DE8809980U1

DE8809980U1 - Wälzkolben-Vakuumpumpe

Info

Publication number: DE8809980U1
Application number: DE8809980U
Authority: DE
Original assignee: Werner Rietschle Maschinen und Apparatebau GmbH
Current assignee: Werner Rietschle Maschinen und Apparatebau GmbH
Priority date: 1987-08-11
Filing date: 1988-08-04
Publication date: 1988-09-29

Description

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PRINZ, LEISE.fl;"PÜNiK£ & "PARTNER Patentanwälte European Patent Attorneys Manzingerweg 7 ■ 8000 München 60

2. August 1988

WERNER RIETSCHLE

Maschinen- und Apparatebau GmbH

Roggenbachstrasse 58
7860 Schopfheim

Unser Zeichens R 1240 GM

Wälzkolben-Vakuumpumpe

Die Erfindung betrifft eine Wälzkolben-Vakuumpumpe mit zwei in einer zwischen zwei ebenen parallelen Stirnwänden begrenzten Pumpenkammer gegensinnig rotierenden Wälzkolben, einem an der Übergangsstelle zwischen den beiden zylinderteilförmigen Pumpenkammerhälften einmündenden Einlaß und einem dem Einlaß gegenüberliegenden Auslaß.

Bei den bekannten Wälzkolbenpumpen dieser Art wird die zwischen Einlaß und Auslaß erreichbare Druckdifferenz durch die Erwärmung der Pumpenteile begrenzt. Bei hohem Kompressionsverhältnis und hohem Differenzdruck zwischen Einlaß und Auslaß kann eine überhitzung der Pumpe auftreten, da infolge des geringen Massenstromes die bei der Verdichtung anfallende Kompressionswärme nicht mit der geförderten Masse abtransportiert werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Wälzkolben-Vakuumpumpe der oben angegebenen Art eine verbesserte

Abfuhr der bei der Verdichtung anfallenden Kompressionswärme zu erreichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in wenigstens eine der Stirnwände und in jede der beiden Pumpenkammerhälften ein an eine Kühlmittelquelle angeschlossener Kühlmittel-Zufuhrkanal mündet und daß an jeden Wälzkolben eine Steuerscheibe drehfest, angeschlossen ist, die wenigstens eine während der Drehung des zugehörigen Wälzkolbens mit der Mündungsöffnung des Kühlmittel-Zufuhrkanals in Deckung bringbare Steueröffnung aufweist und mit ihrer Fläche, in welcher diöse Steueröffnung gebildet ist, die benachbarte Mündungsöffnung verschließt.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Wälzkolben-Vakuumpumpe wird für eine vorgegebene maximale Betriebstemperatur der Pumpe die erzielbare Druckdifferenz zwischen Einlaß und Auslaß gesteigert. Wird ein vorbestimmter, relativ hoher Differenzdruck gefordert, so kann durch Verminderung der Betriebstemperatur die Lebensdauer der Pumpe gesteigert werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Einspeisung des Kühlmittels, vorzugsweise des Förderroediums, in die Pumpenkammer jeweils während einer Phase, in welcher der Dichtspalt am radial äußeren Ende des Wälzkolbens den Einlabbereich verlassen hat, so daß kein Kühlmittel zur Einlaßseite gelangen kann. Das Kühlmittel wird also vom Einlaß ferngehalten und zum Auslaß gefördert. Es ist daher keine Verschlechterung des erreichbaren Vakuums und keine Verkleinerung des Fördervolumens durch die Einspeisung des Kühlmittels zu befürchten.

Die beiden Pumpenkammerhälften bilden eine allgemein 8-förmige Funkenkammer; Einlaß und Auslaß liegen einander an der Übergangsstelle zwischen beiden Pumpenkammerhälften

gegenüber. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform liegen die Mündungsöffnungen der beiden Pumpenkanunerhälften auf der Längssymmetrieachse der Pumpenkammer, während die

; Steueröffnungen auf der Quersymmetrieachse der entspre-

S chenden Wälzkolben liegen. Vorzugsweise weist jede Steuer-

• scheibe zwei Steueröffnungen auf, die auf gleichem Radius

liegen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung mehrere Ausführungsformen und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine stark vereinfachte, schematische Darstel-&iacgr; lung des Bauprinzips der erfindungsgemäßen

j Wälzkolben-Vakuumpumpe; und

Fig. 2 einen axialen Teilschnitt bei der in Fig. 1 j gezeigten Ausführungsform.

! Bei der in Fig. 1 gezeigten, bekannten Wälzkolben-Vakuumpumpe öind zwei Wälzkolben 1, 2 im Abstand voneinander in > einer 8-förmigen Pumpenkammer 3 gegensinnig drehbar gela-

; gert. Die Pumpenkammer 3 besteht aus zwei gleichen und

S symmetrisch angeordneten Pumpenkajnmerhälften 3a, 3b. Die

Pumpenkanunerhälften 3a, 3b sind zylinderteilförmig und , bilden am übergang von einer Pumpenkammerhälfte in die andere zwei einander gegenüberliegende Kanten 4, 5. Symmetrisch zur Kante 4 mündet in den Ubergangsbereich zwischen beiden Pumpenkammerhälften 3a, 3b ein Einlaß 6. Symmetrisch zur Kante 5 liegt ein vom Ubergangsbereich zwischen beiden Pumpenkammerhälften 3a, 3b ausgehender Auslaß 7. Jeder Wälzkolben 1, 2 bildet an seinem radial äußeren Ende mindestens einen Dichtspalt 1a bzw. 2a, 2b mit der ümfangs- £lache der zugehörigen Pumpenkammerhälfte 3a bzw. 3b. Der Auslaß 7 kann zur Atmosphäre offen sein.

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In wenigstens einer der beiden die Seiten der Pumpenkammer abschließenden Stirnwände sind zwei Mündungsöffnungen 20, 22 eines in der Zeichnung nur angedeuteten und an eine (nicht gezeigte) KUhlmittelquelle angeschlossenen Zufuhrkanals 24 angeordnet. Die MUndungsöffnungen 20, 22 liegen beispielsweise auf der Längssymmetrieachse A der Pumpenkammer 3. Die Lage der Mündungsöffnungen 20, 22 innerhalb der zugehörigen Pumpenkammerhälften 3a, 3b ist von Bedeutung, weil vermieden werden muß, daß das eingelei-, tete Kühlmittel zun· Einlaß 6 gelangt. Die Mündungsöffnungen 20, 22 müssen also in einem Bereich liegen, in dem eine Arbeitskammer gebildet wird, welche durch den zugehörigen Wälzkolben vom Einlaß 6 abgesperrt ist. Dies ist beispielsweise für die Pumpenkammerhälfte 3b die Arbeitskammer 3c in Fig. 2. Die Mündungsöffnungen 20, 22 liegen also jeweils zwischen der Innenoberfläche der zugehörigen Pumpenkammerhälfte 3a, 3b und dem Drehzentrum des zugehörigen Wälzkolbens 1, 2, vorzugsweise auf einem auf das zugehörige Drehzentrum bezogenen Radius, der etwa halb so groß ist wie der Radius der Pumpenkammerhälften 3a, 3b. An jeden der Wälzkolben 1, 2 ist eine kreisrunde Steuerscheibe 26, 28 drehfest angeschlossen. Diese Steuerscheiben 26, 28 liegen unmittelbar benachbart zu der Stirr*wand der Pumpenkammer 3, in welcher die Mündungsöffnungen 20, liegen. Jede Steuerscheibe 26, 28 weist zwei einander diametral gegenüberliegende Steueröffnungen 30 gleicher Größe wie die Mündungsöffnungen 20, -2? auf. Diese Steueröffnungen 30 liegen auf demselben Radius wie die Mündungsöffnungeti 20, 22 sowie z.B. auf der Quersymmetrieachse B des zugehörigen Wälzkclben 1 bzw. 2. Während der Drehung der Steuerscheiben 26, 28 mit den Wälzkolben 1, 2 sind die Mündunysöffnungen 20, 22 jeweils kurzzeitig in Deckung -.>/^: &idiagr; .ner der Steueröffnungen 30 der Steuerscheiben 26, 28. In» Winkelbereich zwischen den Steueröffnungen 30 weisen die Steuerscheiben 26, 28 eine geschlossene Seitenfläche auf, welche die Mündungsöffnungen 20, 22 verschließt. Die Steuer-

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scheiben 26, 28 und die Mündungsöffnungen 20, 22 wirken somit als Steuerschieber, der während der Drehung der Wälzkolben 1, 2 kurzzeitig Kühlmittel über den Kühlmittelzufuhrkanal 24 in die Pumpenkammer einströmen läßt. Da jede Steuerscheibe 26, 28 mit zwei Steueröffnungen 30 versehen ist, erfolgt die_Einspeisung des Kühlmittels bei jeder vollständigen Umdrehung eines Wälzkolbens 1, 2 zweimal. Eine Beeinträchtigung der zwischen Einlaß und Auslaß erreichbaren Druckdifferenz durch das eingespeiste Kühlmittel ist nicht zu befürchten, weil die Einspeisung jeweils in eine Arbeitskammer erfolgt, die durch den zugehörigen Wälzkolben vom Einlaß abgesperrt ist. Das Kühlmittel wird also mit dem gepumpten Medium zum Auslaß befördert.

Bei der gezeigten Ausführungsform sind die Mündungsöffnungen 20, 22 und entsprechend auch die Steueröffnungen kreisrund ausgebildet. Die Zeitspanne, über welche eine Einspeisung des Kühlmittels gewünscht wird, kann verlängert werden, indem die Mündungsöffnungen 20, 22 und/oder die Steueröffnungen 30 schlitzförmig ausgebildet werden.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist die Seitenwand 32, in welcher die Mündungsöffnungen 20, 22 liegen, mit einer zylinderförmigen Einsenkung 34 für die entsprechende Steuerscheibe 26 versehen. Diese zylinderförmige Einsenkung 34 ist etwas weiter als die Steuerscheibe 26 und nimmt diese auf, so daß die Steuerscheibe 26 nicht oder nur entsprechend dem Axialspalt zwischen Wälzkolben und Seitenwand seitlich in die Pumpenkammer 3 hineinsteht. Der beispielsweise abgewinkelt ausgebildete Kühlmittel-Zufuhrkanal 24 verläuft im Inneren der Seitenwand 32.

Claims

PRINZ, LEIS^Pi'ßÜrvtKte aJ.'ÄRTNER

Patentanwälte · European Patent Attorneys Manzingerweg 7 · 8000 München 60
2. August 1988

WERNER RIETSCHLE

Maschinen- und Apparatebau GmbH

Roggenbachstrasse 58
7860 Schopfheim

Unser Zeichen: R 1240 GM

Schutzansprüche

1. Wälzkolben-Vakuumpumpe mit zwei in einer zwischen zwei ebenen parallelen Stirnwänden begrenzten Pumpenkammer gegensinnig rotierenden Wälzkolben, einem an der Übergangsstelle zwischen den beiden zylinderteilförmigen Pampenkammerhälften einmündenden Einlaß und einem dem Einlaß gegenüberliegenden Auslaß, dadurch gekennzeichnet/ daß in wenigstens eine der Stirnwände (32) und in jede der beiden Pumpenkammerhälften (3a, 3b) ein an eine Kühlmittelquelle angeschlossener Kühlmittel-Zufuhrkanal (24) mündet und daß an jeden Wälzkolben (1, 2) eine Steuerscheibe (26, 28) drehfest angeschlossen ist, die wenigstens eine während der Drehung des zugehörigen Wälzkolbens (1, 2) mit der Mündungsöffnung (20, 22) des Kühlmittel-Zufuhrkanals (24) in Deckung bringbare Steueröffnung (30) aufweist und mit ihrer Fläche, in welcher diese Steueröffnung (30) gebildet ist, die benachbarte MUndungsöffnung (20, 22) verschließt.

2. Wälzkolben-Vakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerscheiben (26, 28) zwei einander diametral auf gleichem Radius gegenüberliegende Steueröffnungen (30) aufweisen.

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3. Wälzkolben-Vakuumpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Mündungsöffnung (20, 22) und die zugehörige Steueröffnung (30) in Umfangsrichtung der zugehörigen Pumpenkammerhälfte (3a, 3b) bzw. der zugehörigen Steuerscheibe (26, 28) so angeordnet sind, daß diese Mündungsöffnung (20, 22) mit der zugehörigen Steueröffnung (30) in Deckung gelangt, während der zugehörige Wälzkolben (1, 2) in der zugehörigen Pumpenkammerhälfte (3a, 3b) eine von dem Einlaß (6) durch den Wälzkolben (1, 2) abgetrennte Arbeitskammer bildet, in welcher die Mündungsöff-jng (20, 22) liegt.
4. Wälzkolben-Vakuumpumpe nach Anspruch 3, bei welcher die beiden Pumpenkammerhälften eine allgemein 8-förmige Pumpenkammer bilden und Einlaß und Auslaß einander gegenüberliegend an der Übergangsstelle zwischen beiden Pumpenkammerhälften liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündungsöffnungen (20, 22) der beiden Pumpenkammerhälften (3a, 3b) auf der Längssymmetrieachse (A) der Pumpenkammer (3) liegen und die Steueröffnungen (30) auf der Quersymmetrieachse (B) des entsprechenden Wälzkolbens (1, 2) liegen.
5. Wälzkolben-Vakuumpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündungsöffnangen (20, 22) und c'ie Steueröffnungen (30) jeweils kreisrund und gleich groß ausgebildet sind.
6. Wälzkolben-Vakuumpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwand (32), in welcher die MUndungsöffnungen (20, 22) liegen, für jede Steuerscheibe (26, 28) eine entsprechende, diese zumindest teilweise aufnehmende, zylinderförmige Einsenkung (34) aufweist.