DE8700135U1 - Arbeitsmaschine, insbesondere Vakuumpumpe oder Kompressor - Google Patents
Arbeitsmaschine, insbesondere Vakuumpumpe oder KompressorInfo
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Description
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(15 658)
Die Neuerung betrifft eine Arbeitsmaschine, insbesondere Vakuumpumpe
oder Kompressor, bestehend aus einem Gehäuse mit Saug- oder Druckstutzen und mindestens einem den zylindrischen Gehäuseinnenraum zwischen
der Saug- und DruckstufczeriniuriuUiig Vöi-aiidciiiucii, drehbaren
Derartige Arbeitsmaschine sind allgemein bekannt und in Benutzung, wobei
nachfolgend der Einfachhalt halber auf Vakuumpumpen allein Bezug genommen wird, und zwar solche, die mit einem Schieber,„bestückten Rotor
betrieben werden, obgleich es auch Pumpen bzw. Vakuumpumpen mit zwei Rotoren gibt, die sich aufeinander abwälzen.
Bisherige Vakuumerzeuger, die mit diesem Rotationsprinzip arbeiten, bestehen
im wesentlichen aus Grauguß oder Stahl. Die beweglichenTeile, nämlich Schiebet blätter, Rotor und Lager, werden in der Regel mit öl
geschmiert. Das im Arbeitsraum befindliche öl dient zugleich der Abdichung
an den Spalten der Schieberblätter und am Rotor zum Gehäuse. Außerdem wird das ständig zuzuführende öl als Spülung der Laufflächen
im Arbeitsraum/^.h. es werden je nach Einsatzgebiet die durch den Luftstrom
mitgefUhrten Fremdpartikel, die sich durch die- Zentrifugalbewegung
insbesondere am Statorgehäuse ablagern, weitgehend weggespült. Durch die bein» Arbeitsprozeß entstehende Wärme, hervorgerufen durch Reibung der
Schieber und durch die Verdichtung der Luft in den zellenartigen Kammern,
lagern sich in den Poren der beteiligten metallischen Oberflächen diese
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Verunreinigungen ab. Das Ol verläßt als Aerosol den Arbeitsraum und
gelangt ins Freie. Bekanntlich ist dabei eine vollständige ölabsoheidung
beim sog. Aerosoleffekt mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand nicht möglich.
Der Neuerung liegt dssgesää dis Aufgabe zugrunde -, derartige Arbeitsmaschinen
dahingehend umzugestalten, daß Wasser als billiges und umweltfreundliches Schmiermittel in solchen Maschinen verwendet werden
kann, und zwar in Verbindung mit der Maßgabe, daß die dazu verwendeten Werkstoffe zudem preiswerter sein sollen als die bisher benutzten.
Diese Aufgabe ist mit einer Arbeitsmaschine der eingangs genannten Art
nach der Neuerung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und praktische Ausführungsformen
ergeben sich nach den Unteransprüchen.
Die Maßgabe, daß mindestens die Innenwandbereiche des Gehäuses aus keramischen
Werkstoffen gebildet sein sollen, ist so zu verstehen, daß einerseits das gesamte Gehäuse einschl. seines mindestens einen seitlichen
Verschlußdeckels aus diesem Material gebildet sein kann, daß aber andererseits die Innenwandbereiche durch entsprechende, in das Gehäuse einzusetzende
Formteile aus solchem Material gebildet sein können. Unter keramischen Werkstoffen sind dabei zu verstehen Silicat-, OxLd-
und Nichtoxidkeramik, wobei für den vorliegenden Fall, insbesondere die
Keramiken der beiden erstgenannten Gruppen in Frage kommen, und zwar bspw. auch sog. Gießtone. Soweit Keramikwerkstoff aus den beiden letzt-
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genannten Gruppen relativ teuer und insbesondere teurer als die bisher
verwendeten Werkstoffe sind, können diese, falls dies besondere Einsatzfälle
erfordern und rechtfertigen, selbstverständlich auch zur Verwendung koajwn.
von der damit sr5ffnsten Möglichkeit, derartige Arbeifcssssshi'-nen
mit Wasser schmieren zu können (gewissermaßen in positiver Nutzbarmachung des bekannten Aquaplaningeffektes) bietet die Verwendung keramischer Werkstoffe folgende Vorteile:
Hoohgenaue, steife Gießformen aus Stahl sichern bspw. eine gleichbleibende
Teilegenauigkeit, insbesondere für den Rotor (sofern auch dieser, was in
vorteilhafter Weiterbildung vorgesehen ist, aus Keramikmaterial besteht) und das Gehäuse bzw. für die in das Gehäuse einzusetzenden Teile.
Die gute Oberflächenbeschaffenheit des keramischen Werkstoffes, verbünd«»
mit hoher Verschleiß- und Korrosionsfestigkeit garantieren eine hohe
Betriebssicherheit und Lebensdauer der Vakuumpumpe. Die mögliche Integration metallischer Elemente, z.B. Konsolen, Zuganker, Lagersitzringe,
senken außerdem die Montagekosten. Sofern als Keramikwerkstoff Gießtone oder artähnliche Werkstoffe zur Verwendung kommen, bieten diese gegenüber
Stahl und Grauguß den Vorteil niedriger Kosten, einfacher Fertigungsverfahren und guter Formbarkeit, außerdem haben diese Werkstoffe eine hohe
Materialdämpfung und verfugen Ober eine sehr geringe Wärmeausdehnung.
Sofern die Innenwandbereiche des Gehäuses aus Keramikwerkstoff gebildet
sind, d.h., also aus einer zylindrischen Buchse und aus zwei Seitenbegrenzungsscheiben für den Innenraum, kann vorteilhaft in Betracht gezo-
-g
gen werden, das Gehäuse und/oder mindestens den einen seitlichen Verschlußdeckel
aus sog. Polymerbeton zu bilden, wobei es sich ebenfalls um einen preiswerten, gut ausformbaren und auch gut bearbeitbaren Werkstoff
handelt.
Sofern die Arbeitsmaschine mit einem einzigen, exzentrisch im Innenraum
des Gehäuses angeordneten Rotor mit in Nuten angeordneten Schiebern ausgestattet
ist, wie sie hier vorzugsweise in Betracht gezogen wird, besteht deren bevorzugte Ausführungsform darin, daß der aus Keramik gebildete
Rotor mit scheibenförmigen seitlichen Abdeckungen versehen und diese gegen jeden zwischen Schiebernuten befindlichen Rotorteil fixiert und die
Abdeckungen in entsprechenden Ausnehmingen der Innenraumseitenabschlüsse
eingreifend angeordnet sind. Diese spezielle Ausbildung trägt der dadurch bedingten Mehrfachschlitzung des Rotorkörpers Rechnung. Die die Nuten
zur Schieberaufnahme bildenden Schlitzungen reichen nämlich sehr tief bis in den Rotorkörper hinein, so daß bei Verwendung keramischen Werkstoffes
auch für den Rotor, die natürlich ebenfalls anzustreben ist, der Bruchanfälligkeit
derartigen Materials entgegengewirkt wird, da die Rotorabflchnitte
durch die scheibenförmig seitlichen Abdeckungen ausreichend Halt erfahren, was noch näher erläutert wird.
Da im vorliegenden Fall die Arbeitsmaschine für eine Schmierung mit Wasser
bestimmt ist und aus diesem Grund em Gefciäuse mindestens ein mit Dosierventil
versehener Wasserzufuhranschl-«ü vorgesehen ist, sind die Rotorwellenlager
in den Seitenabpchlüssen des Innenraumes gegen den Innenraum des Gehäuses abgedichtet auegebildet, so daß, falls es sich um schmier-
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mittelbedürftige Lager handelt (ggf. können auch selbstschmierende
Lager zur Verwendung können), keine Schmiermittel in den Innenraum
gelangen können. Die neuartige Arbeitsmaschine wird nachfolgend anhand
der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispieles einer Vakuumpumpe
mit schieberbestücktem Rotor näher erläutert.
Fig. 1 eine auseinandergezogene Ansicht der wesentlichen Einzelteile
der Arbeitsmaschine,
Fig. 2 eine Ausführungsform der Arbeitsmaschine im Schnitt und
Fig. 2 eine Ausführungsform der Arbeitsmaschine im Schnitt und
Fig. 3 einen Schnitt durch eine besondere Lagerausbildung der Rotorwelle.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Vakuumpumpe
mit einem mit Schiebern 11 bestückten Rotor 10. Wie aus Fig. 1
ersichtlich, besteht diese aus einem Gehäuse 2 mit Saug- und Druckstutzen 17, wobei der drehende Rotor mit seinen Schiebern 11 in bekannter
Weise dafür sorgt, daß der noch freie Innenraum, der sich durch exzentrische Anordnung des Rotors 9 im Gehäuse 2 ergibt, Jeweils
zwischen zwei Schiebern verändert wird, wodurch der Pumpeffekt entsteht. Derartige Raumveränderungen können auch, wie vorerwähnt, durch
andere Rotorausbildungen erzielt werden,so daß die nachfolgenden Erläuterungen
insoweit auch für derartige Arbeitsmaschinen bzw. Vakuumpumpen bzw. Kompressoren sinngemäß gelten. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
ist das dargestellte Gehäuse 2 beidseitig offen und wird gas- und flüssigkeitsdicht durch zwei Innenraumverschlußdeckel 3
verschlossen, die in diesem Falle mit entsprechenden Lagerbüchsen 15 und und Rotorwellenlagern 16 für die Rotorwelle 14 versehen sind.
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Abgesehen davon, daß sowohl das Gehäuse 2 als auch die beiden Deckel
insgesamt aus keramischem Werkstoff bestehen können, sind im dargestellten Ausführungsbeispiel die Innenwandbereichc 1 einerseits aus
einer im Gehäuse 2 drehfest eingesetzten Büchse 7 und andererseits aus
zwei Seitenscheiben 8 aus jeweils keramischem Werkstoff gebildet und in geeigneter Weise im Gehäuse 2 und an den Verschlußdeckeln 3 angebracht
und. fixiert. Dies kann bspw. durch Verkleben, ggf. in Verbindung formschlüssiger Anpassungen der betreffenden Teile, aber auch durch Anordnung
schraubbarer Verbindungselemente erfolgen. Die beiden Innenraumverschlußdeckel 3 sind mit schematisch angedeuteten metallischen Halteelementen
U am Gehäuse 2 gas- und flüssigkeitsdicht befestigt, wobei die beiden Decke?, mit Wasserzufuhranschlüssen 6 für die dosierte Zufuhr von
Wasser als Schmien.Attel versehen sind. Dafür weisen die Zufuhranschlüsse
6 Dosierventile 5 auf, wobei beide Anschlüsse 6 ggf. von nur einem Dosierventil 5 geregelt werden können. Das zugeführte Schmiencitte:. verläßt die
Vakuumpumpe mit der abgeförderten Luft durch den Auslaßanschluß 17 in
eine hier nicht dargestellte, mit Schalldämpfer versehene Auspuffleitung, ohne daß es dazu eines Schmiermittelabscheiders bedarf, da es sich bei
Wasser um ein absolut umweltverträgliches Medium handelt. Sofern, wie dargestellt, die Innenwandbereiche 1 aus keramischem Werkstoff
gebildet sind, können das Gehäuse 2 und auch die beiden Deckel 3 aus Polymerbeton od.dgl. Metallersatzstoffen gebildet sein, worunter hierbei
auch geeignete Kunststoffe zu verstehen sind.
Bevorzugt wird auch der Rotor 9 aus Keramikwerkstoff oder Polymerbeton
gebildet. .Wenn es sieh dabei um einen aus Keramik bestehenden und mit
Sohiebem 11 bestückten Rotor 9 handelt, ist dieser, wie aus Fig. 2
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ersichtlich., mit scheibenförmigen Abdeckungen 12 versehen, die gegen
jeden zwischen Schiebernuten befindlichen Rotorteil 9f in geeigneter
Weise fixiert sind, um der Bruchanfälligkeit keramischen Materials im Bereich der Nutböden zu begegnen. Falls der Rotor 9 aus Polymerbeton
gefertigt sein sollte, besteht im übrigen die Möglichkeit, im Rotormaterial geeignete Bewehrungen unterzubringen, die die bruchgefährdeten
kritischen Bereiche verstärken. Bei solchen Bewehrunger: icann es \ sich bspw. auch um rippenartige oder zapferartige Fortsätze 21 an der
\ Rotorwelle 14 handeln, die bei deriläibrmung der Rotorwelle 14 mit in
das Rotormaterial eingeformt bzw. eingebunden werden. Diese Ausführungsform wird bevorzugt und vorteilhaft angewendet, da diese am einfachsten
zu verwirklichen ist. Sofern scneibenförmige Abdeckungen 12, wie vorerwähnt, vorgesehen sind, laufen diese in entsprechenden Ausnehmungen
der Innenräumseitenabschlüsse 3*·
Die Rotorwellenlager 16 sind, sofern es sich, nicht um selbstschmierende
und insoweit sowieso abgekapselte . Lager handelt, gegen
den Innenraum des Gehäuses 1 abgedichtet ausgebildet, damit kehe Schmiermittel
in den Innenraum gelangen, der ja insgesamt ausschließlich mit dem dosiert zugefUhrten Wasser geschmiert wird. Die mit den Keramik- oder
Polymerbetonteilen verbundenen metallischen Teile, wie Schraubenbolzen 4,
Gewindebüchaen, Rotorwelle 14, Lagerbüchsen 15 od.dgl. sind in den Keramik- oder Polymerbetentelien mittels zu beiden Materialien bindefähigen
Bindemitteln eingebunden.
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Gemäß Fig. 3 können, um die Linie der Wassersehmierbarkeit konsequent
einzuhalten, die Lager der Rotorwellen 14 vorteilhaft als waseersohmierbare
Gleitlager, bestehend aus einer Wellen- (18) und einer in den Seitenverschlüssen 3" des Gehäuses 2 angeordneten LagerhUlse 19,
auegebildet sein, von denen mindestens eine aus Keramikwerkstoff und
die andere aus demit kambatiblem Werkstoff, wie Pressgraphit od.dgl.,
gebildet ist. Die Schmierwasserweiterleitung kann, wie gestrichelt angedeutet, vorgesehen werden. Am Wellendurohgriff am rechten Seitenverschluß
3" ist eine geeignete Dichtung 20 angeordnet.
Claims (9)
1. Arbeitsmaschine, insbesondere Vakuumpumpe oder Kompressor, bestehend
aus einem Gehäuse mit Saug- und Druckstutzen und mindestens einem
den zylindrischen Gehäuseinnenraum zwischen der Saug- und Druckstutzenmündung verändernden^ drehbaren Rotor,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Innenwandbereiche (1) des Gehäuses (2) aus keramischem
Werkstoff gebildet sind, wobei der mindestens eine Innenraumverschlußdeckel
(3) mit metallischen Haltelementen <U),wie Schraubenbolzen und Muttern, am Gehäuse (2) gas- und flüssigkeitsdicht
befestigt 'and am Gehäuse (2) mindestens ein mit Dosierventil
(5) versehener Wreserzufuhranschluß (6) angeordnet ist.
2. Maschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die aus keramischem Werkstoff gebildeten Innenwandbereiche aus
einer im Gehäuse (2) drehfest eingesetzten Büchse (7) und aus zwei Seitenscheiben (8) gebildet sind.
3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das die Keramikteile enthaltende Gehäuse (2) und/oder der mindestens eine seitliche Verschlußdeckel (3) aus Polymerbeton od.dgl. Metalleroatzstoff gebildet sind.
dadurch gekennzeichnet, daß das die Keramikteile enthaltende Gehäuse (2) und/oder der mindestens eine seitliche Verschlußdeckel (3) aus Polymerbeton od.dgl. Metalleroatzstoff gebildet sind.
4. Maschine räch einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der mindestens eine Rotor (9) aus Keramik oder Polymerbeton gebildet ist.
5. Maschine nach Anspruch 4, bei der der einzige Rotor (9) mit in Nuten
(10) angeordneten Schiebern (11) ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Keramik gebildete Rotor C9) seitlich mit scheibenTörmigen
Abdeckungen (12) versehen und diese gegen jeden zwischen Schiebernuten (10) befindlichen Rotorteil (91) fixiert und die Abdeckungen
(12) in entsprechende Ausnehmungen (13) der Irmenraumseitenabschlüsse
(3f) eingreifend angeordnet sind.
6„ Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorwellenlager (16) gegen den Innenraura des Gehäuses (1)
abgedichtet ausgebildet sind.
7. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die mit den Keramik- oder Polymerbetonteilen verbundenen metallischen
Teile, wi« Schraubenbolzen (4), Gewindebuchsen, Rotorwelle
(14), Lagerbüohsen (15) od.dgl., in diesen Teilen mittels zu
beiden Materialien bindefähigen Bindemitteln eingebunden sind.
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-3- &Idigr;
8. Masohine nach einem der Ansprüche 1 bis U und 6, 7, bei der dor
einzige ftotor (9) mit in Nuten (10) angeordneten Schiebern (11)
ausgestattet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (14) des Rotors (9) im Bereich des Rotors (9) mit
rippen- oder zapfenförmigen, in den aus Keramik öder Polyissrbstcn
gebildeten Rotorkörper eingebundenen Fortsätzen (17) versehen ist, die sich zwischen alle Nutbodenbereiche in die Rotorteile (91) erstrecken.
9. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 7. 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lager der Rotorwelle (14) als wasserschmierbare Gleitlager, bestehend aus einer Wellen- (18) und einer in den Seitenverschlüssen
(3") des Gehäuses (2) angeordneten Lagerhülse (19) ausgebildet sind, von denen mindestens eine aus Keramikwerkstoff und die andere
aus damit kombatiblem Werkstoff, wie Pressgraphit od.dgl. gebildet
ist.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE8700135U DE8700135U1 (de) | 1987-01-03 | 1987-01-03 | Arbeitsmaschine, insbesondere Vakuumpumpe oder Kompressor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE8700135U DE8700135U1 (de) | 1987-01-03 | 1987-01-03 | Arbeitsmaschine, insbesondere Vakuumpumpe oder Kompressor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE8700135U1 true DE8700135U1 (de) | 1988-05-05 |
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ID=6803308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE8700135U Expired DE8700135U1 (de) | 1987-01-03 | 1987-01-03 | Arbeitsmaschine, insbesondere Vakuumpumpe oder Kompressor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE8700135U1 (de) |
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1987
- 1987-01-03 DE DE8700135U patent/DE8700135U1/de not_active Expired
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