EP1707816B1 - Vakuumpumpe - Google Patents

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EP1707816B1
EP1707816B1 EP06400014.4A EP06400014A EP1707816B1 EP 1707816 B1 EP1707816 B1 EP 1707816B1 EP 06400014 A EP06400014 A EP 06400014A EP 1707816 B1 EP1707816 B1 EP 1707816B1
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    • F01C21/08—Rotary pistons
    • F01C21/0809—Construction of vanes or vane holders
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
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    • F04C18/34—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C18/344—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
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    • F05C2251/00—Material properties
    • F05C2251/10—Hardness

Definitions

  • the invention relates to a vacuum pump with a wing, a pump housing and a rotor rotatably mounted therein, wherein the wing has a constant length and is slidably mounted in the rotor and the wing tips on both sides protrude radially from the rotor and abut the inner peripheral surface of the pump housing, whereby the Wing defines a suction chamber and a pressure chamber.
  • a vacuum pump which has a pump housing in which a rotor is arranged.
  • This rotor supports a wing, which rests against the inner peripheral side of the housing.
  • the wing is constructed in two parts, so that it can take different lengths. This ensures that the wing always rests against the inner peripheral surface and divides the pump chamber into a pressure chamber and a suction chamber.
  • the wing tips are provided with inserts, which consist of a hard material.
  • inserts consist of a hard material.
  • the invention has for its object to provide a vacuum pump in which the wear is minimal.
  • the housing of the vacuum pump is made of steel, which has the advantage that the housing can absorb high forces and yet is easy to work.
  • the wing is made of a metal which is harder than the housing of the vacuum pump, in particular harder than the inner peripheral surface of the pump housing.
  • the wing is for example titanium or a titanium alloy, steel, stainless steel, aluminum or brass.
  • the inner peripheral surface of the pump chamber is a circular cylindrical surface.
  • the sash then makes a sinusoidal reciprocation within the slot of the rotor.
  • the distribution of forces or the load changes the tip of the wing is then continuous and not abrupt.
  • recesses or openings are provided parallel to the wing tip and the wing is slightly more elastic due to the recesses or the openings in the longitudinal direction.
  • the wing can adapt to a heat-related expanding pressure chamber, so that the tightness is still guaranteed both in cold and in hot vacuum pumps.
  • FIG. 1 is denoted by the reference numeral 10, a vacuum pump, in which the housing 12 is shown without housing cover.
  • the housing 12 has a Suction port 14, which opens into an interior 16.
  • this interior 16 is a generally designated 18 rotor in which a wing 20 is mounted orthogonal to the axis of rotation 22 slidably.
  • the wing 20 has a constant length, which is matched to the inner diameter of the housing 12.
  • the rotor 18 passes through the housing 12, in particular a bottom 26 of the interior 18, and protrudes with a non-illustrated portion on the back of the housing 12, over which it is rotated (by means of a drive, not shown) in rotation.
  • the interior 16 is delimited by a substantially circular cylindrical inner circumferential surface 32, against which the tips 34 of the wing 20, which divide the interior into a suction chamber 54 and a pressure chamber 56, since the outer peripheral surface 44 of the rotor 18 permanently abuts against the inner peripheral surface 32.
  • FIG. 2 triangular openings 24, which pass through the wing 20 in the transverse direction.
  • FIG. 3 has the wing 20 in cross-section elongated openings 28.
  • the wing tips 34 have a flattened side 30 and a rounded side 36.
  • the flattened side 30 is on the print side which means that in the FIG. 1 illustrated wing 20 rotates counterclockwise direction.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe mit einem Flügel, einem Pumpengehäuse und einem darin drehbar gelagerten Rotor, wobei der Flügel eine konstante Länge aufweist und verschieblich im Rotor gelagert ist und die Flügelspitzen beidseitig aus dem Rotor radial herausragen und an der Innenumfangsfläche des Pumpengehäuses anliegen, wodurch der Flügel einen Saugraum und einen Druckraum definiert.
  • Aus der EP-A-1 471 255 ist eine Vakuumpumpe bekannt, welche ein Pumpengehäuse aufweist, in welchem ein Rotor angeordnet ist. Dieser Rotor lagert einen Flügel, welcher an der Innenumfangsseite des Gehäuses anliegt. Der Flügel ist zweiteilig aufgebaut, sodass er unterschiedliche Längen annehmen kann. Dadurch ist gewährleistet, dass der Flügel stets an der Innenumfangsfläche anliegt und den Pumpenraum in einen Druckraum und in einen Saugraum aufteilt. Außerdem sind die Flügelspitzen mit Einlagen versehen, welche aus einem harten Material bestehen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass es zu zuweilen einem hohen Verschleiß am Flügel und an der Innenumfangsfläche kommt.
  • Aus der EP-A-1 479 914 und der US-A-4,133,617 sind Pumpen mit einem Flügel bekannt, bei dem die Flügelspitzen dreieckförmig ausgebildet sind. Bei der EP-A-1 424 495 werden die Flügelspitzen von Schuhen gebildet. Die US-A-2,156,340 , die JP-A-02 169 888 und die FR-A-512 155 offenbaren Pumpen, bei denen die Flügel abgerundete Spitzen aufweisen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vakuumpumpe bereitzustellen, bei welcher der Verschleiß minimal ist.
  • Diese Aufgabe wird mit einer Vakuumpumpe gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
  • Hierdurch werden optimale Andruckkräfte des Flügels an die Innenumfangswand erzielt.
  • Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Gehäuse der Vakuumpumpe aus Stahl hergestellt, was den Vorteil hat, dass das Gehäuse hohe Kräfte aufnehmen kann und dennoch einfach bearbeitbar ist. Der Flügel besteht aus einem Metall, welches härter ist, als das Gehäuse der Vakuumpumpe, insbesondere härter als die Innenumfangsfläche des Pumpengehäuses. Dabei besteht der Flügel zum Beispiel Titan oder einer Titanlegierung, Stahl, Edelstahl, Aluminium oder Messing.
  • Mit Vorzug ist die Innenumfangsfläche des Pumpenraums eine Kreiszylinderfläche. Der Flügel vollzieht dann innerhalb des Schlitzes des Rotors eine sinusförmige Hin- und Herbewegung. Die Kräfteverteilung bzw. die Lastwechsel an der Spitze des Flügels sind dann kontinuierlich und nicht abrupt.
  • Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass parallel zur Flügelspitze Ausnehmungen oder Durchbrüche vorgesehen sind und der Flügel aufgrund der Ausnehmungen oder der Durchbrüche in dessen Längsrichtung geringfügig elastischer ist. Hierdurch kann der Flügel einem sich wärmebedingt dehnenden Druckraum anpassen, sodass die Dichtigkeit sowohl bei kalten als auch bei warmen Vakuumpumpen nach wie vor gewährleistet ist.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung zwei besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten und in der Beschreibung sowie in den Ansprüchen erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
  • In der Zeichnung zeigen:
    • Figur 1
    eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Vakuumpumpe;
    Figur 2
    eine perspektivische Ansicht eines erstes Flügels; und
    Figur 3
    eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Flügels.
  • In der Figur 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 eine Vakuumpumpe bezeichnet, bei welcher das Gehäuse 12 ohne Gehäusedeckel dargestellt ist. Das Gehäuse 12 besitzt einen Sauganschluss 14, der in einen Innenraum 16 ausmündet. In diesem Innenraum 16 befindet sich ein insgesamt mit 18 bezeichneter Rotor, in welchem ein Flügel 20 orthogonal zur Drehachse 22 verschieblich gelagert ist. Der Flügel 20 besitzt eine konstante Länge, die auf den Innendurchmesser des Gehäuses 12 abgestimmt ist. Der Rotor 18 durchgreift das Gehäuse 12, insbesondere einen Boden 26 des Innenraums 18, und ragt mit einem nicht dargestellten Abschnitt auf der Rückseite aus dem Gehäuse 12 heraus, über welchen er (mittels eines nicht dargestellten Antriebs) in Drehung versetzt wird. Der Innenraum 16 ist von einer im Wesentlichen kreiszylindrischen Innenumfangsfläche 32 begrenzt, an welcher die Spitzen 34 des Flügels 20 anliegen, die den Innenraum in einen Saugraum 54 und einen Druckraum 56 unterteilen, da die Außenumfangsfläche 44 des Rotors 18 permanent an der Innenumfangsfläche 32 anliegt.
  • Sowohl zur Gewichtsreduzierung als auch zur Herstellung konstanter Wanddicken und ggfs. um den Flügel 20 in Längsrichtung geringfügig elastisch zu machen, weist dieser beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 dreieckförmige Durchbrüche 24 auf, die den Flügel 20 in Querrichtung durchsetzen. Beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 weist der Flügel 20 im Querschnitt längliche Durchbrüche 28 auf.
  • Außerdem ist in Figur 2 erkennbar, dass die Flügelspitzen 34 eine abgeflachte Seite 30 und eine abgerundete Seite 36 aufweisen. Die abgeflachte Seite 30 befindet sich auf der Druckseite was bedeutet, dass der in der Figur 1 dargestellte Flügel 20 entgegen der Richtung des Uhrzeigersinns dreht.

Claims (5)

  1. Vakuumpumpe mit einem einzigen Flügel (20), einem Pumpengehäuse (12) und einem darin drehbar gelagerten Rotor (18), wobei der einzige Flügel (20) eine konstante Länge aufweist und in radialer Richtung verschieblich im Rotor (18) gelagert ist und die beiden Flügelspitzen (34) des einzigen Flügels (20) beidseitig aus dem Rotor (18) radial herausragen und an der Innenumfangsfläche (32) des Pumpengehäuses (12) anliegen, wobei der einzige Flügel (18) einteilig ausgebildet ist, aus Metall besteht und einen Saugraum (54) und einen Druckraum (56) definiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügelspitzen (34) des einzigen Flügels (20) eine abgeflachte Seite (30) und eine abgerundete Seite (36) aufweisen, wobei die abgeflachte Seite (30) unter einem Winkel zur Längsachse des einzigen Flügels (20) steht und sich auf der Druckseite (56) befindet, und die abgerundete Seite (36) in den den Flügel (20) aufnehmenden Schlitz des Rotors (18) eintauchen kann.
  2. Vakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flügel (20) eine Härte besitzt, die größer ist als die der Innenumfangsfläche (32).
  3. Vakuumpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Flügels (20) aus Stahl, Edelstahl, Aluminium oder Messing ist.
  4. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Innenumfangsfläche (32) eine Kreiszylinderfläche ist.
  5. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur Flügelspitze (34) Ausnehmungen oder Durchbrüche (24, 28) vorgesehen sind, und der Flügel (20) aufgrund dieser Ausnehmungen oder Durchbrüche (24, 28) in dessen Längsrichtung elastisch ist.
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