EP3617511A2 - Scroll pump and method of manufacturing same - Google Patents
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- EP3617511A2 EP3617511A2 EP19201745.7A EP19201745A EP3617511A2 EP 3617511 A2 EP3617511 A2 EP 3617511A2 EP 19201745 A EP19201745 A EP 19201745A EP 3617511 A2 EP3617511 A2 EP 3617511A2
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- F04C2230/10—Manufacture by removing material
Definitions
- the present invention relates to scroll pumps and manufacturing processes therefor.
- a first aspect of the invention is based on a scroll pump comprising a movable spiral component which can be excentrically excited to produce a pumping effect, the spiral component having a base plate and a spiral wall extending from the base plate. It is an object of the invention to simplify the manufacture of such a scroll pump. This object is achieved by a scroll pump according to claim 1, and in particular in that at least two holding projections spaced apart over the circumference of the base plate are provided on the outside of the base plate.
- the retaining projections are radial projections which protrude in the radial direction from the circumference of the base plate, that is to say from the radially outer edge of the base plate.
- the spiral component can be clamped on these holding projections in a simple manner, in particular directly.
- the holding projections are in particular arranged on the circumference and / or evenly distributed over the circumference.
- the holding projections can preferably be designed such that the raw material dimensions are not enlarged by the holding projections.
- a first intermediate section of the circumference of the base plate between two adjacent retaining projections can have a greater radial height than a second intermediate section.
- a larger mass can be easily achieved in the first intermediate section, which e.g. can serve to balance the unbalance.
- the first intermediate section is arranged at least substantially opposite an outermost 120 ° section and / or an outermost 180 ° section of the spiral wall. As a result, the mass of the outermost section of the spiral wall is easily compensated for by the first intermediate section.
- no fastening hole is arranged in the base plate in the region or in the vicinity of at least one holding projection.
- a fastening hole in the spiral component can serve, for example, for later fastening of a corrugated bellows and / or a bearing element.
- the object of the first aspect is also achieved by a method according to claim 6 for producing a scroll pump, in particular of the type described above.
- the scroll pump has a movable spiral component that can be excentrically excited to produce a pumping effect.
- the spiral component is clamped directly into a clamping device with a base plate.
- a base plate and a spiral wall extending from the base plate are machined together for the spiral component.
- the clamping device can preferably comprise or be a jaw chuck.
- the jaws of a jaw chuck of the clamping device can preferably engage at least two holding projections which are arranged on the outside of the base plate and are objected to over their circumference.
- the clamping device is designed such that tool access to the spiral component is made possible both from one side of the base plate on which the spiral wall is formed and from the other, in particular opposite, side of the base plate.
- the spiral component can preferably be machined at least essentially in one clamping from both sides and / or be machined with machining from both sides.
- the clamping device can preferably be or comprise a jaw chuck, in particular a three- or four-jaw chuck.
- the invention generally and independently also relates to a clamping device, in particular with a jaw chuck, for, in particular directly, clamping a spiral component of a scroll pump, the clamping device being designed in such a way that tool access to the spiral component is provided both from one side of the base plate and against the spiral wall is formed, as is also possible from the other side of the base plate.
- a jaw chuck which has, for example, a continuous recess, in particular a bore.
- a second aspect of the invention is based on a scroll pump comprising a spiral component which has a base plate and a spiral wall extending from the base plate, the spiral wall having at its end facing away from the base plate a groove in which a sealing element is received, the Groove is delimited by two opposite side walls. It is an object to simplify the handling of the spiral component when assembling the scroll pump and / or to reduce the risk of damage to the spiral component during handling. This object is achieved by a scroll pump with the features of claim 8, and in particular in that in a first spiral section a first of the side walls is thicker than a second one of the side walls in the first spiral section and / or as one or both side walls in a second spiral section.
- the first spiral section is an outer end section of the spiral wall. This is particularly susceptible to damage. Spiral sections located further inward are protected in particular by spiral sections located on the outside, so that no “thickening” is necessary on the inside. In the sense of an overall preferably low mass, therefore, preferably only the outer end section of the spiral wall has a thickening.
- the first spiral section can preferably be arranged at least substantially within the last half turn of the spiral wall. This is particularly at risk of damage. This advantageously takes advantage of the fact that a penultimate half of the turn is in principle also arranged on the outside, but already a certain amount due to a larger protrusion of the base plate Protection. The mass of the spiral component can thus be kept relatively small.
- first spiral section extends at least over 100 °, preferably at least over 140 °.
- first spiral section can preferably extend at most over 200 °, preferably over at most 180 °.
- the first spiral section is arranged in a non-pump-active region of the spiral wall. This advantageously takes advantage of the fact that generally less strict manufacturing tolerances are required in such a non-pumping area. The thickening is thus particularly easy to produce.
- the first side wall can be a radially outer side wall. This enables a particularly strong reduction in the risk of damage.
- the first side wall can preferably be thicker, for example, by at least 0.2 mm and / or by at most 1 mm, in particular at most 0.7 mm, in particular at most 0.4 mm. This enables particularly good stabilization, particularly with a relatively small additional mass.
- spiral component is movable and excentrically excitable to produce a pumping effect.
- the advantages according to the invention unfold to a particular degree on the movable spiral component.
- the Fig. 1 shows a vacuum pump designed as a scroll pump 20.
- This comprises a first housing element 22 and a second housing element 24, the second housing element 24 having a pump-active structure, namely a spiral wall 26.
- the second housing element 24 thus forms a fixed spiral component of the scroll pump 20.
- the spiral wall 26 acts with a spiral wall 28 of a movable one Spiral component 30 together, wherein the movable spiral component 30 is eccentrically excited to generate a pumping action via an eccentric shaft 32.
- a gas to be pumped is conveyed from an inlet 31, which is defined in the first housing element 22, to an outlet 33, which is defined in the second housing element 24.
- the eccentric shaft 32 is driven by a motor 34 and supported by two roller bearings 36. It comprises an eccentric pin 38 which is arranged eccentrically to its axis of rotation and which transmits its eccentric deflection to the movable spiral component 30 via a further roller bearing 40.
- On the movable scroll member 30 is also in for sealing Fig. 1 attached to the left-hand end of a bellows 42, the right-hand end of which is attached to the first housing element 22.
- the left-hand end of the corrugated bellows 42 follows the deflection of the movable spiral component 30.
- the scroll pump 20 comprises a fan 44 for generating a cooling air flow.
- An air guide hood 46 is provided for this cooling air flow, to which the fan 44 is also attached.
- the air guide hood 46 and the housing elements 22 and 24 are shaped such that the cooling air flow essentially flows around the entire pump housing and thus achieves good cooling performance.
- the scroll pump 20 further comprises an electronics housing 48, in which a control device and power electronics components for driving the motor 34 are arranged.
- the electronics housing 48 also forms a base of the pump 20. Between the electronics housing 48 and the first housing element 22, a channel 50 is visible, through which an air flow generated by the fan 44 is guided along the first housing element 22 and also along the electronics housing 48, so that both are effectively cooled become.
- the electronics housing 48 is in Fig. 2 illustrated in more detail. It comprises several separate chambers 52. Electronic components can be cast in these chambers 52 and are therefore advantageously shielded. When potting the electronic components, it is preferred to use the least possible amount of potting material. For example, the potting material can first be introduced into the chamber 52 and then the electronic component can be pressed in.
- the chambers 52 can preferably be designed such that different variants of the electronic components, in particular different assembly variants of a circuit board, can be arranged and / or cast in the electronics housing 48. For certain variants, individual chambers 52 can also remain empty, that is to say have no electronic components. So a so-called modular system for different pump types can be easily realized.
- the potting material can in particular be designed to be thermally conductive and / or electrically insulating.
- a plurality of walls or ribs 54 are formed at the rear of the electronics housing 48, which define a plurality of channels 50 for guiding a cooling air flow.
- the chambers 52 also enable particularly good heat dissipation from the electronic components arranged in them, in particular in connection with a heat-conducting potting material, and to the ribs 54. The electronic components can thus be cooled particularly effectively and their service life is improved.
- FIG. 3 The scroll pump 20 is shown in perspective as a whole, but the air guide hood 46 is hidden, so that in particular the fixed spiral component 24 and the fan 44 are visible.
- a plurality of recesses 56 arranged in a star shape are provided on the fixed spiral component 24, each of which defines ribs 58 arranged between the recesses 56.
- the cooling air flow generated by the fan 44 leads through the recesses 56 and past the ribs 58 and thus cools the fixed spiral component 24 particularly effectively.
- the cooling air flow first flows around the fixed spiral component 24 and only then the first housing element 22 or the electronics housing 48. This arrangement is particularly advantageous since the pump-active area of the pump 20 generates a lot of heat due to the compression during operation and is therefore primarily cooled here .
- the pump 20 comprises a pressure sensor 60 integrated in it. This is arranged inside the air guide hood 46 and screwed into the fixed spiral component 24.
- the pressure sensor 60 is connected to the electronics housing 48 and a control device arranged therein via a cable connection which is only partially shown.
- the pressure sensor 60 is integrated in the control of the scroll pump 20.
- the motor 34 shown in Fig. 1 visible can be controlled as a function of a pressure measured by the pressure sensor 60.
- the fine vacuum pump can, for example only be switched on when the pressure sensor 60 measures a sufficiently low pressure. In this way, the fine vacuum pump can be protected from damage.
- Fig. 4 shows the pressure sensor 60 and its arrangement on the fixed spiral component 24 in a cross-sectional representation.
- a channel 62 is provided for the pressure sensor 60, which here opens into a non-pump-active outer area between the spiral walls 26 and 28 of the fixed or movable spiral components 24 and 30.
- the pressure sensor thus measures a suction pressure of the pump.
- a pressure between the spiral walls 26 and 28 can also be measured in a pump-active area.
- intermediate pressures can also be measured, for example.
- the pressure sensor 60 permits, for example, the determination of a compression, in particular a detection of a state of wear of the pump-active components, in particular a sealing element 64, also referred to as a tip seal.
- the measured suction pressure can also be used to regulate the pump (including the pump speed).
- an intake pressure can be specified by the software and an intake pressure can be set by varying the pump speed. It is also conceivable that, depending on the measured pressure, a wear-related pressure increase can be compensated for by increasing the speed. A Tip Seal change can thus be postponed or longer change intervals can be realized.
- the data of the pressure sensor 60 can therefore generally e.g. for wear determination, for situational control of the pump, for process control, etc.
- pressure sensor 60 may optionally be provided.
- a blind plug can be provided to close the channel 62.
- a pressure sensor 60 can then, for example, if necessary be retrofitted. In particular with regard to the retrofitting, but also generally advantageous, it can be provided that the pressure sensor 60 is automatically recognized when it is connected to the control device of the pump 20.
- the pressure sensor 60 is arranged in the cooling air flow of the fan 44. This also advantageously cools it. This also has the consequence that no special measures have to be taken for a higher temperature resistance of the pressure sensor 60 and consequently an inexpensive sensor can be used.
- the pressure sensor 60 is in particular arranged such that the outer dimensions of the pump 20 are not enlarged by it and the pump 20 consequently remains compact.
- the movable scroll member 30 is shown in different views.
- the spiral structure of the spiral wall 28 is particularly well visible.
- the spiral component 30 comprises a base plate 66, from which the spiral wall 28 extends.
- FIG Fig. 6 One side of the base plate 66 facing away from the spiral wall 28 is shown in FIG Fig. 6 visible.
- the base plate includes, among other things, several fastening recesses, for example for fastening the bearing 40 and the corrugated bellows 42, which are shown in FIG Fig. 1 are visible.
- a first intermediate section 70 of the circumference of the base plate 66 extends between two of the holding projections 68. This first intermediate section 70 has a greater radial height than a second intermediate section 72 and as a third intermediate section 74.
- the first intermediate section 70 is an outermost 120 ° section the spiral wall 28 arranged opposite.
- the base plate 66 and the spiral wall 28 are preferably produced from a solid material together in an exciting manner, i. H. the spiral wall 28 and the base plate 66 are formed in one piece.
- the spiral component 30 can be clamped directly onto the holding projections 68.
- the in Fig. 6 shown side of the base plate 66 are processed, in particular the mounting recesses are introduced.
- the machining of the spiral wall 28 from the solid material can also take place within the scope of this clamping.
- the spiral component 30 can be clamped, for example, with a clamping device 76, as shown in FIG Fig. 7 is shown.
- a clamping device 76 has a hydraulic three-jaw chuck 78 for direct contact with the three holding projections 68.
- the clamping device 76 has a continuous recess 80 through which a tool access to the spiral component 30, in particular to that in FIG Fig. 6 shown side of the same is enabled. Machining operations can thus take place from both sides during a clamping, in particular at least one finishing of the spiral wall 28 and the introduction of fastening recesses.
- the contour of the holding projections 68 and the clamping pressure of the clamping device 76 are preferably selected so that no critical deformations of the spiral component 30 take place.
- the three holding projections 68 are preferably selected such that the outer dimension, that is to say the maximum diameter of the spiral component 30, is not enlarged. Thus, on the one hand material and on the other machining volume can be saved.
- the holding projections 68 are in particular designed and / or arranged at such an angular position that the screw connection of the corrugated bellows 42 is accessible.
- the number of screwing points of the bellows 42 is preferably not equal to the number of retaining projections 68 on the movable spiral component 30.
- Fig. 1 On the eccentric shaft 32 Fig. 1 two balance weights 82 are attached to compensate for an unbalance of the excited system.
- the area of in Fig. 1 right-hand counterweight 82 is in Fig. 8 shown enlarged.
- the balance weight 82 is screwed onto the eccentric shaft 32.
- FIG. 9 A similar image section is in Fig. 9 shown for another scroll pump, which is preferably the same series of the pump 20 of the Fig. 1 listened to.
- the the Fig. 9 the underlying pump has, in particular, different dimensions and therefore requires a different balance weight 82.
- the eccentric shafts 32, the counterweights 82 and the housing elements 22 are dimensioned such that only a certain type of the two types of counterweights 82 shown can be mounted on the eccentric shaft 32 at the fastening position shown in each case.
- the balance weights 82 are in the 8 and 9 dimensioned together with certain dimensions of the space provided for them to illustrate that the counterweight 82 of the Fig. 9 cannot be mounted on the eccentric shaft 32 and vice versa. It goes without saying that the dimensions given are given purely by way of example.
- Fig. 8 So in Fig. 8 a distance between a mounting hole 84 and a shaft shoulder 86 9.7 mm.
- the balance weight 82 of the Fig. 8 is shorter in the corresponding direction, namely 9 mm long, so it can be easily installed.
- the balance weight 82 of the Fig. 9 has a longitudinal extension of 11 mm measured from the mounting hole.
- the balance weight 82 is the Fig. 9 not on the eccentric shaft 32 Fig. 8 mountable, since the shaft shoulder 86 collides with the balance weight 82 during an attempted assembly or because the balance weight 82 thus Fig. 9 not fully in contact with the eccentric shaft 82 Fig. 8 can be brought. Because the counterweight 82 of the Fig.
- Fig. 9 is a distance in the longitudinal direction between the mounting hole 84 and a housing shoulder 88 17.5 mm.
- the balance weight 82 of the Fig. 8 with its extension of 21.3 mm would 32 when inserting the eccentric shaft Fig. 9 collide with the housing shoulder 88 so that a complete assembly would not be possible. Incorrect assembly is possible at first, but is reliably recognized.
- the balance weight 82 is mounted rotated about the axis of the fastening bore 84 Fig. 8 on the eccentric shaft 32 Fig. 9 the 21.3 mm extension would collide with the shaft shoulder 86, which is only 13.7 mm from the mounting hole 84.
- the counterweights 82 are generally designed such that confusion of the counterweight with those of other sizes is avoided during assembly and / or service becomes.
- the counterweights are preferably attached using through bolts. Similar counterweights of different pump sizes are designed in such a way that, due to adjacent shoulders on the shaft, the positions of the thread and through hole of the counterbalance, as well as shoulders within the housing, assembly of the wrong counterweight is prevented.
- a gas ballast valve 90 of the scroll pump 20 is shown. This is also in the overall representation of the pump 20 in Fig. 3 visible and arranged on the fixed spiral component 24.
- the gas ballast valve 90 comprises an actuating handle 92. This comprises a plastic body 94 and a base element 96, which is preferably made of stainless steel.
- the base element 96 comprises a through bore 98 which is provided on the one hand for the connection and introduction of a ballast gas and on the other hand comprises a check valve 100.
- the bore 98 is also closed in the illustrations by means of a plug 102.
- a filter can also be provided, for example, the ballast gas preferably being air and in particular entering the valve 90 directly via the filter.
- the actuating handle 92 is fastened to a rotatable element 106 of the valve 90 with three fastening screws 104, which are arranged in a respective bore 108 and of which in the selected sectional view of FIG Fig. 11 only one is visible.
- the rotatable element 106 is rotatably fastened to the second housing element 24 by means of a fastening screw (not shown) extending through a bore 110.
- valve 90 To actuate the valve 90, a torque manually applied to the actuating handle 92 is transmitted to the rotatable element 106 and the latter is thus rotated.
- bore 98 communicates with an interior of the housing.
- Three switching positions are provided for the valve 90, namely that in FIG Fig. 10 shown, which is a locking position, and a position rotated to the right and to the left, in which the bore 98 is in communication with different areas of the interior of the housing.
- the bores 108 and 110 are closed by a cover 112.
- the sealing effect of the gas ballast valve 90 is based on axially pressed O-rings. When valve 90 is actuated, a relative movement is exerted on the O-rings. If dirt, such as particles, reaches the surface of an O-ring, there is a risk of early failure.
- the cover 112 prevents dirt and the like from entering the screws of the handle 92.
- This cover 112 is attached via an interference fit of three centering elements. Specifically, the cover 112 has an insertion pin (not shown) for each bore 108, with which the cover 112 is held in the bores 108.
- the bores 108 and 110 and the fastening screws arranged therein are thus protected from contamination.
- the fastening screw not shown, which is arranged in the bore 110 and which permits a rotary movement, the entry of dirt into the valve mechanism can be effectively minimized and the service life of the valve can be improved.
- the plastic handle with overmolded stainless steel base ensures good corrosion resistance with low manufacturing costs. Furthermore, the plastic of the handle remains cooler due to the limited heat conduction and is therefore easier to use.
- the fan 44 such as in the Fig. 1 and 3 speed control is preferably provided.
- the fan is controlled by means of PWM depending on the power consumption and temperature of the power module, which is accommodated in the electronics housing 48, for example.
- the speed is set in the same way as the power consumption. However, the control is only permitted from a module temperature of 50 ° C. If the pump gets into the temperature range of a possible derating (temperature-related performance reduction), the max. Fan speed controlled. This regulation enables a minimum noise level to be achieved when the pump is cold, a low noise level at the end pressure or at low load - corresponding to the pump noise - to ensure that the pump is optimally cooled while the noise level is low, and before a temperature-related power reduction the max. Cooling performance is ensured.
- the maximum fan speed can be adjustable, in particular depending on the situation. For example, it can be useful to reduce the maximum fan speed for high water vapor tolerance.
- FIG. 12 is the movable scroll member 30 partially and opposite Fig. 5 shown enlarged.
- the spiral wall 28 has, at its end facing away from the base plate 66 and toward a base plate of the solid spiral component 24 (not shown here), a groove 114 for inserting a sealing element 64, also not shown here, namely a so-called tip seal.
- the arrangement in the operating state is, for example, in Fig. 4 clearly visible.
- the groove 114 is delimited outwards and inwards by two opposite side walls, namely by an inner side wall 116 and an outer side wall 118.
- the outer side wall 118 is made thicker than the inner side wall 116 in the first spiral section 120 and thicker than both side walls 116 and 118 in another, second spiral section 122.
- the first spiral section 120 extends from FIG Fig. 12 indicated location up to the outer end of the spiral wall 28, as it is also for example in Fig. 5 is indicated.
- the first spiral section 120 extends here by way of example over approximately 163 °.
- the first spiral section 120 forms an outer end section of the spiral wall 28.
- the first spiral section 120 is at least partially, in particular completely, arranged in a non-pumping region of the spiral wall 28.
- the first spiral section 120 can at least substantially completely fill the non-pump-active region of the spiral wall 28.
- the first intermediate section 70 can preferably be arranged between two holding projections 68, which has a greater radial height than other intermediate sections 72 and 74, opposite the first spiral section 120. An imbalance introduced by the thicker side wall 118 can thus be compensated for by the greater weight of the first intermediate section 70.
- the movable spiral component should generally preferably have a low weight. Therefore, the spiral walls are generally made very thin. Furthermore, with thinner walls, there are smaller pump dimensions (significant outside diameter).
- the side walls of the Tip Seal groove are special as a result thin.
- the ratio of the TipSeal wall thickness to the total spiral wall thickness is, for example, at most 0.17. Due to the tip seal groove, however, the spiral wall tip is very sensitive to bumps during handling, such as when installing or changing the tip seal. By light impacts, e.g. B. also during transport, the side wall of the groove can be pressed inwards so that the tip seal can no longer be fitted.
- the groove has an asymmetrical wall thickness, in particular a thickening of the spiral wall that is local to the outside.
- This area is preferably not pump-active and can therefore be manufactured with a greater tolerance. Damage is significantly reduced by the one-sided thickening of the, in particular the last half, turn.
- a thickening of the spiral wall is preferably not necessary, since the wall is protected by protruding elements of the component.
- Air guide hood 46 shown defines an air flow as indicated by a dashed arrow 124.
- the fan 44 is connected to a control device in the electronics housing 48 via a cable, not shown, which runs through the air guiding hood 46 and via a plug connection.
- This comprises a socket 126 and a plug 128.
- the socket 126 is mounted on the electronics housing 48 and / or is fastened to a circuit board arranged in the electronics housing 48.
- the socket 126 is, for example, also in the Fig. 2 and 3 visible.
- the plug 128 is connected to the fan 44 via the cable, not shown.
- the plug connection 126, 128 is separated from the air flow 124 by a partition 130.
- the air flow 124 which can contain dusts or similar contaminants, for example, is thus kept away from the plug connection 126, 128.
- the plug connection 126, 128 itself is protected and, on the other hand, it is prevented that the contamination by the for the Socket 126 provided opening in the electronics housing 48 into this and get to the control device and / or power electronics.
- the air dome 46 is in Fig. 14 shown separately and in perspective. Among other things, the partition 130 with the space defined behind it and intended for the plug 128 is visible.
- the dividing wall 130 comprises a recess 132 designed here as a V-shaped notch for the passage of a cable from the plug 128 to the fan 44.
- the partition 130 ensures that the air taken in does not reach the electronics via the opening of the connector 126, 128.
- the cable of the fan is led laterally through the partition 130 through the V-shaped notch 132.
- the notch 132 has a lateral offset to the connector 126, 128, whereby a labyrinth effect and thus a further reduction in the leakage of cooling air to the connector 126, 128 are achieved.
- the air duct into the channel 50 between the electronics housing 48 and the pump housing 22 is also improved by a partition 130 within the air guide hood 46. There is less turbulence and back pressure for the fan 44.
- the Fig. 15 shows a contact area between the first housing element 22 and the second housing element or fixed spiral component 24 in a schematic sectional view.
- the second housing element 24 is partially inserted into the first housing element 22 with a transition fit 134.
- a seal by means of an O-ring 136 is provided.
- the transition fit 134 also serves, for example, to center the second housing element 24 relative to the first housing element 22.
- the second housing element 24 For maintenance purposes, for example to replace the sealing element 64, the second housing element 24 has to be dismantled, for example. It may happen that the transition fit 134 or the O-ring 136 jam if the second housing element 24 is not pulled out just enough.
- a forcing thread 138 is provided to solve this problem.
- a second forcing thread can also preferably be provided at least substantially radially opposite. In order to release the second housing element 24 as straight and guided as possible, a screw can be screwed into the forcing thread 38 until the screw protrudes out of it and comes into contact with the first housing element 22. The housing elements 22 and 24 are pushed apart from one another by further screwing in.
- the fastening screws 142 provided for fastening the second housing element 24 to the first housing element 22 can be used for pressing, as is shown, for example, in FIGS Fig. 1 and 3 are designated.
- the forcing thread 138 preferably has the same thread type as the fastening thread provided for the fastening screws 142.
- a depression 140 is provided on the second housing element 22 and is associated with the pull-off thread 138. If, when the screw is screwed into the forcing thread 138, abrasion particles are discharged, they collect in the depression 140. This prevents such abrasion particles, for example, from preventing the housing elements 22 and 24 from fully abutting one another.
- the air guide hood 46 has at least one, in particular additional, in Fig. 14 shown dome 144, which allows mounting of the air guide hood 46 only when the screws used for pressing, in particular the fastening screws 142, have been removed again. This is because the air-guiding hood 46 with the dome 144 is designed such that it would collide with a screw head of a jack-off screw possibly screwed into the forcing thread 138, so that the air-guiding hood 46 would not be completely mountable. In particular, the air guide hood 46 can only be installed when the jack screws are completely removed.
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Abstract
Scrollpumpe umfassend ein bewegliches, zum Erzeugen einer Pumpwirkung exzentrisch erregbares Spiralbauteil (30), wobei das Spiralbauteil eine Grundplatte (66) und eine sich ausgehend von der Grundplatte erstreckende Spiralwand (28) aufweist, wobei:- außen an der Grundplatte wenigstens zwei über den Umfang der Grundplatte beabstandete Haltevorsprünge (68) vorgesehen sindund/oder- die Spiralwand (28) an ihrem der Grundplatte (66) abgewandten Ende eine Nut (114) aufweist, in der ein Dichtungselement (64) aufgenommen ist, wobei die Nut (114) durch zwei gegenüberliegende Seitenwände (116, 118) begrenzt ist, und wobei in einem ersten Spiralabschnitt (120) eine erste der Seitenwände (118) dicker ist als eine zweite der Seitenwände (116) im ersten Spiralabschnitt (120) und/oder als eine oder beide Seitenwände (116, 118) in einem zweiten Spiralabschnitt (122).Verfahren zur Herstellung einer Scrollpumpe.Scroll pump comprising a movable spiral component (30) which can be excentrically excited to produce a pumping action, the spiral component having a base plate (66) and a spiral wall (28) extending from the base plate, wherein: - at least two on the outside of the base plate over the circumference retaining projections (68) spaced apart from the base plate and / or- the spiral wall (28) has at its end remote from the base plate (66) a groove (114) in which a sealing element (64) is received, the groove (114) being through two opposite side walls (116, 118) is delimited, and wherein in a first spiral section (120) a first one of the side walls (118) is thicker than a second one of the side walls (116) in the first spiral section (120) and / or as one or both Sidewalls (116, 118) in a second spiral section (122) .Method for producing a scroll pump.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Scrollpumpen und Herstellungsverfahren für solche.The present invention relates to scroll pumps and manufacturing processes therefor.
Ein erster Aspekt der Erfindung geht aus von einer Scrollpumpe umfassend ein bewegliches, zum Erzeugen einer Pumpwirkung exzentrisch erregbares Spiralbauteil, wobei das Spiralbauteil eine Grundplatte und eine sich ausgehend von der Grundplatte erstreckende Spiralwand aufweist. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Herstellung einer derartigen Scrollpumpe zu vereinfachen. Diese Aufgabe wird durch eine Scrollpumpe nach Anspruch 1 gelöst, und insbesondere dadurch, dass außen an der Grundplatte wenigstens zwei über den Umfang der Grundplatte beabstandete Haltevorsprünge vorgesehen sind.A first aspect of the invention is based on a scroll pump comprising a movable spiral component which can be excentrically excited to produce a pumping effect, the spiral component having a base plate and a spiral wall extending from the base plate. It is an object of the invention to simplify the manufacture of such a scroll pump. This object is achieved by a scroll pump according to claim 1, and in particular in that at least two holding projections spaced apart over the circumference of the base plate are provided on the outside of the base plate.
Während sich die Spiralwand von einer Flachseite der Grundplatte aus erstreckt und somit in axialer Richtung von der Grundplatte absteht, handelt es sich bei den Haltevorsprüngen um radiale Vorsprünge, die in radialer Richtung vom Umfang der Grundplatte, also vom radial äußeren Rand der Grundplatte abstehen.While the spiral wall extends from a flat side of the base plate and thus protrudes from the base plate in the axial direction, the retaining projections are radial projections which protrude in the radial direction from the circumference of the base plate, that is to say from the radially outer edge of the base plate.
An diesen Haltevorsprüngen lässt sich das Spiralbauteil auf einfache Weise, insbesondere direkt, einspannen. Die Haltevorsprünge sind insbesondere umfangsseitig angeordnet und/oder über den Umfang gleichmäßig verteilt.The spiral component can be clamped on these holding projections in a simple manner, in particular directly. The holding projections are in particular arranged on the circumference and / or evenly distributed over the circumference.
Mit Vorteil kann vorgesehen sein, dass wenigstens oder genau drei oder vier Haltevorsprünge vorgesehen sind.It can advantageously be provided that at least or exactly three or four holding projections are provided.
Die Haltevorsprünge können bevorzugt so ausgeführt sein, dass die Rohmaterialabmessungen durch die Haltevorsprünge nicht vergrößert werden.The holding projections can preferably be designed such that the raw material dimensions are not enlarged by the holding projections.
Zum Beispiel kann ein erster Zwischenabschnitt des Umfangs der Grundplatte zwischen zwei benachbarten Haltevorsprüngen eine größere radiale Höhe aufweisen, als ein zweiter Zwischenabschnitt. Hierdurch kann auf einfache Weise eine größere Masse im ersten Zwischenabschnitt erreicht werden, was z.B. einem Unwuchtausgleich dienen kann.For example, a first intermediate section of the circumference of the base plate between two adjacent retaining projections can have a greater radial height than a second intermediate section. In this way, a larger mass can be easily achieved in the first intermediate section, which e.g. can serve to balance the unbalance.
Vorzugsweise kann es vorgesehen sein, dass der erste Zwischenabschnitt einem äußersten 120°-Abschnitt und/oder einem äußersten 180°-Abschnitt der Spiralwand zumindest im Wesentlichen gegenüberliegend angeordnet ist. Hierdurch wird die Masse des äußersten Abschnitts der Spiralwand auf einfache Weise durch den ersten Zwischenabschnitt ausgeglichen.It can preferably be provided that the first intermediate section is arranged at least substantially opposite an outermost 120 ° section and / or an outermost 180 ° section of the spiral wall. As a result, the mass of the outermost section of the spiral wall is easily compensated for by the first intermediate section.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass im Bereich oder der Nähe von wenigstens einem Haltevorsprung keine Befestigungsbohrung in der Grundplatte angeordnet ist. Hierdurch kann auf einfache Weise die Stabilität des Spiralbauteils verbessert werden, da eine Haltekraft, die einer Einspannvorrichtung durch die Haltevorsprünge entgegengesetzt ist, nicht durch eine in der Nähe befindliche Befestigungsbohrung geschwächt wird. Eine Befestigungsbohrung im Spiralbauteil kann beispielsweise einer späteren Befestigung eines Wellbalgs und/oder eines Lagerelements dienen.According to a further embodiment, it is provided that no fastening hole is arranged in the base plate in the region or in the vicinity of at least one holding projection. In this way, the stability of the spiral component can be improved in a simple manner, since a holding force which is opposed to a clamping device by the holding projections is not weakened by a fastening hole located in the vicinity. A fastening hole in the spiral component can serve, for example, for later fastening of a corrugated bellows and / or a bearing element.
Die Aufgabe des ersten Aspekts wird auch durch ein Verfahren nach Anspruch 6 zur Herstellung einer Scrollpumpe gelöst, insbesondere einer solchen nach vorstehend beschriebener Art. Die Scrollpumpe weist dabei ein bewegliches, zum Erzeugen einer Pumpwirkung exzentrisch erregbares Spiralbauteil auf. Dabei ist das Spiralbauteil mit einer Grundplatte direkt in eine Einspannvorrichtung eingespannt.The object of the first aspect is also achieved by a method according to claim 6 for producing a scroll pump, in particular of the type described above. The scroll pump has a movable spiral component that can be excentrically excited to produce a pumping effect. The spiral component is clamped directly into a clamping device with a base plate.
Durch die direkte Einspannung ist das Verfahren erheblich vereinfacht. Insbesondere ist keine am Spiralbauteil anzubringende Spannhilfe nötig.The process is considerably simplified by the direct clamping. In particular, no clamping aid to be attached to the spiral component is necessary.
Z.B. werden für das Spiralbauteil eine Grundplatte und eine sich ausgehend von der Grundplatte erstreckende Spiralwand gemeinsam spanend hergestellt. Vorzugsweise kann die Einspannvorrichtung ein Backenfutter umfassen oder sein. Alternativ oder zusätzlich können vorzugsweise die Backen eines Backenfutters der Einspannvorrichtung an wenigstens zwei, außen an der Grundplatte angeordneten, über deren Umfang beanstandeten Haltevorsprüngen angreifen.For example, a base plate and a spiral wall extending from the base plate are machined together for the spiral component. The clamping device can preferably comprise or be a jaw chuck. Alternatively or additionally, the jaws of a jaw chuck of the clamping device can preferably engage at least two holding projections which are arranged on the outside of the base plate and are objected to over their circumference.
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Einspannvorrichtung derart ausgebildet ist, dass ein Werkzeugzugang zu dem Spiralbauteil sowohl von einer Seite der Grundplatte, an der die Spiralwand ausgebildet ist, als auch von der anderen, insbesondere gegenüberliegenden, Seite der Grundplatte ermöglicht ist. Dabei kann vorzugsweise das Spiralbauteil zumindest im Wesentlichen in einer Einspannung von beiden Seiten bearbeitet und/oder mit Bearbeitung von beiden Seiten gefertigt werden.According to a further development, it is provided that the clamping device is designed such that tool access to the spiral component is made possible both from one side of the base plate on which the spiral wall is formed and from the other, in particular opposite, side of the base plate. The spiral component can preferably be machined at least essentially in one clamping from both sides and / or be machined with machining from both sides.
Die Einspannvorrichtung kann bevorzugt ein Backenfutter, insbesondere ein Drei- oder Vierbackenfutter sein oder umfassen.The clamping device can preferably be or comprise a jaw chuck, in particular a three- or four-jaw chuck.
Die Erfindung betrifft allgemein und unabhängig auch eine Einspannvorrichtung, insbesondere mit einem Backenfutter, zum, insbesondere direkten, Einspannen eines Spiralbauteils einer Scrollpumpe, wobei die Einspannvorrichtung derart ausgebildet ist, dass ein Werkzeugzugang zu dem Spiralbauteil sowohl von einer Seite der Grundplatte, an der die Spiralwand ausgebildet ist, als auch von der anderen Seite der Grundplatte ermöglicht ist. Vorzugsweise kann es sich um ein Backenfutter handeln, welches zum Beispiel eine durchgehende Ausnehmung, insbesondere Bohrung, aufweist.The invention generally and independently also relates to a clamping device, in particular with a jaw chuck, for, in particular directly, clamping a spiral component of a scroll pump, the clamping device being designed in such a way that tool access to the spiral component is provided both from one side of the base plate and against the spiral wall is formed, as is also possible from the other side of the base plate. It can preferably be a jaw chuck which has, for example, a continuous recess, in particular a bore.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung geht aus von einer Scrollpumpe umfassend ein Spiralbauteil, welches eine Grundplatte und eine sich ausgehend von der Grundplatte erstreckende Spiralwand aufweist, wobei die Spiralwand an ihrem der Grundplatte abgewandten Ende eine Nut aufweist, in der ein Dichtungselement aufgenommen ist, wobei die Nut durch zwei gegenüberliegende Seitenwände begrenzt ist. Es ist eine Aufgabe, die Handhabung des Spiralbauteils bei der Montage der Scrollpumpe zu vereinfachen und/oder die Gefahr einer Beschädigung des Spiralbauteils bei der Handhabung zu verringern. Diese Aufgabe wird durch eine Scrollpumpe mit den Merkmalen nach Anspruch 8 gelöst, und insbesondere dadurch, dass in einem ersten Spiralabschnitt eine erste der Seitenwände dicker ist als eine zweite der Seitenwände im ersten Spiralabschnitt und/oder als eine oder beide Seitenwände in einem zweiten Spiralabschnitt.A second aspect of the invention is based on a scroll pump comprising a spiral component which has a base plate and a spiral wall extending from the base plate, the spiral wall having at its end facing away from the base plate a groove in which a sealing element is received, the Groove is delimited by two opposite side walls. It is an object to simplify the handling of the spiral component when assembling the scroll pump and / or to reduce the risk of damage to the spiral component during handling. This object is achieved by a scroll pump with the features of claim 8, and in particular in that in a first spiral section a first of the side walls is thicker than a second one of the side walls in the first spiral section and / or as one or both side walls in a second spiral section.
Durch die örtlich dickere Ausführung der Seitenwand ist diese lokal gestärkt, insbesondere in einem für eine Beschädigung anfälligen Bereich. Die Gefahr einer Beschädigung wird somit verringert und die Handhabung ist erleichtert.Due to the locally thicker design of the side wall, it is locally strengthened, in particular in an area prone to damage. The risk of damage is thus reduced and handling is made easier.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der erste Spiralabschnitt ein äußerer Endabschnitt der Spiralwand ist. Dieser ist für eine Beschädigung besonders anfällig. Weiter innen liegende Spiralabschnitte sind insbesondere durch außen liegende Spiralabschnitte geschützt, sodass innen keine "Aufdickung" nötig ist. Im Sinne einer insgesamt vorzugsweise geringen Masse weist daher vorzugsweise nur der äußere Endabschnitt der Spiralwand eine Aufdickung auf.According to one embodiment, it is provided that the first spiral section is an outer end section of the spiral wall. This is particularly susceptible to damage. Spiral sections located further inward are protected in particular by spiral sections located on the outside, so that no “thickening” is necessary on the inside. In the sense of an overall preferably low mass, therefore, preferably only the outer end section of the spiral wall has a thickening.
Generell kann der erste Spiralabschnitt bevorzugt zumindest im Wesentlichen innerhalb der letzten halben Windung der Spiralwand angeordnet sein. Dieser ist besonders für eine Schädigung gefährdet. Dabei wird vorteilhaft ausgenutzt, dass eine vorletzte Hälfte der Windung zwar auch grundsätzlich außen angeordnet ist, jedoch durch einen größeren Überstand der Grundplatte bereits einen gewissen Schutz aufweist. Somit kann die Masse des Spiralbauteils relativ klein gehalten werden.In general, the first spiral section can preferably be arranged at least substantially within the last half turn of the spiral wall. This is particularly at risk of damage. This advantageously takes advantage of the fact that a penultimate half of the turn is in principle also arranged on the outside, but already a certain amount due to a larger protrusion of the base plate Protection. The mass of the spiral component can thus be kept relatively small.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass sich der erste Spiralabschnitt wenigstens über 100°, vorzugsweise wenigstens über 140°, erstreckt. Vorzugsweise kann sich der erste Spiralabschnitt alternativ oder zusätzlich höchstens über 200°, bevorzugt über höchstens 180°, erstrecken. In den angegebenen Bereichen entfalten sich die erfindungsgemäßen Vorteile in besonders großem Maße.A further development provides that the first spiral section extends at least over 100 °, preferably at least over 140 °. As an alternative or in addition, the first spiral section can preferably extend at most over 200 °, preferably over at most 180 °. The advantages according to the invention unfold to a particularly large extent in the ranges indicated.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der erste Spiralabschnitt in einem nicht pumpaktiven Bereich der Spiralwand angeordnet. Hierdurch wird vorteilhaft ausgenutzt, dass in einem solchen nicht pumpaktiven Bereich generell weniger strenge Fertigungstoleranzen nötig sind. Die Aufdickung lässt sich somit besonders einfach herstellen.According to a further exemplary embodiment, the first spiral section is arranged in a non-pump-active region of the spiral wall. This advantageously takes advantage of the fact that generally less strict manufacturing tolerances are required in such a non-pumping area. The thickening is thus particularly easy to produce.
Die erste Seitenwand kann gemäß einem weiteren, vorteilhaften Beispiel eine radial äußere Seitenwand sein. Dies ermöglicht eine besonders starke Verringerung der Beschädigungsgefahr.According to a further advantageous example, the first side wall can be a radially outer side wall. This enables a particularly strong reduction in the risk of damage.
Vorzugsweise kann die erste Seitenwand beispielsweise um wenigstens 0,2 mm und/oder um höchstens 1 mm, insbesondere höchstens 0,7 mm, insbesondere höchstens 0,4 mm dicker sein. Dies ermöglicht eine besonders gute Stabilisierung, insbesondere bei relativ geringer zusätzlicher Masse.The first side wall can preferably be thicker, for example, by at least 0.2 mm and / or by at most 1 mm, in particular at most 0.7 mm, in particular at most 0.4 mm. This enables particularly good stabilization, particularly with a relatively small additional mass.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass das Spiralbauteil beweglich und zum Erzeugen einer Pumpwirkung exzentrisch erregbar ist. Die erfindungsgemäßen Vorteile entfalten sich im besonderen Maße an dem beweglichen Spiralbauteil.Another embodiment provides that the spiral component is movable and excentrically excitable to produce a pumping effect. The advantages according to the invention unfold to a particular degree on the movable spiral component.
Es versteht sich, dass die einzelnen Aspekte der Erfindung, und zwar auch diejenigen Aspekte, die nachstehend anhand der Figuren beschrieben werden, jeweils untereinander vorteilhaft kombinierbar sind.It goes without saying that the individual aspects of the invention, specifically also those aspects which are described below with reference to the figures, can each be advantageously combined with one another.
Die Erfindung wird nachfolgend lediglich beispielhaft anhand der schematischen Zeichnung erläutert.
- Fig. 1
- zeigt eine Scrollpumpe in einer Schnittansicht.
- Fig. 2
- zeigt ein Elektronikgehäuse der Scrollpumpe.
- Fig. 3
- zeigt die Scrollpumpe in perspektivischer Ansicht, wobei ausgewählte Elemente freigestellt sind.
- Fig. 4
- zeigt einen in die Pumpe integrierten Drucksensor.
- Fig. 5
- zeigt ein bewegliches Spiralbauteil der Pumpe.
- Fig. 6
- zeigt das Spiralbauteil von einer anderen, der in
Fig. 5 sichtbaren Seite gegenüberliegenden Seite. - Fig. 7
- zeigt eine Einspannvorrichtung für ein Spiralbauteil.
- Fig. 8 und 9
- zeigen jeweils eine Exzenterwelle mit einem Ausgleichsgewicht von unterschiedlichen Scrollpumpen.
- Fig. 10
- zeigt ein Gasballastventil mit einem Betätigungsgriff in perspektivischer Ansicht.
- Fig. 11
- zeigt das Ventil der
Fig. 10 in einer Schnittansicht. - Fig. 12
- zeigt einen Teilbereich des Spiralbauteils der
Fig. 5 und 6 . - Fig. 13
- zeigt einen Querschnitt des Spiralbauteils durch die Spiralwand in einem äußeren Endbereich.
- Fig. 14
- zeigt eine Luftleithaube der Scrollpumpe der
Fig. 1 in perspektivischer Ansicht. - Fig. 15
- zeigt ein Abdrückgewinde in einer Schnittdarstellung.
- Fig. 1
- shows a scroll pump in a sectional view.
- Fig. 2
- shows an electronics housing of the scroll pump.
- Fig. 3
- shows the scroll pump in a perspective view, with selected elements are free.
- Fig. 4
- shows a pressure sensor integrated in the pump.
- Fig. 5
- shows a movable spiral component of the pump.
- Fig. 6
- shows the spiral component from another that in
Fig. 5 visible side opposite side. - Fig. 7
- shows a clamping device for a spiral component.
- 8 and 9
- each show an eccentric shaft with a balance weight of different scroll pumps.
- Fig. 10
- shows a gas ballast valve with an operating handle in a perspective view.
- Fig. 11
- shows the valve of the
Fig. 10 in a sectional view. - Fig. 12
- shows a portion of the spiral component of the
5 and 6 , - Fig. 13
- shows a cross section of the spiral component through the spiral wall in an outer end region.
- Fig. 14
- shows an air guide hood of the scroll pump
Fig. 1 in perspective view. - Fig. 15
- shows a pull-off thread in a sectional view.
Die
Die Exzenterwelle 32 ist durch einen Motor 34 angetrieben und durch zwei Wälzlager 36 gelagert. Sie umfasst einen exzentrisch zu ihrer Rotationsachse angeordneten Exzenterzapfen 38, der über ein weiteres Wälzlager 40 seine exzentrische Auslenkung an das bewegliche Spiralbauteil 30 überträgt. An dem beweglichen Spiralbauteil 30 ist zwecks Abdichtung außerdem ein in
Die Scrollpumpe 20 umfasst einen Lüfter 44 zur Erzeugung eines Kühlluftstromes. Für diesen Kühlluftstrom ist eine Luftleithaube 46 vorgesehen, an der der Lüfter 44 auch befestigt ist. Die Luftleithaube 46 und die Gehäuseelemente 22 und 24 sind derart geformt, dass der Kühlluftstrom im Wesentlichen das gesamte Pumpengehäuse umströmt und somit eine gute Kühlleistung erreicht.The
Die Scrollpumpe 20 umfasst ferner ein Elektronikgehäuse 48, in dem eine Steuerungseinrichtung und Leistungselektronikkomponenten zum Antrieb des Motors 34 angeordnet sind. Das Elektronikgehäuse 48 bildet außerdem einen Standfuß der Pumpe 20. Zwischen dem Elektronikgehäuse 48 und dem ersten Gehäuseelement 22 ist ein Kanal 50 sichtbar, durch den ein vom Lüfter 44 erzeugter Luftstrom am ersten Gehäuseelement 22 und auch am Elektronikgehäuse 48 entlanggeführt ist, sodass beide wirksam gekühlt werden.The
Das Elektronikgehäuse 48 ist in
In
Die Pumpe 20 umfasst einen in diese integrierten Drucksensor 60. Dieser ist innerhalb der Luftleithaube 46 angeordnet und in das feststehende Spiralbauteil 24 eingeschraubt. Der Drucksensor 60 ist über eine nur teilweise dargestellte Kabelverbindung mit dem Elektronikgehäuse 48 und einer darin angeordneten Steuerungseinrichtung verbunden. Dabei ist der Drucksensor 60 in die Steuerung der Scrollpumpe 20 eingebunden. Zum Beispiel kann der Motor 34, der in
Der Drucksensor 60 erlaubt, zum Beispiel über die Ermittlung einer Kompression, insbesondere eine Erkennung eines Verschleißzustandes der pumpaktiven Komponenten, insbesondere eines auch als Tip Seal bezeichneten Dichteelements 64. Weiterhin kann der gemessene Ansaugdruck auch zu einer Regelung der Pumpe verwendet werden (u. a. Pumpendrehzahl). So kann beispielsweise ein Ansaugdruck softwareseitig vorgegeben werden und durch Variation der Pumpendrehzahl ein Ansaugdruck eingestellt werden. Auch ist denkbar, dass abhängig vom gemessenen Druck ein verschleißbedingter Druckanstieg durch Drehzahlsteigerung kompensiert werden kann. Somit kann ein Tip Seal-Wechsel verschoben werden bzw. größere Wechselintervalle realisiert werden. Die Daten des Drucksensors 60 können also generell z.B. zur Verschleißbestimmung, zur situativen Steuerung der Pumpe, zur Prozesskontrolle, etc. verwendet werden.The
Der Drucksensor 60 kann zum Beispiel optional vorgesehen sein. Anstelle des Drucksensors 60 kann beispielsweise ein Blindstopfen zum Verschließen des Kanals 62 vorgesehen sein. Ein Drucksensor 60 kann dann beispielsweise bei Bedarf nachgerüstet werden. Insbesondere im Hinblick auf die Nachrüstung, aber auch generell vorteilhaft, kann vorgesehen sein, dass der Drucksensor 60 beim Anschließen an die Steuerungseinrichtung der Pumpe 20 automatisch erkannt wird.For example,
Der Drucksensor 60 ist im Kühlluftstrom des Lüfters 44 angeordnet. Hierdurch wird auch er vorteilhaft gekühlt. Dies hat außerdem zur Folge, dass keine besonderen Maßnahmen für eine höhere Temperaturbeständigkeit des Drucksensors 60 zu treffen sind und folglich ein kostengünstiger Sensor eingesetzt werden kann.The
Außerdem ist der Drucksensor 60 insbesondere derart angeordnet, dass die äußeren Abmessungen der Pumpe 20 durch ihn nicht vergrößert sind und die Pumpe 20 folglich kompakt bleibt.In addition, the
In den
Eine der Spiralwand 28 abgewandte Seite der Grundplatte 66 ist in
Außen an der Grundplatte 66 sind drei über den Umfang der Grundplatte 66 beabstandete und gleichmäßig über den Umfang verteilte Haltevorsprünge 68 vorgesehen. Die Haltevorsprünge 68 erstrecken sich dabei radial nach außen. Die Haltevorsprünge 68 weisen insbesondere alle die gleiche radiale Höhe auf. Zwischen zwei der Haltevorsprünge 68 erstreckt sich ein erster Zwischenabschnitt 70 des Umfangs der Grundplatte 66. Dieser erste Zwischenabschnitt 70 weist eine größere radiale Höhe auf als ein zweiter Zwischenabschnitt 72 und als ein dritter Zwischenabschnitt 74. Der erste Zwischenabschnitt 70 ist einem äußersten 120°-Abschnitt der Spiralwand 28 gegenüberliegend angeordnet.On the outside of the
Bei der Herstellung des beweglichen Spiralbauteils 30 werden bevorzugt die Grundplatte 66 und die Spiralwand 28 aus einem Vollmaterial gemeinsam spannend hergestellt, d. h. die Spiralwand 28 und die Grundplatte 66 sind einteilig ausgebildet.In the manufacture of the
Zum Beispiel bei einer Schlichtbearbeitung kann das Spiralbauteil 30 an den Haltevorsprüngen 68 direkt eingespannt sein. Im Rahmen ein und derselben Einspannung kann zum Beispiel auch die in
Das Spiralbauteil 30 kann zu diesem Zweck beispielsweise mit einer Einspannvorrichtung 76 eingespannt sein, wie sie in
Die Kontur der Haltevorsprünge 68 und der Spanndruck der Einspannvorrichtung 76 sind bevorzugt so gewählt, dass keine kritischen Verformungen des Spiralbauteils 30 stattfinden. Die drei Haltevorsprünge 68 sind bevorzugt so gewählt, dass die äußere Dimension, also der maximale Durchmesser des Spiralbauteils 30 nicht vergrößert werden. Somit kann zum einen Material und zum anderen Zerspanungsvolumen eingespart werden. Die Haltevorsprünge 68 sind insbesondere so ausgeführt und/oder an einer solchen Winkelposition angeordnet, dass die Zugänglichkeit der Verschraubung des Wellbalgs 42 gegeben ist. Die Anzahl der Verschraubungspunkte des Wellbalgs 42 ist bevorzugt ungleich der Anzahl der Haltevorsprünge 68 am beweglichen Spiralbauteil 30.The contour of the holding
An der Exzenterwelle 32 der
Ein ähnlicher Bildausschnitt ist in
Die Exzenterwellen 32, die Ausgleichsgewichte 82 und die Gehäuseelemente 22 sind so dimensioniert, dass an der jeweils gezeigten Befestigungsposition nur eine bestimmte Art der zwei gezeigten Arten von Ausgleichsgewichten 82 an der Exzenterwelle 32 montierbar ist.The
Die Ausgleichsgewichte 82 sind in den
So beträgt in
In
Die Ausgleichsgewichte 82, insbesondere ein motorseitiges Ausgleichsgewicht 82, sind allgemein so ausgeführt, dass eine Verwechslung des Ausgleichsgewichts mit solchen anderer Baugrößen bei der Montage und/oder beim Service vermieden wird. Die Ausgleichsgewichte werden bevorzugt mittels Durchgangsschrauben befestigt. Ähnliche Ausgleichsgewichte verschiedener Pumpengrößen sind insbesondere so ausgeführt, dass aufgrund angrenzender Absätze auf der Welle, der Positionen von Gewinde und Durchgangsbohrung des Ausgleichsgewichts sowie von Absätzen innerhalb des Gehäuses eine Montage des falschen Ausgleichsgewichts verhindert wird.The
In den
Das Gasballastventil 90 umfasst einen Betätigungsgriff 92. Dieser umfasst einen Kunststoffkörper 94 und ein Basiselement 96, welches bevorzugt aus Edelstahl hergestellt ist. Das Basiselement 96 umfasst eine durchgehende Bohrung 98, die einerseits zum Anschluss und Einleiten eines Ballastgases vorgesehen ist und andererseits ein Rückschlagventil 100 umfasst. Die Bohrung 98 ist außerdem in den Darstellungen mittels eines Stopfens 102 verschlossen. Anstelle des Stopfens 102 kann beispielsweise auch ein Filter vorgesehen sein, wobei das Ballastgas bevorzugt Luft sein kann und über den Filter insbesondere direkt in das Ventil 90 eintritt.The
Der Betätigungsgriff 92 ist mit drei Befestigungsschrauben 104 an einem drehbaren Element 106 des Ventils 90 befestigt, die in einer jeweiligen Bohrung 108 angeordnet sind und von denen in der gewählten Schnittdarstellung der
Zur Betätigung des Ventils 90 wird ein manuell am Betätigungsgriff 92 angelegtes Drehmoment an das drehbare Element 106 übertragen und dieses somit gedreht. Somit gelangt die Bohrung 98 in Kommunikation mit einem Inneren des Gehäuses. Für das Ventil 90 sind dabei drei Schaltstellungen vorgesehen, nämlich die in
Die Bohrungen 108 und 110 sind durch einen Deckel 112 verschlossen. Die Dichtwirkung des Gasballastventiles 90 beruht auf axial verpressten O-Ringen. Bei Betätigung des Ventils 90 wird eine Relativbewegung auf die O-Ringe ausgeübt. Gelangen Verschmutzungen, wie etwa Partikel, an die Oberfläche eines O-Rings, so birgt dies die Gefahr eines frühzeitigen Ausfalls. Der Deckel 112 verhindert ein Eindringen von Verschmutzungen und ähnlichem an die Schrauben des Griffes 92.The
Dieser Deckel 112 wird über eine Übermaßpassung dreier Zentrierelemente befestigt. Konkret weist der Deckel 112 für jede Bohrung 108 einen nicht dargestellten Einsteckzapfen auf, mit denen der Deckel 112 in den Bohrungen 108 gehalten ist. Die Bohrungen 108 und 110 sowie die darin angeordneten Befestigungsschrauben sind somit vor Verschmutzungen geschützt. Insbesondere bei der in der Bohrung 110 angeordneten, nicht dargestellten Befestigungsschraube, die eine Drehbewegung erlaubt, kann so ein Verschmutzungseintrag in die Ventilmechanik wirksam minimiert werden und so die Lebensdauer des Ventils verbessert werden.This
Der Kunststoff-Griff mit umspritzem Edelstahl-Basisteil sorgt für eine gute Korrosionsbeständigkeit bei gleichzeitig niedrigen Herstellkosten. Weiterhin bleibt der Kunststoff des Griffs aufgrund der eingeschränkten Wärmeleitung kühler und lässt sich dadurch besser bedienen.The plastic handle with overmolded stainless steel base ensures good corrosion resistance with low manufacturing costs. Furthermore, the plastic of the handle remains cooler due to the limited heat conduction and is therefore easier to use.
Für den Lüfter 44, wie er beispielsweise in den
Die maximale Lüfterdrehzahl kann, insbesondere situativ, anpassbar sein. Z. B. kann es für eine hohe Wasserdampfverträglichkeit zielführend sein, die maximale Lüfterdrehzahl herabzusetzen.The maximum fan speed can be adjustable, in particular depending on the situation. For example, it can be useful to reduce the maximum fan speed for high water vapor tolerance.
In
Die Spiralwand 28 weist an ihrem der Grundplatte 66 abgewandten und einer Grundplatte des hier nicht dargestellten, festen Spiralbauteils 24 zugewandten Ende eine Nut 114 zur Einlage eines hier ebenfalls nicht dargestellten Dichtungselements 64 auf, nämlich eines sogenannten Tip Seals. Die Anordnung im Betriebszustand ist z.B. in
Die Nut 114 ist nach außen und nach innen durch zwei gegenüberliegende Seitenwände begrenzt, nämlich durch eine innere Seitenwand 116 und eine äußere Seitenwand 118. In einem ersten Spiralabschnitt 120 ist die äußere Seitenwand 118 dicker ausgeführt als die innere Seitenwand 116 im ersten Spiralabschnitt 120 und dicker als beide Seitenwände 116 und 118 in einem anderen, zweiten Spiralabschnitt 122.The
Der erste Spiralabschnitt 120 erstreckt sich vom in
Der erste Spiralabschnitt 120 bildet einen äußeren Endabschnitt der Spiralwand 28. Dabei ist der erste Spiralabschnitt 120 zumindest teilweise, insbesondere vollständig in einem nicht pumpaktiven Bereich der Spiralwand 28 angeordnet. Insbesondere kann der erste Spiralabschnitt 120 den nicht pumpaktiven Bereich der Spiralwand 28 zumindest im Wesentlichen vollständig ausfüllen.The
Wie es in
Für eine geringe Systembelastung der Lager und anderer Bauteile sollte das bewegliche Spiralbauteil allgemein bevorzugt ein geringes Eigengewicht besitzen. Daher werden die Spiralwände generell sehr dünn ausgeführt. Weiterhin ergeben sich bei dünneren Wänden geringere Pumpenabmessungen (signifikanter Außendurchmesser). Die Seitenwände der Tip Seal-Nut sind in der Folge besonders dünn. Das Verhältnis der TipSeal-Wanddicke zur gesamten Spiralwanddicke beträgt z.B. höchstens 0,17. Aufgrund der Tip Seal-Nut ist jedoch die Spiralwandspitze sehr empfindlich gegenüber Stößen beim Handling, wie etwa bei der Montage oder beim Wechseln des Tip Seal. Durch leichte Stöße, z. B. auch beim Transport, kann die Seitenwand der Nut nach innen gedrückt werden, sodass sich das Tip Seal nicht mehr montieren lässt. Zur Lösung dieses Problems umfasst die Nut eine unsymmetrische Wanddicke, insbesondere eine nach außen lokale Aufdickung der Spiralwand. Dieser Bereich ist bevorzugt nicht pumpaktiv und kann daher mit einer größeren Toleranz gefertigt werden. Durch die einseitige Aufdickung an der, insbesondere letzten halben, Windung werden Schädigungen deutlich reduziert. An übrigen Stellen des Bauteils ist bevorzugt eine Aufdickung der Spiralwand nicht notwendig, da die Wand durch überstehende Elemente des Bauteils geschützt ist.For a low system load on the bearings and other components, the movable spiral component should generally preferably have a low weight. Therefore, the spiral walls are generally made very thin. Furthermore, with thinner walls, there are smaller pump dimensions (significant outside diameter). The side walls of the Tip Seal groove are special as a result thin. The ratio of the TipSeal wall thickness to the total spiral wall thickness is, for example, at most 0.17. Due to the tip seal groove, however, the spiral wall tip is very sensitive to bumps during handling, such as when installing or changing the tip seal. By light impacts, e.g. B. also during transport, the side wall of the groove can be pressed inwards so that the tip seal can no longer be fitted. To solve this problem, the groove has an asymmetrical wall thickness, in particular a thickening of the spiral wall that is local to the outside. This area is preferably not pump-active and can therefore be manufactured with a greater tolerance. Damage is significantly reduced by the one-sided thickening of the, in particular the last half, turn. At other points on the component, a thickening of the spiral wall is preferably not necessary, since the wall is protected by protruding elements of the component.
Die in
Die Steckverbindung 126, 128 ist durch eine Trennwand 130 von dem Luftstrom 124 getrennt. Der Luftstrom 124, der zum Beispiel Stäube oder ähnliche Verschmutzungen enthalten kann, wird somit von der Steckverbindung 126, 128 ferngehalten. Somit wird einerseits die Steckverbindung 126, 128 selbst geschützt und es wird andererseits verhindert, dass die Verschmutzungen durch die für die Buchse 126 vorgesehene Öffnung im Elektronikgehäuse 48 in dieses hinein und zur Steuerungseinrichtung und/oder Leistungselektronik gelangen.The
Die Luftleithaube 46 ist in
Z.B. zur Kostenersparnis können kostengünstige Steckverbinder ohne Abdichtung (z.B. kein IP-Schutz) zum Einsatz kommen, da die Trennwand 130 dafür sorgt, dass die angesaugte Luft nicht über den Durchbruch des Steckverbinders 126, 128 an die Elektronik gelangt. Das Kabel des Lüfters wird durch die V-förmige Kerbe 132 seitlich durch die Trennwand 130 geführt. Die Kerbe 132 weist einen seitlichen Versatz zu dem Steckverbinder 126, 128 auf, wodurch eine Labyrinthwirkung und somit eine weitere Verringerung der Leckage von Kühlluft zu dem Steckverbinder 126, 128 erreicht werden. Durch eine Trennwand 130 innerhalb der Luftleithaube 46 wird außerdem die Luftführung in den Kanal 50 zwischen Elektronikgehäuse 48 und Pumpengehäuse 22 verbessert. Es entsteht weniger Verwirbelung und Gegendruck für den Lüfter 44.For example, In order to save costs, inexpensive connectors without a seal (e.g. no IP protection) can be used, since the
Die
Zu Wartungszwecken, zum Beispiel zum Austausch des Dichtungselements 64, muss das zweite Gehäuseelement 24 zum Beispiel demontiert werden. Dabei kann es vorkommen, dass die Übergangspassung 134 oder der O-Ring 136 klemmen, wenn das zweite Gehäuseelement 24 nicht gerade genug herausgezogen wird. Zur Lösung dieses Problems ist ein Abdrückgewinde 138 vorgesehen. Bevorzugt kann auch zumindest im Wesentlichen radial gegenüberliegend ein zweites Abdrückgewinde vorgesehen sein. Zum möglichst geraden und geführten Lösen des zweiten Gehäuseelements 24 kann eine Schraube in das Abdrückgewinde 38 eingeschraubt werden, bis die Schraube aus diesem heraus hervorsteht und in Anlage mit dem ersten Gehäuseelement 22 gelangt. Durch weiteres Einschrauben werden die Gehäuseelemente 22 und 24 voneinander weggedrückt.For maintenance purposes, for example to replace the sealing
Zum Abdrücken können zum Beispiel die zur Befestigung des zweiten Gehäuseelements 24 am ersten Gehäuseelement 22 vorgesehenen Befestigungsschrauben 142 verwendet werden, wie sie beispielsweise in den
Am zweiten Gehäuseelement 22 ist eine Senkung 140 vorgesehen, die dem Abdrückgewinde 138 zugeordnet ist. Falls beim Einschrauben der Schraube in das Abdrückgewinde 138 Abriebpartikel ausgetragen werden, sammeln sich diese in der Senkung 140. Somit wird verhindert, dass derartige Abriebpartikel zum Beispiel eine vollständige Anlage der Gehäuseelemente 22 und 24 aneinander verhindern.A
Bei der Montage des festen Spiralbauteils 24 müssen die Schrauben wieder herausgedreht werden, da sonst ein vollständiges Verschrauben (Richtiger Sitz auf der Planfläche des Gehäuses) des feststehenden Spiralbauteils 24 am ersten Gehäuseelement 22 womöglich verhindert ist. Leckage, Schiefstellung und Verringerung der Pumpperformance können die Folge sein. Zur Vermeidung dieses Montagefehlers verfügt die Luftleithaube 46 über wenigstens einen, insbesondere zusätzlichen, in
- 2020th
- ScrollpumpeScroll pump
- 2222
- erstes Gehäuseelementfirst housing element
- 2424
- zweites Gehäuseelement/feststehendes Spiralbauteilsecond housing element / fixed spiral component
- 2626
- SpiralwandSpiral wall
- 2828
- SpiralwandSpiral wall
- 3030
- bewegliches Spiralbauteilmovable spiral component
- 3232
- ExzenterwelleEccentric shaft
- 3434
- Motorengine
- 3636
- Wälzlagerroller bearing
- 3838
- ExzenterzapfenEccentric pin
- 4040
- Wälzlagerroller bearing
- 4242
- WellbalgCorrugated bellows
- 4444
- LüfterFan
- 4646
- LuftleithaubeAir dome
- 4848
- ElektronikgehäuseElectronics housing
- 5050
- Kanalchannel
- 5252
- Kammerchamber
- 5454
- Ripperib
- 5656
- AusnehmungRecess
- 5858
- Ripperib
- 6060
- DrucksensorPressure sensor
- 6262
- Kanalchannel
- 6464
- DichtungselementSealing element
- 6666
- Grundplattebaseplate
- 6868
- HaltevorsprungHolding tab
- 7070
- erster Zwischenabschnittfirst intermediate section
- 7272
- zweiter Zwischenabschnittsecond intermediate section
- 7474
- dritter Zwischenabschnittthird intermediate section
- 7676
- EinspannvorrichtungJig
- 7878
- DreibackenfutterThree-jaw chuck
- 8080
- AusnehmungRecess
- 8282
- AusgleichsgewichtBalance weight
- 8484
- BefestigungsbohrungMounting hole
- 8686
- WellenabsatzShaft shoulder
- 8888
- GehäuseschulterHousing shoulder
- 9090
- GasballastventilGas ballast valve
- 9292
- BetätigungsgriffOperating handle
- 9494
- KunststoffkörperPlastic body
- 9696
- BasiselementBasic element
- 9898
- Bohrungdrilling
- 100100
- Rückschlagventilcheck valve
- 102102
- StopfenPlug
- 104104
- BefestigungsschraubeFastening screw
- 106106
- drehbares Elementrotatable element
- 108108
- Bohrungdrilling
- 110110
- Bohrungdrilling
- 112112
- Deckelcover
- 114114
- Nutgroove
- 116116
- innere Seitenwandinner side wall
- 118118
- äußere Seitenwandouter side wall
- 120120
- erster Spiralabschnittfirst spiral section
- 122122
- zweiter Spiralabschnittsecond spiral section
- 124124
- LuftstromAirflow
- 126126
- BuchseRifle
- 128128
- Steckerplug
- 130130
- Trennwandpartition wall
- 132132
- AusnehmungRecess
- 134134
- ÜbergangspassungTransitional fit
- 136136
- O-RingO-ring
- 138138
- AbdrückgewindeForcing thread
- 140140
- SenkungLowering
- 142142
- BefestigungsschraubeFastening screw
- 144144
- DomCathedral
Claims (15)
ein bewegliches, zum Erzeugen einer Pumpwirkung exzentrisch erregbares Spiralbauteil (30),
wobei das Spiralbauteil (30) eine Grundplatte (66) und eine sich ausgehend von der Grundplatte (66) erstreckende Spiralwand (28) aufweist,
wobei außen an der Grundplatte (66) wenigstens zwei über den Umfang der Grundplatte (66) beabstandete Haltevorsprünge (68) vorgesehen sind.Comprehensive scroll pump (20)
a movable spiral component (30) which can be excentrically excited to produce a pumping effect,
wherein the spiral component (30) has a base plate (66) and a spiral wall (28) extending from the base plate (66),
wherein at least two holding projections (68) spaced apart around the circumference of the base plate (66) are provided on the outside of the base plate (66).
wobei die Haltevorsprünge (68) über den Umfang der Grundplatte (66) gleichmäßig verteilt angeordnet sind.Scroll pump (20) according to claim 1,
wherein the holding projections (68) are arranged distributed uniformly over the circumference of the base plate (66).
wobei wenigstens oder genau drei Haltevorsprünge (68) vorgesehen sind.Scroll pump (20) according to claim 1 or 2,
at least or exactly three retaining projections (68) being provided.
wobei ein erster Zwischenabschnitt (70) des Umfangs der Grundplatte (66) zwischen zwei benachbarten Haltevorsprüngen (68) eine größere radiale Höhe aufweist, als ein zweiter Zwischenabschnitt (72, 74).Scroll pump (20) according to one of the preceding claims,
wherein a first intermediate section (70) of the circumference of the base plate (66) between two adjacent retaining projections (68) has a greater radial height than a second intermediate section (72, 74).
wobei der erste Zwischenabschnitt (70) einem äußersten 120°-Abschnitt der Spiralwand (28) gegenüberliegend angeordnet ist.Scroll pump (20) according to claim 4,
wherein the first intermediate section (70) is arranged opposite an outermost 120 ° section of the spiral wall (28).
wobei das Spiralbauteil (30) mit einer Grundplatte (66) direkt in eine Einspannvorrichtung (76) eingespannt ist,
vorzugsweise wobei die Einspannvorrichtung (76) ein Backenfutter (78) umfasst und/oder wobei die Backen des Backenfutters (78) an wenigstens zwei außen an der Grundplatte (66) angeordneten, über deren Umfang beabstandeten Haltevorsprüngen (68) angreifen.Method for producing a scroll pump (20), in particular a scroll pump according to one of the preceding claims, which has a movable spiral component (30) which can be excentrically excited to produce a pumping effect,
wherein the spiral component (30) is clamped directly into a clamping device (76) with a base plate (66),
preferably wherein the clamping device (76) comprises a jaw chuck (78) and / or wherein the jaws of the jaw chuck (78) engage at least two retaining projections (68) which are arranged on the outside of the base plate (66) and are spaced over their circumference.
wobei die Einspannvorrichtung (76) derart ausgebildet ist, dass ein Werkzeugzugang zu dem Spiralbauteil (30) sowohl von einer Seite der Grundplatte (66), an der eine Spiralwand (28) ausgebildet ist, als auch von der anderen Seite der Grundplatte (66) ermöglicht ist,
wobei das Spiralbauteil (30) zumindest im Wesentlichen in einer Einspannung von beiden Seiten bearbeitet wird.Method according to claim 6,
wherein the clamping device (76) is designed such that tool access to the spiral component (30) both from one side of the base plate (66), on which a spiral wall (28) is formed, and from the other side of the base plate (66) is enabled
wherein the spiral component (30) is machined at least essentially in one clamping from both sides.
wobei die Spiralwand (28) an ihrem der Grundplatte (66) abgewandten Ende eine Nut (114) aufweist, in der ein Dichtungselement (64) aufgenommen ist,
wobei die Nut (114) durch zwei gegenüberliegende Seitenwände (116, 118) begrenzt ist, und
wobei in einem ersten Spiralabschnitt (120) eine erste der Seitenwände (118) dicker ist als eine zweite der Seitenwände (116) im ersten Spiralabschnitt (120) und/oder als eine oder beide Seitenwände (116, 118) in einem zweiten Spiralabschnitt (122).Scroll pump (20), preferably according to one of the preceding claims, comprising a spiral component (30) which has a base plate (66) and a spiral wall (28) extending from the base plate (66),
wherein the spiral wall (28) has at its end facing away from the base plate (66) a groove (114) in which a sealing element (64) is received,
the groove (114) being delimited by two opposite side walls (116, 118), and
wherein in a first spiral section (120) a first of the side walls (118) is thicker than a second of the side walls (116) in the first spiral section (120) and / or as one or both side walls (116, 118) in a second spiral section (122).
wobei der erste Spiralabschnitt (120) ein äußerer Endabschnitt der Spiralwand (28) ist.Scroll pump (20) according to claim 8,
wherein the first spiral portion (120) is an outer end portion of the spiral wall (28).
wobei der erste Spiralabschnitt (120) innerhalb der letzten halben Windung der Spiralwand (28) angeordnet ist.Scroll pump (20) according to claim 8 or 9,
wherein the first spiral section (120) is arranged within the last half turn of the spiral wall (28).
wobei sich der erste Spiralabschnitt (120) wenigstens über 100° erstreckt.Scroll pump (20) according to one of claims 8 to 10,
wherein the first spiral section (120) extends at least over 100 °.
wobei der erste Spiralabschnitt (120) in einem nicht pumpaktiven Bereich der Spiralwand (28) angeordnet ist.Scroll pump (20) according to one of claims 8 to 11,
wherein the first spiral section (120) is arranged in a non-pump-active region of the spiral wall (28).
wobei die erste Seitenwand eine radial äußere Seitenwand (118) ist.Scroll pump (20) according to one of claims 8 to 12,
the first sidewall being a radially outer sidewall (118).
wobei die erste Seitenwand (118) um wenigstens 0,2 mm dicker ist.Scroll pump (20) according to one of claims 8 to 13,
wherein the first side wall (118) is at least 0.2 mm thicker.
wobei das Spiralbauteil (30) beweglich und zum Erzeugen einer Pumpwirkung exzentrisch erregbar ist.Scroll pump (20) according to one of claims 8 to 14,
wherein the spiral component (30) is movable and excentrically excitable to produce a pumping effect.
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