DE60211051T2

DE60211051T2 - Vakuumpumpe mit Wellendichtmitteln

Info

Publication number: DE60211051T2
Application number: DE60211051T
Authority: DE
Inventors: Shinya Kariya-shi Yamamoto; Masahiro Kariya-shi Kawaguchi; Satoshi Kariya-shi Egashira
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2001-02-28
Filing date: 2002-02-26
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2022-02-27
Also published as: EP1236902A2; EP1236902B1; EP1236902A3; US6659747B2; JP2002257044A; JP4061850B2; DE60211051D1; TW585973B; US20020150494A1

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Wellendichtungsstrukturen von Vakuumpumpen, die Gas durch Betätigen eines Gasförderkörpers in eine Pumpenkammer durch Drehung einer Drehwelle anziehen.
Die japanischen offengelegten Patentanmeldungen mit den Nummern 60-145475, 3-89080, 6-101674 beschreiben eine Vakuumpumpe, die eine Vielzahl von Rotoren aufweist. Jeder Rotor funktioniert als ein Gasförderkörper. Zwei Rotoren drehen, wenn sie in Eingriff miteinander sind, womit Gas durch eine Pumpenkammer gefördert wird. Insbesondere ist ein Rotor mit einer ersten Drehwelle verbunden und der andere ist mit einer zweiten Drehwelle verbunden. Ein Motor treibt die erste Drehwelle an. Ein Getriebemechanismus überträgt die Drehung der ersten Drehwelle auf die zweite Drehwelle.
Der Getriebemechanismus ist in einer Ölkammer angeordnet, die Schmieröl zurückhält. Die Pumpe der japanischen offengelegten Patentanmeldung mit der Nr. 60-145475 verwendet eine Labyrinthdichtung, die den Raum zwischen der Ölkammer und der Pumpenkammer dichtet, um zu verhindern, dass das Schmieröl aus der Ölkammer zu der Pumpenkammer austritt. Insbesondere trennt eine Trennwand die Ölkammer von der Pumpenkammer und hat ein Durchgangsloch, durch das sich eine Drehwelle erstreckt. Die Labyrinthdichtung ist zwischen der Wand des Durchgangslochs und des korrespondierenden Abschnitts der Drehwelle gepasst. Die Pumpe der japanischen offengelegten Patentanmeldung mit der Nr. 3-89080 hat eine Lagerkammer zum Aufnehmen eines Lagers, das eine Drehwelle lagert. Eine Zwischenkammer ist zwischen der Lagerkammer und der Pumpenkammer ausgebildet. Eine Trennwand trennt die Lagerkammer von der Zwischenkammer und hat ein Durchgangsloch, durch das sich eine Drehwelle erstreckt. Eine Labyrinthdichtung ist zwischen der Wand des Durchgangslochs und der Drehwelle gepasst. Die Pumpe der japanischen offengelegten Patentanmeldung mit der Nr. 6-101674 hat eine Lippendichtung und eine Labyrinthdichtung. Die Dichtungen sind zwischen der Wand eines Durchgangslochs einer Trennwand, die die Ölkammer von der Pumpenkammer trennt, und einer Drehwelle gepasst, die sich durch das Durchgangsloch erstreckt.
Wenn die Labyrinthdichtung eine Vielzahl von ringförmigen Nuten hat, wird eine Dichtleistung über die Zeit aufrechterhalten. Ferner ist, wenn das Volumen jeder ringförmigen Nut verhältnismäßig groß ist, die Dichtleistung der Labyrinthdichtung verbessert. In den vorstehend genannten Vakuumpumpen ist es durch den begrenzten Raum schwierig, das Volumen jeder Ringnut zu erhöhen.
Ferner zeigt die Druckschrift US 5 364 245 A eine trocken laufende Zwillingswellenvakuumpumpe, wobei eine sich axial erstreckende Labyrinthdichtung in einer Zwischenplatte vorgesehen ist, die zwischen einer Pumpenkammer und einem Antriebsgehäuse angeordnet ist.
Ferner ist die Druckschrift US 4 990 069 A auf eine Vakuumpumpe gerichtet, die eine Dichtungsanordnung hat, in der eine Lippendichtung in einer Endplatte einer mehrstufigen Vakuumpumpe der Roots-Bauart angeordnet ist und ein Dichtungsmodul vorgesehen ist, das die Funktion eines Entlastens von Druck von der Druckkammer, eines Sammelns und Abgebens von Öl, das durch die Lippendichtung austritt, und eines Zuführens von Inertgas zu der Lippendichtung hat. Das Dichtungsmodul hat eine Labyrinthdichtung, wobei ein separater fixierter Abschnitt der Labyrinthdichtung in das Dichtungsmodul gepasst ist.
Die Druckschrift WO 00/53931 A ist auf einen Verdichter der Bauart mit einer drehenden schneckenförmigen Schraube gerichtet, in der sich eine Dichtungseinrichtung in eine axiale Richtung erstreckt.
Ferner zeigt die Druckschrift EP 0 959 251 A einen Verdichter, in der sich eine Labyrinthdichtung in eine axiale Richtung erstreckt.
Schließlich ist die Druckschrift US 4 487 563 A auf einen ölfreien, drehenden Hubverdichter gerichtet, der eine Dichtungseinrichtung der Nichtkontakt-Bauart hat, die sich in eine axiale Richtung erstreckt.
Kurze Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vakuumpumpe, die eine kompakte axiale Größe, eine reduzierte Zahl von Teilen und eine verbesserte Dichtungsleistung hat.
Diese Aufgabe wird durch die Kombination der Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Entwicklungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Vakuumpumpe, die Gas durch Betätigen eines Gasförderkörpers durch Drehung einer Drehwelle in eine Pumpenkammer ansaugt. Die Vakuumpumpe hat ein Ölgehäuseelement, das eine Ölzone benachbart zu der Pumpenkammer ausbildet. Die Drehwelle hat einen vorspringenden Abschnitt, der von der Pumpenkammer durch das Ölgehäuseelement zu der Ölzone vorspringt. Eine ringförmige Wellendichtung ist um den vorspringenden Abschnitt angeordnet, um integral mit der Drehwelle zu drehen. Die Wellendichtung hat eine erste Dichtung ausbildende Fläche, die sich in eine radiale Richtung der Wellendichtung erstreckt. Eine zweite Dichtung ausbildende Fläche ist an dem Ölgehäuseelement ausgebildet. Die zweite Dichtung ausbildende Fläche ist der ersten Dichtung ausbildenden Fläche gegenüberliegend und ist im Wesentlichen parallel zu der ersten Dichtung ausbildenden Fläche. Eine Labyrinthdichtung ist zwischen der ersten und zweiten Dichtung ausbildenden Fläche angeordnet.
Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung in Zusammenhang genommen mit den begleitenden Zeichnungen, die beispielhaft die Prinzipien der Erfindung darstellen, ersichtlich.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung kann zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen am Besten unter Bezugnahme auf die nachstehende Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiele zusammen mit den begleitenden Zeichnungen verstanden werden, in denen:
1(a) eine Schnittansicht ist, die eine mehrstufige Roots-Pumpe eines ersten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
1(b) eine vergrößerte Schnittansicht ist, die einen Dichtungsaufbau um eine erste Drehwelle der Pumpe von 1(a) herum zeigt;
1(c) eine vergrößerte Schnittansicht ist, die einen Dichtungsaufbau um eine zweite Drehwelle der Pumpe von 1(a) herum zeigt;
2(a) eine Schnittansicht entlang der Linie 2a-2a von 1(a) ist;
2(b) eine Schnittansicht entlang der Linie 2b-2b von 1(a) ist;
3(a) eine Schnittansicht entlang der Linie 3a-3a von 1(a) ist;
3(b) eine Schnittansicht entlang der Linie 3b-3b von 1(a) ist;
4(a) eine Schnittansicht entlang der Linie 4a-4a von 3(b) ist;
4(b) eine vergrößerte Schnittansicht ist, die einen Hauptabschnitt von 4(a) zeigt;
4(c) eine weitere vergrößerte Schnittansicht ist, die einen Abschnitt des Dichtungsaufbaus von 4(b) zeigt;
5(a) eine Schnittansicht entlang der Linie 5a-5a von 3(b) ist;
5(b) eine vergrößerte Schnittansicht ist, die einen Hauptabschnitt von 5(a) zeigt;
5(c) eine weitere vergrößerte Schnittansicht ist, die einen Abschnitt des Dichtungsaufbaus von 5(b) zeigt;
6 eine Perspektivansicht ist, die eine erste ringförmige Wellendichtung zeigt;
7 eine Perspektivansicht ist, die eine zweite ringförmige Wellendichtung zeigt;
8 eine Schnittansicht ist, die einen Hauptabschnitt einer Dichtungsstruktur eines zweiten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 eine Schnittansicht ist, die einen Hauptabschnitt einer Dichtungsstruktur eines dritten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
10 eine Schnittansicht ist, die einen Hauptabschnitt eines Dichtungsaufbaus eines vierten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
11 eine Schnittansicht ist, die einen Hauptabschnitt einer Dichtungsstruktur eines fünften Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
12 eine Schnittansicht ist, die einen Hauptabschnitt einer Dichtungsstruktur eines sechsten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
13 eine Schnittansicht ist, die einen Hauptabschnitt eines Dichtungsaufbaus eines siebten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
14 eine Schnittansicht ist, die einen Hauptabschnitt einer Dichtungsstruktur eines achten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Ein erstes Ausführungsbeispiel einer mehrstufigen Roots-Pumpe 11 gemäß der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf 1(a) bis 7 beschrieben.
Wie in 1(a) gezeigt ist, hat die Pumpe 11, oder eine Vakuumpumpe, ein Rotorgehäuseelement 12 und ein vorderes Gehäuseelement 13. Die Gehäuseelemente 12, 13 sind miteinander verbunden. Ein Deckel 36 schließt die vordere Seite des vorderen Gehäuseelements 13. Ein hinteres Gehäuseelement 14 ist mit der hinteren Seite des Rotorgehäuseelements 12 verbunden. Das Rotorgehäuseelement 12 hat einen Zylinderblock 15 und eine Vielzahl von (in diesem Ausführungsbeispiel vier) Kammer ausbildenden Wänden 16. Wie in 2(b) gezeigt ist, hat der Zylinderblock 15 ein Paar Blockabschnitte 17, 18 und jede Kammer ausbildende Wand 16 hat ein Paar Wandabschnitte 161, 162. Die Kammer ausbildenden Wände 16 sind zueinander identisch.
Wie in 1(a) gezeigt ist, ist eine erste Pumpenkammer 39 zwischen dem vorderen Gehäuseelement 13 und der am weitesten links angeordneten Kammer ausbildenden Wand 16 aus Sicht der Zeichnung ausgebildet. Zweite, dritte und vierte Pumpenkammern 40, 41, 42 sind jeweils zwischen zwei benachbarten Kammer ausbildenden Wänden 16 in dieser Reihenfolge von der linken zu der rechten Seite aus Sicht der Zeichnung ausgebildet. Eine fünfte Pumpenkammer 43 ist zwischen dem hinteren Gehäuseelement 14 und der am weitesten rechts angeordneten Kammer ausbildenden Wand 16 ausgebildet.
Eine erste Drehwelle 19 ist durch das vordere Gehäuseelement 13 und das hintere Gehäuseelement 14 durch ein Paar Radiallager 21, 37 drehbar gelagert. Eine zweite Drehwelle 20 ist durch das vordere Gehäuseelement 13 und das hintere Gehäuseelement 14 durch ein Paar Radiallager 22, 38 drehbar gelagert. Die erste und die zweite Drehwelle 19, 20 sind parallel zueinander und erstrecken sich durch die Kammer ausbildenden Wände 16. Die Radiallager 37, 38 sind jeweils durch ein Paar Lagerhalter 45, 46 gelagert, die in dem hinteren Gehäuseelement 14 eingebaut sind. Die Lagerhalter 45, 46 sind jeweils in ein Paar Vertiefungen 47, 48 gepasst, die in der hinteren Seite des hinteren Gehäuseelements 14 ausgebildet sind.
Ein erster, zweiter, dritter, vierter und fünfter Rotor 23, 24, 25, 26, 27 sind integral mit der ersten Drehwelle 19 ausgebildet. Gleichermaßen ist ein erster, zweiter, dritter, vierter und fünfter Rotor 28, 29, 30, 31, 32 integral mit der zweiten Drehwelle 20 ausgebildet. In die Richtung der Achsen 191, 201 der Drehwelle 19, 20 gesehen sind die Gestalt und die Größen der Rotoren 23 bis 32 identisch. Die axialen Abmessungen des ersten bis fünften Rotors 23 bis 27 der ersten Drehwelle 19 werden jedoch in dieser Reihenfolge fortschreitend kleiner. Gleichermaßen werden die axialen Abmessungen des ersten bis fünften Rotors 28 bis 32 der zweiten Drehwelle 20 fortschreitend in dieser Reihenfolge kleiner.
Die ersten Rotoren 23, 28 sind in der ersten Pumpenkammer 39 in Eingriff miteinander aufgenommen. Die zweiten Rotoren 24, 29 sind in der zweiten Pumpenkammer 40 in ein Eingriff miteinander aufgenommen. Die dritten Rotoren 25, 30 sind in der dritten Pumpenkammer 41 in Eingriff miteinander aufgenommen. Die vierten Rotoren 26, 31 sind in der vierten Pumpenkammer 42 in Eingriff miteinander aufgenommen. Die fünften Rotoren 27, 32 sind in der fünften Pumpenkammer 43 in Eingriff miteinander aufgenommen. Die ersten bis fünften Pumpenkammern 39 bis 43 sind nicht geschmiert. Somit sind die Rotoren 23 bis 32 in einem Nicht-Kontakt-Zustand mit irgendeinem von dem Zylinderblock 15, den Kammer ausbildenen Wänden 16, dem vorderen Gehäuseelement 13 und dem hinteren Gehäuseelement 14 aufrecht erhalten. Ferner gleiten die sich in Eingriff befindlichen Rotoren nicht aneinander.
Wie in 2(a) gezeigt ist, bilden die ersten Rotoren 23, 28 eine Saugzone 391 und eine Druckzone 392 in der ersten Pumpenkammer 39. Der Druck in der Druckzone 392 ist höher als der Druck in der Saugzone 391. Die zweiten bis vierten Rotoren 24 bis 26, 29 bis 31 bilden gleichermaßen Saugzonen und Druckzonen in den zugehörigen Pumpenkammern 40 bis 42. Wie in 3(a) gezeigt ist, bilden die fünften Rotoren 27, 32 eine Saugzone 431 und eine Druckzone 432, die ähnlich der Saugzone 391 und der Druckzone 392 sind, in der fünften Pumpenkammer 43.
Wie in 1(a) gezeigt ist, ist ein Getriebegehäuseelement 33 mit dem hinteren Gehäuseelement 14 gekoppelt. Ein Paar Durchgangslöcher 141, 142 ist in dem hinteren Gehäuseelement 14 ausgebildet. Die Drehwellen 19, 20 erstrecken sich jeweils durch die Durchgangslöcher 141, 142 und die zugehörigen Vertiefungen 47, 48. Die Drehwellen 19, 20 springen somit in das Getriebegehäuseelement 33 vor, um vorspringende Abschnitte 193 bzw. 203 auszubilden. Ein Paar Zahnräder 34, 35 ist jeweils an den vorspringenden Abschnitten 193, 203 festgemacht und kämmen miteinander. Ein Elektromotor M ist mit dem Getriebegehäuseelement 33 verbunden. Eine Wellenkupplung 44 überträgt die Antriebskraft des Motors M auf die erste Drehwelle 19. Der Motor M dreht somit die erste Drehwelle 19 in die Richtung, die durch einen Pfeil R1 von 2(a) bis 3(b) angezeigt ist. Die Zahnräder 34, 35 übertragen die Drehung der ersten Drehwelle 19 auf die zweite Drehwelle 20. Die zweite Drehwelle 20 dreht somit in die Richtung, die durch einen Pfeil R2 von 2(a) bis 3(b) angezeigt ist. Dementsprechend drehen die erste und die zweite Drehwelle 19, 20 in entgegengesetzte Richtungen. Die Zahnräder 34, 35 bilden einen Getriebemechanismus, um die Drehwelle 19, 20 integral zu drehen.
Wie in 4(a) und 4(b) gezeigt ist, ist eine Getriebe unterbringende Kammer 331 in dem Getriebegehäuseelement 33 ausgebildet und speichert Schmieröl Y zum Schmieren der Zahnräder 34, 35. Die Getriebe unterbringende Kammer 331 ist eine gedichtete Ölzone. Das Getriebegehäuseelement 33 und das hintere Gehäuseelement 14 bilden somit ein Ölgehäuse oder eine Ölzone benachbart zu der fünften Pumpenkammer 43. Das hintere Gehäuseelement 14 funktioniert als eine Trennwand, die die fünfte Pumpenkammer 43 von der Ölzone trennt. Die Zahnräder 34, 35 drehen, so dass das Schmieröl Y in der Getriebe unterbringenden Kammer 331 umgerührt wird. Das Schmieröl Y schmiert somit die Radiallager 37, 38. Ein Spalt 371, 381 von jedem Radiallager 37, 38 erlaubt dem Schmieröl Y in einen Abschnitt der zugehörigen Vertiefung 47, 48 einzutreten, der inwärts des Spalts 371, 381 angeordnet ist. Die Vertiefungen 47, 48 sind somit mit der Getriebe unterbringenden Kammer 331 durch die Spalte 371, 381 verbunden und bilden einen Teil der Ölzone aus.
Wie in 2(b) gezeigt ist, ist ein Durchgang 163 in dem Inneren jeder Kammer ausbildenden Wand 16 ausgebildet. Jede Kammer ausbildende Wand 16 hat einen Einlass 164 und einen Auslass 165, die mit dem Durchgang 163 verbunden sind. Die benachbarten Pumpenkammern 39 bis 43 sind miteinander durch den Durchgang 163 der zugehörigen Kammer ausbildenden Wand 16 verbunden.
Wie in 2(a) gezeigt ist, erstreckt sich ein Einlass 181 durch den Blockabschnitt 18 des Zylinderblocks 15 und ist mit der Saugzone 391 der ersten Pumpenkammer 39 verbunden. Wie in 3(a) gezeigt ist, erstreckt sich ein Auslass 171 durch den Blockabschnitt 17 des Zylinderblocks 15 und ist mit der Druckzone 432 der fünften Pumpenkammer 43 verbunden. Wenn Gas von dem Einlass 181 in die Saugzone 391 der ersten Pumpenkammer 39 eintritt, sendet eine Drehung der ersten Rotoren 23, 28 das Gas zu der Druckzone 392. Das Gas wird in der Druckzone 392 verdichtet und tritt von dem Einlass 164 in den Durchgang 163 der benachbarten Kammer ausbildenden Wand 16 ein. Das Gas erreicht somit von dem Auslass 165 des Durchgangs 163 die Saugzone der zweiten Pumpenkammer 40. Danach strömt das Gas von der zweiten Pumpenkammer 40 zu der dritten, vierten und fünften Pumpenkammer 41, 42, 43 in dieser Reihenfolge den vorstehend beschrieben Ablauf wiederholend. Die Volumen der ersten bis fünften Pumpenkammern 39 bis 43 werden fortschreitend in dieser Reihenfolge kleiner. Wenn das Gas die Saugzone 431 der fünften Pumpenkammer 43 erreicht, sendet eine Drehung der fünften Rotoren 27, 32 das Gas zu der Druckzone 432. Das Gas wird dann von dem Auslass 171 zu dem Äußeren der Vakuumpumpe 11 abgegeben. Das heißt, dass jeder Rotor 23 bis 32 als ein Gasförderkörper zum Fördern von Gas funktioniert.
Der Auslass 171 funktioniert als ein Abgabedurchgang zum Abgeben von Gas zu dem Äußeren der Vakuumpumpe 11. Die fünfte Pumpenkammer 43 ist eine Pumpenkammer der letzten Stufe, die mit dem Auslass 171 verbunden ist. Zwischen den Druckzonen der ersten bis fünften Pumpenkammern 39 bis 43 wirken der maximale Druck in der Druckzone 432 der fünften Pumpenkammer 43, so dass die Druckzone 432 als eine Maximaldruckzone funktioniert.
Wie in 1(a) gezeigt ist, sind eine erste und eine zweite ringförmige Wellendichtung 49, 50 um die erste und zweite Drehwelle 19 bzw. 20 gepasst. Die Wellendichtungen 49, 50 sind in den zugehörigen Vertiefungen 47, 48 angeordnet und drehen integral mit den zugehörigen Drehwellen 19, 20. Ein Dichtungsring 51 ist zwischen der inneren Umfangsseite der Wellendichtung 49 und einer Umfangsseite 192 der ersten Drehwelle 19 angeordnet. Auf die gleiche Weise ist ein Dichtungsring 52 zwischen der inneren Umfangsseite der Wellendichtung 50 und einer Umfangsseite 202 der zweiten Drehwelle 20 angeordnet. Jeder Dichtungsring 51, 52 verhindert, dass Schmieröl Y aus der zugehörigen Vertiefung 47, 48 entlang der Umfangsseite 192, 202 der zugehörigen Drehwelle 19, 20 zu der fünften Pumpenkammer 43 austritt.
Wie in 4(b), 4(c), 5(b) und 5(c) gezeigt ist, gibt es einen Spalt zwischen einer äußeren Umfangsseite 491, 501 eines Abschnitts mit einem maximalen Durchmesser jeder Wellendichtung 49, 50 und der Umfangswand 471, 481 der zugehörigen Vertiefung 47, 48. Gleichermaßen ist ein Spalt zwischen einer vorderen Seite 492, 502 jeder Wellendichtung 49, 50 und einem Boden 472, 482 der zugehörigen Vertiefung 47, 48 ausgebildet.
Eine Vielzahl von ringförmigen Vorsprüngen 53 springt koaxial von dem Boden 472 der Vertiefung 47 vor. Auf die gleiche Weise springt eine Vielzahl von ringförmigen Vorsprüngen 54 von dem Boden 482 der Vertiefung 48 vor. Ferner ist eine Vielzahl von ringförmigen Nuten 55 koaxial in der vorderen Seite 492 der Wellendichtung 49 ausgebildet, die dem Boden 472 der Vertiefung 47 gegenüberliegt. Auf die gleiche Weise ist eine Vielzahl von ringförmigen Nuten 56 in der vorderen Seite 502 der Wellendichtung 50 koaxial ausgebildet, die dem Boden 482 der Vertiefung 48 gegenüberliegt. Jeder ringförmige Vorsprung 53, 54 springt in die zugehörige Nut 55, 56 vor, so dass das entfernte Ende des Vorsprungs 53, 54 nahe dem Boden der Nut 55, 56 angeordnet ist. Jeder Vorsprung 53 teilt das Innere der zugehörigen Nut 55 der ersten Wellendichtung 49 in ein Paar Labyrinthkammern 551, 552. Jeder Vorsprung 54 teilt das Innere der zugehörigen Nut 56 der zweiten Wellendichtung 50 in ein Paar Labyrinthkammern 561, 562.
Die Vorsprünge 53 und die Nuten 55 bilden eine erste Labyrinthdichtung 57 korrespondierend zu der ersten Drehwelle 19. Die Vorsprünge 54 und die Nuten 56 bilden eine zweite Labyrinthdichtung 58 korrespondierend zu der zweiten Drehwelle 20 aus. In diesem Ausführungsbeispiel bilden die vorderen Seiten 492, 502 und die Böden 472, 482 jeweils eine Ebene senkrecht zu den Achsen 191, 201 der zugehörigen Drehwellen 19, 20 aus. In anderen Worten sind die vorderen Seiten 492, 502 und die Böden 472, 482 Dichtung ausbildende Flächen, die sich in eine radiale Richtung der zugehörigen Wellendichtungen 49, 50 erstrecken.
Wie in 4(c) gezeigt ist, ist eine Harzschicht 59 an der vorderen Seite 492 der ersten Wellendichtung 49 fest aufgetragen. Wie in 5(c) gezeigt ist, ist eine Harzschicht 60 auf der vorderen Seite 502 der zweiten Wellendichtung 50 fest aufgetragen. Ein Spalt g1 zwischen der Harzschicht 59 und dem Boden 472 ist kleiner als ein Spalt G1 zwischen dem entfernten Ende jedes Vorsprungs 53 und dem Boden der zugehörigen Nut 55. Ein Spalt g2 zwischen der Harzschicht 60 und dem Boden 482 ist kleiner als ein Spalt G2 zwischen dem entfernten Ende jedes Vorsprungs 54 und dem Boden der zugehörigen Nut 56. Jeder Spalt G1, G2 ist im Wesentlichen gleich dem Spalt zwischen der äußeren Umfangsseite 491, 502 der zugehörigen Wellendichtung 49, 50 und der Umfangswand 471, 481 der Vertiefungen 47, 48. Der Spalt g1 ist ein minimaler Spalt zwischen der ersten Wellendichtung 49 und dem hinteren Gehäuseelement 14. Der Spalt g2 ist ein minimaler Spalt zwischen der zweiten Wellendichtung 50 und dem hinteren Gehäuseelement 14. In der vorliegenden Erfindung bezieht sich der Ausdruck "minimaler Spalt" auf einen Spalt mit einer Abmessung, die eine Abdichtung der Labyrinthkammern verbessert.
Wie in 1(b), 4(b) und 6 gezeigt ist, ist eine erste schraubenförmige Nut 61 in der äußeren Umfangsseite 491 der ersten Wellendichtung 49 ausgebildet. Wie in 1(c), 5(b) und 7 gezeigt ist, ist eine zweite schraubenförmige Nut 62 in der äußeren Umfangsseite 501 der zweiten Wellendichtung 50 ausgebildet. Die erste schraubenförmige Nut 61 bildet einen Weg von einer Seite korrespondierend zu der Getriebe unterbringenden Kammer 331 zu der fünften Pumpenkammer 43 in die Drehrichtung R1 der ersten Drehwelle 19 gesehen hin. Die zweite schraubenförmige Nut 62 bildet einen Weg von einer Seite korrespondierend zu der Getriebe unterbringenden Kammer 331 zu der fünften Pumpenkammer 43 in die Drehrichtung R2 der zweiten Drehwelle 20 gesehen hin aus. Auf diese Weise bringt jede schraubenförmige Nut 61, 62 einen Pumpeffekt hervor, der Fluid von einer Seite korrespondierend zu der fünften Pumpenkammer 43 zu der Getriebe unterbringenden Kammer 331 fördert, wenn sich die Drehwellen 19, 20 drehen. Das heißt, dass jede schraubenförmige Nut 61, 62 eine Pumpeinrichtung ausbildet, die das Schmieröl Y zwischen der äußeren Umfangsseite 491, 501 der zugehörigen Wellendichtung 49, 50 und der Umfangswand 471, 481 der Vertiefung 47, 48 drängt, um sich von einer Seite korrespondierend zu der fünften Pumpenkammer 43 zu der Ölzone hin zu bewegen.
Wie in 3(b) gezeigt ist, sind eine erste und eine zweite Ausgabedruck einführende Leitung 63, 64 in einer Kammer ausbildenden Wandfläche 143 des hinteren Gehäuseelements 14 ausgebildet, das die letzte Stufe und fünfte Pumpenkammer 43 ausbildet. Wie in 4(a) gezeigt ist, ist eine erste Ausgabedruck einführende Leitung 63 mit der Maximaldruckzone 432 verbunden, deren Volumen durch Drehung der fünften Rotoren 27, 32 variiert wird. Die erste Ausgabedruck einführende Leitung 43 ist ferner mit dem Durchgangsloch 141 verbunden, durch das sich die erste Drehwelle 19 erstreckt. Wie in 5(a) gezeigt ist, ist die zweite Ausgabedruck einführende Leitung 64 mit der Maximaldruckzone 432 und dem Durchgangsloch 432 verbunden, durch das sich die zweite Drehwelle 20 erstreckt.
Wie in 1(a), 4(a) und 5(a) gezeigt ist, ist eine ringförmige Kühlkammer 65 in dem hinteren Gehäuseelement 14 ausgebildet, um die Wellendichtungen 49, 50 zu umgeben. Kühlwasser zirkuliert in der Kühlkammer 65, um das Schmieröl Y in den Vertiefungen 47, 48 zu kühlen.
Das erste Ausführungsbeispiel hat die nachstehenden Wirkungen.
Die vordere Seite 492, 502 jeder Wellendichtung 49, 50, die um die zugehörige Drehwelle 19, 20 gepasst ist, hat einen größeren Durchmesser als der der Umfangsseite 192, 202 der Drehwelle 19, 20. In diesem Ausführungsbeispiel ist jede Labyrinthdichtung 57, 58 zwischen der vorderen Seite 492, 502 der zugehörigen Wellendichtung 49, 50 und dem Boden 472, 482 der Vertiefung 47, 48 angeordnet. Somit ist verglichen mit dem Fall, in dem eine Labyrinthdichtung zwischen der Umfangsseite 192, 202 jeder Drehwelle 19, 20 und dem hinteren Gehäuseelement 14 angeordnet ist, der Durchmesser jeder Labyrinthdichtung 57, 58 verhältnismäßig groß. Je größer der Durchmesser jeder Labyrinthdichtung 57, 58 ist, desto größer ist das Volumen jeder Labyrinthkammer 551, 552, 561, 562. Dies verbessert die Dichtungsleistung der Labyrinthdichtungen 57, 58. Somit ist die Anordnung jeder Labyrinthdichtung 57, 58 dieses Ausführungsbeispiels bevorzugt zum Erhöhen des Volumens jeder Labyrinthkammer 551, 552, 561, 562 zum Verbessern der Dichtungsleistung der Labyrinthdichtungen 57, 58.
Je kleiner der Spalt zwischen der Wand jeder Vertiefung 47, 48 und der zugehörigen Wellendichtung 49, 50 ist, desto weniger wahrscheinlicher ist es, dass das Schmieröl Y in diesen Spalt eintritt. In diesem Ausführungsbeispiel können der Boden 472, 482 jeder Vertiefung 47, 48 und die vordere Seite 492, 502 der zugehörigen Wellendichtung 49, 50 nahe einander auf eine gleichförmige Weise bei im Wesentlichen der gesamten Fläche angeordnet sein. Dies macht es leicht die minimalen Spalte g1, g2 zu minimieren. Je kleiner jeder minimale Spalt g1, g2, desto größer ist die Dichtleistung der zugehörigen Labyrinthdichtung 57, 58. Dementsprechend ist die Anordnung jeder Labyrinthdichtung 57, 58 dieses Ausführungsbeispiels bevorzugt.
Wenn die Roots-Pumpe 11 vollständig zusammengebaut ist, ist die Harzschicht 59, 60 jeder Wellendichtung 49, 50 in Kontakt mit dem Boden 472, 482 der zugehörigen Vertiefung 47, 48. Die Vertiefungen 47, 48 sind in dem hinteren Gehäuseelement 14 angeordnet, das aus Metall ausgebildet ist. Wenn die Roots-Pumpe 11 arbeitet, gleiten die Harzschichten 59, 60 einfach entlang der Böden 472, 482 der zugehörigen Vertiefungen 47, 48, ohne eine Drehung jeder Drehwelle 19, 20 zu beeinflussen.
Insbesondere wird, wenn die Roots-Pumpe 11 hergestellt wird, die Gesamtlänge (F1 + d1) der Tiefe F1 jeder ringförmigen Nut 55 (siehe 4(c)) und der Dicke d1 der Harzschicht 59 (siehe 4(c)) etwas größer als der Vorsprungsbetrag H1 jedes ringförmigen Vorsprungs 53 (siehe 4(c)) ausgewählt. Die erste Drehwelle 19 und die erste Wellendichtung 49 werden dann miteinander zusammengebaut, so dass die Harzschicht 59 den Boden 472 der Vertiefung 47 kontaktiert. In diesem Zustand ist zugelassen, dass sich die erste Drehwelle 19 gleichmäßig dreht. Gleichermaßen wird die Gesamtlänge (F2 + d2) der Tiefe F2 jeder ringförmigen Nut 56 (siehe 5(c)) und der Dicke d2 der Harzschicht 60 (siehe 5(c)) etwas größer als der Vorsprungsbetrag H2 jedes ringförmigen Vorsprungs 54 (siehe 5(c)) ausgewählt. Die zweite Drehwelle 20 und die zweite Wellendichtung 50 werden dann miteinander zusammengebaut, so dass die Harzschicht 60 den Boden 482 der Vertiefung 48 kontaktiert. In diesem Zustand ist zugelassen, dass sich die zweite Drehwelle 20 gleichmäßig dreht.
Dementsprechend minimiert jede Harzschicht 59, 60 den minimalen Spalt g1, g2 zwischen der Wellendichtung 49, 50 und dem hinteren Gehäuseelement 14. Wenn eine Dichtung jeder Labyrinthkammer 551, 552, 561, 562 verbessert ist, ist die Dichtleistung jeder Labyrinthdichtung 57, 58 ebenso verbessert. Die verbesserte Dichtung der Labyrinthkammern 551, 552, 562, 562 können durch Reduzieren des Volumens jedes minimalen Spalts g1, g2 erreicht werden. Das heißt, dass jede Harzschicht 59, 60 dieses Ausführungsbeispiels die Dichtungsleistung der Labyrinthdichtungen 57, 58 verbessert.
Wie beschrieben ist, kontaktiert jede Harzschicht 49, 50 den Boden 472, 482 der zugeordneten Vertiefung 47, 48, ohne die Drehung jeder Drehwelle 19, 20 zu behindern. Somit ist eine Anordnung jeder Harzschicht 59, 60 an der vorderen Seite 492, 502 der zugehörigen Wellendichtung 49, 50 bei einem Minimieren der minimalen Spalte g1, g2 bevorzugt.
Die Labyrinthdichtungen 57, 58 stoppen ferner eine Gasleckage. Insbesondere überschreitet, wenn die Roots-Pumpe 11 arbeitet, der Druck in jeder Pumpenkammer 39 bis 43 den atmosphärischen Druck. Jede Labyrinthdichtung 57, 58 verhindert, dass Gas aus der fünften Pumpenkammer 43 entlang der Fläche der zugehörigen Wellendichtung 49, 50 zu der Getriebe unterbringenden Kammer 331 austritt. Das heißt, dass die Labyrinthdichtungen 57, 58 beides stoppt, ein Ölleck und ein Gasleck, und optimale Dichtungen der Nichtkontaktbauart sind.
Während der Drehung der ersten Drehwelle 19 bildet die erste schraubenförmige Nut 61 der ersten Wellendichtung 49 einen Weg entlang der Umfangswand 471 der Vertiefung 47 aus. Dieser sendet das Schmieröl Y korrespondierend zu dem Weg der ersten schraubenförmigen Nut 61 von einer Seite korrespondierend zu der fünften Pumpenkammer 43 zu der Getriebe unterbringenden Kammer 331 hin. Auf die gleiche Weise bildet die zweite schraubenförmige Nut 62 der zweiten Wellendichtung 50 einen Weg entlang der Umfangswand 481 der Vertiefung 48 während der Drehung der zweiten Drehwelle 20 aus. Das Schmieröl Y, das zu dem Weg der zweiten schraubenförmigen Nut 62 korrespondiert, strömt somit von einer Seite korrespondierend zu der fünften Pumpenkammer 43 zu der Getriebe unterbringenden Kammer 331 hin. Dementsprechend haben die Wellendichtungen 49, 50 mit den schraubenförmigen Nuten 61, 62, die jeweils als Pumpeinrichtung funktionieren, eine verbesserte Dichtleistung gegenüber dem Schmieröl Y.
Jede schraubenförmige Nut 61, 62 ist entlang der äußeren Umfangsseite 491, 501 der zugehörigen Wellendichtung 49, 50 oder der äußeren Umfangsseite des Abschnitts mit dem maximalen Durchmesser der Wellendichtung 49, 50 angeordnet. Die Umfangsgeschwindigkeit wird somit an dem Abschnitt maximal, an dem eine schraubenförmige Nut 61, 62 angeordnet ist. Dementsprechend dreht jede schraubenförmige Nut 61, 62 mit einer verhältnismäßig großen Geschwindigkeit. Dies zwängt das Gas wirksam zwischen die äußere Umfangsseite 491, 501 jeder Wellendichtung 49, 50 und der Umfangswand 471, 481 der zugehörigen Vertiefung 47, 48, um sich von einer Seite korrespondierend zu der fünften Pumpenkammer 43 zu der Getriebe unterbringenden Kammer 331 hin zu bewegen. Das Schmieröl Y zwischen der äußeren Umfangsseite 491, 501 jeder Wellendichtung 49, 50 und die Umfangswand 471, 481 der zugehörigen Vertiefung 47, 48 folgt der Bewegung des Gases, womit es sich wirksam von einer Seite korrespondierend zu der fünften Pumpenkammer 43 zu der Getriebe unterbringenden Kammer 331 hin bewegt. Der Ort jeder schraubenförmigen Nut 61, 62 dieses Ausführungsbeispiels ist somit bevorzugt, um zu verhindern, dass Öl von den Vertiefungen 47, 48 zu der fünften Pumpenkammer 43 austritt.
Wenn die Zahl der Drehzyklen jeder schraubenförmigen Nut 61, 62 steigt, wird die Dichtleistung jeder Wellendichtung 49, 50 verbessert. Da es verhältnismäßig einfach ist, die Zahl der Drehzyklen jeder schraubenförmigen Nut 61, 62 zu erhöhen, sind die schraubenförmigen Nuten 61, 62 bevorzugt Pumpeeinrichtungen.
Jede Drehwelle 19, 20 hat eine Vielzahl von Rotoren, die integral mit der Drehwelle 19, 20 ausgebildet sind. Somit muss, wenn jede Wellendichtung 49, 50 integral mit der zugehörigen Drehwelle 19, 20 ausgebildet ist, der maximale Durchmesser der Wellendichtung 49, 50 mit Bezug auf den Durchmesser jedes Durchgangslochs 141, 142 des hinteren Gehäuseelements 14 ausgewählt werden. In diesem Ausführungsbeispiel ist jedoch jede Wellendichtung 49, 50 getrennt von der zugehörigen Drehwelle 19, 20 ausgebildet. Es ist somit möglich, die Wellendichtungen 49, 50 so in Gestalt und Größe auszubilden, um die Pumpwirkung der Pumpeinrichtung vorteilhaft zu verbessert.
Die Umfangsseite 192 der ersten Drehwelle 19 bildet einen leichten Spalt in Bezug auf die Wand des Durchgangslochs 141. Ferner bildet jeder fünfte Rotor 27, 32 einen leichten Spalt in Bezug auf die Kammer ausbildende Wandfläche 143 des hinteren Gehäuseelements 14. Diese Spalte führen den Druck in der letzten Stufe, der fünften Pumpenkammer 43, zu der ersten Labyrinthdichtung 57 ein. Ferner bildet die Umfangsseite 202 der zweiten Drehwelle 20 einen leichten Spalt in Bezug auf die Wand des Durchgangslochs 142. Der Druck in der fünften Pumpenkammer 43 wird somit zu der zweiten Labyrinthdichtung 58 eingeführt.
Ohne die Ausgabedruck einführenden Leitungen 63, 64 sind die Labyrinthdichtungen 57, 58 durch den Druck in der Saugzone 431 und den Druck in der Druckzone 432 der fünften Pumpenkammer 43 gleichermaßen beeinflusst. Insbesondere empfängt, wenn der Druck in der Saugzone 431 groß P1 ist und der Druck in der maximalen Druckzone 432 P2 ist (P2 > P1), jede Labyrinthdichtung 57, 58 ungefähr die Hälfte der Summe der Drücke P1, P2 ((P2 + P1)/2) von der fünften Pumpenkammer 43.
Der Druck in jeder Vertiefung 47, 48, die mit der Getriebe unterbringenden Kammer 331 verbunden ist, korrespondiert zu dem atmosphärischen Druck (ungefähr 1000Torr), der durch einen Betrieb jedes Rotors 23 bis 32 unbeeinflusst verbleibt. Die Pumpwirkung der schraubenförmigen Nuten 61, 62 verringert den Druck in dem Raum zwischen jeder Wellendichtung 49, 50 und die Wand der zugehörigen Vertiefung 47, 48 auf ein Niveau P3 niedriger als den atmosphärischen Druck in dem Abschnitt zwischen jeder schraubenförmigen Nut 61, 62 und der zugehörigen Labyrinthdichtung 57, 58. Dementsprechend wird, wenn die Pumpe 11 nicht die Ausgabedruck einführenden Leitungen 63, 64 hat, die Druckdifferenz zwischen dem radialen inneren Ende und dem radialen äußeren Ende jeder Labyrinthdichtung 57, 58 ungefähr P3-(P2 + P1)/2.
Jede Ausgabedruck einführende Leitung 63, 64 dieses Ausführungsbeispiels verbessert die Wirkung eines Einführens des Drucks in die Maximaldruckzone 432 zu den zugehörigen Labyrinthdichtungen 57, 58. Das heißt, dass die Wirkung eines Einführens des Drucks in die Maximaldruckzone 432 durch die Ausgabedruck einführenden Leitungen 63, 64 zu den Labyrinthdichtungen 57, 58 die Wirkung eines Einführens eines Drucks in die Saugzone 431 zu den Labyrinthdichtung 57, 58 dominiert. Somit wird der Druck, der durch jede Labyrinthdichtung 57, 58 empfangen wird, viel größer als der vorstehend genannte Wert (P2 + P1)/2. Dementsprechend wird die Druckdifferenz zwischen dem radialen inneren Ende und dem radialen äußeren Ende jeder Labyrinthdichtung 57, 58 viel kleiner als der Wert P3-(P2 + P1)/2. Als ein Ergebnis wird die Ölleckage-Verhinderungswirkung jeder Labyrinthdichtung 57, 58 verbessert.
Die Wirkung eines Einführens eines Drucks in die Maximaldruckzone 432 jeder Labyrinthdichtung 57, 58 hängt von der kommunizierenden Fläche jeder Ausgabedruck einführenden Leitung 63, 64 ab. Da die Ausgabedruck einführenden Leitungen 63, 64 mit einer gewünschten kommunizierenden Fläche leicht ausgeführt werden kann, führen die Ausgabedruck einführenden Leitungen 63, 64 den Druck in die Maximaldruckzone 432 zu den Labyrinthdichtung 57, 58 optimal ein.
Die Ausgabedruck einführenden Leitungen 63, 64 sind in der Kammer ausbildenden Wandfläche 143 angeordnet, die die fünfte Pumpenkammer 43 ausbildet. Jedes Durchgangsloch 141, 142, durch das sich die zugehörige Drehwelle 19, 20 erstreckt, ist in der Kammer ausbildenden Wandfläche 143 ausgebildet. Die Maximaldruckzone 432 der fünften Pumpenkammer 43 ist der Kammer ausbildenden Wandfläche 143 zugewandt. Dementsprechend ist jede Ausgabedruck einführende Leitung 63, 64 leicht in der Kammer ausbildenden Wandfläche 143 ausgebildet, so dass die Leitung 63, 64 mit der Maximaldruckzone 432 und dem zugehörigen Durchgangsloch 141, 142 verbunden ist.
Wenn die Roots-Pumpe 11 von der trockenen Bauart ist, zirkuliert Schmieröl Y in keiner der Pumpenkammern 39 bis 43. Es ist bevorzugt, dass die vorliegende Erfindung auf diese Pumpenbauart angewandt wird.
Die vorliegende Erfindung kann modifiziert werden, wie in dem zweiten bis achten Ausführungsbeispiel der 8 bis 14 gezeigt ist. Obwohl nur die Labyrinthdichtung für die Drehwelle 19 in 8 bis 13 dargestellt ist, ist eine identische Labyrinthdichtung für die zweite Drehwelle 20 dieser Ausführungsbeispiele vorgesehen.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel ist, wie in 8 gezeigt ist, eine Vielzahl von ringförmigen Vorsprüngen 66, die von der vorderen Seite 492 der Wellendichtung 49 vorspringen, den ringförmigen Vorsprüngen 53 gegenüberliegend, die von dem Boden 472 der Vertiefung 47 vorspringen. Eine Harzschicht 67 ist an dem entfernten Ende jedes Vorsprungs 66 ausgebildet. Die ringförmigen Vorsprünge 66, 53 bilden eine Labyrinthdichtung aus.
Wie in 9 gezeigt ist, hat das dritte Ausführungsbeispiel anders als bei dem ersten Ausführungsbeispiel nicht die ringförmigen Vorsprünge 53, die andererseits von dem Boden 472 der Vertiefung 47 vorspringen. Stattdessen bilden ringförmige Nuten 55, die in der Wellendichtung 49 ausgebildet sind, eine Labyrinthdichtung aus.
Wie in 10 gezeigt ist, hat das vierte Ausführungsbeispiel anders als bei dem ersten Ausführungsbeispiel nicht die ringförmigen Nuten 55, die andererseits in der Wellendichtung 49 ausgebildet sind. Stattdessen bilden die ringförmigen Vorsprünge 53, die von dem Boden 472 der Vertiefung 47 vorspringen, eine Labyrinthdichtung aus. Eine Harzschicht 68 ist an dem entfernten Ende jedes Vorsprungs 53 ausgebildet.
Wie in 11 gezeigt ist, hat das fünfte Ausführungsbeispiel anders als bei dem ersten Ausführungsbeispiel nicht die ringförmigen Vorsprünge 53, die andererseits von dem Boden 472 der Vertiefung 47 vorspringen. Stattdessen bilden die ringförmigen Nuten 55 der Wellendichtung 49 eine Labyrinthdichtung aus. Eine Harzschicht 69 ist an dem Boden 472 der Vertiefung 47 ausgebildet.
Wie in 12 gezeigt ist, hat das sechste Ausführungsbeispiel anders als bei dem ersten Ausführungsbeispiel nicht die ringförmigen Nuten 55, die andererseits in der Wellendichtung 49 ausgebildet sind. Stattdessen bilden die ringförmigen Vorsprünge 53, die von dem Boden 472 der Vertiefung 47 vorspringen, eine Labyrinthdichtung aus. Eine Harzschicht 70 ist an der Vorderseite 492 der Wellendichtung 49 ausgebildet.
In dem siebten Ausführungsbeispiel ist, wie in 13 gezeigt ist, eine Wellendichtung 49A integral mit der Drehwelle 19 ausgebildet und ist mit dem fünften Rotor 27 verbunden. Die Wellendichtung 49A ist in einer Vertiefung 71 untergebracht, die auf der Seite des hinteren Gehäuseelements 14 ausgebildet ist, das dem Rotorgehäuseelement 12 zugewandt ist. Eine Labyrinthdichtung 72 ist zwischen der hinteren Seite der Wellendichtung 49A und einem Boden 711 der Vertiefung 71 angeordnet.
Wie in 14 gezeigt ist, hat das achte Ausführungsbeispiel ein Paar Wellendichtungen 49B, 50B. Ein Paar Gummigleitringe 73, 74 ist jeweils um die Wellendichtungen 49B, 50B gepasst. Eine Vielzahl von Leckage verhindernden Vorsprüngen 731 ist um den Gleitring 73 ausgebildet und eine Vielzahl von Leckage verhindernden Vorsprüngen 741 ist um den Gleitring 74 ausgebildet. Wenn die erste Drehwelle 19 dreht, gleiten die Leckage verhindernden Vorsprünge 731 entlang der Umfangswand 471 der Vertiefung 47 in einer kontaktierenden Weise. Gleichermaßen gleiten, wenn sich die zweite Drehwelle 20 dreht, die Leckage verhindernden Vorsprünge 741 entlang der Umfangswand 481 der Vertiefung 48 in einer kontaktierenden Weise. Jeder Leckage verhindernde Vorsprung 731, 741 bedeckt nicht den gesamten Umfang um die Achse der zugehörigen Wellendichtung 49B, 50B oder die Achsen 191, 201 der zugehörigen Drehwelle 19, 20 und ist diagonal in Bezug auf die Achsen 191, 201 ausgebildet. Jeder Leckage verhindernde Vorsprung 731, 741 bildet einen Weg von einer Seite korrespondierend zu der Getriebe unterbringenden Kammer 331 zu der fünften Pumpenkammer 43 in die Drehrichtung R1, R2 der zugehörigen Drehwellen 19, 20 gesehen.
Wenn die erste Drehwelle 19 dreht, zwängen die Leckage verhindernden Vorsprünge 731 das Schmieröl Y zwischen der Umfangswand 471 der Vertiefung 47 und der äußeren Umfangsseite der ersten Wellendichtung 49B, um sich von einer Seite korrespondierend zu der fünften Pumpenkammer 43 zu der Getriebe unterbringenden Kammer 331 zu bewegen. Auf die gleiche Weise zwängen, wenn sich die zweite Drehwelle 20 dreht, die Leckage verhindernden Vorsprünge 741 das Schmieröl Y zwischen die Umfangswand 481 der Vertiefung 48 und der äußeren Umfangsseite der zweiten Wellendichtung 50B, um sich von einer Seite korrespondierend zu der fünften Pumpenkammer 43 zu der Getriebe unterbringenden Kammer 331 hin zu bewegen.
Wenn ein einziger Leckage verhindernder Vorsprung um den gesamten Umfang um die Achsen 191, 201 jeder Drehwelle 19, 20 ausgebildet ist, muss die axiale Abmessung jedes Gleitrings 73, 74 vergrößert werden. In diesem Fall wird der Gleitwiderstand jedes Gleitrings 73, 74 verhältnismäßig groß, was nicht bevorzugt ist. Im Gegensatz dazu erfordern die Leckage verhindernden Vorsprünge 731, 741 des achten Ausführungsbeispiels nicht die Vergrößerung der axialen Abmessungen der Gleitringe 73, 74.
Die vorliegende Erfindung kann wie nachstehend modifiziert werden.
Der Boden jeder Vertiefung 47, 48 und die vordere Seite der zugehörigen Wellendichtung 49, 50 kann konisch sein, so dass eine Labyrinthdichtung zwischen den gegenüberliegenden konischen Fläche angeordnet ist.
In dem ersten Ausführungsbeispiel kann eine Harzschicht an dem entfernten Ende jedes Vorsprungs 53, 54 aufgebracht sein.
Eine Harzplatte kann zwischen dem Boden 472, 482 jeder Vertiefung 47, 48 und der vorderen Seite 492, 502 der zugehörigen Wellendichtung 49, 50 angeordnet sein, womit eine Harzschicht ausgebildet wird.
Die vorliegende Erfindung kann auf andere Bauarten von Vakuumpumpen als denen der Roots-Bauart angewandt werden.
Das vorliegende Beispiel und die Ausführungsbeispiele sind als veranschaulichend und nicht als beschränkend zu betrachten und die Erfindung ist nicht auf die hierin gegebenen Einzelheiten begrenzt, sondern kann innerhalb des Umfangs der anhängenden Ansprüche modifiziert werden.

Claims

Vakuumpumpe, die Gas durch Betätigen eines Gasförderkörpers (23-32) durch Drehung einer Drehwelle (19, 20) in eine Pumpenkammer (39-43) ansaugt, mit: einem Ölgehäuseelement (14, 33), wobei das Ölgehäuseelement (14, 33) eine Ölzone (331) benachbart zu der Pumpenkammer (39, 43) ausbildet und die Drehwelle (19, 20) einen vorspringenden Abschnitt hat, der von der Pumpenkammer (39-43) durch das Ölgehäuseelement (14, 33) zu der Ölzone (331) vorspringt; einer ringförmigen Dichtung (49, 50, 49A, 49B, 50B), die um den vorspringenden Abschnitt gelegen ist, um integral mit der Drehwelle (19, 20) zu drehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellendichtung (49, 50, 49A, 49B, 50B) eine erste Dichtung ausbildende Fläche hat, die sich in eine radiale Richtung der Wellendichtung (49, 50, 49A, 49B, 50B) erstreckt; eine zweite Dichtung ausbildenden Fläche an einem hinteren Gehäuseelement (14) des Ölgehäuseelements (14, 33) ausgebildet ist, das eine Trennwand ausbildet, die die Pumpenkammer und die Ölzone trennt, wobei die zweite Dichtung ausbildende Fläche der ersten Dichtung ausbildenden Fläche gegenüberliegt und im Wesentlichen parallel zu der ersten Dichtung ausbildenden Fläche ist; und eine Labyrinthdichtung (57, 58, 72) durch die erste und die zweite Dichtung ausbildende Fläche ausgebildet ist, wobei mindestens eine von der ersten und der zweiten Dichtung ausbildenden Fläche eine Vielzahl von ringförmigen Nuten oder Vorsprüngen hat, die koaxial angeordnet sind.
Vakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ölgehäuseelement (14, 33) eine Vertiefung (47, 48, 71) hat, in der die Wellendichtung (49, 50, 49A, 49B, 50B) aufgenommen ist, und die zweite Dichtung ausbildende Fläche einen Wandabschnitt der Vertiefung (47, 48, 71) ausbildet.
Vakuumpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung ausbildende Fläche eine Endfläche der Wellendichtung (49, 50, 49A, 49B, 50B) ist und die zweite Dichtung ausbildende Fläche ein Boden der Vertiefung (47, 48, 71) ist.
Vakuumpumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellendichtung (49, 50, 49A, 49B, 50B) eine Pumpeinrichtung (61, 62, 731, 741) hat, die Öl zwischen die Wellendichtung (49, 50, 49A, 49B, 50B) und eine Fläche zwängt, die die Vertiefung (47, 48, 71) ausbildet, um es von einer Seite korrespondierend zu der Pumpenkammer (39-43) zu der Ölzone (331) zu bewegen.
Vakuumpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeinrichtung (61, 62, 731, 741) an einer äußeren Umfangsseite der Wellendichtung (49, 50, 49A, 49B, 50B) gelegen ist.
Vakuumpumpe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeinrichtung eine schraubenförmige Nut (61, 62) ist und die schraubenförmige Nut (61, 62) einen Pfad von einer Seite korrespondierend zu der Ölzone (331) zu der Pumpenkammer (39-43) in eine Richtung der Drehwelle (19, 20) gesehen ausbildet.
Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellendichtung (49, 50, 49A, 49B, 50B) unabhängig von der Drehwelle (19, 20) ausgebildet ist, ein Dichtungsring (51, 52) zwischen der Wellendichtung (49, 50, 49A, 49B, 50B) und der Drehwelle (19, 20) gelegen ist, und der Dichtungsring (51, 52) verhindert, dass Öl aus der Ölzone (331) entlang einer Umfangsseite der Drehwelle (19, 20) zu der Pumpenkammer (39, 43) ausläuft.
Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Labyrinthdichtung (57, 58, 72) eine Harzschicht hat, die an mindestens einer der Wellendichtung (49, 50, 49A, 49B, 50B) und dem Ölgehäuseelement (14, 33) ausgebildet ist.
Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ölgehäuseelement (14, 33) ein Durchgangsloch (141, 142) hat, durch das sich die Drehwelle (19, 20) erstreckt, und die Vakuumpumpe eine Druckeinführleitung (63, 64) hat, die den Druck des Gases, das von der Pumpenkammer (39-43) durch das Durchgangsloch (141, 142) zur Außenseite der Vakuumpumpe ausgegeben wird, einführt.
Vakuumpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinführleitung (63, 64) den Druck in einer Maximaldruckzone (432), die in der Pumpenkammer (39-43) gelegen ist, durch das Durchgangsloch (141, 142) zu der Labyrinthdichtung (57, 58, 72) einführt.
Vakuumpumpe nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinführleitung (63, 64) in dem Ölgehäuseelement (14, 33) ausgebildet ist.
Vakuumpumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ölgehäuseelement (14, 33) eine Wandfläche hat, die zu der Maximaldruckzone (432) exponiert ist, und die Druckeinführleitung (63, 64) eine Nut ist, die in der Wandfläche ausgebildet ist.
Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch ein Lager (37, 38), das die Drehwelle (19, 20) stützt, wobei die Lagerung (37, 38) durch das Ölgehäuseelement (14, 33) gestützt wird und in der Ölzone (331) gelegen ist.
Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehwelle eine von einer Vielzahl von parallelen Drehwellen (19, 20) ist, ein Getriebemechanismus (34, 35) die Drehwellen (19, 20) miteinander verbindet, so dass die Drehwellen (19, 20) integral drehen, und der Getriebemechanismus (34, 35) in der Ölzone (331) gelegen ist.
Vakuumpumpe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Rotoren (23-32) um jede Drehwelle (19, 20) ausgebildet ist, so dass jeder Rotor (23-32) als der Gasförderkörper funktioniert, und die Rotoren einer Drehwelle mit den Rotoren der anderen Drehwelle in Eingriff sind.