JP3614434B2 - ２段式の回転翼形油回転真空ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、回転翼形油回転真空ポンプであって、高真空段と、前真空段と、ほぼ円筒状のロータとが設けられており、該ロータが支承区分と可動子区分とを有しており、しかも２つの可動子区分の間に１つの支承区分が設けられていて、可動子区分が回転翼スリットを備えており、さらにほぼポット形のハウジングが設けられており、該ハウジングがポンプ室を取り囲んでおり、該ハウジングの底部分が、ロータ駆動装置のための貫通部を備えた支承部材として形成されている形式のものに関する。
高真空ポンプでは、ガス圧送を生ぜしめる個々の構成部分の、極めて精密な製造が必要となる。たとえば回転翼形油回転真空ポンプにおいて、回転翼と、ロータに設けられた所属の回転翼スリットとの間のギャップ、可動子装置の範囲におけるギャップまたは２段式の回転翼形油回転真空ポンプにおいて高真空段と前真空段との間のシール範囲におけるギャップが大き過ぎると、所望の圧送方向とは逆の方向の流れ（逆流）が生じてしまい、このような逆流はポンプ特性（吸込能力、圧縮、到達圧力特性等）を著しく損なってしまう。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第2354039号明細書（第３図）に基づき、このような形式の２段式の回転翼形油回転真空ポンプが公知である。各可動子区分の間に配置された支承区分に並んで、ロータはその両端面のうちの一方の端面に（前真空段の側）、さらに別の支承区分を有している。それゆえに両回転翼スリットは他方の端面側（高真空側）からロータにフライス加工されなければならない。この公知の構成の欠点は、このために比較的大きな半径（両回転翼の長さと、真ん中の支承区分の長さとからの総和よりも大きい）を有するフライスディスクが使用されなければならない点にある。さらに、回転翼スリットのフライス加工後に、ロータを運転可能な状態に形成する目的で、真ん中の支承区分の高さで再び充填材が挿入されなければならない。これによって、真空ポンプの両段の互いに密な分離が確保されている。このようなロータの製造は手間がかかる。回転翼スリットのフライス加工は、比較的大きな直径を有するフライスディスクを使用しなければならない必要性に基づき、限定された製造誤差でしか可能でない。
本発明の課題は、冒頭で述べた形式の２段式の回転翼形油回転真空ポンプを改良して、一層簡単でかつ一層高い精度で製造することのできる回転翼形油回転真空ポンプを提供することである。
この課題は本発明によれば請求項１の特徴部に記載の構成により解決される。ロータの両端面のうちの一方の端面に第２の支承区分を設けることはもはや必要でなくなることに基づき、各回転翼スリットはその所属の端面側からロータシリンダにフライス加工することができる。あとから再び充填されなければならないスリット区分の製造は、もはや必要とならない。従来の方法に比べて、著しく小さな半径を有するフライスディスクを使用することができ、ひいてはスリット寸法の著しく小さな製造誤差を得ることができる。これによって、ポンプ特性が改善されるだけではなく、回転翼の組付けも一層簡単となる。なぜならば、両スリットがその各端面側から接近可能となるからである。
本発明の別の利点および詳細を第１図〜第６図につき説明する。
−第１図は、本発明による回転翼形油回転真空ポンプの１実施例を示す縦断面図であり、
−第２図は、本発明によるロータを示しており、
−第３図は、突起を備えたロータの高真空側の端面を示しており、
−第４図は、突起を備えたロータの前真空側の端面を示しており、
−第５図は、本発明による回転翼形油回転真空ポンプの別の実施例を示す縦断面図であり、
−第６図は、本発明によるロータのさらに別の実施例を示している。
図示の回転翼形油回転真空ポンプ１は主としてハウジング２とロータ３と駆動モータ４とから成る構成群を有している。
ハウジング２はほぼポットの形状を有していて、外側の壁５と、カバー６と、ポンプ室8,9と支承孔11とを備えた内側部分７と、端板12と、支承部材13とを備えている。この端板12と支承部材13とはポンプ室8,9を端面側で閉鎖している。支承孔11n軸線は符号14で示されている。この軸線14に対して偏心的にポンプ室8,9の軸線15,16が位置している。外側の壁５と内側部分７との間には、オイル室17が設けられており、このオイル室17はポンプの運転時に部分的にオイルで充填されている。オイル充填面高さをコントロールするためには、カバー６に２つのオイルアイ18,19（最大オイル充填面高さ、最小オイル充填面高さ）が設けられている。オイル充填管片およびオイル排出管片は図示していない。
内側部分７の内部には、ロータ３が配置されている。このロータ３は第２図および第３図にも示されている。このロータ３は一体に形成されていて、端面側に配置された２つの可動子区分21,22と、両可動子区分21,22の間に配置された支承区分23とを有している。支承区分23と可動子区分21,22とは同じ直径を有している。可動子区分21,22は回転翼27,28のためのスリット25,26を備えている。このスリット25,26はそれぞれロータ３の所属の端面側からフライス加工されているので、正確なスリット寸法を簡単に達成することができる。支承区分23は両可動子区分21,22の間に位置している。支承区分23と支承孔11とはロータの唯一つの支承部を形成している。この支承部は、ロータの揺動を回避するために十分な軸方向長さを有していなければならない。この支承部の長さは、支承孔11内での支承遊びに基づくロータ３の最大可能な傾斜位置においてロータ３が相変わらず浮動するように、つまりロータ３がその両端面で同時に接触回転しないように設定されていると有利である。
可動子区分22と、この可動子区分22に所属のポンプ室９とは、ポンプ室８を備えた可動子区分21よりも長尺に形成されている。可動子区分22とポンプ室９とは高真空段を形成している。運転時では、高真空段9,22の入口は吸込管片30に接続される。高真空段9,22の出口と、前真空段8,21の入口とは軸線32を有するハウジング孔31を介して互いに接続されている。この軸線32はポンプ室8,9の軸線15,16に対して平行に延びている。前真空段8,21の出口はオイル室17に開口している。このオイル室17はオイル溜め20を有している。この場所では、オイル含有のガスが鎮静して、流出管片33を通じて回転翼形油回転真空ポンプ１から流出する。図面を見易くする目的で、両ポンプ段の流入開口および流出開口は第１図に図示していない。回転翼形油回転真空ポンプ１のハウジング２は同じくできるだけ少数の構成部分から構成されていると有利である。少なくとも、両ポンプ室8,9とオイル室17とを取り囲む壁区分、つまり外側の壁５と内側部分７とは一体に形成されていると望ましい。
支承孔11の軸線14に対して同軸的に、支承部材13はロータ駆動装置のための孔35を備えている。この支承部材は直接に駆動モータ４の駆動軸36であってよい。第１図に示した実施例では、駆動軸36の自由端面とロータ３の自由端面との間に連結部材37が設けられている。ロータ３と連結部材37との連結ならびに連結部材37と駆動軸36との連結は、突起と、対応する切欠きとを介して形状接続的に行なわれる。図示の実施例では、ロータ３が、連結部材37に面した端面に細長い切欠き38を備えている。この切欠き38は回転翼スリット26に対して直角に延びている（第２図参照）。細長い突起39によって、連結部材37は切欠き38に係合している。連結部材37に設けられた突起39には切欠き41が設けられており、この切欠き41は回転翼28を取り囲んでいる。駆動軸36に設けられた細長い切欠き42と、連結部材37に設けられた、対応する突起43との間にも、同様の結合が形成される。
切欠き38,42と突起39,43とは入れ替えることもできる。第３図には別の手段が示されており、この場合、ロータ３の駆動装置側の端面は、直径の減径された付設部44を備えている。これによって、回転翼によって占められるスペースに並んでスリットが形成され、このスリットには、連結部材37または駆動軸36に設けられた細長い突起を係合させることができる。
多くの、特に比較的大型の２段式真空ポンプでは、高真空段9,22が、前真空段よりも大きな吸込能力を有していることが望ましい。このことを可動子区分の同一直径において達成するためには、高真空段の軸方向の長さが前真空段の長さよりも大きく、たとえば少なくとも２倍の大きさに形成されていなければならない。高真空段が駆動装置側に配置されていることに基づき、短い前真空段だけが片持ち支承されていて、比較的長い高真空段は連結部材37に支持されているか、もしくはこの連結部材37が設けられていない場合には駆動軸36に支持されているという利点が得られる。
第１図に示した回転翼形油回転真空ポンプ１は、さらにオイルポンプを備えている。このオイルポンプは、支承部材13にモータ側から導入されたポンプ室45と、このポンプ室45内で回転する偏心体46とから成っている。この偏心体46には、遮断スライダ47が接触しており、この遮断スライダ47はコイルばね48の押圧力を受けている。
オイルポンプ45,46の入口は孔51を介してオイル溜め20に接続されている。オイルを必要とする、回転翼形油回転真空ポンプ１の全ての個所はオイルポンプ45,46の出口に接続されている。その１例としては、孔51′が図示されている。この孔51′は横方向孔51′′を介して、回転翼形油回転真空ポンプ１の内側部分７に設けられた支承区分11に開口していて、この場所に位置する支承部に潤滑オイルを供給する。
第１図に示した実施例では、オイルポンプの偏心体46が連結部材37の構成部分である。この偏心体46は連結部材37に固く結合されているか、または形状接続的に（突起42に軸方向で移動可能に配置されて）連結部材37に結合されている。全体的に上記手段は、モータの駆動軸36をポンプ側で別個に支承するための別個の支承部を不要にすることを可能にする。この機能は支承部材13と、場合によっては設けられる連結部材37とによって引き受けることができる。さらに、駆動軸36の図示の端面の範囲で、駆動軸36の図示していない端面の範囲に設けられた軸受けのための軸受け当付け力を形成することも可能である。このためには、図示の端面が中心の盲孔49を備えている。この盲孔49には、圧縮ばね50が設けられている。この圧縮ばね50は連結部材37に設けられた突起43と盲孔49とに支持されていて、駆動軸36と（駆動軸36の図示していない軸受けのための当付け力）、連結部材37とに対して互いに逆向きの力を形成する。特に軸方向摺動可能な偏心体46においては、この力がロータ３にも作用する。このロータ３の前真空側の端面はこれによって端板12に押圧される。この力は、ロータ端面と端板12との間に遊びに基づき存在するギャップを減少させるので、圧縮能力のかなりの改善と、ひいては到達圧力の改善とを得ることができる。前真空段の範囲におけるシール性のこのような利点は、存在する製造誤差とは無関係に得られるので、この利点は製造手間の特別な増大なしに得ることができる。
さらに連結部材37はシールリング55のための摺動面を形成している。このシールリング55は支承部材13に設けられた環状の切欠き56内に、しかもこの支承部材13の、ポンプ室９に面した側に配置されている。ロータ３が直接に駆動軸36と連結されている場合には、この支承部材13にシールリングのための別の（モータ側の）切欠き設けることができる。さらに支承部材13は、この支承部材13にねじで取り付けられた基部57を介して回転翼形油回転真空ポンプ１を支持する機能をも有している。
オイルポンプ45,46を使用する図示の実施例では、支承部材13の、駆動モータ４に面した側が円形の切欠き58を備えており、この切欠き58には、カバー板59が設けられている。このカバー板59は駆動モータ４のハウジング61によって位置固定される。ガバー板59は中心の孔62を備えており、この孔62は駆動モータ４の駆動軸36によって貫通されている。この駆動軸36は、カバー板59のモータ側に設けられた切欠き64に配置された第２の軸シールリング63のための摺動面を形成している。さらにカバー板59は、オイルポンプ45、46のポンプ室45を仕切る役目をも有している。さらに、カバー板59は単独でまたは支承部材13と共に、同じくモータの駆動軸36のポンプ側の唯一つの支承部を形成することができる。
第５図に示した実施例では、駆動モータ４の駆動軸36が直接にロータ３と連結されている。カバー板59を不要にすることができるので、支承部材13にはシールリング55を備えた２つの切欠き56が設けられている。軸側に配置された突起40はロータ３に設けられた切欠き38に係合している。オイルポンプ45,46は前真空側の端板12に設けられている。この端板12はオイルポンプのポンプ室45を収納するためにカバー52を備えている。ロータ３の前真空側の端面に設けられた突起53（第４図も参照のこと）を用いて、オイルポンプの偏心体46の駆動が行なわれる。オイルポンプ45,46は孔51を介してオイル溜め20に接続されている。オイルポンプ45,46の出口に接続された、回転翼形油回転真空ポンプ１に位置する、オイルを供給されるべき個所に通じた通路は、図示していない。
第６図には、ロータ３のためのさらに別の実施例が示されている。前真空段8,21の支承区分23および可動子区分21は、高真空段9,22の可動子区分22に比べて減径された直径を有しており、これにより、これらの範囲における摩擦力は小さく保持される。このようなロータ３が挿入される回転翼形油回転真空ポンプ１（図示しない）では、ポンプ室８および支承孔11の直径も同じく減径されていなければならない。
第２図に示したロータ３に対する、第６図に示したロータ３のさらに別の相違点は：
−高真空段9,22の可動子区分22の自由端面に設けられた切欠き38が、盲孔の形を有している。これに対応して、連結部材37に設けられた突起39もピン状に形成されていなければならない（図示しない）。
−支承区分23が環状の溝70を備えており、この溝70はほぼ横方向孔51′′（第１図参照）の開口部の高さに位置している。これによって、支承部の十分な潤滑剤供給が確保されている。
−前真空段の可動子区分21が長手方向孔71を備えており、この長手方向孔71はその端面を起点として、横方向孔72に接続されている。この横方向孔72の開口部73は溝70の高さに位置していて、ひいてはハウジング側の横方向孔51′′の開口部の範囲にも位置している。可動子区分21の端面と支承カバーである端板12との間のギャップの潤滑は、長手方向孔71と横方向孔72とを介して行なわれる。
図示の実施例は最小限の個別構成部分から成っている。このことは、幾つかの構成部分が複数の機能を有することにより達成される。これにより、本発明による回転翼形油回転真空ポンプは一層容易に製造可能となり、ひいては一層廉価となる。

Claims (8)

1. 回転翼形油回転真空ポンプ（１）であって、高真空段（9,22）と、前真空段（8,21）と、ほぼ円筒状のロータ（３）とが設けられており、該ロータ（３）が支承区分（23）と可動子区分（21,22）とを有しており、しかも２つの可動子区分（21,22）の間に１つの支承区分（23）が設けられていて、可動子区分（21,22）回転翼スリット（25,26）を備えており、さらにほぼポット形のハウジング（２）が設けられており、該ハウジング（２）がポンプ室（8,9）を取り囲んでおり、該ハウジング（２）の底部分が、ロータ駆動装置のための貫通部（35）を備えた支承部材（13）として形成されている形式のものにおいて、運転能力のあるロータ（３）が一体に形成されており、該ロータ（３）の両可動子区分（21,22）が端面側に配置されており、両可動子区分（21,22）の間に配置された支承区分（23）が、唯一つの支承区分であり、両回転翼スリット（25,26）がその各端面側から開いており、当該回転翼形油回転真 空ポンプ（１）がオイルポンプ（45,46）を備えてお り、該オイルポンプ（45,46）の出口に接続された通路 （51′,51′′）が、唯一つのロータ支承部（11）の範 囲に開口しており、当該回転翼形油回転真空ポンプ （１）が、前記支承部材（13）に設けられた貫通部（3 5）に配置された連結部材（37）を備えており、該連結 部材（37）がロータ（３）と、駆動モータ（４）の駆動 軸（36）とを形状接続的に互いに結合しており、前記連 結部材（37）が少なくとも１つの軸シールリング（55） のための摺動面を成しており、かつオイルポンプ（45,4 6）のロータ（46）の支持体を形成していることを特徴 とする、２段式の回転翼形油回転真空ポンプ。
2. ロータ（３）と前記駆動軸（36）との間に ばね（50）が配置されており、該ばね（50）が、軸方向 に向けられた力をロータ（３）と前記駆動軸（36）とに 加えている、請求項１記載の２段式の回転翼形油回転真空ポンプ。
3. 前記ばね（50）が、前記連結部材（37）と 前記駆動軸（36）との間に配置されている、請求項２記載の２段式の回転翼形油回転真空ポンプ。
4. 前記支承区分（23）が、環状の溝（70）を 備えている、請求項１から３までのいずれか１項記載の ２段式の回転翼形油回転真空ポンプ。
5. ロータ（３）が孔（71,72）を備えてお り、該孔（71,72）が一方では前真空段（8,21）の可動 子区分（21）の端面に開口していて、他方では半径方向 で支承区分（23）に開口している、請求項１から４までのいずれか１項記載の２段式の回転翼形油回転真空ポンプ。
6. 支承区分（23）と可動子区分（21,22）と が、等しい直径を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載の２段式の回転翼形油回転真空ポンプ。
7. 前記支承部材（13）と、支承部材側のポン プ室（９）を取り囲むハウジング区分とが、一体に形成 されている、請求項６記載の２段式の回転翼形油回転真 空ポンプ。
8. 高真空段（9,22）の可動子区分（22）が、 前真空段（8,21）の可動子区分（21）の少なくとも２倍 の長さを有している、請求項６または７記載の２段式の 回転翼形油回転真空ポンプ。

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