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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Aufbau zum Verhindern von Öllecks von Vakuumpumpen, die Gas einziehen, indem sie einen Gasförderkörper in einer Pumpenkammer durch Drehung einer Drehwelle betätigen.
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Bei einer üblichen Vakuumpumpe wird ein Schmieröl zum Schmieren von sich bewegenden Bauteilen verwendet. Die Japanischen Patentoffenlegungsschriften
JP-63-129829 und
JP-3-11193 offenbaren Vakuumpumpen mit Aufbauten zum Verhindern, dass Öl in Zonen eintritt, in denen das Vorhandensein eines Schmieröles nicht erwünscht ist.
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Bei der Vakuumpumpe, die in der Offenlegungsschrift
JP-63-129829 offenbart ist, ist eine Platte an einer Drehwelle angebracht, um zu verhindern, dass Öl in eine Generatorkammer eintritt. Insbesondere wenn sich das Öl entlang der Fläche der Drehwelle zu der Generatorkammer bewegt, erreicht es die Platte. Die durch die Drehung der Platte erzeugte Zentrifugalkraft spritzt das Öl zu einer ringartigen Nut, die um die Platte ausgebildet ist. Das Öl strömt zu dem unteren Abschnitt der ringartigen Nut, und wird dann zu der Außenseite entlang eines Auslasskanales ausgelassen, der mit dem unteren Abschnitt verbunden ist.
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Die Vakuumpumpe, die in der Offenlegungsschrift
JP-3-11193 offenbart ist, hat eine ringartige Kammer zum Zuführen des Öles zu einem Lager und einen Schieber, der in der ringartigen Kammer vorgesehen ist. Wenn sich das Öl entlang der Fläche einer Drehwelle von der ringartigen Kammer zu einer Wirbelstrompumpe bewegt, dann wird das Öl durch den Schieber ausgeworfen. Das ausgeworfene Öl wird dann zu einer Motorkammer durch ein Auslassloch geschickt, das mit der ringartigen Kammer verbunden ist.
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Die Platte (Schieber), die sich einstückig mit der Drehwelle dreht, ist ein Mechanismus, der verhindert, dass Öl in unerwünschte Zonen eintritt. Wenn die durch die Drehung einer Platte (Schieber) erzeugte Zentrifugalkraft dafür verwendet wird, dass das Eintreten des Öles in eine bestimmte Zone verhindert wird, dann wird die Wirksamkeit durch die Formen der Platte (Schieber) und der Wände beeinflusst, die die Platte (Schieber) umgeben.
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Die Druckschrift
GB-1 570 266 A beschreibt eine Vakuumpumpe gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist dementsprechend die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Mechanismus zum Verhindern von Öllecks vorzusehen, der das Eintreten von Öl in eine Pumpenkammer einer Vakuumpumpe wirksam verhindert.
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Um die vorstehend genannte Aufgabe sowie weitere Ziele gemäß dem Zweck der vorliegenden Erfindung zu lösen, sieht die Erfindung eine Vakuumpumpe vor. Die Vakuumpumpe zieht ein Gas durch Betätigung eines Gasförderkörpers in einer Pumpenkammer durch Drehung einer Drehwelle ein. Die Vakuumpumpe hat ein Ölgehäuseelement. Das Ölgehäuseelement definiert eine Ölzone angrenzend an der Pumpenkammer. Die Drehwelle hat einen vorstehenden Abschnitt, der von der Pumpenkammer in die Ölzone durch das Ölgehäuseelement vorsteht. Stopper befinden sich an der Drehwelle, so dass sie sich einstückig mit der Drehwelle drehen, und sie verhindern das Eintreten des Öles in die Pumpenkammer durch Aufbringen einer Zentrifugalkraft auf das Öl, um das Öl von den Stoppern in einer radialen Richtung zu schleudern. Die Stopper sind entlang der axialen Richtung der Drehwelle angeordnet.
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Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, die anhand von Beispielen die Prinzipien der Erfindung darstellen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Erfindung wird zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiele zusammen mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, wobei:
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1(a) zeigt eine Querschnittsansicht einer mehrstufigen Roots-Pumpe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 1(b) zeigt eine ausschnittartige vergrößerte Querschnittsansicht der Pumpe, die in der 1(a) gezeigt ist;
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2(a) zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie 2a-2a in der 1(a); 2(b) zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie 2b-2b in der 1(a);
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3(a) zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie 3a-3a in der 1(a); 3(b) zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie 3b-3b in der 1(a);
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4(a) zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie 4a-4a in der 3(b); 4(b) zeigt ausschnittartig eine vergrößerte Querschnittsansicht der Pumpe, die in der 4(a) gezeigt ist;
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5(a) zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie 5a-5a in der 3(b); 5(b) zeigt ausschnittartig eine vergrößerte Querschnittsansicht der Pumpe, die in der 5(a) gezeigt ist;
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6 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht der Pumpe, die in der 1(a) gezeigt ist;
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7 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht eines Teiles des hinteren Gehäuseelementes, der zweiten Wellendichtung und eines Ringes zum Verhindern eines Leckes der Pumpe, die in der 1(a) gezeigt ist;
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8 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht eines Teiles des hinteren Gehäuseelementes, der zweiten Wellendichtung und eines Ringes zum Verhindern eines Leckes der Pumpe, die in der 1(a) gezeigt ist;
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9 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung;
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10 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Vergleichbeispiels;
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11 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht eines weiteren Vergleichbeispiels;
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12 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht eines weiteren Vergleichbeispiels; und
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13 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht eines weiteren Vergleichbeispiels.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFOHRUNGSBEISPIELE
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Eine mehrstufige Roots-Pumpe 11 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die 1(a) bis 8 beschrieben.
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Wie dies in der 1(a) gezeigt ist, hat die Pumpe 11, die eine Vakuumpumpe ist, ein Rotorgehäuseelement 12, ein vorderes Gehäuseelemente 13 und ein hinteres Gehäuseelement 14. Das vordere Gehäuseelement 13 ist mit dem vorderen Ende des Rotorgehäuseelementes 12 verbunden. Ein Deckel 36 schließt die vordere Öffnung des vorderen Gehäuseelementes 13. Das hintere Gehäuseelement 14 ist mit dem hinteren Ende des Rotorgehäuseelementes 12 verbunden. Das Rotorgehäuseelement 12 hat einen Zylinderblock 15 und Wände 16, die eine Kammer definieren, wobei deren Anzahl bei diesem Ausführungsbeispiel vier beträgt. Wie dies in der 2(b) gezeigt ist, hat der Zylinderblock 15 ein Paar Blöcke 17, 18. Jede Wand 16, die die Kammer definieren, hat ein Paar Wandbereiche 161, 162. Wie dies in der 1(a) gezeigt ist, ist die erste Pumpenkammer 39 zwischen dem vorderen Gehäuseelement 13 und der linken Wand 16 definiert, die eine Kammer definiert. Eine zweite, eine dritte und eine vierte Pumpenkammer 40, 41, 42 sind entsprechend zwischen zwei angrenzenden Wänden 16, die die Kammern definieren, in dieser Reihenfolge von der linken zu der rechten Seite bei Betrachtung der Zeichnung definiert. Eine fünfte Pumpenkammer 43 ist zwischen dem hinteren Gehäuseelement 14 und der rechten Wand 16 definiert, die eine Kammer definiert.
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Eine erste Drehwelle 19 ist durch das vordere Gehäuseelement 13 und das hintere Gehäuseelement 14 durch ein Paar Radiallager 21, 37 drehbar gestützt. In ähnlicher Weise ist eine zweite Drehwelle 20 durch das vordere Gehäuseelement 13 und das hintere Gehäuseelement 14 durch ein Paar Radiallager 21, 37 drehbar gestützt. Die erste und die zweite Drehwelle 19, 20 sind zueinander parallel. Die Drehwellen 19, 20 erstrecken sich durch die Wände 16, die Kammern definieren. Die Radiallager 37 sind durch Lagerhalter 45 gestützt. Zwei Lageraufnehmer 47, 48 sind in einem Ende 144 des hinteren Gehäuseelementes 14 ausgebildet. Die Lagerhalter 45 sind in die entsprechenden Lageraufnahmen 47, 48 eingepasst.
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Ein erster, ein zweiter, ein dritter, ein vierter und ein fünfter Rotor 23, 24, 25, 26, 27 sind einstückig mit der ersten Drehwelle 19 ausgebildet. In ähnlicher Weise sind ein erster, ein zweiter, ein dritter, ein vierter und ein fünfter Rotor 28, 29, 30, 31, 32 einstückig mit der zweiten Drehwelle 20 ausgebildet. Bei Betrachtung der Richtung entlang der Achsen 191, 201 der Drehwellen 19, 20 sind die Formen und die Größen der Rotoren 23–32 identisch. Bei Betrachtung in der Richtung entlang der Achsen 191, 201 der Rotorwellen 19, 20 sind die Formen und die Größen der Rotoren 23–32 identisch. Die dritten Rotoren 23, 28 sind in der dritten Pumpenkammer 39 aufgenommen, und sie sind miteinander im Eingriff. Die vierten Rotoren 24, 29 sind in der vierten Pumpenkammer 40 aufgenommen, und sie sind miteinander im Eingriff. Die dritten Rotoren 25, 30 sind in der dritten Pumpenkammer 41 aufgenommen, und sie sind miteinander im Eingriff. Die vierten Rotoren 26, 31 sind in der vierten Pumpenkammer 42 aufgenommen, und sie sind miteinander im Eingriff. Die fünften Rotoren 27, 32 sind in der fünften Pumpenkammer 43 aufgenommen, und sie sind miteinander im Eingriff. Die erste bis fünfte Pumpenkammer 39–43 sind nicht geschmiert. Somit sind die Rotoren 23–32 so angeordnet, dass sie weder mit dem Zylinderblock 15, den Wänden 16, die Kammern definieren, dem vorderen Gehäuseelement 13 noch dem hinteren Gehäuseelement 14 in Kontakt sind. Des Weiteren gleiten die Rotoren, die jeweils paarweise im Eingriff sind, nicht gegeneinander.
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Wie dies in der 2(a) gezeigt ist, definieren die ersten Rotoren 23, 28 eine Saugzone 391 und eine Druckzone 392 in der ersten Pumpenkammer 39. Der Druck in der Druckzone 392 ist größer als der Druck in der Saugzone 391. In ähnlicher Weise definieren die zweiten bis vierten Rotoren 24–26, 29–31 Saugzonen 391 und Druckzonen 392 in den dazugehörigen Pumpenkammern 40–42. Wie dies in der 3(a) gezeigt ist, definieren die fünften Rotoren 27, 32 eine Saugzone 431 und eine Druckzone 432, die ähnlich der Saugzone 391 und der Druckzone 392 der fünften Pumpenkammer 43 sind.
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Wie dies in der 1(a) gezeigt ist, ist ein Getriebegehäuseelement 33 mit dem hinteren Gehäuseelement 14 verbunden. Ein Paar Durchgangslöcher 141, 142 ist in dem hinteren Gehäuseelement 14 ausgebildet. Die Drehwellen 19, 20 erstrecken sich durch die Durchgangslöcher 141, 142 und den ersten und den zweiten Lageraufnehmer 47 bzw. 48. Die Drehwellen 19, 20 stehen somit in das Getriebegehäuseelement 33 vor, um vorstehende Abschnitte 193 bzw. 203 auszubilden. Zahnräder 34, 35 sind an die vorstehenden Abschnitte 193 bzw. 203 gesichert, und sie kämmen miteinander. Ein Elektromotor M ist mit dem Getriebegehäuseelement 33 verbunden. Eine Wellenkupplung 44 überträgt die Antriebskraft von dem Motor M zu der ersten Drehwelle 19. Der Motor M dreht die erste Drehwelle 19 in jene Richtung, die durch einen Pfeil R1 in den 2(a) bis 3(b) angegeben ist. Die Zahnräder 34, 35 übertragen die Drehung der ersten Drehwelle 19 zu der zweiten Drehwelle 20. Die zweite Drehwelle 20 dreht sich somit in jener Richtung, die durch einen Pfeil R2 in den 2(a) bis 3(b) angegeben ist. Dementsprechend drehen sich die erste und die zweite Drehwelle 19, 20 in entgegengesetzten Richtungen. Die Zahnräder 34, 35 bewirken das integrierte Drehen der Drehwellen 19, 20.
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Wie dies in den 4(a) und 5(a) gezeigt ist, ist eine Zahnradaufnahmekammer 331 in dem Zahnradgehäuseelement 33 definiert. Die Zahnradaufnahmekammer 331 hält ein Schmieröl Y zum Schmieren der Zahnräder 34, 35 zurück. Die Zahnräder 34, 35 bilden einen Zahnradmechanismus, der in der Zahnradaufnahmekammer 331 aufgenommen ist. Die Zahnradaufnahmekammer 331 und die Lageraufnehmer 47, 48 bilden eine abgedichtete Ölzone aus. Das Zahnradgehäuseelement 33 und das hintere Gehäuseelement 14 bilden ein Ölgehäuse oder eine Ölzone angrenzend an der fünften Pumpenkammer 43 aus. Die Zahnräder 34, 35 drehen sich, um das Schmieröl in der Zahnradaufnahmekammer 331 umzurühren. Das Schmieröl schmiert somit die Radiallager 37.
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Wie dies in der 2(b) gezeigt ist, ist ein Kanal 163 in dem Inneren der entsprechenden Wand 16 ausgebildet, die Kammern definieren. Jede Wand 16, die Kammern definiert, hat einen Einlass 164 und einen Auslass 165, die mit dem Kanal 163 verbunden sind. Jedes angrenzende Paar Pumpenkammern 39–43 ist durch den Kanal 163 der dazugehörigen Wand 16 verbunden, die Kammern definieren.
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Wie dies in der 2(a) gezeigt ist, erstreckt sich ein Einlass 181 durch den Blockbereich 18 des Zylinderblockes 15 und ist mit der ersten Pumpenkammer 39 verbunden. Wie dies in der 3(a) gezeigt ist, erstreckt sich ein Auslass 171 durch den Blockbereich 17 des Zylinderblockes 15 und ist mit der fünften Pumpenkammer 43 verbunden. Wenn ein Gas in die erste Pumpenkammer 39 von dem Einlass 181 eintritt, dann schickt die Drehung der ersten Rotoren 23, 28 das Gas in die Druckzone 392. In der Druckzone 392 wird das Gas verdichtet, und dessen Druck ist größer als in der Saugzone 391. Danach wird das Gas zu der Saugzone der zweiten Pumpenkammer 40 durch den Einlass 164, den Kanal 163 und den Auslass 165 in der entsprechenden Wand 16 geschickt, die Kammern definieren. Danach strömt das Gas aus der zweiten Pumpenkammer 40 zu der dritten, der vierten und der fünften Pumpenkammer 41, 42, 43 in dieser Reihenfolge, während es wiederholt verdichtet wird. Die Volumina der ersten bis fünften Pumpenkammern 39–43 sind in dieser Reihenfolge allmählich kleiner. Wenn das Gas die Saugzone 431 der fünften Pumpenkammer 43 erreicht, dann bewegt eine Drehung der fünften Rotoren 27, 32 das Gas in die Druckzone 432. Das Gas wird dann aus dem Auslass 171 zu der Außenseite der Vakuumpumpe 11 ausgelassen. Jeder Rotor 23–32 dient nämlich als ein Gasförderkörper zum Fördern von Gas.
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Der Auslass 171 dient als ein Auslasskanal zum Auslassen von Gas zu der Außenseite der Vakuumpumpe 11. Die fünfte Pumpenkammer 43 ist eine Endstufen-Pumpenkammer, die mit dem Auslass 171 verbunden ist. Von den Druckzonen der ersten bis fünften Pumpenkammer 39–43 ist der Druck in der Druckzone 432 der fünften Pumpenkammer 43 am größten, und die Druckzone 432 dient als eine maximale Druckzone. Der Auslass 171 ist mit der maximalen Druckzone 432 verbunden, die durch die fünften Rotoren 27, 32 in der fünften Pumpenkammer 43 definiert wird.
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Wie dies in der 1(a) gezeigt ist, sind die erste und die zweite ringartige Wellendichtung 49, 50 fest um die erste bzw. zweite Drehwelle 19, 20 gepasst. Die Wellendichtungen 49, 50 befinden sich in dem ersten bzw. dem zweiten Lageraufnehmer 47, 48. Ein Dichtring 51 befindet sich zwischen der Innenumfangsfläche der ersten Wellendichtung 49 und der Umfangsfläche 192 der ersten Drehwelle 19. In ähnlicher Weise befindet sich ein Dichtring 52 zwischen der Innenumfangsfläche der zweiten Wellendichtung 50 und der Umfangsfläche 202 der zweiten Drehwelle 20. Jeder Dichtring 51, 52 verhindert das Lecken von Schmieröl Y aus dem dazugehörigen Aufnehmer 47, 48 zu der fünften Pumpenkammer 43 entlang der Umfangsfläche 192, 202 der dazugehörigen Drehwelle 19, 20.
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Wie dies in der 4(b) gezeigt ist, ist ein Raum zwischen der Außenumfangsfläche 491 des Abschnittes 60 mit großem Durchmesser der ersten Wellendichtung 49 und der Umfangswand 471 des ersten Aufnehmers 47 vorhanden. Wie dies in der 5(b) gezeigt ist, ist außerdem ein Raum zwischen der Außenumfangsfläche 501 des Abschnittes 80 mit großem Durchmesser der zweiten Wellendichtung 50 und der Umfangswand 481 des zweiten Aufnehmers 48 vorhanden. Außerdem ist ein Raum zwischen der vorderen Fläche 492 der ersten Wellendichtung 49 und dem Boden 472 des ersten Aufnehmers 47 vorhanden, und ein Raum ist zwischen der vorderen Fläche 502 der zweiten Wellendichtung 50 und dem Boden 482 des zweiten Aufnehmers 48 vorhanden. Die Wellendichtungen 49, 50 drehen sich einstückig mit den Drehwellen 19 bzw. 20.
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Ringartige Vorsprünge 53 stehen koaxial von dem Boden 472 des ersten Aufnehmers 47 vor. In der gleichen Art und Weise stehen ringartige Vorsprünge 54 koaxial von dem Boden 482 des zweiten Aufnehmers 48 vor. Ringartige Nuten 55 sind koaxial in der vorderen Fläche 492 der ersten Wellendichtung 49 ausgebildet, die dem Boden 472 des ersten Aufnehmers 47 zugewandt ist. In der gleichen Art und Weise sind ringartige Nuten 56 koaxial in der vorderen Fläche 502 der zweiten Wellendichtung 50 ausgebildet, die dem Boden 482 des zweiten Aufnehmers 48 zugewandt ist. Jeder ringartige Vorsprung 53, 54 steht in der dazugehörigen Nut 55, 56 vor. Das entfernte Ende des Vorsprunges 53, 54 befindet sich nahe dem Boden der Nut 55, 56. Jeder Vorsprung 53 teilt das Innere der dazugehörigen Nut 55 der ersten Wellendichtung 49 in ein Paar Labyrinthkammern 551, 552. Jeder Vorsprung 54 teilt das Innere der dazugehörigen Nut 56 der zweiten Wellendichtung 50 in ein Paar Labyrinthkammern 561, 562. Die Vorsprünge 53 und die Nuten 55 bilden eine erste Labyrinthdichtung 57 entsprechend der ersten Drehwelle 19. Die Vorsprünge 54 und die Nuten 56 bilden eine zweite Labyrinthdichtung 58 entsprechend der zweiten Drehwelle 20. Die vorderen Flächen 492, 502 der Wellendichtungen 49, 50 dienen als eine Dichtfläche der Wellendichtungen 49, 50. Die Böden 472, 482 der Lageraufnehmer 47, 48 dienen als eine Dichtfläche des hinteren Gehäuseelementes 14. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die vordere Fläche 492 und der Boden 472 entlang einer Ebene ausgebildet, die senkrecht zu der Achse 191 der ersten Drehwelle 19 ist. In ähnlicher Weise sind die vordere Fläche 502 und der Boden 482 entlang einer Ebene ausgebildet, die senkrecht zu der Achse 201 der Drehwelle 20 ist. Anders gesagt sind die vordere Fläche 492 und der Boden 472 Dichtflächen, die sich in einer radialen Richtung der ersten Wellendichtung 49 erstrecken. In ähnlicher Weise sind die vordere Fläche 502 und der Boden 482 Dichtflächen, die sich in einer radialen Richtung der zweiten Wellendichtung 50 erstrecken.
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Wie dies in den 4(b) und 7 gezeigt ist, ist eine zweite Schraubennut 61 in der Außenumfangsfläche 491 des Abschnittes 60 mit großem Durchmesser der ersten Wellendichtung 49 ausgebildet. Wie dies in den 5(b) und 8 gezeigt ist, ist eine zweite Schraubennut 62 in der Außenumfangsfläche 501 des Abschnittes 60 mit großem Durchmesser der zweiten Wellendichtung 50 ausgebildet. Entlang der Drehrichtung R1 der ersten Drehwelle 19 bildet die erste Schraubennut 61 einen Pfad, der von einer Seite entsprechend der Zahnradaufnahmekammer 331 zu der fünften Pumpenkammer 43 führt. Entlang der Drehrichtung R2 der zweiten Drehwelle 20 bildet die zweite Schraubennut 62 einen Pfad, der von einer Seite entsprechend der Zahnradaufnahmekammer 331 zu der fünften Pumpenkammer 43 führt. Daher übt jede Schraubennut 61, 62 eine Pumpenwirkung aus, und sie fördert ein Fluid von einer Seite entsprechend der fünften Pumpenkammer 43 zu der Zahnradaufnahmekammer 331, wenn sich die Drehwellen 19, 20 drehen. Jede Schraubennut 61, 62 bildet nämlich eine Pumpeneinrichtung, die das Schmieröl zwischen der Außenumfangsfläche 491, 501 der dazugehörigen Wellendichtung 49, 50 und der Umfangswand 471, 481 des dazugehörigen Aufnehmers 47, 48 drückt, damit es sich von einer Seite entsprechend der fünften Pumpenkammer 43 zu der Ölzone bewegt. Die Umfangswände 471, 481 der Lageraufnehmer 47, 48 dienen als Dichtflächen. Die Außenumfangsflächen 491, 501 sind den Dichtflächen zugewandt.
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Wie dies in der 3(b) gezeigt ist, sind ein erster und ein zweiter Auslassdruckeinführkanal 63, 64 in einer Wand 143, die eine Kammer definiert, des hinteren Gehäuseelementes 14 ausgebildet. Die Wand 143, die eine Kammer definiert, definiert die fünfte Pumpenkammer 43, die an der letzten Verdichtungsstufe ist. Wie dies in der 4(a) gezeigt ist, ist der erste Auslassdruckeinführkanal 63 mit der maximalen Druckzone 432 verbunden, deren Volumen durch eine Drehung der fünften Rotoren 27, 32 geändert wird. Der erste Auslassdruckeinführkanal 63 ist außerdem mit dem Durchgangsloch 141 verbunden. Wie dies in der 5(a) gezeigt ist, ist der zweite Auslassdruckeinführkanal 64 mit der maximalen Druckzone 432 und dem Durchgangsloch 142 verbunden.
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Wie dies in den 1(a), 4(a) und 5(a) gezeigt ist, ist eine Kühlschleifenkammer 65 in dem hinteren Gehäuseelement 14 ausgebildet. Die Schleifenkammer 65 umschließt die Wellendichtungen 49, 50. Ein Kühlmittel zirkuliert in der Schleifenkammer 65. Ein Kühlmittel in der Schleifenkammer 65 kühlt das Schmieröl Y in den Lageraufnehmern 47, 48. Dies verhindert das Verdampfen des Schmieröles Y.
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Wie dies in den 1(b), 6(a) und 6(b) gezeigt ist, ist ein ringförmiger Ring 66 zum Verhindern eines Leckes um den Abschnitt 59 mit kleinem Durchmesser der ersten Wellendichtung 49 gepasst, um eine Ölströmung zu blockieren. Der Ring 66 zum Verhindern eines Leckes hat einen ersten Stopper 67 mit einem kleineren Durchmesser und einen zweiten Stopper 68 mit einem größeren Durchmesser. Ein vorderer Endabschnitt des Lagerhalters 45 hat einen ringartigen Vorsprung 69, der nach innen vorsteht und eine ringartige erste Ölkammer 70 sowie eine ringartige zweite Ölkammer 71 um den Ring 66 zum Verhindern eines Leckes definiert. Die erste Ölkammer 70 umschließt den ersten Stopper 67, und die zweite Ölkammer 71 umschließt den zweiten Stopper 68.
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Der erste Ölstopper 67 hat eine abgeschrägte Umfangsfläche 671. Der Abstand zwischen der abgeschrägten Umfangsfläche 671 und der Achse 191 der ersten Drehwelle 19 vergrößert sich von der Seite entsprechend der fünften Pumpenkammer 43 zu der Seite entsprechend der Zahnradaufnahmekammer 331.
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Eine Umfangsfläche 671 des ersten Stoppers 67 befindet sich in der ersten Ölkammer 70, und eine Umfangsfläche 681 des zweiten Stoppers 68 befindet sich in der zweiten Ölkammer 71. Die Umfangsfläche 671 ist einer Umfangswandfläche 702 zugewandt, die die erste Ölkammer 70 definiert. Die Umfangsfläche 681 des zweiten Stoppers 68 ist einer Umfangswandfläche 712 zugewandt, die die zweite Ölkammer 71 definiert.
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Die hintere Fläche 672 des ersten Stoppers 67 ist einer Wandfläche 701 zugewandt, die die erste Ölkammer 70 definiert. Die hintere Fläche 682, die sich an der rechten Seite bei Betrachtung der 6 befindet, nämlich des zweiten Stoppers 68, ist einer Endfläche 711 zugewandt, die die zweite Ölkammer 71 definiert. Die vordere Fläche 683 des zweiten Stoppers 68 ist der hinteren Fläche 601 des Abschnittes 60 mit großem Durchmesser der ersten Wellendichtung 49 zugewandt und weit von dieser entfernt.
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Die hintere Fläche 682 ist senkrecht zu der Achse 191 der Drehwelle 19 und blockiert eine Ölströmung. Die abgeschrägte Umfangsfläche 671 befindet sich angrenzend an der hinteren Fläche 682 an jener Seite, die näher an der Zahnradaufnahmekammer 331 ist. Die abgeschrägte Umfangsfläche 671 beginnt an dem körpernahen Ende 684 der hinteren Fläche 682. Die Fläche eines imaginären Konus, der die abgeschrägte Umfangsfläche 671 beinhaltet, schneidet die Endfläche 701 der ersten Ölkammer 70.
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Der dritte Stopper 72 ist einstückig mit dem Abschnitt 60 der ersten Wellendichtung 49 ausgebildet. Eine dritte ringartige Ölkammer 73 ist in dem ersten Aufnehmer 47 so definiert, dass sie den dritten Stopper 72 umschließt. Eine Umfangsfläche 721 des dritten Stoppers 72 ist an einem Abschnitt definiert, der in die dritte Ölkammer 73 vorsteht. Außerdem ist die Umfangsfläche 721 des dritten Stoppers 72 einer Umfangswandfläche 733 zugewandt, die die dritte Ölkammer 73 definiert. Die hintere Fläche 601 des dritten Stoppers 72 ist einer Endfläche 731 zugewandt, die die dritte Ölkammer 73 definiert, und sie ist in der Nähe von dieser angeordnet. Die vordere Fläche 722 des dritten Stoppers 72 ist einer Wand 732 zugewandt, die die dritte Ölkammer 73 definiert, und sie ist in der Nähe von dieser angeordnet.
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Die Radien der Stopper 67, 68, 72 verringern sich von der Seite entsprechend der fünften Pumpenkammer 43 zu der Zahnradaufnahmekammer 331. In ähnlicher Weise verringern sich die Radien der Ölkammern 70, 71, 73 von der Seite entsprechend der fünften Pumpenkammer 43 zu der Zahnradaufnahmekammer 331. Der zweite Stopper 68 befindet sich angrenzend an dem ersten Stopper 67, und er ist näher an der fünften Pumpenkammer 43 als der erste Stopper 67. Der radial mittlere Abschnitt der hinteren Fläche 682 des zweiten Stoppers 68 liegt in der ersten Ölkammer 70 frei, die dem ersten Stopper 67 entspricht. Der dritte Stopper 72 befindet sich angrenzend an dem zweiten Stopper 68 und ist näher an der fünften Pumpenkammer 43 als der zweite Stopper 68. Der radial mittlere Abschnitt der hinteren Fläche 601 des dritten Stoppers 72 liegt in der zweiten Ölkammer 71 frei, die dem ersten Stopper 67 entspricht. Die hintere Fläche 682 des zweiten Stoppers 68 ist nämlich ein Teil der Wände, die die erste Ölkammer 70 definieren. Die hintere Fläche 601 des dritten Stoppers 72 ist ein Teil der Wände, die die zweite Ölkammer 71 definieren.
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Ein Auslasskanal 74 ist in dem untersten Abschnitt des ersten Aufnehmers 47 und in dem Ende 144 des hinteren Gehäuses 14 definiert, damit das Schmieröl Y zu der Zahnradaufnahmekammer 331 zurückkehrt. Der Auslasskanal 74 hat einen axialen Abschnitt 741, der in dem untersten Abschnitt des Aufnehmers 47 ausgebildet ist, und einen radialen Abschnitt 742, der in dem Ende 144 ausgebildet ist. Der axiale Abschnitt 741 ist mit der dritten Ölkammer 73 in Verbindung, und der radiale Abschnitt 742 ist mit der Zahnradaufnahmekammer 331 in Verbindung. Die dritte Ölkammer 73 ist nämlich mit der Zahnradaufnahmekammer 331 durch den Auslasskanal 74 verbunden.
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Ein ringartiger Ring 66 zum Verhindern eines Leckes ist um den Abschnitt 59 mit kleinem Durchmesser der zweiten Wellendichtung 50 gepasst, um eine Ölströmung zu blockieren. Ein dritter Stopper 72 ist an dem Abschnitt 80 mit großem Durchmesser der zweiten Wellendichtung 50 ausgebildet. Die erste und die zweite Ölkammer 70, 71 sind in dem Lagerhalter 45 definiert, und die dritte Ölkammer 73 ist in dem zweiten Aufnehmer 48 definiert. Ein Auslasskanal 74 ist in dem untersten Abschnitt des Aufnehmers 48 ausgebildet. Ein Teil der dritten Ölkammer 73 entsprechend der zweiten Wellendichtung 50 ist mit der Zahnradaufnahmekammer 331 durch den Auslasskanal 74 entsprechend der zweiten Wellendichtung 50 verbunden.
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Das in der Zahnradaufnahmekammer 331 gespeicherte Schmieröl Y schmiert die Zahnräder 34, 35 und die Radiallager 37. Nach dem Schmieren der Radiallager 37 tritt das Schmieröl Y in ein Durchgangsloch 691 ein, das in dem Vorsprung 69 des entsprechenden Lagerhalters 45 ausgebildet ist, und zwar durch einen Raum 371, 382 in dem entsprechenden Radiallager 37. Dann bewegt sich das Schmieröl Y zu der entsprechenden ersten Ölkammer 70 über einen Raum zwischen dem Umfang des Abschnittes 59 mit kleinem Durchmesser der Wellendichtung 49, 50 und dem Umfang des Durchgangsloches 691, und einen Raum g1 zwischen der hinteren Fläche 672 des entsprechenden ersten Stoppers 67 und der Endfläche 701 der entsprechenden ersten Ölkammer 70. Dabei wird ein Teil des Schmieröles Y, das die hintere Fläche 672 des ersten Stoppers 67 erreicht, zu der Umfangswandfläche 702 oder der Endfläche 701 der ersten Ölkammer 70 durch die Zentrifugalkraft geschleudert, die durch die Drehung des ersten Stoppers 67 erzeugt wird. Zumindest ein Teil des Schmieröles Y, das zu der Umfangswandfläche 702 oder der Endfläche 701 geschleudert wird, verbleibt an der Wand 702 oder der Fläche 701. Das verbleibende Öl Y fällt entlang den Wänden 701, 702 durch das Eigengewicht und erreicht den untersten Abschnitt der ersten Ölkammer 70. Nachdem es den untersten Abschnitt der ersten Ölkammer 70 erreicht hat, bewegt sich das Schmieröl Y zu dem untersten Abschnitt der zweiten Ölkammer 71.
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Nachdem es in die erste Ölkammer 70 eingetreten ist, bewegt sich das Schmieröl Y zu der zweiten Ölkammer 71 durch einen Raum g2 zwischen der hinteren Fläche 682 des zweiten Stoppers 68 und der Endfläche 711 der zweiten Ölkammer 71. Dabei wird das Schmieröl Y an der hinteren Fläche 682 zu der Umfangswandfläche 712 oder der Endfläche 711 der zweiten Ölkammer 71 durch die Zentrifugalkraft geschleudert, die durch eine Drehung des zweiten Stoppers 68 erzeugt wird. Zumindest ein Teil des Schmieröles Y, das zu der Umfangswandfläche 712 oder der Endfläche 711 geschleudert wird, verbleibt an der Umfangswandfläche 712 oder der Fläche 711. Das verbleibende Öl Y fällt entlang den Flächen 712, 711 durch das Eigengewicht und erreicht den untersten Abschnitt der zweiten Ölkammer 71.
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Nachdem es den untersten Abschnitt der zweiten Ölkammer 71 erreicht hat, bewegt sich das Schmieröl Y zu dem untersten Abschnitt der dritten Ölkammer 73.
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Nachdem es in die zweite Ölkammer 71 eingetreten ist, bewegt sich das Schmieröl Y zu der dritten Ölkammer 73 durch einen Raum g3 zwischen der hinteren Fläche 601 des dritten Stoppers 72 und der Endfläche 731 der dritten Kammer 73. Dabei wird das Schmieröl Y an der hinteren Fläche 601 zu der Umfangswandfläche 733 oder der Endfläche 731 der dritten Ölkammer 73 durch die Zentrifugalkraft geschleudert, die durch eine Drehung des dritten Stoppers 72 erzeugt wird. Zumindest ein Teil des Schmieröles Y, das zu der Umfangswandfläche 733 oder der Endfläche 731 geschleudert wird, verbleibt an der Wand 733 oder der Fläche 731. Das verbleibende Öl Y fällt entlang der Wand 733 und der Fläche 731 durch das Eigengewicht und erreicht den untersten Abschnitt der dritten Ölkammer 73.
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Nachdem es von der hinteren Fläche 672 des ersten Stoppers 67 zu einem Abschnitt der Umfangswandfläche 702 oder der Endfläche 701 geschleudert wurde, die über den Drehwellen 19, 20 sind, kann ein Teil des Öles an der abgeschrägten Umfangsfläche 671 tropfen. Nachdem es von der hinteren Fläche 682 zu der Umfangswandfläche 712 oder der Endfläche 711 geschleudert wurde, tropft ein Teil des Öles Y außerdem auf die abgeschrägte Umfangsfläche 671. Nachdem es auf die abgeschrägte Umfangsfläche 671 getropft ist, wird das Öl Y zu der Umfangswandfläche 702 durch die Zentrifugalkraft geschleudert, die durch eine Drehung des Ringes 66 zum Verhindern eines Leckes erzeugt wird, oder es bewegt sich von der Seite entsprechend der hinteren Fläche 682 zu der Endfläche 701 entlang der Fläche 671. Wenn es sich an der abgeschrägten Umfangsfläche 671 zu der Endfläche 701 bewegt, wird das Öl Y zu der Endfläche 701 geschleudert, oder es bewegt sich zu der hinteren Fläche 672 des ersten Stoppers 672. Daher bewegt sich das Öl Y zu dem untersten Abschnitt der zweiten Ölkammer 71, nachdem es die abgeschrägte Umfangsfläche 671 erreicht hat.
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Nachdem es den untersten Abschnitt der dritten Ölkammer 73 erreicht hat, kehrt das Schmieröl Y zu der Zahnradaufnahmekammer 331 durch den entsprechenden Auslasskanal 74 zurück.
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Das erste Ausführungsbeispiel hat die folgenden Vorteile.
- (1-1) Während die Vakuumpumpe betrieben wird, sind die Drücke in den fünf Pumpenkammern 39, 40, 41, 42, 43 kleiner als der Druck in der Zahnradaufnahmekammer 331, die eine Zone ist, welche dem Atmosphärendruck ausgesetzt ist. Somit bewegt sich das zerstäubte Schmieröl Y entlang der Fläche des Ringes 66 zum Verhindern eines Leckes und der Fläche der Wellendichtungen 49, 50 zu der fünften Pumpenkammer 43. Um zu verhindern, dass das zerstäubte Schmieröl Y in die fünfte Pumpenkammer 43 eintritt, wird das Schmieröl Y vorzugsweise an einer ortsfesten Wand verflüssigt. Außerdem bewegt sich das Schmieröl Y an den Drehwellen 19, 20 oder an den Bauelementen, die sich einstückig mit den Drehwellen 19, 20 drehen, vorzugsweise zu der ortsfesten Wand.
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Die Stopper 67, 68, 72 bewegen das Schmieröl Y wirksam zu den Wänden, die die Ölkammern 70, 71, 73 definieren. Wenn die Anzahl der Stopper erhöht wird, dann ist die Fläche zum Aufnehmen des Öles an den Stoppern vergrößert. Wenn die Fläche zum Aufnehmen des Öles vergrößert ist, wird die Ölmenge vermehrt, die durch die Zentrifugalkraft geschleudert wird, welche durch die Drehung der Stopper erzeugt wird. Die Stopper 67, 68, 72, die an den entsprechenden Drehwellen 19, 20 angeordnet sind, blockieren nämlich wirksam eine Ölströmung.
- (1-2) Das Öl Y an den Stoppern 67, 68, 72 wird in die Ölkammern 70, 71, 73 geschleudert, die die Stopper 67, 68, 72 umschließen. Das in die Ölkammern 70, 71, 73 geschleuderte Öl Y erreicht die Wände, die die Ölkammern 70, 71, 73 definieren. Schließlich erreicht das Öl Y an den Wänden, die die Ölkammern 70, 71, 73 definieren, den Auslasskanal 74. Da die Stopper 67, 68, 72 durch die Ölkammern 70, 71 bzw. 73 umschlossen sind, wird das Öl Y, das durch die Stopper 67, 68, 72 geschleudert wird, in einfacher Weise zu der Zahnradaufnahmekammer 331 geführt.
- (1-3) Das zerstäubte Schmieröl Y bewegt sich durch die Ölkammern von der Seite entsprechend der Zahnradaufnahmekammer 331 zu der fünften Pumpenkammer 43. Die Gehäuseeigenschaft der entsprechenden Ölkammer 70, 71, 73 ist wichtig, damit die Bewegung des zerstäubten Öles Y verhindert wird.
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Der erste Stopper 67 befindet sich näher an der Zahnradaufnahmekammer 331 als der zweite Stopper 68. Die hintere Fläche 682 des zweiten Stoppers 68 dient zum Definieren der ersten Ölkammer 70, die dem ersten Stopper 67 entspricht. In ähnlicher Weise befindet sich der zweite Stopper 68 näher an der Zahnradaufnahmekammer 331 als der dritte Stopper 72. Die hintere Fläche 601 des dritten Stoppers 72 dient zum Definieren der zweiten Ölkammer 71, die dem zweiten Stopper 68 entspricht. Dieser Aufbau ist relativ einfach zum Erhalten der Unabhängigkeit der Ölkammern 70, 71, 73 voneinander und zum Verbessern der Gehäuseeigenschaft der entsprechenden Ölkammer 70, 71, 73.
- (1-4) Die erste und die zweite Ölkammer 70, 71 sind um die Vorsprünge 69 der Lagerhalter 45 entsprechend ausgebildet. Da die Ölkammern 70, 71 in den Lagerhaltern 45 ausgebildet sind, die die Radiallager 37 stützen, ist die Dichteigenschaft der Ölkammern 70, 71 verbessert.
- (1-5) Während die Vakuumpumpe betrieben wird, sind die Drücke in den fünf Pumpenkammern 39, 40, 41, 42, 43 kleiner als der Druck in der Zahnradaufnahmekammer 331, die eine Zone ist, welche dem Atmosphärendruck ausgesetzt ist. Somit bewegt sich das zerstäubte Schmieröl Y entlang der Fläche des Ringes 66 zum Verhindern eines Leckes und der Fläche der Wellendichtungen 49, 50 zu der fünften Pumpenkammer 43. Das zerstäubte Schmieröl Y wird leichter in einem gekrümmten Pfad als in einem geraden Pfad verflüssigt. Wenn das zerstäubte Schmieröl Y mit der Wand kollidiert, die einen gekrümmten Pfad bildet, dann wird das zerstäubte Schmieröl Y nämlich leichter verflüssigt. Der erste Stopper 67 hat die abgeschrägte Umfangsfläche 671, die sich in der ersten Ölkammer 70 befindet. Der Pfad, entlang dem das zerstäubte Schmieröl Y in der ersten Ölkammer 70 bewegt wird, ist durch den ersten Stopper 67 gekrümmt, der sich in der ersten Ölkammer 70 befindet. Der zweite Stopper 68 hat die Umfangsfläche 681, die sich in der zweiten Ölkammer 71 befindet. Der Pfad, entlang dem sich das zerstäubte Schmieröl Y bewegt, ist durch den zweiten Stopper 68 gekrümmt, der sich in der zweiten Ölkammer 71 befindet.
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Der dritte Stopper 72 hat die Umfangsfläche 721, die sich in der dritten Ölkammer 73 befindet. Der Pfad, entlang dem sich das zerstäubte Schmieröl Y in der dritten Ölkammer 73 bewegt, ist durch den dritten Stopper 72 gekrümmt, der sich in der dritten Ölkammer 73 befindet. Da sich die abgeschrägten Umfangsflächen 671, 681, 721 der Stopper 67, 68, 72 in den Ölkammern 70, 71 bzw. 73 befinden, erreicht das zerstäubte Öl Y in den Ölkammern 70, 71, 73 kaum die fünfte Pumpenkammer 43.
- (1-6) Der Pfad von dem Durchgangsloch 691 des entsprechenden Lagerhalters 45 zu dem Raum g1 zwischen der hinteren Fläche 672 des ersten Stoppers 67 und der Endfläche 701 dient als ein Ölkanal von der Seite entsprechend der Zahnradaufnahmekammer 331 zu der ersten Ölkammer 70. Der erste Stopper 67 verengt den Raum g1, der an dem Ende des Ölkanals ist.
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Der Pfad von der ersten Ölkammer 70 zu dem Raum g2 zwischen der hinteren Fläche 682 des zweiten Stoppers 68 und der Endfläche 711 dient als ein Ölkanal von der Seite entsprechend der Zahnradaufnahmekammer 331 zu der zweiten Ölkammer 71 über die erste Ölkammer 70. Der zweite Stopper 68 verengt den Raum g2, der an dem Ende des Ölkanals ist.
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Der Pfad von der zweiten Ölkammer 71 zu dem Raum g3 zwischen der vorderen Fläche 722 des dritten Stoppers 72 und der Endfläche 731 dient als ein Ölkanal von der Seite entsprechend der Zahnradaufnahmekammer 331 zu der dritten Ölkammer 73 über die erste Ölkammer 70 und die zweite Ölkammer 71.
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Der dritte Stopper 72 verengt den Raum g3, der an dem Ende des Ölkanals ist.
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Die Endabschnitte des Ölkanals (die Räume g1, g2, g3) sind verengt. Dieser Aufbau ist vorteilhaft zum Verhindern, dass das zerstäubte Schmieröl Y in die entsprechenden Ölkammern 70, 71, 73 von der Seite entsprechend der Zahnradaufnahmekammer 331 eintritt.
- (1-7) Das Schmieröl Y bewegt sich entlang der Fläche der Ringe 66 zum Verhindern eines Leckes und der Fläche der Wellendichtungen 49, 50 zu der fünften Pumpenkammer 43. Öl an der hinteren Fläche 682 wird in der radialen Richtung durch die Zentrifugalkraft geschleudert, die durch eine Drehung des Ringes 66 zum Verhindern eines Ölleckes erzeugt wird. Das Schmiermittel Y wird von der hinteren Fläche 682 zu der abgeschrägten Umfangsfläche 671 geschleudert. Zumindest ein Teil von diesem Öl bewegt sich von der Seite mit kleinem Durchmesser zu der Seite mit großem Durchmesser der abgeschrägten Umfangsfläche 671 durch die Zentrifugalkraft, die durch eine Drehung des Ringes 66 zum Verhindern eines Ölleckes erzeugt wird. Das Öl Y bewegt sich nämlich von der Pumpenkammer 43 weg. Dies ist vorteilhaft zum Verhindern, dass Öl in die fünfte Pumpenkammer 43 eintritt. Da die abgeschrägte Umfangsfläche 671 angrenzend an der hinteren Fläche 682 ist, wird nämlich verhindert, dass sich die Ölpumpe Y zu der fünften Pumpenkammer 43 bewegt.
- (1-8) Der Abschnitt mit kleinstem Durchmesser der abgeschrägten Umfangsfläche 671 ist direkt mit dem körpernahen Ende 684 der hinteren Fläche 682 des zweiten Ölstoppers 68 verbunden. Falls eine Umfangsfläche, die parallel zu der Achse der Drehwelle 19, 20 ist, mit dem körpernahen Ende 684 der hinteren Fläche 682 verbunden ist, dann erreicht ein Teil des Öles Y, das von der hinteren Fläche 682 geschleudert wird, die Umfangsfläche. Das Öl an der Umfangsfläche kann zu der hinteren Fläche 682 des zweiten Stoppers 68 zurückkehren. Dies hat Nachteile beim Verhindern, dass das Öl in die fünfte Pumpenkammer 43 eintritt. Jedoch ist bei dem ersten Ausführungsbeispiel die abgeschrägte Umfangsfläche 671 direkt mit der hinteren Fläche 682 des zweiten Stoppers 68 verbunden. Dieser Aufbau verhindert, dass das von der hinteren Fläche 682 geschleuderte Schmieröl Y zu der hinteren Fläche 682 zurückkehrt.
- (1-9) Über den Achsen 191, 201 der Drehwellen 19, 20 strömt das Schmieröl Y nach unten entlang den vorderen Flächen 492, 502 der Wellendichtungen 49, 50 von der Umfangsfläche 491 der Wellendichtung 49, 50 zu der fünften Pumpenkammer 43. Unter den Achsen 191, 201 der Drehwellen 19, 20 strömt das Schmieröl Y nach oben entlang den vorderen Flächen 492, 502 der Wellendichtungen 49, 50 von der Umfangsfläche 491 der Wellendichtung 49, 50 zu der fünften Pumpenkammer 43. Daher tritt das Schmieröl Y noch wahrscheinlicher in die fünfte Pumpenkammer 43 entlang den Wellendichtungen 49, 50 über den Achsen 191, 201 ein.
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Zumindest ein Teil des zu den Umfangswandflächen 702, 712 geschleuderten Schmieröles Y verbleibt an den Umfangswandflächen 702, 712. Über den Drehwellen 19, 20 sind die Umfangswandflächen 702, 712 von der Seite entsprechend den fünften Pumpenkammern 43 nach unten zu der Seite entsprechend der Zahnradaufnahmekammer 331 abgeschrägt. Das Schmieröl Y an dem Abschnitt der Umfangswandflächen 702, 712 über den Drehwellen 19, 20 strömt nämlich nach unten bezüglich den Drehwellen 19, 20, während es von der fünften Pumpenkammer 43 wegströmt. Da die Umfangswandflächen 702, 712 das Strömen des Schmieröles Y nach unten bezüglich der Drehwellen 19, 20 und von den fünften Pumpenkammern 43 weg erlauben, wird das Eintreten des Schmieröles Y in die fünften Pumpenkammern 43 wirksam verhindert.
- (1-10) Das Schmieröl Y an dem Abschnitt der Umfangswandflächen 702, 712 über den Drehwellen 19, 20 strömt nach unten entlang den Wänden 701, 711, die senkrecht zu den Achsen 191, 201 der Drehwellen 19, 20 sind. Danach strömt das Schmieröl Y langsam nach unten entlang den Wänden 701, 711 zu dem Abschnitt unter den Drehwellen 19, 20. Die Wände 701, 711, die mit den Umfangswandflächen 702, 712 verbunden sind und senkrecht dazu sind, erlauben das langsame Strömen des Schmieröles Y an dem Bereich über den Drehwellen 19, 20 nach unten zu dem Bereich unter den Drehwellen 19, 20.
- (1-11) Bei der Roots-Pumpe 11 mit den seitlich angeordneten Drehwellen 19, 20 fällt das Schmieröl Y an den Wänden der Ölkammern 70, 71, 73 zu der dritten Ölkammer 73 durch das Eigengewicht. Anders gesagt, wird das Schmieröl Y an den Wänden der Ölkammern 70, 71, 73 an dem untersten Abschnitt der dritten Ölkammer 73 entlang den Wänden gesammelt. Daher strömt das Öl an den Wänden der Ölkammern 70, 71, 73 zuverlässig zu der Zahnradaufnahmekammer 331 über den Auslasskanal 74, der mit dem untersten Abschnitt der dritten Ölkammer 73 verbunden ist.
- (1-12) Die Durchmesser der Wellendichtungen 49, 50, die um die Drehwellen 19, 20 gepasst sind, sind größer als der Durchmesser der Umfangsfläche der Drehwellen 19, 20. Daher sind die Durchmesser der Labyrinthdichtungen 57, 58 zwischen den vorderen Flächen 492, 502 der Wellendichtungen 49, 50 und dem Boden 472, 482 der Lageraufnehmer 47, 48 größer als die Durchmesser der Labyrinthdichtungen, die sich zwischen der Umfangsfläche 192, 202 der Drehwellen 19, 20 und dem hinteren Gehäuseelement 14 befinden. Wenn die Durchmesser der Labyrinthdichtungen 57, 58 vergrößert sind, dann sind die Volumina der Labyrinthkammern 551, 552, 561, 562 zum Verhindern einer Druckschwankung vergrößert, was die Dichtfunktion der Labyrinthdichtungen 57, 58 verbessert. Die Räume zwischen den vorderen Flächen 492, 502 der entsprechenden Wellendichtungen 49, 50 und dem Boden 472, 482 des entsprechenden Lageraufnehmers 47, 48 sind nämlich zum Zurückhalten der Labyrinthdichtung 57, 58 hinsichtlich der Vergrößerung der Volumina der Labyrinthkammern 551, 552, 561, 562 geeignet, um die Dichteigenschaft zu verbessern.
- (1-13) Wenn der Raum zwischen dem entsprechenden Lageraufnehmer 47, 48 und der entsprechenden Wellendichtung 49, 50 verringert ist, dann ist es schwieriger für das Schmieröl Y, in den Raum zwischen dem Lageraufnehmer 47, 48 und der Wellendichtung 49, 50 einzutreten. Die Bodenfläche 472, 482 des entsprechenden Aufnehmers 47, 48, der die Umfangswand 471, 481 aufweist und der vorderen Fläche 492, 502 der entsprechenden Wellendichtung 49, 50 sind nämlich in einfacher Weise so ausgebildet, dass sie nahe beieinander sind. Daher können der Raum zwischen dem Ende des entsprechenden ringartigen Vorsprunges 53, 54 und dem Boden der entsprechenden ringartigen Nut 55, 56 sowie der Raum zwischen der Bodenfläche 472, 482 des entsprechenden Aufnehmers 47, 48 und der vorderen Fläche 492, 502 der entsprechenden Wellendichtung 49, 50 in einfacher Weise verringert werden. Wenn die Räume verringert sind, dann ist die Dichtwirkung der Labyrinthdichtungen 57, 58 verbessert. Die Bodenfläche 472, 482 des entsprechenden Aufnehmers 47, 48 ist nämlich zum Aufnehmen der Labyrinthdichtung 57, 58 geeignet.
- (1-14) Die Labyrinthdichtungen 57, 58 blockieren ausreichend eine Gasströmung. Wenn die Roots-Pumpe 11 gestartet wird, dann sind die Drücke in den fünf Pumpenkammern 39–43 größer als der Atmosphärendruck. Jedoch verhindert jede Labyrinthdichtung 57, 58 das Lecken von Gas aus der fünften Pumpenkammer 43 zu der Zahnradaufnahmekammer 331 entlang der Fläche der dazugehörigen Wellendichtung 49, 50. Die Labyrinthdichtungen 57, 58 stoppen nämlich sowohl ein Ölleck als auch ein Gasleck, und sie sind in optimaler Weise kontaktlose Dichtungen.
- (1-15) Auch wenn die Dichtwirkung der kontaktlosen Dichtung im Laufe der Zeit nicht verschlechtert wird, und zwar anders als bei einer Kontaktdichtung, wie zum Beispiel eine Lippendichtung, ist die Dichtwirkung einer kontaktlosen Dichtung der Dichtwirkung einer Kontaktdichtung unterlegen. Die Stopper 67, 68, 72 gleichen die Dichtwirkung aus. Jede Umfangsfläche 671, 681, 721 befindet sich in den Ölkammern 70, 72 bzw. 73. Dieser Aufbau gleicht des Weiteren die Dichtwirkung aus.
- (1-16) Die abgeschrägte Umfangsfläche 671 ist angrenzend an der hinteren Fläche 682 des zweiten Stoppers 68, und sie gleicht des Weiteren die Dichtwirkung aus.
- (1-17) Wenn sich die erste Drehwelle 19 dreht, dann wird das Schmieröl Y in der ersten Schraubennut 61 von der Seite entsprechend der fünften Pumpenkammer 43 zu der Seite entsprechend der Zahnradaufnahmekammer 331 geführt. Das Schmieröl Y in der Schraubennut 61 bewegt sich von der Seite entsprechend der fünften Pumpenkammer 43 zu der Zahnradaufnahmekammer 331. Wenn sich die zweite Drehwelle 20 dreht, dann wird das Schmieröl Y in der zweiten Schraubennut 62 von der Seite entsprechend der fünften Pumpenkammer 43 zu der Seite entsprechend der Zahnradaufnahmekammer 331 geführt. Das Schmieröl Y in der Schraubennut 62 bewegt sich von der Seite entsprechend der fünften Pumpenkammer 43 zu der Zahnradaufnahmekammer 331. Die Wellendichtungen 49, 50, die die erste und die zweite Schraubennut 61, 62 aufweisen, dienen nämlich als eine Pumpeneinrichtung, die das Lecken des Schmieröles Y wirksam verhindert.
- (1-18) Die Außenumfangsflächen 491, 501, an denen die Schraubennuten 61, 62 ausgebildet sind, stimmen mit der Außenfläche der Abschnitte 60 mit großem Durchmesser der ersten und der zweiten Wellendichtung 49, 50 überein. An diesen Bauteilen ist die Geschwindigkeit maximal, wenn sich die Wellendichtungen 49, 50 drehen. Ein Gas, das sich zwischen der Außenumfangsfläche 491, 501 der entsprechenden Wellendichtung 49, 50 und der Umfangswand 471, 481 des entsprechenden Aufnehmers 47, 48 befindet, wird in wirksamer Weise von der Seite entsprechend der fünften Pumpenkammer 43 zu der Seite entsprechend der Zahnradaufnahmekammer 331 durch die erste und die zweite Schraubennut 61, 62 gedrückt, die sich bei einer hohen Geschwindigkeit bewegen. Das Schmieröl Y, das sich zwischen der Außenumfangsfläche 491, 501 der entsprechenden Wellendichtung 49, 50 und der Umfangswand 471, 481 des entsprechenden Aufnehmers 47, 48 befindet, strömt mit dem Gas, das in wirksamer Weise von der Seite entsprechend der fünften Pumpenkammer 43 zu der Seite entsprechend der Zahnradaufnahmekammer 331 gedrückt wird. Die Schraubennuten 61, 62, die in der Außenumfangsfläche 491, 501 der entsprechenden Wellendichtung 49, 50 ausgebildet sind, verhindern in wirksamer Weise das Lecken des Schmieröles Y in die fünfte Pumpenkammer 43 von dem entsprechenden Lageraufnehmer 47, 48 über die Räume zwischen der Außenumfangsfläche 491, 501 und der Umfangswand 471, 481.
- (1-19) Das Schmieröl Y bewegt sich von der Seite entsprechend der Pumpenkammer 43 zu der Zahnradaufnahmekammer 331 durch die Schraubennuten 61, 62. Ein Teil dieses Öles erreicht die vordere Fläche 722 des dritten Stoppers 72. Dabei wird das Schmieröl Y an der vorderen Fläche 722 zu der Umfangswandfläche 733 der dritten Ölkammer 73 durch die Zentrifugalkraft geschleudert, die durch eine Drehung des dritten Stoppers 72 erzeugt wird. Das zu der Umfangswandfläche 733 geschleuderte Öl Y erreicht die Umfangswandfläche 733. Das Schmiermittel Y bewegt sich nämlich von der Seite entsprechend der fünften Pumpenkammer 43 durch die entsprechende Schraubennut 61, 62 zu der Seite entsprechend der Zahnradaufnahmekammer 331. Der dritte Stopper 72 führt dann das Schmieröl Y zu der Zahnradaufnahmekammer 331 über die dritte Ölkammer 73.
- (1-20) Ein kleiner Raum wird zwischen der Umfangsfläche 192 der ersten Drehwelle 19 und dem Durchgangsloch 141 erzeugt. Außerdem wird ein kleiner Raum zwischen dem entsprechenden Rotor 27, 32 und der Wand 143, die eine Kammer definiert, des hinteren Gehäuseelementes 14 erzeugt. Daher ist die Labyrinthdichtung 57 dem Druck in der fünften Pumpenkammer 43 ausgesetzt, der durch die engen Räume eingeführt wird. In ähnlicher Weise wird ein kleiner Raum zwischen der Umfangsfläche 202 der zweiten Drehwelle 20 und dem Durchgangsloch 142 erzeugt. Daher ist die zweite Labyrinthdichtung 48 dem Druck in der fünften Pumpenkammer 43 durch den Raum ausgesetzt. Falls keine Kanäle 63, 64 vorhanden sind, dann sind die Labyrinthdichtungen 57, 58 gleichsam dem Druck in der Saugzone 431 und dem Druck in der maximalen Druckzone 432 ausgesetzt.
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Der erste und der zweite Auslassdruckeinführkanal 63, 64 setzen die Labyrinthdichtungen 57, 58 dem Druck in der maximalen Druckzone 432 aus. Die Labyrinthdichtungen 57, 58 werden nämlich durch den Druck in der maximalen Druckzone 432 durch die Einführkanäle 63, 64 stärker beeinflusst als durch den Druck in der Saugzone 431. Verglichen mit jenem Fall, bei dem keine Auslassdruckeinführkanäle 63, 64 ausgebildet sind, nehmen somit die Labyrinthdichtungen 57, 58 des ersten Ausführungsbeispiels einen höheren Druck auf. Verglichen mit jenem Fall, bei dem keine Auslassdruckeinführkanäle 63, 64 ausgebildet sind, ist infolgedessen die Differenz zwischen den Drücken äußerst gering, die an der vorderen Fläche und der hinteren Fläche der Labyrinthdichtungen 57, 58 wirken. Anders gesagt, verbessern die Auslassdruckeinführkanäle 63, 64 beträchtlich die Funktion zum Verhindern eines Ölleckes der Labyrinthdichtungen 57, 58.
- (1-21) Da die Roots-Pumpe 11 eine Trockenpumpe ist, wird kein Schmieröl Y in den fünf Pumpenkammern 39, 40, 41, 42, 43 verwendet. Daher ist die vorliegende Erfindung für die Roots-Pumpe 11 geeignet.
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Die vorliegende Erfindung kann in anderen Formen ausgeführt werden. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung gemäß dem zweiten bis sechsten Ausführungsbeispiel ausgeführt sein, die in den 9 bis 13 entsprechend dargestellt sind. Bei dem zweiten bis vierten Ausführungsbeispiel werden dieselben oder ähnliche Bezugszeichen für jene Bauteile verwendet, die ähnlich oder gleich den entsprechenden Bauteilen des ersten Ausführungsbeispieles sind. Da die erste und die zweite Drehwelle 19, 20 den gleichen Aufbau haben, wird nur die erste Drehwelle 19 bei dem zweiten bis sechsten Ausführungsbeispiel beschrieben.
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Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, das in der 9 gezeigt ist, ist eine Aussparung 493 in dem Abschnitt 60 mit großem Durchmesser der Wellendichtung 49 ausgebildet. Die Umfangsfläche 494 der Aussparung 493 wird derart abgeschrägt, dass sich die Aussparung 493 von der Seite entsprechend der fünften Pumpenkammer 43 zu der Zahnradaufnahmekammer 331 aufweitet. Der Auslasskanal 74 ist nach unten zu der Zahnradaufnahmekammer 331 geneigt.
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Das Schmieröl Y an der Umfangsfläche 494 bewegt sich zu der Zahnradaufnahmekammer 331 durch die Zentrifugalkraft, die durch eine Drehung der Wellendichtung 49 erzeugt wird. Danach erreicht das Schmieröl Y die Endfläche 731. Dann wird das Öl Y zu der Umfangswandfläche 733 der dritten Ölkammer 73 geschleudert. Die Aussparung 493 reduziert das Gewicht der Wellendichtung 49. Die Aussparung 493 vermehrt außerdem die Ölmenge, die durch die Wellendichtung 49 vor der dritten Ölkammer 73 aufgenommen wird.
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Bei dem Vergleichbeispiel, das in der 10 gezeigt ist, ist ein Paar Stopperringe 75, 76 um den Abschnitt 59 mit kleinem Durchmesser der Wellendichtung 49 gepasst. Trennringe 77, 78 sind in den Aufnehmer 47 gepasst. Die Stopperringe 75, 76 definieren drei Ölkammern 79, 80, 81 in dem Raum zwischen dem Vorsprung 69 des Lagerhalters 45 und dem Boden 472 des Aufnehmers 47.
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Bei dem Vergleichbeispiel, das in der 11 gezeigt ist, sind Stopper 82, 83, 72 einstückig mit der Wellendichtung 49 ausgebildet.
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Bei dem Vergleichbeispiel, das in der 12 gezeigt ist, sind Stopper 84, 85, 72 einstückig mit der Wellendichtung 49 ausgebildet. Die radialen Maße der Stopper 84, 85, 72 vergrößern sich in dieser Reihenfolge. Die Stopper 84, 85, 72 sind durch die Ölkammern 86, 87 bzw. 88 umschlossen. Die Radien der Ölkammern 86, 87, 88 vergrößern sich in dieser Reihenfolge. Umfangswände 861, 871, 881 der Ölkammern 86, 87, 88 sind nicht abgeschrägt.
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Bei dem Vergleichbeispiel, das in der 13 gezeigt ist, ist eine Wellendichtung 49A einstückig mit den Endflächen der Drehwelle 19 und des Rotors 27 ausgebildet. Die Wellendichtung 49A befindet sich in einem Aufnehmer 89, der in der vorderen Wand des hinteren Gehäuseelementes 14 ausgebildet ist, die dem Rotorgehäuseelement 12 zugewandt ist. Eine Labyrinthdichtung 90 befindet sich zwischen der hinteren Fläche der ersten Wellendichtung 49A und dem Boden 891 des Aufnehmers 89.
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Ringe 91, 92 zum Verhindern eines Ölleckes sind um die Drehwelle 19 gepasst. Eine ringartige Ölkammer 93 ist zwischen dem Boden 472 des Aufnehmers 47 und dem Vorsprung 69 des Lagerhalters 45 definiert.
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Für einen Fachmann ist klar, dass die vorliegende Erfindung in vielfältigen anderen spezifischen Ausführungsformen ausgeführt werden kann, ohne dass der Umfang der Erfindung verlassen wird. Insbesondere sollte klar sein, dass die Erfindung in den folgenden Formen ausgeführt werden kann.
- (1) Vier oder mehrere Stopper können entlang der Achse der entsprechenden Drehwelle angeordnet sein.
- (2) Bei dem ersten Ausführungsbeispiel kann jede Wellendichtung 49, 50 einstückig mit dem entsprechenden Ring 66 zum Verhindern eines Leckes ausgebildet sein.
- (3) Die vorliegende Erfindung kann auf andere Bauarten von Vakuumpumpen als Roots-Pumpen angewendet werden.
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Daher sind die gegenwärtigen Beispiele und Ausführungsbeispiele beschreibend und nicht beschränkend, und die Erfindung ist nicht auf die hierbei angegebenen Einzelheiten beschränkt, sondern sie kann innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche abgewandelt werden.