DE233993C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

— M 233993 KLASSE 27h. GRUPPE

JOSEPH ZEITLIN in LONDON.

Vakuumpumpe. Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. März 1910 ab.

Für diese Anmeldung ist bei der Prüfung gemäß dem Unionsvertrage vom

20. März 1883

14. Dezember 1900 auf Grund der Anmeldung in England vom 22. März 1909 anerkannt.

die Priorität

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vakuumkolbenpumpe und besteht in erster Linie darin, daß an dem Ende des Druckhubes des Pumpenkolbens jeder schädliche Raum beseitigt ist, und zwar einmal dadurch, daß zwischen dem Kolben und seiner Antriebvorrichtung eine elastische Verbindung hergestellt ist, so daß der Kolben bis auf den Boden des . Zylinders bewegt werden kann, und zweitens dadurch, daß ein Hilfskolben vorgesehen ist, der den Austrittskanal im Zylinderkopf ausfüllt, durch den die Gase nach Beendigung des Druckhubes* des Hauptkolbens ausgetrieben werden.' Bei der Erzeugung eines sehr hohen Vakuums, wie es z. B. in den elektrischen Glühlampen erzielt werden muß, ist es erforderlich oder wenigstens . zweckmäßig, die Luftpumpe oder zwei oder mehrere hintereinander geschaltete Pumpen iri eine evakuierte Kammer einzuschließen. Die vorliegende Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel einer solchen Pumpe veranschaulicht, obgleich der Gegenstand der Erfindung auch bei anderen Pumpenarten Anwendung finden kann.

Insbesondere stellt die Zeichnung eine Ausführungsform dar, die gemäß dem Patent 220325 konstruiert ist, wobei unter Verwendung einer mehrstufigen Pumpe zur Erzeugung eines hohen Vakuums die das hohe Vakuum erzeugenden Stufen in einer Vakuumkammer und die Vorstufen mit dem Antriebsmotor für alle Pumpen in einer zweiten Va-

kuumkammer angeordnet sind. Die Pumpen in der ersten Vakuumkammer können ohne Anwendung von flüssigen Schmiermitteln geschmiert werden, so daß die unter hohem Vakuum stehende Kammer frei von Üldämpfen bleibt. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Konstruktion so getroffen, daß ein Schmiermittel überhaupt in Fortfall kommen kann, da die in die Kammer eingeschlossenen Teile fast reibungslos und gegen Undichtigkeiten geschützt sind, indem die Durchlaßflächen eine große Länge besitzen.

Auf der Zeichnung stellt Fig. 1 die zu beschreibende Ausführungsform im Grundriß dar. Fig. 2 ist ein senkrechter Schnitt nach der Linie II-II von Fig. 1. Fig. 3 und 4 veranschaulichen Einzelheiten.

Die Pumpen A und B sind in die Kammer C eingeschlossen und werden von einer Welle 1 aus angetrieben, . die durch eine Stopfbüchse in das Gehäuse hineinragt und in zwei Kugellagern 2 und 3 von bekannter Konstruktion gelagert ist, von denen sich das eine innerhalb und das andere außerhalb der Stopfbüchse befindet. Eine Riemenscheibe 4 auf dem äußeren Ende der Welle dient zum Antrieb der Welle mit Hilfe eines Motors beliebiger Art. . Die Welle 1 ist mit einer W'elle 14 gekuppelt, von der aus die Pumpenkolben durch eine Kurbel I4^a angetrieben werden. Die Verbindung zwischen der Kurbel 14^s und dem Pumpenkolben geschieht durch ein Gestänge, das

aus einer geteilten Verbindungsstange besteht, deren beide Teile 15 und 16 in der Längsrichtung' gegeneinander beweglich sind (Fig. 2 und 4) und die durch Federn 17 und 18 in ihrer normalen Lage zueinander gehalten werden. Die Federn 17 und 18 sitzen zwischen Stützplatten iy^a, 17^s und ΐ8^α, i8^B, von denen 17" und i8^ct auf dem .Teil 16 der Pleuelstange einstellbar sind, während 17^s und i8^b auf dem Teil 16 lose verschiebbar sind und gegen Vorsprünge des Teiles 15 der Stange sich anlegen. Die Stange 16 geht mit einem Führungsteil i6^a durch eine Buchse 15" des Stangenteiles 15. Der Führungsteil i6" ist etwas größer im Durchmesser als der übrige Teil der Stange, und zwar aus weiter unten zu beschreibenden Gründen. Um ein Schleudern zu vermeiden, ist die Buchse 15" ein klein wenig langer gemacht als der Führungsteil 16". Wie ersichtlich, ist die Pleuelstange so lange als starr zu betrachten, wie in achsialer Richtung keine Kräfte auf sie ausgeübt werden, die die Spannung einer der Federn überschreiten. Tritt jedoch eine solche größere Kraft auf, so wird die Pleuelstange entweder verlängert oder verkürzt, wobei der geringe Unterschied in der Länge der Teile 15" und i6^a unmittelbar durch die fast unmerkliche Relativbewegung der beiden Teile der Stange aufgenommen wird, wenn letztere einen Zug oder einen Druck erfährt. Hierdurch wird eine der Federn, nämlich die, die der auftretenden Kraft keinen Widerstand leistet, durch Auftreffen gegen den verbreiterten Teil i6^a unwirksam.

Die Pleuelstange 15, 16 verbindet die Kurbel J4^a mit dem Ende eines Armes 19, der auf einer Welle ig" sitzt. Auf dieser Welle 19" sitzt auch ein Winkelhebel 19'' und 19°. Der Hebelarm ig^h ist indirekt mit dem Hauptkolben der Pumpe B durch die Stange 20 verbunden. Die Stange 20 greift direkt an einen Hilfskolben 21, der sich innerhalb des Hauptkolbens der Pumpe B befindet. In ähnlicher Weise ist der Hebelarm 19° indirekt mit dem Hauptkolben der Pumpe A durch eine Stange 22, einen Winkelhebel 23 auf der Achse 23" und eine Verbindungsstange 20 gekuppelt. Letztere ist ebenfalls wieder direkt gekuppelt mit einem Hilfskolben 21 der Pumpet. Das Gestänge, das die Welle 19^ mit den beiden Pumpenkolben verbindet, ist so berechnet, daß die in entgegengesetzter Richtung sich bewegenden Pumpenkolben im wesentlichen ausbalanciert sind.

Die Hilfskolben 21 sitzen in den langen Hülsen 24« der Hauptkolben 24 und können sich darin innerhalb bestimmter Grenzen in achsialer Richtung bewegen. Zu diesem Zwecke gleiten Stifte 2i^a, die am unteren Ende der Kolben 21 sitzen, in Längsschlitzen 24'' der Hülsen 24". Mit diesen Stiften 2i^a ist eine Platte 2i⁶ verbunden, und zwischen dieser und dem Hauptkolben 24 sitzt eine Feder 25, die das Bestreben hat, den Hilfskolben in die Hülse 24* zurückzuziehen, wie dies in Fig. 2 für den Kolben der Pumpe B dargestellt ist. In dieser Lage liegt die hintere Kante der Platte 2ΐ^δ gegen einen Anschlag 26 am Ende der Hülse 24« an, wobei ein kleiner Zwischenraum zwischen den Stiften 2i^a und dem Ende des Schlitzes 24*■ verbleibt.

Vorn an dem Hilfskolben 21 sitzen Vorsprünge 2i^c, die so gestaltet sind, daß sie die Kanäle 27 im Zylinderkopf genau ausfüllen, die das Innere der Zylinder mit dem Inneren des Gehäuses der Steuerventile 28 verbinden. Diese Gehäuse bestehen zweckmäßig mit den Zylinderdeckeln aus einem Stück. Die Be\vegung der Kurbel 19 treibt die Hauptkolben 24 gegen die Zylinderenden und alsdann unter Zusammendrücken der Federn 25 die Hilfskolben 21 mit ihrer Verlängerung 21° in die Kanäle 27, wobei die Hauptkolben und ihr Gestänge in dieser Lage eine Zeitlang stehen bleiben, während welcher die Kurbel 14"' über ihren Totpunkt hinweggeht.

Die Steuerventile 28 werden absatzweise geschwungen, so daß sie die Saugkanäle 28° und die Druckkanäle 28^δ mit den Kanälen 27 zur richtigen Zeit zur Deckung bringen. Die Bewegung der Ventile 28 erfolgt durch Zahnräder 29 auf den Achsen 29*, die mit zwei Zahnrädern 30 in Eingriff stehen. Letztere greifen ineinander und sitzen auf Wellenstumpfen 30°, die in einem Arm 31 gelagert sind, der mit dem Lagerbock der Kurbelwelle 14 aus einem Stück besteht. Die Räder 30 werden mit Unterbrechungen durch einen Daumen 32 der Welle 14 angetrieben, der bei seinem Umlauf nacheinander Vorsprünge 3ο⁶ auf der Fläche der Räder trifft (Fig. 3). Hierbei werden die Räder 30 abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen gedreht, und somit erhalten die Ventile eine intermittierende Schwingung.

Um diese Bewegung der Ventile zu beschleunigen, sind die Räder 30 durch Federn miteinander verbunden, die in Fig. 3 durch Pfeile 33 angedeutet sind. Diese Federn haben das Bestreben, die Räder nach innen gegeneinander in der einen oder anderen Richtung zu drehen, welche davon abhängt, auf welcher Seite der die beiden Achsen 30⁰¹ miteinander verbindenden geraden Linie die Fedem liegen. Beim Beginn der Bewegung der Räder 30 durch den Daumen 32 werden die Federn 33 so weit ausgedehnt, bis ihre Verbindungspunkte in der Verbindungslinie der Mitten der Achsen 30'¹ liegen. Sobald diese Lage überschritten ist, vollenden die Räder 30 unter der Einwirkung der Federn 33 äugen-

blicklich die Bewegung, die zum Steuern der Ventile nötig ist. Feste Anschläge 34 wirken mit einem Stift 35 zusammen, der auf dem einen der Räder 30 angeordnet ist, um die Bewegung der letzteren richtig zu begrenzen. Die Winkelstellung des Daumens 32 und der Kurbel 14" ist derart, daß die Bewegung der Räder 30 durch den Daumen 32 beginnt, kurz bevor die Kurbel 14* über den toten Punkt hinweggeht, und die ganze Bewegung der Ventile wird während der Zeit vervollständigt, während der die Hauptkolben und die Hilfskolben und ihre Gestänge stehenbleiben und während der die Pleuelstange 15, 16 ausgedehnt oder verkürzt wird. Mit anderen Worten, der Winkel, durch den der Daumen 32 sich behufs. Einleitung und Vollendung der Umsteuerbewegung der Ventile hindurchbewegen muß, ist kleiner als der Winkel, den die Kurbel 14° während der Ruheperiode der Kolben durchläuft.

Claims (4)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Vakuumpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenkolben mit seinen Antriebsorganen elastisch verbunden ist, so daß der Kolben bis zum Ende des Zylinders bewegt werden kann, während der an sich bekannte Hilfskolben zur Ausfüllung des schädlichen Raumes bei der Beendigung des Einwärtshubes des Hauptkolbens innerhalb des letzteren angeordnet ist..
2. 2. Vakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkolben der Pumpe durch Vermittlung des Hilfskolbens angetrieben wird, wobei die Verbindung in der einen Richtung elastisch ist.
3. 3. Vakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelwelle der Pumpe mit dem die Kolben antreibenden Gestänge durch eine gegen Zug und Druck elastische Pleuelstange verbunden ist.
4. 4. Vakuumpumpe . nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Bewegungsübertragung von der Pleuelstange auf die Pumpenkolben durch Vermittlung von übereinander hinweggreifenden Winkelhebeln geschieht, die unter den Zylindern derartig gelagert und unter sich und mit den Pumpenkolben so verbunden sind, daß nicht allein, wie an sich bekannt, die Kolbengewichte gegeneinander ausbalanciert sind, sondern daß die Zylinder auch in raumersparender Weise so nahe beieinander angeordnet werden können, daß die Ventile von einem einzigen umlaufenden Daumen angetrieben werden können.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

   gedruckt in der reichsdruckeret.