DE7121095U - Einrichtung zur oelversorgung der lagerstellen einer etwa vertikal angeordneten welle, vorzugsweise der welle einer turbomolekularpumpe - Google Patents

Description

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LEYBOLD-HERAEUS GMBH. & CO.KG. Köln-Bayental

Einrichtung zur· Ölversorgung von Lagerstellen

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ölversorgung der Lagerstellen einer etwa vertikal angeordneten Welle, vorzugs weise der Welle einer Turbomolekularpumpe. Die Schmierung der Lager einer Turbomolekularpumpenwelle ist besonders problematisch, da Tourenzahlen von ca. 24 000 Umdrehungen/Min. und mehr erreicht werden müssen.

Es ist bekannt, den Lagerstellen einer Motorwelle, die eine Turbomolekularpumpe antreibt, das öl durch separat angetriebene oder eingebaute ölpumpen über Rohrleitungen zuzuführen_s und zwar in der Weise, daß die ölaufgabe auf das Lager vom ruhenden Teil her erfolgt. Diese Art der ölzuführung hat den Nachteil, daß zusätzliche Teile, wie eine ölpumpe, Verrohrungen bzw. eine aufwendige Ölführung in dem Pumpengehäuse und Steuerungseinrichtungen sowie Sicherheitsschaltungen für die zugeführte ölmenge erforderlich sind. Außerdem sind die bekannten ölpumpen für die bei den hohen Touren geforderten sehr kleinen ölmengen nicht gut geeignet. Der Platzbedarf einer derartigen Ölversorgungseinrichtung ist schließlich sehr groß, und die ölaufgabe vom ruhenden Teil her bewirkt nur eine schlechte Zerstäubung des Öles vor dem Eintritt in das Lager.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Ölversorgung dei Lagerstellen einer etwa vertikal angeordneten Welle, vorzugsweise der Welle eines eine Turbomolekularpumpe antreibenden Motors,zu schaffen, der diese beschriebenen Nachteile nicht anhaften.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst» deß die Welle mit einem zentralen, nach unten offenen Ölkanal versehen ist, der mit mindestens der oberen Lagerstelle in Verbindung steht, daß zumindest der untere Abschnitt des Ölkanals eine Form aufweist, die beim Drehen der Welle eine Förderung des Öles nach oben bewirkt, und daß im Bereich der unteren Öffnung des ölkanals Mittel zur Zuführung des Öls vorgesehen sind.

Das im Ölkanal nach oben geförderte öl wird also der oberen Lagerstelle vom rotierenden Teil her zugeführt, so daß das öl bereits vor dem Eintritt in das Lager zerstäubt wird und dadurch eine bei den erforderlichen hohen Tourenzahlen besonders gute Schmierung bewirkt« Eine ölpumpe und eine aufwendige ölführung im Pumpengehäuse sind nicht mehr erforderlich, und auch der Platzbedarf der erfindungsgemäßen Ölversorgungseinrichtung ist minimalο

Steht der in der Welle vorgesehene Ölkanal nur mit der oberen Lagerstelle in Verbindung, dann erfolgt die Schmierung des oder der weite» unten liegenden Lagerstellen durch das infolge der Schwerkraft zurückfließende öl. Die Versorgung dieser Lager mit Öl erfolgt also vom ruhenden Teil her. Sollen auch diese Lager vom rotierenden Teil her versorgt werden, dann ist es vorteilhaft, den ölkanal in der Welle auch mit diesen Lagern zu verbinden»

Bei einer besonders vorteilhaften und einfachen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung weist zumindest der untere Abschnitt des Ölkanals eine konisch sich nach oben erweiternde Form auf» Anhand von Versuchen hat sich gezeigt, daß es genügt ,^ lediglich dem unteren Abschnitt des Ölkanals eine Form zu geben, die beim Drehen der Welle eine Förderung des Öls nach oben bewirkt» Dadurch wird bereits eine genügend große Ölmenge nach oben gefördert. Der ölkanal kann auch anstelle der konischen Form mit gewindeähnlichen Drehrillen versehen sein, durch die beim Drehen der Welle eine Förderung des Öls nach oben bewirkt wird.

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Die einfachste Art der Zuführung des Öles kann dadurch bewerkstelligt werden ,daß das untere Ende der VieHe in einen Ölsumpf eintauchte Vortsilhafterv.'eise erfolgt die ölzuführung jedoch mit Hilfe eines im Bereich der unteren Öffnung des ölkanals vorgesehenen, in die Welle hineinragenden Röhrchens, wodurch eine genaue Regelung der zugeführten ölmenge möglich ist»

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert werden.

In der Figur ist eine Turbomolekularpumpe 1 dargestellt, die im Gehäuse 2 untergebracht ist/ der obere Teil des Gehäuses 2 ist als Flansch 3 ausgebildet, der dem Anschluß an ein nicht dargestelltes, zu evakuierendes Gefäß dient. Die untere Seite des Gehäuses 2 ist als abnehmbarer Boden 4 ausgebildet*

An der Innenseite des Gehäuses 2 sind die ruhenden Schaufeln befestigt, die zusammen mit den am Rotor 6 gehalterten Schaufeln die Förderung d.es Gases bewirken .Der Rotor 6 ist über den Flansch 8 mit der Welle 9 verbunden, die Bestandteil eines hochtourigen Elektromotors ist, dessen Wicklungen mit 10 bezeichnet sind. Zur Lagerung der Welle 9 sind die Kugellager 11 und 12 vorgesehen. Das Lager 11 ist im Bereich der oberen Öffnung des Gehäuses 13 des Elektromotors angeordnet. Das Lager 12 befindet sich innerhalb einer Öffnung 14 im Boden 4 des Gehäuses der Turbomolekularpumpe. Am Boden 4 ist noch eine Steckvorrichtung

15 gehaltert, die der vakuumdichten Zuführung der Stromleitungen

16 zu den Wicklungen 10 des Elektromotors dient. Außerdem ist der Boden 4 mit der Öffnung 17 versehen, an die die Rohrleitung 18 angeschlossen ist, durch die die von der Pumpe geförderten Gase abgeführt werden.

Die Welle 9 ist aus fertigungstechnischen Gründen zweiteilig ausgebildet. Sie besteht aus dem oberen Teil 9' und aus <f.em

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unteren Teil 9", die nit Hilfe des Gewindes 19 (o^er ein°t Preßpassung) miteinander verbunden sind. Beide Teile sind mit einem zentralen ülkanal 20 versehen. Im unteren Teil 9" hat der Dlk^n-l 20 eine sich nach oben erweiternde konische Form,während er im Teil 9' der Welle 9 zylindrisch ausgebildet istä D&s obere Ende des ölkanals 20 ist über die radialen Bohrungen 21 mit dem oberen Lager 11 verbunden. Das untere Ende der Welle x^agt durch die Öffnung 14 im Boden 4 hindurch und endet in einem Dom 22, der durch die Wandung 2 3 von einem ölsumpf 24 getrennt ist. Im Dom 22 ist ein in die konische Öffnung der Welle 9 hineinragendes Röhrchen 2 5 vorgesehen ι das über den Kanal 26 mit dem Ölsumpf 24 in kommunizierender Verbindung steht« Der Abstand des Röhrchens 25 von der Innenwand des ölkanals 20 ist so klein, daß die aus dem Röhrchen austretenden Öltropfen mit Sicherheit die Innenwand des Ölkanals berühren.

Oberhalb des ölsumpfes 24 ist ein Ölsammelraum 27 vorgesehen, der über die Öffnung 2 8 mit dem ölsumpf 24 in Verbindung steht. Diese Öffnung 28 ist vom Verschlußstück 29 eines im ölsumpf befindlichen Schwimmers 30 verschließbar« Im Boden des Domes 22 bzw. des Ölsumpfes sind die Verschlüsse 31 und 32 vorgesehen, die dem Auswechseln des Röhrchens *5 bzw. dem ölablaß dienen»

Das durch das Röhrchen 25 zugeführte öl wird - entsprechend der Pfeile 33 - infolge der Drehung der Welle 9 nach oben gefördert und dem Lager 11 zugeführt. Von dort aus gelangt es durch die Ölrinne^im Gehäuse 13 des Elektromotors zum unteren Lager 12, das unmittelbar über dem ölsammelraum 27 gelegen ist.

Die durch das Röhrchen 2 5 der Welle zugeführte ölmenge hängt vom ölstand im ölsumpf 24 ab. Da dieser mit Hilfe des Schwimmers 30 regelbar ist, kann auch die zugeführte Ölmenge beliebig dosiert werden. Eine gleichmäßige Regulierung der ölzufuhr ist auch dadurch möglich, daß im ölkanal 20 eine Filz- oder poröse Keramikpatrone 35 vorgesehen ist. Entsprechend der Porösität dieser Patrone erfolgt eine Drosselung des ölstromes.

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Claims (10)

1. -PATEMTANSPRÜCHE

   Einrichtung zur Ölversorgung der Ldgerstellen einer etwa vertikal angeordneten Welle, vorzugsweise der Welle einer Turbomolekularpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (9) mit einem zentralen, nach unten offenen ölkanal (20) versehen ist, der mit mindestens der oberen Lagerstelle (11) in Verbindung stehe, daß zumindest der untere Abschnitt des ölkanals (20) eine Form aufweist, die beim Drehen der Welle (9) eine Förderung des Öls nach oben bewirkt, und daß im Bereich der unteren öffnung des Ölkanals (20) Mittel (23, 24, 25, 26) zur Zuführung des Öls vorgesehen sindo
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ölkanal C20)mit mehrerenLagerstellen (11, 12) in Verbindung steht«
3. 3e Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der untere Abschnitt des ölkanals (20) eine konisch sich nach oben erweiternde Form aufweist,
4. 4-, Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der untere Abschnitt des ölkanals (20) gewindeähnliche Drehrillen aufweist«
5. 5, Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadur. gekennzeichnet, daß das untere Ende der Welle (9) in einer, ülsumpf (24) eintaucht«
6. 6, Einrichtung nach einen der Ansprüche 1 bis 4, dadufcch gekennzeichnet, daß im Bereich der unteren öffnung des ölkanals (20) ein Röhrchen (25) für die Zuführung des Öls vor gesehen i
7. 7, Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Röhrchen (25) zugeführte Ülmenge regelbar ist«

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8. 8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Röhrchen mit dem Ölsumpf C24) in kommunizierender Verbindung steht.
9. 9. Einrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, daß die Höhe des Ölstandes im Ölsumpf (24) regelbar ist.
10. 10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß iir. oberen Teil des Ölsumpfes (24) eine den Ölsumpf (24) mit einem Ölsammelraum (27) verbindende Öffnung ("8) vorgesehen ist, die von einem Verschlußelement (29) eines Schwimmers (30) verschließbar ist.

    Ho Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im ölkanal (20) eine Filz- oder poröse Keramikpatrone (35) zur Drosselung des ölstromes vorgesehen ist.

    12, Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (9) aus zwei miteinander verbundenden Te'ilen 9' und 9" besteht, wobei der die Teile durchdringende Ölkanal (20) im unterenTeil konisch und im oberen Teil zylindrisch ausgebildet ist»

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