EP0281654B1 - Two-shaft machine - Google Patents
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- EP0281654B1 EP0281654B1 EP87103508A EP87103508A EP0281654B1 EP 0281654 B1 EP0281654 B1 EP 0281654B1 EP 87103508 A EP87103508 A EP 87103508A EP 87103508 A EP87103508 A EP 87103508A EP 0281654 B1 EP0281654 B1 EP 0281654B1
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- pistons
- housing
- layer
- machine
- coating
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
- F01C1/08—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
- F01C1/082—Details specially related to intermeshing engagement type machines or engines
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
- F01C1/08—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
- F01C1/12—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
- F01C1/126—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with elements extending radially from the rotor body not necessarily cooperating with corresponding recesses in the other rotor, e.g. lobes, Roots type
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49229—Prime mover or fluid pump making
- Y10T29/49236—Fluid pump or compressor making
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- Y10T29/4984—Retaining clearance for motion between assembled parts
Definitions
- the invention relates to a twin-shaft displacement machine for use in a vacuum with a housing and two shafts running parallel to one another, which carry pistons which are arranged in a scooping space formed by the housing such that they can be moved without contact with one another and relative to the scooping space. wherein the pistons or the pistons and the wall of the scoop are provided with a layer.
- a machine of this type is known from US-A-29 44 732.
- the pistons are coated with a layer that is as smooth as possible to increase the pumping capacity. No particular importance is attached to the play of the pistons with respect to one another and to the wall of the suction chamber.
- DE-C-942 229 it is known to manufacture the rotary pistons of Roots blowers from an extruded profile material and to make them dimensionally stable by means of a coating.
- twin-shaft machines of this type is therefore defined by the ratio of the amount of gas effectively pumped to the theoretically pumpable amount of gas.
- the selection of any small games is not possible due to thermal reasons. During operation, the machine heats up and there is thus a reduction in the existing play, so that there is a risk of the pistons starting up on the housing.
- the housing there is the possibility of dissipating the heat by water or air cooling.
- the heat from the rotating pistons is essentially dissipated only by the medium itself, which either transfers the heat of the piston to the housing or removes it itself. Since only a few molecules are available to dissipate the heat when the twin-shaft machine is operated in a vacuum, the thermal problems in this pressure range are particularly critical. Since the degree of heating depends on the pressure difference between the outlet and inlet of the machine and a maximum temperature difference between the piston and the housing must not be exceeded in order to avoid contact when the game is being consumed, certain pressure differences must be observed when operating the twin-shaft machines. When using Roots pumps in a vacuum, for example, the difference between outlet pressure and inlet pressure must not exceed a specified permissible value, unless special piston cooling measures have been taken.
- Two-shaft machines for use in the overpressure area differ, for example, from machines for use in a vacuum with essentially the same piston profile only in the cold play of the rotors to one another and radially and axially to the housing.
- a Roots blower with a pumping speed of 1000 m3 / h, intended for use in the overpressure area is approx. 50 u, has a root pump with the same pumping speed, intended for use in a vacuum, a cold play that is about 4 times greater.
- different pistons must therefore be manufactured depending on the area of pressure, so that the overall manufacturing effort is high.
- the present invention has for its object to provide a twin-shaft machine of the type mentioned and a method for its manufacture.
- the coating is intended to serve both to adapt the machine to the respective pressure range and to protect against corrosion and / or to influence the conveyed medium.
- this object is achieved in a twin-shaft machine of the type mentioned at the outset in that the coating of the steel pistons comprises two partial layers, of which the lower layer consists of nickel and the upper layer consists of copper.
- the manufacture of the pistons and the housing of the twin-shaft machine is expediently carried out in such a way that the pistons and the inner walls of the scooping chamber are first machined in a manner known per se by chip removal in such a way that the cold play of the parts is greater than that for all pressure ranges which the machine is used, would be required, and that after that the Adaptation of the game of the machine to the desired pressure range can be achieved by the coatings on the pistons and, if appropriate, also on the housing.
- the proposed coatings should initially ensure that the cold play assumes a certain value. To do this, it is sufficient if only the pistons are provided with a double layer of such a thickness that the desired cold play is present. If additional protection of the pistons and also the inner walls of the scooping chamber against corrosion with the conveying medium or additives contained therein is to be achieved, then it is necessary to coat both the pistons and the inner walls of the scooping chamber and to choose the selected layer thicknesses such that desired cold play is reached.
- the outer copper layer protects the piston and the scoop from corrosion.
- the advantage of the invention is first of all that a large number of pistons and housings with uniform dimensions can be produced for the most varied application pressure ranges of a twin-shaft machine of a certain type. Individual layers can initially be adapted to their respective pressure application area by means of galvanically or chemically layers which are relatively true to contour. So far, the cold play selected was a compromise that enabled the machines to be used in the various pressure ranges of the vacuum (rough vacuum, fine vacuum, etc.).
- the invention makes it possible in a particularly simple manner to select the cold play of two-shaft machines, in particular Roots pumps, in such a way that they are matched to the respective pressure application, that is to say that their volumetric efficiency is optimal for the respective pressure range.
- Roots vacuum pumps are particularly suitable, for example, for use in circulating systems for CO2 lasers.
- With the generation of laser light is one Dissociation of CO 2 in CO and O2 connected.
- a catalytic effect occurs which reverses the dissociation mentioned.
- the CO2 gas mixture flowing around in the gas laser therefore has a longer service life. A gas exchange is required less frequently, so that the operating costs of the gas laser can be significantly reduced.
- the housing of the Roots pump 1 shown in FIGS. 1 to 3 is designated by 2.
- Your scoop space 3 is formed by the inner walls of the housing 2 and the side plates 4, 5 (Fig. 3).
- the 8-shaped pistons 6 and 7 are rotatably arranged in a contact-free manner within the scoop space.
- the weles 8 and 9 are stored in the side plates 4 and 5.
- the movement of the pistons 6 and 7 is synchronized by means of the toothed wheels 11 and 12, which are fastened to the stumps of the shafts 8, 9 passing through the end shield 4.
- the opposite side of the Roots pump on the wheel side is referred to as the drive side.
- One of the dies on this page is coupled to a drive motor, not shown.
- the pistons 6 and 7 rotate in the direction of the arrows 13, as a result of which the conveying direction (arrows 14) is determined.
- the inlet and outlet of the pump are designated 15 and 16, respectively.
- the pistons 6, 7, the inner sides of the end shields 4, 5 and the inner walls of the housing 2 are first machined in such a way that the cat games A to F are larger than is required for all areas of application, for which this machine comes into question is required. Thereafter, the originally too large cold clearances are reduced by a desired amount by means of targeted, true-to-contour coatings, so that only different coatings of this type of piston pumps can be produced for different areas of application. If the Roots pump is at risk of corrosion due to the pumped media, for example, then all pump-active surfaces must be coated. Just the cold game to a certain extent brought, then it is sufficient if the pistons 6 and 7 are provided with targeted coating thicknesses.
- the parts to be coated usually consist of steel.
- a preferred layer material is nickel.
- Nickel layers can be applied true to the contours by coating with electroless nickel with reproducible layer thicknesses. If the parts are to be Cu-coated, it is advisable to first apply a nickel layer as the basis and then the Cu layer.
- the thickness of the two layers should be chosen so that the cold play corresponding to the area of application is achieved. It has proven to be advantageous if the copper layer thickness is 25 ⁇ and the thickness of the nickel layer is chosen according to the desired cold play.
- Figures 4 to 6 show schematically how the layers can be applied.
- the tub of an electroplating bath is designated, in which the parts to be coated are immersed and connected as a cathode.
- An anode 22 is assigned to the side to be coated, the shape of which is adapted to the contour of the surface to be coated.
- a flat anode 22 is therefore assigned to the end shield shown in FIG. 4.
- the anodes are each approximately 8-shaped as an example.
- the anode 22 serving to coat the piston 6 or 7 has the shape of a basket and surrounds the piston equidistantly when a uniform layer is to be applied.
- Flat anode sections are also assigned to the end faces of the piston if a coating of the end faces is to be achieved.
- the thickness of the applied layer can be influenced by locally changing the distance between the piston and the anode.
- an 8-shaped basket anode 22 is also provided, which is also arranged essentially equidistant within the scooping space 3. Additional anodes, not shown, can also be used to coat the inside of the connecting pieces of inlet 15 and outlet 16.
- the anodes 22 can be sacrificial anodes. However, anodes that consist of expanded titanium and have a basket-shaped design have proven to be particularly advantageous, since they enable a contour-conforming adjustment.
- the desired coating material is preferably in the anode basket as clippings.
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Zweiwellen-Verdrängungsmaschine für die Anwendung im Vakuum mit einem Gehäuse und zwei parallel zueinander verlaufenden Wellen, welche Kolben tragen, die derart in einem vom Gehäuse gebildeten Schöpfraum angeordnet sind, daß sie untereinander und relativ zum Schöpfraum berührungsfrei bewegbar sind, wobei die Kolben oder die Kolben und die Wandung des Schöpfraumes mit einer Schicht versehen sind.The invention relates to a twin-shaft displacement machine for use in a vacuum with a housing and two shafts running parallel to one another, which carry pistons which are arranged in a scooping space formed by the housing such that they can be moved without contact with one another and relative to the scooping space. wherein the pistons or the pistons and the wall of the scoop are provided with a layer.
Aus der US-A-29 44 732 ist eine Maschine dieser Art bekannt. Zur Erhöhung der Pumpleistung sind die Kolben mit einer möglichst glatten Schicht versehen. Dem Spiel der Kolben zueinander und zur Schöpfraumwandung wird keine besondere Bedeutung beigemessen. Zum Stand der Technik wird außerdem noch auf die GB-A-772 350 und DE-A-3l 42 896 hingewiesen. Bei den daraus benannten Maschinen wird eine Berührung der Kolben in Kauf genommen. Aus der DE-C-942 229 ist es bekannt, die Drehkolben von Rootsgebläsen aus einem stranggepreßten Profilmaterial herzustellen und mit Hilfe einer Beschichtung maßhaltig zu machen.A machine of this type is known from US-A-29 44 732. The pistons are coated with a layer that is as smooth as possible to increase the pumping capacity. No particular importance is attached to the play of the pistons with respect to one another and to the wall of the suction chamber. With regard to the prior art, reference is also made to GB-A-772 350 and DE-A-3l 42 896. In the machines named from this, touching the pistons is accepted. From DE-C-942 229 it is known to manufacture the rotary pistons of Roots blowers from an extruded profile material and to make them dimensionally stable by means of a coating.
Wegen der berührungsfreien Anordnung der Kolben im Gehäuse sind bei den hier betroffenen Zweiwellen-Maschinen (Rootspumpen, Northey-Pumpen, Schraubenkompressoren usw.) Rückströmungen des geförderten Mediums unvermeidbar. Der volumetrische Wirkungsgrad von Zweiwellenmaschinen dieser Art ist deshalb definiert durch das Verhältnis von der effektiv geförderten Gasmenge zur theoretisch förderbaren Gasmenge. Je geringer das Spiel der Kolben zueinander und zur Gehäusewandung ist, desto geringer ist die Rückströmung, das heißt, desto besser ist ihr volumetrischer Wirkungsgrad. Die Wahl beliebig kleiner Spiele ist jedoch aus thermischen Gründen nicht möglich. Während des Betriebs erwärmt sich die Maschine, und es kommt somit zur Reduktion der vorhandenen Spiele, so daß die Gefahr des Anlaufens der Kolben am Gehäuse besteht.Because of the contact-free arrangement of the pistons in the housing, backflows of the pumped medium are unavoidable in the two-shaft machines affected (root pumps, Northey pumps, screw compressors, etc.). The volumetric efficiency of twin-shaft machines of this type is therefore defined by the ratio of the amount of gas effectively pumped to the theoretically pumpable amount of gas. The less the clearance of the pistons to each other and to the housing wall, the lower the Backflow, that is, the better their volumetric efficiency. The selection of any small games is not possible due to thermal reasons. During operation, the machine heats up and there is thus a reduction in the existing play, so that there is a risk of the pistons starting up on the housing.
Bezüglich des Gehäuses besteht die Möglichkeit, die Wärme durch eine Wasser- oder Luftkühlung abzuführen. Die Abführung der Wärme von den rotierenden Kolben erfolgt jedoch im wesentlichen nur durch das geförderte Medium selbst, das entweder die Wärme des Kolbens auf das Gehäuse überträgt oder selbst mit abführt. Da beim Betrieb der Zweiwellenmaschine im Vakuum nur relativ wenig Moleküle zur Abführung der Wärme zur Verfügung stehen, sind die thermischen Probleme in diesem Druckbereich besonders kritisch. Da der Grad der Erwärmung von der Druckdifferenz zwischen Auslaß und Einlaß der Maschine abhängt und eine maximale Temperaturdifferenz zwischen Kolben und Gehäuse zur Vermeidung von Berührungen bei Spielaufzehrung nicht überschritten werden darf, müssen beim Betrieb der zweiwellenmaschinen bestimmte Druckdifferenzen eingehalten werden. Beim Einsatz von Wälzkolbenpumpen im Vakuum darf zum Beispiel die Differenz zwischen Auslaßdruck und Einlaßdruck einen vorgegebenen zulässigen Wert nicht überschreiten, sofern keine besonderen Kolben-Kühlmaßnahmen getroffen sind.With regard to the housing, there is the possibility of dissipating the heat by water or air cooling. However, the heat from the rotating pistons is essentially dissipated only by the medium itself, which either transfers the heat of the piston to the housing or removes it itself. Since only a few molecules are available to dissipate the heat when the twin-shaft machine is operated in a vacuum, the thermal problems in this pressure range are particularly critical. Since the degree of heating depends on the pressure difference between the outlet and inlet of the machine and a maximum temperature difference between the piston and the housing must not be exceeded in order to avoid contact when the game is being consumed, certain pressure differences must be observed when operating the twin-shaft machines. When using Roots pumps in a vacuum, for example, the difference between outlet pressure and inlet pressure must not exceed a specified permissible value, unless special piston cooling measures have been taken.
Um möglichst hohe Druckdifferenzen bei Vakuumeinsatz zu ermöglichen, ist es bekannt, die Spiele im kalten Zustand der Maschine besonders groß zu wählen. Mit zunehmender Temperatur dehnen sich die Kolben aus, das heißt, die Spiele zueinander und zur Innenwand des Schöpfraumes nehmen ab, so daß die Maschine erst bei ihrer Betriebstemperatur den höchsten volumetrischen Wirkungsgrad hat.In order to enable the highest possible pressure differences when using vacuum, it is known to choose the games particularly large when the machine is cold. As the temperature increases, the pistons expand, that is, the play with respect to one another and to the inner wall of the scooping area decrease, so that the machine only has the highest volumetric efficiency at its operating temperature.
Zweiwellenmaschinen für den Einsatz im überdruckgebiet unterscheiden sich beispielsweise von Maschinen für den Einsatz im Vakuum bei im wesentlichen gleichem Kolbenprofil nur durch die Kaltspiele der Rotoren zueinander sowie radial und axial zum Gehäuse. Während das Spiel zwischen dem Kolben und der Schöpfraum-Innenwand bei einem Rootsgebläse mit einem Saugvermögen von 1000 m³/h, bestimmt für den Einsatz im Überdruckgebiet, ca. 50 u beträgt, hat eine Rootspumpe mit gleichem Saugvermögen, bestimmt für den Einsatz im Vakuum, ein um etwa Faktor 4 größeres Kaltspiel. Für Zweiwellenmaschinen des gleichen Typs und der gleichen Größenordnung müssen deshalb je nach Druck-Einsatzgebiet unterschiedliche Kolben hergestellt werden, so daß insgesamt der Herstellungsaufwand hoch ist.Two-shaft machines for use in the overpressure area differ, for example, from machines for use in a vacuum with essentially the same piston profile only in the cold play of the rotors to one another and radially and axially to the housing. During the game between the piston and the The inner chamber wall of a Roots blower with a pumping speed of 1000 m³ / h, intended for use in the overpressure area, is approx. 50 u, has a root pump with the same pumping speed, intended for use in a vacuum, a cold play that is about 4 times greater. For two-shaft machines of the same type and of the same order of magnitude, different pistons must therefore be manufactured depending on the area of pressure, so that the overall manufacturing effort is high.
Zweiwellenmaschinen, insbesondere Wälzkolbenpumpen, haben bei vielen Applikationen breite Anwendung gefunden, da sie in bezug auf das Saugvermögen relativ wirtschaftlich herstellbar und betreibbar sind. Zu diesen Applikationen gehört auch die Förderung von mit Feuchtigkeit oder anderen, häufig aggressiven Zusätzen beladenen Gasen. Aufgrund dieser Zusätze können im bereich der Oberfläche der Kolben oder der Innenwandungen des Schöpfraumes Reaktionen auftreten. Die Reaktionsprodukte (Rost oder dergleichen) lösen sich und führen nicht nur zu Verunreinigungen der geförderten Gase, sondern auch zu einem vorzeitigen Verschleiß.Twin-shaft machines, in particular Roots pumps, have found widespread use in many applications, since they are relatively economical to produce and operate with regard to the pumping speed. These applications also include the conveyance of gases loaded with moisture or other, often aggressive additives. Because of these additives, reactions can occur in the area of the surface of the pistons or the inner walls of the scooping chamber. The reaction products (rust or the like) dissolve and not only lead to contamination of the extracted gases, but also to premature wear.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zweiwellenmaschine der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung anzugeben. Dabei soll die Beschichtung sowohl der Anpassung der Maschine an den jeweiligen Druckbereich als auch dem Korrosionsschutz und/oder einer Einflußnahme auf das geförderte Medium dienen.The present invention has for its object to provide a twin-shaft machine of the type mentioned and a method for its manufacture. The coating is intended to serve both to adapt the machine to the respective pressure range and to protect against corrosion and / or to influence the conveyed medium.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Zweiwellenmaschine der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Beschichtung der aus Stahl bestehenden Kolben zwei Teilschichten umfaßt, von denen die untere Schicht aus Nickel und die obere Schicht aus Kupfer besteht. Die Herstellung der Kolben und des Gehäuses der Zweiwellenmaschine erfolgt zweckmäßig in der Weise, daß die Kolben und die Innenwandungen des Schöpfraumes zunächst in an sich bekannter Weise durch Spanabhebung derart bearbeitet werden, daß das Kaltspiel der Teile größer ist, als es für alle Druckbereiche, in denen die Maschine eingesetzt wird, erforderlich wäre, und daß danach die Anpassung des Spiels der Maschine an den gewünschten Druckbereich durch die Beschichtungen der Kolben und gegebenenfalls auch des Gehäuses erreicht werden.According to the invention, this object is achieved in a twin-shaft machine of the type mentioned at the outset in that the coating of the steel pistons comprises two partial layers, of which the lower layer consists of nickel and the upper layer consists of copper. The manufacture of the pistons and the housing of the twin-shaft machine is expediently carried out in such a way that the pistons and the inner walls of the scooping chamber are first machined in a manner known per se by chip removal in such a way that the cold play of the parts is greater than that for all pressure ranges which the machine is used, would be required, and that after that the Adaptation of the game of the machine to the desired pressure range can be achieved by the coatings on the pistons and, if appropriate, also on the housing.
Durch die vorgeschlagenen Beschichtungen soll zunächst erreicht werden, daß das Kaltspiel einen bestimmten Wert annimmt. Dazu reicht es aus, wenn nur die Kolben mit einer Poppelschicht von einer solchen Dicke versehen werden, daß das gewünschte Kaltspiel vorhanden ist. Soll zusätzlich ein Schutz der Kolben und auch der Innenwandungen des Schöpfraumes gegen Korrosionen mit dem Fördermedium oder darin enthaltenen Zusätzen erreicht werden, dann ist es erforderlich, sowohl die Kolben als auch die Innenwandungen des Schöpfraumes zu beschichten und die gewählten Schichtdicken so zu wählen, daß das gewünschte Kaltspiel erreicht wird. Die äußere Kupferschicht schützt Kolben und Schöpfraum vor Korrosionen.The proposed coatings should initially ensure that the cold play assumes a certain value. To do this, it is sufficient if only the pistons are provided with a double layer of such a thickness that the desired cold play is present. If additional protection of the pistons and also the inner walls of the scooping chamber against corrosion with the conveying medium or additives contained therein is to be achieved, then it is necessary to coat both the pistons and the inner walls of the scooping chamber and to choose the selected layer thicknesses such that desired cold play is reached. The outer copper layer protects the piston and the scoop from corrosion.
Der Vorteil der Erfindung liegt zunächst darin, daß für die unterschiedlichsten Einsatz-Druckbereiche einer Zweiwellenmaschine eines bestimmten Typs eine Vielzahl von Kolben und Gehäuse mit einheitlichen Maßen hergestellt werden kann. Durch galvanisch oder chemisch in relativ einfacher Weise konturentreu aufzubringende Schichten können einzelne Maschinen zunächst an ihren Jeweiligen Druckeinsatzbereich angepaßt werden. Bisher war das gewählte Kaltspiel ein Kompromiß, der den Einsatz der Maschinen in den verschiedenen Druckbereichen des Vakuums (Grobvakuum, Feinvakuum usw.) ermöglichte. Durch die Erfindung ist es in besondes einfacher Weise möglich, das Kaltspiel von Zweiwellenmaschinen, insbesondere Wälzkolbenpumpen, derart zu wählen, daß sie auf den jeweiligen Druck-Einsatzfall abgestimmt sind, das heißt, daß ihr volumetrischer Wirkungsgrad für den jeweiligen Druckbereich optimal ist.The advantage of the invention is first of all that a large number of pistons and housings with uniform dimensions can be produced for the most varied application pressure ranges of a twin-shaft machine of a certain type. Individual layers can initially be adapted to their respective pressure application area by means of galvanically or chemically layers which are relatively true to contour. So far, the cold play selected was a compromise that enabled the machines to be used in the various pressure ranges of the vacuum (rough vacuum, fine vacuum, etc.). The invention makes it possible in a particularly simple manner to select the cold play of two-shaft machines, in particular Roots pumps, in such a way that they are matched to the respective pressure application, that is to say that their volumetric efficiency is optimal for the respective pressure range.
Schließlich besteht noch der Vorteil, daß mit der äußeren, aus Kupfer bestehenden Schicht Einfluß auf das geförderte Medium genommen werden kann. Wälzkolbenvakuumpumpen sind zum Beispiel für den Einsatz in Umwälzsystemen von CO₂-Lasern besonders geeignet. Mit der Erzeugung des Laserlichtes ist eine Dissoziation des CO2 in CO und O₂ verbunden. Durch die Beschichtung der aktiven Pumpenoberflächen mit Kupfer tritt eine Katalysatorwirkung ein, die die erwähnte Dissoziation rückgängig macht. Das im Gaslaser umströmende CO₂-Gasgemisch hat deshalb eine längere Lebensdauer. Ein Gasaustausch ist seltener erforderlich, so daß die Betriebskosten des Gaslasers wesentlich reduziert werden können.Finally, there is the advantage that the outer layer consisting of copper can be used to influence the medium conveyed. Roots vacuum pumps are particularly suitable, for example, for use in circulating systems for CO₂ lasers. With the generation of laser light is one Dissociation of CO 2 in CO and O₂ connected. By coating the active pump surfaces with copper, a catalytic effect occurs which reverses the dissociation mentioned. The CO₂ gas mixture flowing around in the gas laser therefore has a longer service life. A gas exchange is required less frequently, so that the operating costs of the gas laser can be significantly reduced.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von in den Figuren 1 bis 6 schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert werden. Es zeigen:
Figuren 1 und 2 einen Querschnitt durch eine Wälzkolbenpumpe mit zwei verschiedenen Kolbenstellungen,Figur 3 einen Längsschnitt durch eine Wälzkolbenpumpe undFiguren 4, 5 und 6 Einrichtungen zur Beschichtung von Teilen mit aktiven Pumpenoberflächen.
- 1 and 2 show a cross section through a Roots pump with two different piston positions,
- 3 shows a longitudinal section through a Roots pump and
- Figures 4, 5 and 6 devices for coating parts with active pump surfaces.
Das Gehäuse der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Wälzkolbenpumpe 1 ist mit 2 bezeichnet. Ihr Schöpfraum 3 wird gebildet von den Innenwandungen des Gehäuses 2 und den Seitenschilden 4, 5 (Fig. 3). Innerhalb des Schöpfraumes sind die 8-förmigen Kolben 6 und 7 berührungsfrei drehbar angeordnet. Die Welen 8 und 9 sind in den Seitenschilden 4 und 5 gelagert. Die Synchronisation der Bewegung der Kolben 6 und 7 erfolgt mittels der Zahnräder 11 und 12, die auf den das Lagerschild 4 durchsetzenden Stümpfen der Wellen 8, 9 befestigt sind. Die der Räderseite gegenüberliegende Seite der Wälzkolbenpumpe wird als Antriebsseite bezeichnet. Einer der auf dieser Seite befindlichen Stümpfe ist mit einem nicht dargestellten Antriebsmotor gekoppelt. Die Kolben 6 und 7 drehen sich in Richtung der Pfeile 13, wodurch die Förderrichtung (Pfeile 14) bestimmt ist. Einlaß und Auslaß der Pumpe sind mit 15 beziehungsweise 16 bezeichnet.The housing of the
In die Figuren 1 bis 3 sind die verschiedenen Spiele, die unter anderem für einen berührungsfreien Ablauf der Kolbenbewegungen entscheidend sind, durch Großbuchstaben gekennzeichnet. Mit A und B sind die Spiele bezeichnet, die die Kolben 6, 7 peripher auf der Druckseite beziehungsweise auf der Saugseite zum Gehäuse 2 hin haben (Fig. 1). Mit C und D ist das axiale Spiel bezeichnet (Fig. 3), das die Kolben 6 und 7 stirnseitig zum Lagerschild 4 auf der Räderseite beziehungsweise zum Lagerschild 5 auf der Antriebsseite haben. Schließlich sind Spiele, die die Kolben 6, 7 in zwei verschiedenen Stellungen zueinander haben, mit E und F bezeichnet.In Figures 1 to 3, the various games, which are crucial, among other things, for a contact-free sequence of the piston movements, are identified by capital letters. A and B denote the games that the
Zur Herstellung einer Wäzkolbenpumpe nach den Figuren 1 bis 3 werden die Kolben 6, 7, die Innenseiten der Lagerschilde 4, 5 und die Innenwandungen des Gehäuses 2 zunächst spanabhebend derart bearbeitet, daß die Katspiele A bis F größer sind, als es für alle Einsatzgebiete, für die diese Maschine infrage kommt, erforderlich ist. Danach werden durch gezielte, konturentreue Beschichtungen die ursprünglich zu großen Kaltspiele um ein gewünschtes Maß verringert, so daß lediglich durch unterschiedliche Beschichtungen dieser Art Wäzkolbenpumpen für unterschiedliche Einsatzgebiete herstellbar sind. Ist die Wälzkolbenpumpe zum Beispiel infolge der geförderten Medien korrosionsgefährdet, dann müssen sämtliche pumpaktiven Oberflächen beschichtet werden. Soll lediglich das Kaltspiel auf ein bestimmtes Maß gebracht werden, dann reicht es aus, wenn die Kolben 6 und 7 mit gezielten Beschichtungsstärken versehen werden.To produce a Roots pump according to FIGS. 1 to 3, the
Üblicherweise bestehen die zu beschichtenden Teile aus Stahl. Ein bevorzugtes Schichtmaterial ist Nickel. Nickelschichten können konturentreu durch Beschichten mit Stromlos-Nickel mit reproduzierbaren Schichtdicken aufgebracht werden. Sollen die Teile Cu-beschichtet sein, dann ist es zweckmäßig, zunächst als Grundlage eine Nickelschicht und darauf die Cu-Schicht aufzubringen. Die Dicke der beiden Schichten ist so zu wählen, daß das dem Einsatzgebiet entsprechende Kaltspiel erreicht wird. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Kupferschichtdicke 25 µ beträgt und die Dicke der Nickelschicht dem gewünschten Kaltspiel entsprechend gewählt wird.The parts to be coated usually consist of steel. A preferred layer material is nickel. Nickel layers can be applied true to the contours by coating with electroless nickel with reproducible layer thicknesses. If the parts are to be Cu-coated, it is advisable to first apply a nickel layer as the basis and then the Cu layer. The thickness of the two layers should be chosen so that the cold play corresponding to the area of application is achieved. It has proven to be advantageous if the copper layer thickness is 25 μ and the thickness of the nickel layer is chosen according to the desired cold play.
Die Figuren 4 bis 6 zeigen schematisch, wie die Aufbringung der Schichten erfolgen kann. Mit 21 ist jeweils die Wanne eines Galvanisierbades bezeichnet, in das die zu beschichtenden Teile eingetaucht und als Kathode geschaltet werden. Der zu beschichtenden Seite wird eine Anode 22 zugeordnet, deren Form der Kontur der zu beschichtenden Oberfläche angepaßt ist. Dem in der Fig. 4 dargestellten Lagerschild ist deshalb eine ebene Anode 22 zugeordnet. Bei den Figuren 5 und 6 sind als Beispiel die Anoden jeweils etwa 8-förmig gestaltet.Figures 4 to 6 show schematically how the layers can be applied. With 21 the tub of an electroplating bath is designated, in which the parts to be coated are immersed and connected as a cathode. An
Die der Beschichtung des Kolbens 6 oder 7 dienende Anode 22 (Fig. 5) hat die Form eines Korbes und umgibt den Koben äquidistant, wenn eine gleichförmige Schicht aufgetragen werden soll. Auch den Stirnseiten des Kolbens sind nicht dargestellte, ebene Anodenabschnitte zugeordnet, wenn eine Beschichtung der Stirnseiten erreicht werden soll. Durch örtliche Veränderung des Abstandes zwischen Kolben und Anode kann die Dicke der aufgetragenen Schicht beeinflußt werden.The anode 22 (FIG. 5) serving to coat the
Zur Beschichtung der Innenwandung des Gehäuses 2 ist eine ebenfalls 8-förmige Korbanode 22 vorgesehen, die ebenfalls im wesentlichen äquidistant innerhalb des Schöpfraumes 3 angeordnet ist. Durch zusätzliche, nicht dargestellte Anoden kann erreicht werden, daß auch die Innenseiten der Stutzen von Einlaß 15 und Auslaß 16 beschichtet werden.To coat the inner wall of the
Die Anoden 22 können Opferanoden sein. Als besonders vorteilhaft haben sich jedoch Anoden erwiesen, die aus Titan-Streckmetall bestehen und korbförmig ausgebildet sind, da sie eine konturengetreue Anpassung ermöglichen. Das gewünschte Beschichtungsmaterial befindet sich im Anodenkorb vorzugsweise als Clippings.The
Claims (2)
- Twin-shaft displacement machine (1) for use in a vacuum, having a housing (2) and two shafts (8, 9) running parallel to one another and carrying pistons (6, 7), which are so mounted in a pumping chamber (3) formed of the housing (2) that they are movable without contact between themselves or relative to the pumping chamber, the pistons (6, 7) or the pistons (6, 7) and the wall of the pumping chamber (3) being provided with a coating, characterised in that the coating of the steel pistons (6, 7) comprises two partial layers, the lower layer consisting of nickel and the upper layer of copper.
- Machine according to claim 1, characterised in that the thickness of the upper copper layer is approximately 25 u, and the thickness selected for the lower nickel layer is such that the cold clearance necessary for the pressure in the intended field of application is achieved.
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AT397134B (en) * | 1991-02-19 | 1994-02-25 | Hoerbiger Ventilwerke Ag | VALVE |
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US6092283A (en) * | 1995-10-18 | 2000-07-25 | Caterpillar Inc. | Method and apparatus for producing a gear pump |
US5797181A (en) * | 1996-11-18 | 1998-08-25 | Siemens Automotive Corporation | Methods of manufacturing automotive fuel pumps with set clearance for the pumping chamber |
JPH10220371A (en) | 1997-02-07 | 1998-08-18 | Tochigi Fuji Ind Co Ltd | Fluid machinery |
JPH10266982A (en) * | 1997-03-21 | 1998-10-06 | Tochigi Fuji Ind Co Ltd | Roots type fluid machine |
US5993183A (en) * | 1997-09-11 | 1999-11-30 | Hale Fire Pump Co. | Gear coatings for rotary gear pumps |
KR100534532B1 (en) * | 1998-02-13 | 2005-12-07 | 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 | Vacuum pump rotor and method of manufacturing the same |
JP2003343469A (en) * | 2002-03-20 | 2003-12-03 | Toyota Industries Corp | Vacuum pump |
US7553143B2 (en) * | 2004-04-19 | 2009-06-30 | The Regents Of The University Of California | Lobe pump system and method of manufacture |
GB0519402D0 (en) * | 2005-09-23 | 2005-11-02 | Tonery David | Air intake system |
US20070164087A1 (en) * | 2006-01-17 | 2007-07-19 | Honeywell International, Inc. | Method for repair of housings |
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---|---|---|---|---|
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US2754050A (en) * | 1950-04-22 | 1956-07-10 | Gen Motors Corp | Rotary blower |
DE924229C (en) * | 1953-01-29 | 1955-02-28 | Hannoversche Maschb Aktien Ges | Process for the manufacture of rotary pistons for Roots blowers |
US2944732A (en) * | 1955-02-24 | 1960-07-12 | Heraeus Gmbh W C | Vacuum pumps |
GB772350A (en) * | 1955-09-13 | 1957-04-10 | Hanomag Ag | A method and a device to improve the volumetric efficiency of root's blowers |
GB1269205A (en) * | 1968-05-30 | 1972-04-06 | Lucas Industries Ltd | Gear pumps |
US3680990A (en) * | 1971-04-30 | 1972-08-01 | Sperry Rand Corp | Removable liner for gear pump |
JPS5675992A (en) * | 1979-11-21 | 1981-06-23 | Hitachi Ltd | Rotor for screw compressor |
DD155102A1 (en) * | 1980-12-05 | 1982-05-12 | Dieter Prockat | COATED ROTORS FOR ROTATION PISTON COMPRESSORS |
JPS58148292A (en) * | 1982-02-26 | 1983-09-03 | Hitachi Ltd | Surface processing of rotor of a screw compressor |
FR2530742B1 (en) * | 1982-07-22 | 1987-06-26 | Dba | VOLUMETRIC SCREW COMPRESSOR |
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JPS6056191A (en) * | 1983-09-08 | 1985-04-01 | Taiho Kogyo Co Ltd | Roots blower |
JPS6056190A (en) * | 1983-09-08 | 1985-04-01 | Taiho Kogyo Co Ltd | Roots blower |
JPS60230587A (en) * | 1984-04-27 | 1985-11-16 | Toyota Motor Corp | Manufacturing method of cocoon-shaped rotor for roots-type fluid supercharger |
JPS61197788A (en) * | 1985-02-27 | 1986-09-02 | Hitachi Ltd | Unlubricated screw compressor |
US4695233A (en) * | 1986-07-10 | 1987-09-22 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Screw rotor mechanism |
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