JP3842292B2 - オイル供給手段を有するオイルシールされた回転ベーン真空ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載の構成を有するオイルシールされた回転ベーン真空ポンプに関する。
ドイツ民主共和国特許出願公開第２５６５４０号明細書により、請求項１の上位概念に記載の構成を有する真空ポンプは公知である。この明細書に開示の単段式の回転ベーン真空ポンプにおいては、ロータが両端部でピン支承部によって支承されている。両方の支承ピン及び該支承ピンの支承プレートが孔を備えており、該孔がベーン間室を貫通する過剰オイル流の流入と流出を制御する栓を作用を有するように形成して配置されている。孔の配置は、ベーン間室が最大の容積を有する場合に、オイルが第１の支承ジャーナルを通ってベーン間室内に流入するように選択されている。この段階、及びベーン間室の容積を減少させる続く段階でも、オイル溜めに向かう流出口が遮断されている。これによって、ベーン間室内に高められたオイル圧力が生じ、その結果、オイルがベーンとベーンスリットとの間及びロータ端間の領域にあるギャップを通って吸込み室に到達し、吸込み室に必要なシール油及び潤滑油を供給する。ベーン間室が最小の容積を占める時点の直前に、オイル流出口が第２の支承ジャーナルを介して開かれる。ベーン間室のポンプ作用に基づき、過剰のオイルが流出して、オイル溜めに戻る。
公知技術の解決手段においては欠点として、吸込み室のオイル供給が規定されておらず、それというのはオイル供給が間隙を介して行われ、該間隙が製作誤差を有し、かつ摩耗するからである。さらに、この公知の解決手段は、ロータの両側の支承ジャーナルの存在を前提としている。このような公知の解決手段は、片持ち式に支承されたロータでは実施できない。さらに、ベーン間室内に一時的に繰り返し高いオイル圧力が生じる、これは著しい騒音（オイル衝撃）の原因となる。
本発明の課題は、冒頭に述べた形式の回転ベーン真空ポンプを改良して、オイル騒音を十分に避けることである。
前記課題は、本発明に基づき請求項１の得徴部に記載した構成によって解決される。本発明に基づく真空ポンプにおいては、オイルはベーン間室が容積を増大する瞬間にのみベーン間室に到達する。さらに、ベーン間室と吸込み室との接続部が常に開いている。高められたオイル圧力の形成は行われない。ベーン間室を減少する段階では、オイルは流入されず、従ってベーン間室のポンプ作用がオイル流に影響を及ぼすことはない。オイル衝撃は発生しない。
ベーン間室に到達するオイルの量は、ケーシング及び支承区分の孔の、各ロータ回転に際して短い時間で相対する開口の大きさを介して調節可能である。この大きさは、ポンプの真空技術的な条件を満たすようなオイル量だけが正確にベーン間室に、次いで吸込み室内に到達するように簡単に選択できる。重要なことは、オイルが無圧で吸込み室内に流入することである。そこからオイルはポンプの出口を介してポンプ溜めに戻る。さらに、ベーン間室を貫通するオイルの制御のためにもっぱら１つの支承ジャーナルで十分であり、従って本発明はロータを片持ち式に支承する真空ポンプにおいても使用可能である。
運転騒音をさらに減少することが、ベーン間室にオイル空気混合物を供給することによって達成される。このような混合物はオイルポンプの前若しくはオイルポンプ内で形成される。
有利には、ベーン間室内へオイルを流入させる時点は、ベーン間室がオイル流入の瞬間に最小の容積を有するように選ばれる。これによって、オイル衝撃の発生が確実に回避される。
さらに有利には、オイルがノズルを用いてベーン間室内に噴射される。これにより、循環するオイルの量を小さく保つと同時に十分な潤滑作用が保証されている。
本発明のさらなる利点及び詳細を、図１及び図２に基づき説明する。図１は、本発明に基づく２段式の回転ベーン真空ポンプの実施例の縦断面図であり、図２は、本発明に基づく単段式の回転ベーン真空ポンプの概略的な断面図である。
図示のポンプ１はケーシング２、ロータ３及び駆動モータ４の構成ユニットを有している。
ケーシング２はほぼ鉢形（die Form eines Topfes）であって、外壁５、カバー６、内部部分７、端板１２及び支承部材１３を有しており、内部部分が吸込み室８、９及び支承孔１１を備えており、前記端板及び支承部材が吸込み室８、９を端面側で閉じている。支承孔１１の軸線が符号１４で示されている。外壁５と内部部分７との間に、ポンプの運転中にオイルで部分的に充填されたオイル室１７が存在している。オイルレベルをコントロールするために、カバー６内には２つのオイル窓１８、１９（最大オイルレベル、最小オイルレベル）が設けられている。オイル充填及び排出接続部は示されていない。オイル溜めが符号２０で示されている。
内部部分７の内部にはロータ３が存在している。ロータ３は一体的に形成されていて、端面側に配置された２つの回転子区分（Ankerabschnitt）２１、２２と、回転子区分２１、２２間に位置する支承区分（Lagerabschnitt）２３とを有している。回転子区分２１、２２は、２つのベーン２６、２７のためのスリット（Schlitz）２４、２５を備えている。図１では、それぞれのベーン間室（Schieberzwischenraum）２８、２９が図平面に位置している。ベーンスリット（Schiberschlitz）２５、２６はそれぞれ所属のロータの端面からフライス加工されており、従って簡単に正確なスリット寸法が達成される。支承区分２３は回転子区分２１、２２間にある。支承区分２３と支承孔１１とが、ロータの唯一の支承部を形成している。
回転子区分２２及び所属の吸込み室９は、回転子区分２１及び吸込み室８よりも大きな直径を有している。回転子区分２２と吸込み室９とが高真空段を形成している。運転中は、高真空段９、２２の入口は吸引接続部３０に接続している。高真空段９、２２の出口と低真空段８、２１の入口とが、吸込み室８、９の軸線に対して平行に延びるケーシング孔３１を介して連通している。低真空段８、２１の出口はオイル室１７内に開口している。そこで、オイルを含む気体は安定化して、排出接続部３３を通ってポンプ１から流出する。図面を見易くするために、図１には両ポンプ段の入口開口及び出口開口は示してない。ポンプのケーシング２は、有利にはできるだけ少ない部材から構成されている。少なくとも両方の吸込み室８、９とオイル室１７を有する壁部分５、７とは、一体的に形成されていたい。
支承部材１３は、支承孔１１の軸線１４と同軸的にロータ駆動部のための孔３５を備えている。ロータ駆動部は、直接に駆動モータ４の軸３６であってよい。図１に示す実施例では、駆動軸３６の自由な端面とロータ３との間に連結部材３７が設けられている。連結部材３７と駆動軸３６及びロータとの連結は、詳細には示してないものの、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４３２５２８５号明細書に詳細に記載してある。
図示のポンプは、統合されたオイルポンプを備えている。オイルポンプは支承部材１３内にモータ側から形成された吸込み室４５と、該吸込み室内で回転する楕円形の偏心体４６からなる。偏心体は、コイルばね４８の圧力下にある係止スライダ（Sperrschieber）４７に接触している。オイルポンプの偏心体４６は、連結部材３７の構成部材である。偏心体４６は堅く、若しくは形状接続的（formschluessing）に（もっぱら軸方向の遊びしか有さずに）連結部材３７に結合されている。
オイルポンプ４５、４６を有する図示の実施例においては、支承部材１３はモータ４に向いた側に円形の凹所５８を備えており、該凹所内にプレート５９が配置されている。プレート５９は駆動モータ４のケーシング６１によって所定の位置に保持される。プレート５９は中心に孔６２を備えており、該孔は駆動モータ４の軸３６によって貫通されている。さらに、プレート５９はオイルポンプ４５、４６の吸込み室４５を仕切っている。
オイルポンプ４５、４６は、第１の通路６４を介してオイル室１７から空気を供給され、第２の通路６５を介してオイル溜め２０からオイルを供給される。オイルポンプから流出する空気オイル混合物が通路６６に流入するようになっており、該通路が支承孔１１（開口部６７）に開口している。開口部６７の高さで、支承ジャーナル２３が貫通する半径方向孔６８を備えており、該半径方向孔６８から軸方向孔６９がノズル７０を備えてベーン間室２８に向かって分岐している。通路６６の開口部６７の位置と、ジャーナル２３の半径方向孔６８の開口部の位置とは、ベーン２６がそのＴ位置（T-Stellung）を占めた場合にのみ、オイルが一時的に通路６６から孔６８内に流入できるように選択されている（図２参照）。半径方向孔６８が支承ジャーナル２３を完全に貫通している場合には、２つの開口部が存在しており、ベーンがそのＴ位置を占めるたびにオイルポンプ４５、４６への接続が形成される。ベーン２６はロータ３の回転毎にＴ位置を二回占める。Ｔ位置では、ベーン間室２８は最小容積を有する。ノズルを介してその都度一時的にベーン間室２８に噴射されるオイル空気混合物は、ベーン間室２８を通って流れ、無圧状態で吸込み室８に到達する。このために、カバー１２の内側が溝７１を備えている。溝７１はべベーン間室２８から吸込み室８内まで延びている。べベーン間室２８と吸込み室８とを連続的に接続していることを保証するために、回転子区分２１の自由な端面が付加的に中央の旋削部（Eindrehung）７２を備えている。
本発明の真空ポンプが単段式のポンプである場合には、オイル空気混合物の大部分が孔６６、６８、６９及びベーン間室２８を通って吸込み室８内に流入し、そこからオイル室１７に戻る。オイルの非常にわずかな部分のみが、支承孔１１と支承ジャーナル２３との間の支承ギャップ内に到達し、この支承部に潤滑油を供給する。オイルは支承ギャップを貫流して、次いで同じく吸込み室８内に到達する。真空ポンプが図１の実施例のように、２段式に構成されている場合には、第３のオイル空気部分流が高真空段９、２２に向かって軸受１１、２３の支承ギャップ内に流入する。オイル空気混合物が高真空段に達すると、オイルに含まれる空気が真空ポンプの終端圧力特性（Enddruckverhalten）を損ねることになる。従って、通路６６の開口部６７から高真空段の吸込み室９に至る途中で、ガス抜き手段（Entgasungsschritt）が設けられている。この目的のために、支承ジャーナル２３が環状溝７４を備えている。この環状溝７４の高さに孔７５を形成してあり、該孔が中間真空（孔３１）に接続している。
単段式のポンプの断面を示す図２に、詳細が示してある。オイル空気混合物は、概略的に示すオイルポンプ４５、４６から通路６６を介して開口部６７を通って支承孔１１に到達する。ロータ３は、ベーン２６がＴ位置を占める位置で示されている。この位置ではケーシング内の通路６６が支承部材２３内の半径方向孔６８に接続している。ちょうど十分な少量のオイルが、（ノズル７０を有する）孔６８、６９を通って、Ｔ位置で最小容積を有するベーン間室２８に到達する。
支承部材２３に相対して位置するカバー１２内の溝７１は破線で示されている。溝７１は出口３０の近傍に配置されており、従ってベーン２６の１つが常に入口３３と溝７１との間にある。溝７１の内側端部はロータ３の旋削部７２の領域内まで延びており、これによってオイルが確実に、圧力を形成することなくベーン間室２８から流出して、旋削部７２及び溝７１を通って吸込み室８に到達できる。

Claims (9)

1. オイルシールされた回転ベーン真空ポンプであって、吸込み室（８）、該吸込み室（８）内に回転可能に配置されたロータ（３）を有し、ロータ（３）が回転子区分（２１）と支承区分（２３）とを備えており、該回転子区分内に設けられたベーンスリット（２４）を有し、該ベーンスリット内に配置された２つのベーン（２６）を有し、該ベーンが該ベーン間にベーン間室（２８）を形成しており、前記ロータ（３）のための支承部を有し、該支承部が支承区分（２３）と支承孔（１１）とを含んでおり、ベーン間室（２８）を貫通するオイル流の形成のためのオイルポンプ（４５，４６）を有し、さらに支承孔（１１）内に開口するオイル通路（６６）及び支承区分（２３）内の半径方向孔（６８）並びに軸方向孔（６８，６９）を介したベーン間室（２８）を貫通するオイルのための制御手段を有している形式のものにおいて、支承孔（１１）内に開口するオイル通路（６６）の開口部の位置及び支承区分（２３）内の半径方向孔（６８）の位置が、ベーン（２６）若しくはベーンスリット（２４）の位置に関連して、ベーン間室（２８）の容積を増大する場合にのみ、オイルをベーン間室（２８）に到達できるように選択されており、ベーン間室（２８）から流出するオイルのために吸込み室（８）へ通じる常に開いた接続部が設けられていることを特徴とする、オイル供給手段を有するオイルシールされた回転ベーン真空ポンプ。
2. オイル通路（６６）の開口部の位置及び支承区分（２３）内の半径方向孔（６８）の位置は、ベーン間室が最小の容積を有している場合にのみ、オイルがベーン間室に到達するように選択されている請求項１記載の回転ベーン真空ポンプ。
3. 軸方向孔（６９）がノズル（７０）を備えている請求項１又は２記載の回転ベーン真空ポンプ。
4. 吸込み室（８）の、支承区分（２３）と相対するカバー（１２）が溝（７１）を備えており、該溝がベーン間室（２８）と吸込み室（８）とを接続している請求項１から３までのいずれか１項記載の回転ベーン真空ポンプ。
5. ロータ（３）の、カバーに向いた端面が中央の旋削部（７２）を備えている請求項４記載の回転ベーン真空ポンプ。
6. 半径方向孔（６８）が支承区分（２３）を完全に貫通している請求項１から５までのいずれか１項記載の回転ベーン真空ポンプ。
7. オイルポンプ（４５，４６）がオイル（６５）及び気体（６４）のための供給手段を備えている請求項１から６までのいずれか１項記載の回転ベーン真空ポンプ。
8. ロータ（３）が、低真空段（８，２１）及び高真空段（９、２２）の形成のための端面側に配置された２つの回転子区分（２１、２２）並びに、該回転子区分（２１、２２）間に配置された１つの支承区分（２３）を備えており、開口部（６７）から高真空段（９、２２）に向かって流れるオイルのためにガス抜き手段が設けられている請求項１から７までのいずれか１項記載の回転ベーン真空ポンプ。
9. 支承区分（２３）が半径方向孔（６８）と回転子区分（２２）との間に環状の溝（７４）を備えており、該溝がポンプの中間真空部（３１）に接続している請求項８記載の回転ベーン真空ポンプ。

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