DE4017194A1 - Drehschiebervakuumpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehschiebervakuumpumpe mit einem Gehäuse, mit einem Rotor und mit einem mit dem Rotor gekuppelten Antriebsmotor, wobei sowohl der Rotor als auch der Antriebsmotor jeweils mit einem Wellenzapfen ausgerüstet sind und beide Wellenzapfen im Bereich ihrer Kupplung im Gehäuse gelagert sind.

Die Verbindung des Antriebsmotor mit dem Rotor einer Drehschie­ bervakuumpumpe sowie die Ölabdichtung des Antriebes werden in der Regel mit Hilfe einer Vielzahl von Bauteilen realisiert. Üblicherweise umfaßt die Kupplung zwei Kupplungshälften sowie ein Elastomerelement mit Paßfedern und Verschraubungen. Separate Schilde für das Motorlager und das Rotorlager sowie ein Kupp­ lungsgehäuse sind vorgesehen. Weiterhin ist es erforderlich, die verschiedenen Wellenzapfen mit Wellendichtringen auszurüsten. Dazu werden üblicherweise Wellendichtringlaufbuchsen verwendet. Die einzelnen Bauteile müssen jeweils separat hergestellt werden, was nicht nur aufwendig und deshalb kostspielig ist, sondern auch zu Toleranz-Summationen führen kann, die den Rundlauf beein­ trächtigen.

Aus der DE-OS 23 54 039 ist eine Drehschiebervakuumpumpe der eingangs genannten Art bekannt. Der gesondert gelagerte Motor­ wellenzapfen ist mit einer Laufbuchse ausgerüstet, die in einer Bohrung im Kupplungsgehäuse gleitend gelagert ist. Die Buchse ist mit Wellendichtringen ausgerüstet, zwischen denen sich ein Schmiermittelraum befindet. Stirnseitig ist die Laufbuchse über eine Stiftkupplung mit dem Lagerzapfen des Rotors verbunden, der einen vergrößerten Durchmesser hat. Erfahrungen mit der bekannten Pumpe haben gezeigt, daß Rundlaufabweichungen auftreten, die eine weiche Lagerung des Stiftes der Stiftkupplung in mindestens einem der miteinander zu kuppelnden Teile erforderlich macht. Dadurch wird die Herstellung weiter verteuert. Außerdem treten Schwie­ rigkeiten bei der Schmiermittelversorgung des Rotor-Lagerzapfens auf. Der Grund dafür liegt in der unmittelbaren Nähe des Schöpf­ raumes des Rotors zu den mit Schmieröl zu versorgenden Flächen der Rotorlagerung. Da es wünschenswert ist, die Gleitlagerungen mit einer Vollschmierung auszurüsten, tritt ständig Schmieröl in den Schöpfraum der Pumpe und beeinträchtigt die Pumpleistung.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verbindung zwischen dem Antriebsmotor und dem Pumpenrotor wesentlich einfacher und kostengünstiger zu gestalten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der antriebsseitige Wellenzapfen des Rotors den gleichen Durchmesser wie der Wellenzapfen des Antriebsmotors hat, daß der Wellenzapfen des Rotors und der Wellenzapfen des Antriebsmotors gemeinsam unmittelbar in einer Lagerbohrung gleitend gelagert sind, daß zur Abdichtung der Lagerbohrung zwei einen Schmiermittelraum bildende Wellendichtringe vorgesehen sind, von denen einer dem Rotorwel­ lenzapfen und der andere dem Motorwellenzapfen zugeordnet ist, und daß Rotorwellenzapfen und Motorwellenzapfen stirnseitig miteinander gekuppelt sind. Durch diese Merkmale ist die Anzahl der für die Lagerung und Kupplung von Motor und Rotor notwendigen Bauteile auf ein Minimum reduziert, wodurch nicht nur die beab­ sichtigte Reduzierung der Herstellkosten, sondern auch noch eine Reduzierung der von der Pumpe abgegebenen Geräusche erreicht wird. Ein gesonderter Lagerschild mit Lager für den Motor ist im Bereich der Kupplung nicht mehr erforderlich. Das sich auf die Schmierung des Rotorlagers beziehende Problem besteht nicht mehr. Der dem Rotorwellenzapfen zugeordnete Dichtring befindet sich in unmittelbarer Nähe des Rotors bzw. Schöpfraumes selbst, so daß keinerlei Schwierigkeit besteht, den Schmiermittelraum zwischen den Dichtringen mit einer Vollschmierung und den unmittelbar benachbarten Schöpfraum mit einer Mangelschmierung zu betreiben. Durch die Erfindung ist es deshalb sogar möglich, die mit sehr wenig Öl betriebene Hochvakuum-Stufe einer zweistufigen Vakuum­ pumpe unmittelbar neben dem mit Vollschmierung betriebenen Kupplungs- und Lagerbereich anzuordnen.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand der Fig. 1 und 2 erläutert werden, die Schnitte durch eine erfin­ dungsgemäß gestaltete Drehschiebervakuumpumpe zeigen.

Die in den Figuren als Ausführungsbeispiel dargestellte, zwei­ stufige Vakuumpumpe 1 umfaßt das eigentliche Pumpengehäuse 2, den das Pumpengehäuse umgebenden Ölkasten 3, den Antriebsmotor 4 und das äußere Gehäuse bzw. die Haube 5. Das Pumpengehäuse 2 und der Antriebsmotor 4 sind an einem Schild befestigt, der sich über eine Grundplatte 7 auf dem Boden abstützt.

Bestandteil des Pumpengehäuses 2 ist der einstückig ausgebildete Pumpenring 8, dessen Öffnung drei Bereiche 11, 12, 13 mit unter­ schiedlicher Gestaltung aufweist. Innerhalb des Pumpenringes 8 befindet sich das ebenfalls einstückig ausgebildete Rotorensystem 14, mit den Abschnitten 14a, 14b, und 14c. Die beiden äußeren Abschnitte 14a und 14c sind mit von den Stirnseiten her zugäng­ lichen Schieberschlitzen 15, 16 ausgerüstet und bilden die Anker der Hochvakuum- bzw. Vorvakuumstufe.

Der mittlere Abschnitt 14b des Rotorensystems 14 entspricht in seiner Länge und seinem Durchmesser derart dem mittleren Bereich 12 der Öffnung des Pumpenringes 8, daß dieser Bereich die Funk­ tion einer Gleitlagerung für das Rotorensystem 14 hat. Der gegenüber dem Bereich 12 vergrößerte Bereich 13 des Pumpenringes 8 bildet gemeinsam mit dem Schild 6 den Schöpfraum 17 der Hoch­ vakuum(HV)-Stufe der Pumpe 1. Der Schieber der HV-Stufe ist mit 18 bezeichnet. Der Bereich 11 des Pumpenringes 8 bildet gemeinsam mit der Frontplatte 19 den Schöpfraum 21 der Vorvakuum(VV) -Stufe. Der Schieber der VV-Stufe ist mit 22 bezeichnet.

Der Einlaßkanal der HV-Stufe ist mit 23 bezeichnet. Der vom Auslaß der HV-Stufe zum Einlaß der VV-Stufe führende Kanal ist nur in Fig. 2 eingezeichnet und mit 24 bezeichnet. Dem Auslaß­ kanal 25 (Fig. 2) der VV-Stufe ist das Auslaßventil 26 zugeord­ net. Das Auslaßventil 26 ist als Rückschlagventil ausgebildet und übernimmt die Vakuumsicherung des Rezipienten bei Ausfall der Pumpe. Das Ventil 26 ist im oberen Bereich des Pumpengehäuses 2 angeordnet. Es befindet sich am Boden einer Vertiefung 27, die während des Betriebs der Vakuumpumpe einen Ölzwischensumpf bildet.

Der Einlaßstutzen 31 der dargestellten Vakuumpumpe ist am Zwi­ schenschild 6 befestigt. Über eine Bohrung 32 im Schild 6 ist er an den Eintrittskanal 23 der HV-Stufe angeschlossen. Auch der Auslaßstutzen 33 ist am Schild 6 vorgesehen. Über eine der Bohrung 32 entsprechende Bohrung steht er mit dem Innenraum des Ölkastens 3 in Verbindung.

Bestandteil des Ölkastens 3 ist noch ein stirnseitig am Ölkasten angeordneter Dom 35. Sein mittlerer Abschnitt 36 ist durchsichtig und dient der Kontrolle des Ölstandes im Ölkasten 3. Der Dom 35 hat einen etwa halbrunden Querschnitt, dessen Breitseite dem Ölkasten 3 zugewandt ist. Er erstreckt sich über die gesamte Höhe des Ölkastens 3, so daß er mit der Öleinfüllöffnung 37 und der Ölablaßöffnung 38 ausgerüstet werden kann.

Der Motor 4 ist auf seiner freien Stirnseite mit einem Gebläse 41 ausgerüstet. Der von diesem Gebläse erzeugte Kühlluftstrom dient nicht nur der Kühlung des Motors, sondern auch der Kühlung des Ölkastens 3. Sowohl das Motorgehäuse als auch der Ölkasten 3 sind mit axial bzw. horizontal verlaufenden Kühlrippen 42 bzw. 43 ausgerüstet.

Der Zwischenschild 6 hat außerdem noch die Funktion eines Kupp­ lungsgehäuses. Er ist mit einer Lagerbohrung 51 versehen, in die ein am Rotorsystem 14 angeordneter Rotorwellenzapfen 52 und der Wellenzapfen 53 des Antriebsmotors 4 hineinragen und dort gleitend gelagert sind. Mit Hilfe einer Stiftkupplung 54 sind die beiden Wellenzapfen 52, 53 stirnseitig gekuppelt. Anstelle der Stiftkupplung könnten auch ineinandergreifende Vorsprünge im Bereich der Stirnseiten der Wellenzapfen 52, 53 vorgesehen sein.

Jedem der Wellenzapfen 52, 53 ist ein Wellendichtring 55, 56 zugeordnet, deren Sitz sich ebenfalls im Kupplungsgehäuse befin­ det. Diese bilden einen Schmiermittelraum 57, der die Kupplung enthält und über die Öl-Bohrung 58 mit Vollschmierung betrieben werden kann. Da sich der rotorseitige Wellendichtring 55 in unmittelbarer Nähe der HV-Stufe befindet, ist die Leistungs­ fähigkeit dieser mit Mangelschmierung betriebenen Stufe durch Schmieröl nicht beeinträchtigt.

Die Lage der Ölbohrung 58 ist in Fig. 2 durch eine strichpunk­ tierte Linie 59 dargestellt. Sie durchsetzt - vorzugsweise geneigt - das Pumpengehäuse 2 und schneidet den mit Öl zu versorgenden Schmiermittelraum 57 oberhalb der Wellenzapfen 52, 53 bzw. der Kupplung 54. Zweckmäßig ist in diesem Bereich noch eine Axialnut 60 im Lager- und Kupplungsgehäuse 6 vorgesehen. Durch die Bohrung 58 gelangt Öl in den Schmiermittelraum 57. Überschüssiges Öl strömt weiter durch die Bohrung 58 und fließt in den tiefer gelegenen Ölsumpf ab. Aus dem Schmiermittelraum 57 kann das Schmieröl niemals völlig abfließen, so daß die erfindungsgemäße Lagerung und Kupplung besonders gute Notlaufeigenschaften hat.

Claims (5)

1. Drehschiebervakuumpumpe mit einem Gehäuse, mit einem Rotor und mit einem mit dem Rotor gekuppelten Antriebsmotor, wobei sowohl der Rotor als auch der Antriebsmotor jeweils mit einem Wellenzapfen ausgerüstet sind und beide Wellenzapfen im Bereich ihrer Kupplung im Gehäuse gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß der antriebsseitige Wellenzapfen (52) des Rotors (14) den gleichen Durchmesser wie der Wellen­ zapfen (53) des Antriebsmotors (4) hat, daß die beiden Wellenzapfen (52, 53) gemeinsam unmittelbar in einer Lager­ bohrung (51) gleitend gelagert sind, daß zur Abdichtung der Lagerbohrung (51) zwei einen Schmiermittelraum (57) bildende Wellendichtringe (55, 56) vorgesehen sind, von denen einer dem Rotorwellenzapfen (52) und der andere dem Motorwellen­ zapfen (53) zugeordnet ist, und daß die beiden Wellenzapfen (52, 53) stirnseitig miteinander gekuppelt sind.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zwischenschild (6) das gemeinsame Lager- und Kupplungsge­ häuse bildet.

3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmiermittelraum (57) mit einer oberhalb der Wellen­ zapfen (52, 53) verlaufenden Ölbohrung (58) in Verbindung steht.

4. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager- und Kupplungsgehäuse (6) oberhalb der Wellenzapfen (52, 53) mit einer Axialnut (60) ausgerüstet ist und daß die Bohrung (58) die Axialnut (60) schneidet.

5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet , daß die Kupplung (54) als Stiftkupplung ausge­ bildet ist.