EP0459116A1

EP0459116A1 - Geräuscharme Vakuumpumpe

Info

Publication number: EP0459116A1
Application number: EP91105819A
Authority: EP
Inventors: Thomas Abelen; Hans-Peter Dr. Berges; Gustav Boley; Winfried Kaiser
Original assignee: Leybold AG
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1990-05-29
Filing date: 1991-04-12
Publication date: 1991-12-04
Also published as: US5145335A; DE4017193A1; JPH04231698A

Abstract

Vakuumpumpe (1) mit einem Pumpengehäuse (2), einem Antriebsmotor (4) und einem Ölkasten (3); um eine Vakuumpumpe dieser Art mit hohen Leistungsdaten und dennoch großer Laufruhe zu schaffen, wird vorgeschlagen, daß sie mit einem weiteren vorzugsweise als Haube (5) gestalteten Gehäuse ausgerüstet ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vakuumpumpe mit einem Pumpengehäuse, einem Antriebsmotor und einem Ölkasten.
Vakuumpumpen, vorzugsweise ölgeschmierte Drehschiebervakuumpumpen, sind dann geräuscharm, wenn sie mit geringer Drehzahl und mit schwacher Kühlluftströmung betrieben werden sowie eine relativ große Masse haben. Außerdem wird bei geräuscharmen Vakuumpumpen der sogenannte "Ölschlag" (verursacht bei Kompressionsvorgängen im Schöpfraum, vorzugsweise im Enddruckbetrieb) durch Beimischen von Leckluft vermieden.
Die geschilderten Maßnahmen laufen den Zielen, eine Vakuumpumpe mit möglichst geringen Kosten herzustellen und gute Leistungsdaten zu erreichen, entgegen. Vakuumpumpen mit geringer Drehzahl und schwacher Kühlluftströmung haben eine relativ niedrige Leistungsdichte, d. h. ein großes Bauvolumen. Die Vermeidung des Ölschlags durch Beimischen von Leckluft ist mit einer Enddruckverschlechterung verbunden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vakuumpumpe der eingangs genannten Art zu schaffen, die preiswert herzustellen ist, relativ gute Leistungsdaten hat und dennoch in hohem Maße geräuscharm ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Vakuumpumpe mit einem weiteren Gehäuse, das vorzugsweise als Haube gestaltet ist, ausgerüstet ist. Ein Gehäuse bzw. eine Haube dieser Art hat eine geräuschdämpfende Wirkung, und zwar nicht nur in Bezug auf die vom Pumpenkörper selbst erzeugten Geräusche (Körperschall), sondern auch noch in Bezug auf die infolge der Kühlluftströmung entstehenden Geräusche, wenn das Gehäuse bzw. die Haube gleichzeitig der Führung des Kühlluftstromes dient. Besonders vorteilhaft an dieser Maßnahme ist, daß der Kühlluftstrom mit Hilfe der Haube gezielt den zu kühlenden Flächen zugeführt werden kann. Es ist zwar generell bei kleinen Drehschieberpumpen bekannt, mit Hilfe des Motorventilators einen Kühlluftstrom zu erzeugen und diesen zur Kühlung der Pumpe heranzuziehen. Ohne besondere Führungsmittel besteht aber die Gefahr, daß der Kühlluftstrom durch die Einbauverhältnisse gestört ist. Diese Gefahr wird durch die Erfindung beseitigt. Die Kühlluftverteilung ist vom Einbauort der Pumpe unabhängig.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand der Figuren 1 bis 3 erläutert werden. Es zeigen

Figur 1 und Figur 2 Schnitte durch eine erfindungsgemäß gestaltete Drehschiebervakuumpumpe und
Figur 3 eine Vakuumpumpe nach der Erfindung mit angehobener Haube.

Die in den Figuren als Ausführungsbeispiel dargestellte, zweistufige Vakuumpumpe 1 umfaßt das eigentliche Pumpengehäuse 2, den das Pumpengehäuse umgebenden Ölkasten 3, den Antriebsmotor 4 und das äußere Gehäuse bzw. die Haube 5. Das Pumpengehäuse 2 und der Antriebsmotor 4 sind an einem Schild 6 befestigt, der sich über eine Grundplatte 7 auf dem Boden abstützt.
Bestandteil des Pumpengehäuses 2 ist der einstückig ausgebildete Pumpenring 8, dessen Öffnung drei Bereiche 11, 12, 13 mit unterschiedlicher Gestaltung aufweist. Innerhalb des Pumpenringes 8 befindet sich das ebenfalls einstückig ausgebildete Rotorsystem 14 mit den Abschnitten 14a, 14b und 14c. Die beiden äußeren Abschnitte 14a und 14c sind mit von den Stirnseiten her zugänglichen Schieberschlitzen 15, 16 ausgerüstet und bilden den Anker der Hochvakuum- bzw. Vorvakuumstufe.
Der mittlere Abschnitt 14b des Rotorsystems 14 entspricht in seiner Länge und seinem Durchmesser derart dem mittleren Bereich 12 der Öffnung des Pumpenringes 8, daß dieser Bereich die Funktion einer Gleitlagerung für das Rotorsystem 14 hat. Der gegenüber dem Bereich 12 vergrößerte Bereich 13 des Pumpenringes 8 bildet gemeinsam mit dem Schild 6 den Schöpfraum 17 der Hochvakuum( HV)-Stufe der Pumpe 1. Die Schieber der HV-Stufe sind mit 18 bezeichnet. Der Bereich 11 des Pumpenringes 8 bildet gemeinsam mit der Frontplatte 19 den Schöpfraum 21 der Vorvakuum(VV)-Stufe. Die Schieber der VV-Stufe sind mit 22 bezeichnet.
Der Einlaßkanal der HV-Stufe ist mit 23 bezeichnet. Der vom Auslaß der HV-Stufe zum Einlaß der VV-Stufe führende Kanal ist nur in Figur 2 eingezeichnet und mit 24 bezeichnet. Dem Auslaßkanal 25 (Figur 2) der VV-Stufe ist das Auslaßventil 26 zugeordnet. Das Auslaßventil 26 ist als Rückschlagventil ausgebildet und übernimmt die Vakuumsicherung des Rezipienten beim Abstellen der Pumpe. Das Ventil 26 ist im oberen Bereich des Pumpengehäuse 2 angeordnet. Es befindet sich am Boden einer Vertiefung 27, die während des Betriebs der Vakuumpumpe einen Ölzwischensumpf bildet.
Der Einlaßstutzen 31 der dargestellten Vakuumpumpe ist am Zwischenschild 6 befestigt. Über eine Bohrung 32 im Schild 6 ist er an den Eintrittskanal 23 der HV-Stufe angeschlossen. Auch der Auslaßstutzen 33 ist am Schild 6 vorgesehen. Über eine der Bohrung 32 entsprechende Bohrung steht er mit dem Innenraum des Ölkastens 3 in Verbindung.
Bestandteil des Ölkastens 3 ist noch ein stirnseitig am Ölkasten angeordneter Dom 35. Sein mittlerer Abschnitt 36 ist durchsichtig und dient der Kontrolle des Ölstandes im Ölkasten 3. Der Dom 35 hat einen etwa halbrunden Querschnitt, dessen Breitseite dem Ölkasten 3 zugewandt ist. Er erstreckt sich über die gesamte Höhe des Ölkastens 3, so daß er mit der Öleinfüllöffnung 37 und der Ölablaßöffnung 38 ausgerüstet werden kann.
Der Motor 4 ist auf seiner freien Stirnseite mit einem Gebläse 41 ausgerüstet. Der von diesem Gebläse erzeugte Kühlluftstrom dient nicht nur der Kühlung des Motors, sondern auch der Kühlung der Pumpe. Sowohl das Motorgehäuse als auch der Ölkasten 3 sind mit axial bzw. horizontal verlaufenden Kühlrippen 42 bzw. 43 ausgerüstet.
Die Haube 5 umschließt den Ölkasten 3 und den Motor 4. Sie ist mit Dämmaterialschichten 45, 46 aus Weichschaum ausgekleidet, so daß eine wirksame Körperschalldämmung gewährleistet ist. Auch den freien Bereichen der Grundplatte 7 liegt eine Dämmaterialschicht 47 auf.
An der Haube 5 ist der schwenkbare Griff 48 befestigt. Die Angriffspunkte des Griffes 48 stehen mit Zugstreben 51, 52 (Fig. 2) in Verbindung, die mittels der Schrauben 53, 54 an der Grundplatte 7 befestigt werden können. Bei einem Transport der Pumpe mit Hilfe des Griffes 48 nehmen die Zugstreben 51, 52 die notwendigen Tragkräfte auf, so daß die übrigen Bereiche der Haube keine Tragstabilität haben müssen.
Die Stirnseiten 55, 56 der Haube 5 sind gerippt. Kühlluftdurchtrittsöffnungen werden dadurch gebildet, daß der Raum zwischen den Rippen teilweise offen ist. Auf der Motorseite ist die Kühllufteintrittsöffnung 57 dem Ventilator 41 zugeordnet. Die Kühlluft durchströmt die Haube 5 und tritt auf der Stirnseite 56 aus. Diese Stirnseite 56 weist seitlich des Domes 35 je einen vertikalen, einwärts abgewinkelten Abschnitt 58, 59 auf. Diese Abschnitte 58, 59 und der untere Schlitz 67 sind mit Kühlluftdurchtrittsöffnungen ausgerüstet. Dadurch wird zum einen erreicht, daß der Ölkasten 3 möglichst vollständig von der Kühlluft umströmt wird. Zum anderen trifft die ausströmende Kühlluft einerseits zunächst auf den Dom 35, andererseits auf den Boden und wird dort umgelenkt, was zusätzlich zur Geräuschminderung beiträgt.
Im Bereich des etwa quaderförmigen Ölkastens 3 werden die Kühlluftkanäle von den Kühlrippen 43 und von der Innenwandung der Haube 5 (bzw. ihren Auskleidungen 46) gebildet. Um den im Querschnitt runden Motor 4 wirksam zu kühlen, ist ein Formteil 61 vorgesehen, das zweckmäßig aus Hartschaum besteht. Es weist im Bereich der Eintrittsöffnung 57 eine Durchbrechung 62 auf, durch die die Kühlluft zum Ventilator 41 gelangt. Das Formteil 61 übernimmt auch die Funktion einer Ventilatorhaube, so daß diese entfallen kann. Das Formteil 61 umschlingt den Motor 4 und bildet mit seinen Rippen 42 die erforderlichen Kühlluftkanäle. Nach der Kühlung des Motors 4 gelangt die Kühlluft in den Bereich des Ölkastens 3 und tritt im Bereich des Domes 35 und aus dem Schlitz 67 aus.
Die Befestigung und Isolation von spannungsführenden Teilen, wie Kondensatoren 63, Kabel, Schalter 64 und dgl. ist bei Vakuumpumpen stets mit Aufwand verbunden, insbesondere dann, wenn bei einer Pumpe verschiedene Motorvarianten eingesetzt werden. Da das Formteil 61 aus elektrisch isolierendem Werkstoff besteht, kann es zur Halterung derartiger Teile verwendet werden. Zweckmäßig sind den jeweiligen Teilen angepaßte Aussparungen 65, 66 vorgesehen, die gemeinsam mit der Haube 5 Hohlräume bilden. Nach dem Aufsetzen der Haube ist eine sichere und elektrisch isolierte Position der spannungsführenden Teile gewährleistet.

Claims

Vakuumpumpe (1) mit einem Pumpengehäuse (2), einem Antriebsmotor (4) und einem Ölkasten (3), dadurch gekennzeichnet , daß sie mit einem weiteren Gehäuse (5) ausgerüstet ist.
Vakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Gehäuse als Haube (5) gestaltet ist.
Vakuumpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandungen des weiteren Gehäuses zumindest teilweise mit Dämmaterial (45, 46) ausgekleidet sind.
Vakuumpumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß auf der freien Stirnseite des Motors (4) ein Ventilator (41) angeordnet ist, daß das weitere Gehäuse (5) im Bereich des Ventilators mit einer Lufteintrittsöffnung (57) ausgerüstet ist, daß zu kühlende Bereiche des Motors (4) und des Ölkastens (3) mit Kühlrippen (42, 43) ausgerüstet sind und daß die Kühlrippen mit Innenwandbereichen des äußeren Gehäuses (5) Luftführungskanäle bilden.
Vakuumpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Motor (4) zusätzlich ein Formteil (61) zur gezielten Führung der Kühlluft zugeordnet ist.
Vakuumpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (61) die Funktion einer Ventilatorhaube hat und gemeinsam mit axial angeordneten Kühlrippen (42) Kühlluftkanäle bildet.
Vakuumpumpe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (61) aus elektrisch isolierendem Material (vorzugsweise Hartschaum) besteht und daß es mit Aussparungen (65, 66) für die Unterbringung spannungsführender Bauteile (63, 64) sowie Kabel ausgerüstet ist.
Vakuumpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (65, 66) mit der Innenwandung des äußeren Gehäuses (5) der Form der spannungsführenden Bauteile (63, 64) angepaßte Hohlräume bilden.
Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseiten der Haube (5) mit Lufteintritts- und -austrittsöffnungen (57 bzw. 58, 59, 67) ausgerüstet sind.
Vakuumpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlluftaustrittsöffnungen im Bereich von zwei einwärts abgewinkelten Abschnitten (58, 59), welche sich seitlich neben einem sich vertikal erstreckenden Dom (35) befinden und unten in Richtung auf den Boden angeordnet sind.
Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Gehäuse bzw. die Haube (5) mit einem Traggriff (48) ausgerüstet ist, dessen Anlenkpunkte mit Zugstreben (51, 52) in Verbindung stehen, die ihrerseits mit einer Grundplatte (7) der Vakuumpumpe (1) lösbar verbunden sind.