ribs practically no heating as they only work at low pressures, so they do good results with one Functional play can result, which is greater than
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bei den Spiralrippen 13 bzw. 23.at the spiral ribs 13 and 23.
Wie Fig.4 zeigt, wird die Abwälzung der beweglichen Spiralrippe 23 in kreisförmiger Translationsbewegung auf der feststehenden Spiralrippenwand 13 durch die gleiche mechanische Einrichtung erzeugt, wie sie in bezug auf die Fir. I und 2 beschrieben wurde. Diese feststehende Spiralrippenwand 13 gehört zu einem Zwischenboden !3a', der an der Unterseite die zweite feststehende Spiralrippenwand 47 trägt, in die die zweite bewegliche Spiralrippe 46 eingreift. Die beiden Flansche 23' und 46' der beweglichen Spiralrippen 23 und 46 sind durch einen Ring 52 verbunden, der zugleich die Glocke 28 der Fig. I ersetzt und fest zwischen der Rahmenplatte 21 und dem Flansch 46' der zwe'ten beweglichen Spiralrippe 46 eingespannt ist. Die anderen Einrichtungen dieser Konstruktion wie die Kühlung, die statischen Abdichtungen usw. sind praktisch in der gleichen Weise ausgebildet wie bei der Konstruktion gemäß den F i ß. I und 2.As Fig.4 shows, the rolling of the movable Spiral rib 23 in circular translational motion on the fixed spiral rib wall 13 through produces the same mechanical device as is produced with respect to the Fir. I and 2 has been described. These fixed spiral rib wall 13 belongs to an intermediate floor! 3a ', which is the second carries fixed spiral rib wall 47 in which the second movable spiral rib 46 engages. The two Flanges 23 'and 46' of the movable spiral ribs 23 and 46 are connected by a ring 52, which at the same time the bell 28 of Fig. I replaced and firmly between the Frame plate 21 and the flange 46 'of the second movable spiral rib 46 is clamped. The others Facilities of this construction such as cooling, static seals, etc. are practical in the designed in the same way as in the construction according to the F i ß. I and 2.
Diese Konstruktion einer doppeltwirkenden Vakuumpumpe zeichnet sich durch Einfachheit aus, da die beiden Spiralen mit einer einzigen Steuereinrichtung und einem einzigen Abdichtbalg arbeiten.This construction of a double-acting vacuum pump is characterized by simplicity, since the two spirals with a single control device and a single sealing bellows work.
Eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Vakuumpumpe ist in den Fig.6 und 7 dargestellt, wobei es sich insbesondere um eine Kleinausführung handelt. Dieses einwandfrei trocken arbeitende Pumpaggregat besteht aus einer Membranpumpe P, welche das Medium über eine Leitung 53 an die Atmosphäre abgibt und über eine Leitung 54 und die Auspuffleitung 135 im Ringraum zwischen dem Innenraum des Dichtungsbalges 111 und der hohlen Säule HO' des Gehäuses 110 ansaugt. Zu diesem Ringraum gehört die Auslaßöffnung 134 an der feststehenden Spiralrippenwand 113 und der beweglichen Spiralrippe 123, deren Saugwirkung durch die Glocke 128 begrenzt wird. Dieser Ansaugraum ist über die im Inneren der Tragsäule 110' und eines Einsatzes 114' derselben ausgebildete Ansaugleitung 133 mit dem leerzupumpenden Raum verbunden. Dabei dient der Einsatz 114' zur Befestigung der feststehenden Spiralrippenwand 113 auf der Säule 110'. Die Membranpumpe P ist eine trocken arbeitende völlig dichte Vakuumpumpe von einer üblichen bekannten Bauart und braucht daher nicht im einzelnen beschrieben zu werden. Ihre besten Leistungen zur Erzeugung eines Vakuums liegen bei einem Grenzdruck von einigen Torr.Another variant of the vacuum pump according to the invention is shown in FIGS. 6 and 7, in particular a small version. This perfectly dry pump unit consists of a diaphragm pump P, which releases the medium via a line 53 to the atmosphere and sucks it in via a line 54 and the exhaust line 135 in the annular space between the interior of the sealing bellows 111 and the hollow column HO 'of the housing 110. The outlet opening 134 on the fixed spiral rib wall 113 and the movable spiral rib 123, the suction effect of which is limited by the bell 128, belong to this annular space. This suction space is connected to the space to be pumped empty via the suction line 133 formed inside the support column 110 'and an insert 114' of the same. The insert 114 'serves to fasten the fixed spiral rib wall 113 on the column 110'. The diaphragm pump P is a dry, completely sealed vacuum pump of a customary, known type and therefore does not need to be described in detail. Your best performances for creating a vacuum are at a limit pressure of a few Torr.
Die in den F i g. 6 und 7 dargestellten Spiralrippen 113 bzw. 123 sind insofern besonders ausgebildet, als sie unterschiedliche Wülste aufweisen. Auf diese Weise so kann man ohne weiteres für Kleinkonstruktionen ein Spiralenpaar vorsehen, welches praktisch genauso arbeitet wie die in den F i g. 1 und 2 dargestellten Spiralen. In Fig.7 ist zu sehen, daß am Ende der Kompression das gesamte angesaugte Volumen bei geringstem Verlust infolge des Funktionsspieles völlig durch die Auslaßöffnung 134 ausgestoßen ist Dank ihres dicken Wulstes kann die feststehende Spiralrippenwand 113 ohne weiteres unter Einfügung der Dichtung 115 auf der Säule 110' befestigt werden, indem der Einsatz 114' mit einem Gewinde in die Säule 110' eingeschraubt wird und mit seinem glatten Teil als Zentrierung auf der Säule dient Dieser Einsatz 114' ist hohl und verlängert die Bohrung der Säule 110', welche als Ansaugleitung 133 ver wendet istThe in the F i g. Spiral ribs 113 shown in FIGS. 6 and 7 and 123 are specially designed in that they have different beads. This way like that you can easily provide a pair of spirals for small constructions, which is practically the same works like that in Figs. 1 and 2 shown spirals. In Fig.7 it can be seen that at the end of the Compression of the entire volume sucked in with the slightest loss due to the functional play is expelled through the outlet opening 134. Thanks to its thick bead, the fixed spiral rib wall 113 can easily be attached to the column 110 'with the insertion of the seal 115 by the insert 114 'threaded into the column 110' is screwed in and its smooth part serves as a centering on the column. This insert 114 'is hollow and elongates the bore of the column 110 ', which is used as a suction line 133 ver
Auch bei der Ausführung nach den Fig.6 und 7 könnte man die beiden Spiralen mit unterschiedlichen Wülsten durch zwei Spiralrippen ohne Wulst ersetzen, die den gleicher. Verlauf aufweisen wie er für die Spiralen 46 bzw. 47 in Fig. 5 dargestellt ist. Die wulstlosen Spiralen müßten dann am Rande ansaugen und zum Mittelbereich hin ausstoßen.Also in the embodiment according to FIGS. 6 and 7 one could replace the two spirals with different beads by two spiral ribs without a bead, the same. Have a course as shown for the spirals 46 and 47 in FIG. the Beadless spirals would then have to suck in at the edge and expel towards the central area.
Die Glocke 128 ist als Deckel ausgebildet und unter Einfügung der Dichtung 129 mittels Schrauben 124, welche auf drei Ringsegmente 56 wirken, fest gegen die Innenfläche des Flansches 123' aufgeschraubt. Am feststehenden Ende ist der Dichtbalg (11 mit einem Ringflansch 130 verschweißt, der auf dem Gehäuse unter Einfügung der Dichtung 132 mittels Schrauben 31 festgeschraubt ist, während er am oberen beweglichen Ende am Innenrand des Innenflansches einer Buchse 57 befestigt ist, welch letztere unter Einfügung einer Dichtung 129' mittels der Schrauben 58 am Flansch 123' befestigt ist. Der Flansch123' weist drei jeweils um 120° gegeneinander versetzte Lageraugen 123" zur Aufnahme der Kugellager 22 auf. in denen die Kurbeiteile 120 der Kurbelwellen 119/120 laufen.The bell 128 is designed as a cover and with the insertion of the seal 129 by means of screws 124, which act on three ring segments 56, screwed tightly against the inner surface of the flange 123 '. At the the fixed end of the sealing bellows (11 is welded to an annular flange 130, which is attached to the housing with insertion of the seal 132 is screwed by means of screws 31, while it is movable on the upper End at the inner edge of the inner flange of a socket 57 is attached, the latter with the insertion of a seal 129 'by means of the screws 58 on the flange 123' is attached. The flange 123 'has three each at 120 ° bearing eyes 123 ″ offset from one another to accommodate the ball bearings 22 in which the cure parts 120 the crankshafts 119/120 are running.
Bei dieser Konstruktion erlaubt der Fortfall einer besonderen Kühleinrichtung eine gewisse Verringerung der Abmessungen der Vakuumpumpe. Infolge der kompakteren Bauweise ist eine höhere Betriebssicherheit bei einer eventuell auftretenden Dilatation infolge zufälliger Erwärmung gewährleistet. Da das Gehäuse 110 zweiteilig ausgebildet ist, wird eine leichtere Montage und Einstellung der verschiedenen Teile ermöglicht. Das Gehäuse 110 weist dazu ein einstückiges, aus der Säule 110', dem Topfteil 110" und dessen Randverlängerung bestehendes Unterteil sowie ein rahmenähnliches Oberteil 110'" auf. welches auf der bearbeiteten Fläche der Randverlängerung des Unterteils mittels Schrauben 59 befestigt ist (Fig. 7). Innerhalb der stegartigen Wand des, in Draufsicht gesehen, ungefähr dreieckigen Oberteils 110'". in der Nähe der Ecken, sind drei zylindrische, jeweils um 120° zueinander versetzte Lageraugen 112 vorgesehen, die Schrägkugellager 116 und 117 aufnehmen, welche zur Führung und Lagerung der Wellen 119 dienen, auf denen einmal die Kurbelteile 120 für den Antrieb der beweglichen Spiralrippe 123 in Form von txzenterbuchsen und zum anderen die Ausgleichsgewichte 126 und 127 aufgekeilt sind, welche zur statischen und dynamischen Auswuchtung des beweglichen Teiles dienen.With this construction, the elimination of a special cooling device allows a certain reduction the dimensions of the vacuum pump. As a result of the more compact design, there is a higher level of operational reliability guaranteed in the event of dilation due to accidental heating. As the case 110 is designed in two parts, an easier assembly and adjustment of the various parts enables. For this purpose, the housing 110 has a one-piece, composed of the column 110 ', the pot part 110 "and its Edge extension existing lower part as well as a frame-like upper part 110 '"which on the machined surface of the edge extension of the lower part is attached by means of screws 59 (Fig. 7). Inside the web-like wall of the upper part 110 ′ ″, which is approximately triangular when viewed from above, in FIG Near the corners, are three cylindrical, each at 120 ° mutually offset bearing eyes 112 provided, which accommodate angular contact ball bearings 116 and 117, which for Serve guidance and storage of the shafts 119, on which once the crank parts 120 for driving the movable spiral rib 123 in the form of eccentric bushings and, on the other hand, the balance weights 126 and 127 are keyed, which are used for static and dynamic balancing of the moving part to serve.
Der Antrieb kann durch direkte Kupplung einer der Wellen 119 mit einem Elektromotor 55, wobei eine zweite Welle 119 gleichzeitig direkt die Membranpumpe P antreibt, erfolgen. Am Ende der dritten Welle 119 kann man einen kleinen Ventilator anordnen, der in den Figuren nicht dargestellt ist und zu einer beschränkten Luftkühlung verwendet werden kann, im Auslaßweg der Vakuumpumpe nach F i g. 6, der zum größten Teil vom Zwischenraum zwischen der hohlen Säule 110' und dem Dichtungsbalg 111 gebildet wird, vor der Auslaßbohrung 135 im Gehäuseunterteil 110", könnte noch ein nicht gezeigtes Rückschlagventil angeordnet sein.The drive can take place by directly coupling one of the shafts 119 to an electric motor 55, with a second shaft 119 directly driving the diaphragm pump P at the same time. At the end of the third shaft 119 a small fan, which is not shown in the figures and can be used for limited air cooling, can be arranged in the outlet path of the vacuum pump according to FIG. 6, which is largely formed by the space between the hollow column 110 'and the sealing bellows 111, in front of the outlet bore 135 in the lower housing part 110 ", a non-return valve (not shown) could also be arranged.
Die in verschiedenen Ausführungen dargestellte, bezüglich des Gasweges trocken laufende und dichte Vakuumpumpe findet vor allem auf dem Gebiete der Atomtechnik, dann bei der Herstellung elektronischer Röhren und Bauteile, in Laboratorien und ganz allgemein in den Fällen, in denen bei höchster Sicherheit cm Vakuum ohne jegliche Verschmutzung erzeugt werden muß. Verwendung.The one shown in different versions, running dry and dense with regard to the gas path Vacuum pump is found mainly in the field of atomic technology, then in the manufacture of electronic Tubes and components, in laboratories and in general in those cases where maximum security cm vacuum must be generated without any contamination. Use.
Hierzu 6 Blatt ZeichnungenIn addition 6 sheets of drawings
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |