Die Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe nach den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1.

Vakuumpumpen als solche sind bereits bekannt. Man kann zwischen Vakuumpumpen mit einer unmittelbaren Verdrängerkörperkühlung und insoweit nicht unmittelbar gekühlten Vakuumpumpen unterscheiden. Zum Stand der Technik der eine direkte Verdrängerkörperkühlung aufweisenden Vakuumpumpen ist insbesondere auf die EP 1 242 742 B1 beziehungsweise die US 2005/0069446 A1 zu verweisen. Es ist auch auf die DE 10 2010 060 199 A1 zu verweisen.

Aus der WO02/12726 A1 ist eine Vakuumpumpe bekannt, bei welcher ein rohrförmiger Körper in einem Verdrängerkörper und damit auch in einem Arbeitsraum eines Gehäuses der Vakuumpumpe befestigt ist.

Ausgehend von dem zuletzt dargelegten Stand der Technik beschäftigt sich die Erfindung mit der Aufgabe, eine konstruktiv einfache, kompakte und insbesondere hinsichtlich der Kühlleistung wirksame Ausgestaltung einer derartigen Vakuumpumpe anzugeben.

Diese Aufgabe ist beim Gegenstand des Anspruches 1 gelöst, wobei darauf abgestellt ist, dass ein Befestigungsbereich des rohrförmigen Körpers sich in einem Bereich einer Verdrängerkörperwelle befindet, welcher sich seinerseits innerhalb eines Motor-/Getrieberaums des Gehäuses befindet. Bevorzugt erstreckt sich ein Freiraum einbautenfrei von dem Deckelteil bis zu dem Befestigungsbereich des Körpers in der Verdrängerkörperwelle. Der praktisch über die gesamte Länge des Durchsetzungsbereiches einbautenfrei ausgebildete Freiraum erbringt eine einfache und wirksame Gestaltung des Raumes, in den aus dem rohrförmigen Körper austretende Flüssigkeit strömen kann. Auch ergibt sich eine montagemäßig günstige Gestaltung.

Es ist weiter bevorzugt, dass die Ausnehmung zylindrisch ist.

Bevorzugt ist auch, dass die Kühlflüssigkeit im Bereich einer dem Inneren des Freiraums zugewandten Stirnfläche des Deckelteils austritt. Weiter bevorzugt tritt sie nur dort aus dem rohrförmigen Körper aus. Damit tritt die Kühlflüssigkeit am saugseitigen Ende des Verdrängerkörpers aus und kann dann von dort aus zurückströmen, bevorzugt in den Motor-/Getrieberaum. Am saugseitigen Ende des Verdrängerkörpers herrschen die niedrigsten Temperaturen. Die Kühlflüssigkeit tritt also am kühlen Ende des Verdrängerkörpers aus und kann dann im Gegenstromprinzip im Hinblick auf den Temperaturverlauf Wärme von dem Verdrängerkörper abführen.

Der rohrförmige Körper ist in einer entsprechenden Aufnahmeausnehmung der Verdrängerkörperwelle aufgenommen. Hierbei weist bevorzugt die Aufnahmeausnehmung einen Befestigungsabschnitt und einen mit einem größeren Querschnitt ausgebildeten Durchsetzungsabschnitt auf. Der Durchsetzungsabschnitt ist weiter bevorzugt verdrängerkörperseitig des Befestigungsabschnittes ausgebildet.

Weiter bevorzugt ist die Kühlflüssigkeit in dem Befestigungsabschnitt zum Eintritt in den Körper, der in eine Axialrichtung des Befestigungsabschnittes offen ist, einspritzbar. Der Körper kann insbesondere als üblicher Rohrkörper mit einer gleichen Wandungsdicke über seine gesamte Länge ausgebildet sein. Zusammen mit der, wie ausgeführt, bevorzugt zylindrischen Ausnehmung in dem Verdrängerkörper, welche der rohrförmige Körper zumindest über einen wesentlichen Teil seiner dem Verdrängerkörper zugeordneten Länge frei durchsetzt, ergibt sich in diesem frei durchsetzten Bereich ein vergleichsweise großer kreisringförmiger Hohlraum, der für die Kühlflüssigkeit benutzt werden kann.

Zur Rückführung der Kühlflüssigkeit, die bevorzugt Öl ist, sind bevorzugt in dem Durchsetzungsabschnitt der Verdrängerkörperwelle Radialbohrungen ausgebildet, in einem Bereich der Verdrängerkörperwelle, der dem Motor-/ Getrieberaum zugeordnet ist. Hierüber kann das Öl beziehungsweise die hohe Temperatur aufweisende Kühlflüssigkeit in den Motor-/Getrieberaum zurückströmen. Der Kreislauf der Kühlflüssigkeit wird praktisch allein durch das Einspritzen der Kühlflüssigkeit in den rohrförmigen Körper bestimmt.

Die Verdrängerkörperwelle kann vermittels des Verdrängerkörpers auch saugseitig gelagert sein. Dies weiter bevorzugt vermittels des Deckelteils. Der rohrförmige Körper kann hinsichtlich seiner konstruktiven Auslegung praktisch allein auf die Durchleitung der Kühlflüssigkeit konzipiert sein. Insbesondere kann der rohrförmige Körper auch aus einem anderen Werkstoff als der Verdrängerkörper beziehungsweise die Verdrängerkörperwelle, für die ein Stahlwerkstoff bevorzugt ist, bestehen. Beispielsweise auch aus einem Leichtmetall wie etwa Aluminium. Bei einer zweiteiligen Ausführung von Verdrängerkörpern und Verdrängerkörperwellen können auch die Verdrängerkörper aus einem anderen Werkstoff als die Verdrängerkörperwellen bestehen, beispielsweise auch aus Aluminium.

Nachstehend ist die Erfindung des Weiteren anhand der beigefügten Zeichnungen, die jedoch lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellt, erläutert. Hierbei zeigt:

Fig. 1

eine schematische Querschnittsansicht einer Vakuumpumpe mit innen gekühlten Verdrängerkörpern; und

Fig. 2

eine Vergrößerung des durch eine Strichlinie begrenzten Bereichs der Darstellung der Figur 1.

Dargestellt und beschrieben ist eine in Figur 1 im Querschnitt dargestellte Vakuumpumpe 1, die beim Ausführungsbeispiel als Schraubenpumpe ausgebildet ist. Die Vakuumpumpe 1 weist eine erste Verdrängerkörperwelle 2 und eine zweite Verdrängerkörperwelle 3 auf. Eine Verdrängerkörperwelle 2, 3 weist eine geometrische (Längs-) Achse A auf.

Vorzugsweise handelt es sich um eine trocken laufende Pumpe.

Die Vakuumpumpe 1 weist weiter ein Pumpengehäuse auf, das in ein Gehäuseteil 4 betreffend einen Arbeitsraum 5 und ein Gehäuseteil 6, das einen Motor-/Getrieberaum 7 ausbildet, unterteilt ist. Bei den Gehäuseteilen 4, 6 handelt es sich, insbesondere hinsichtlich des Gehäuseteils 6, um radial zu den Verdrängerkörperwellen 2, 3 geschlossene und bevorzugt insofern integral ausgebildete Gehäuseteile. Es kann sich beispielsweise um (Stahl- oder Aluminium-) Gussteile handeln.

Das Gehäuseteil 6 ist rückseitig durch eine Verschlussplatte 8 verschlossen, in der die Verdrängerkörperwellen 2,3 endseitig gelagert sind. Bei der Verdrängerkörperwelle 2 ist hier, nur schematisch angedeutet, außenseitig des Verschlussteils 8 noch eine Ölpumpe 9 angeordnet, die auch von der Verdrängerkörperwelle 2 angetrieben ist. Die Ölpumpe 9 sorgt für die Ölversorgung im Motor-/Getrieberaum 7 sowie auch, da durch die Ölflüssigkeit realisiert, für die Kühlflüssigkeit und deren Transport beziehungsweise Umwälzung, wie nachstehend noch im Einzelnen beschrieben.

Zwischen dem Motor-/Getrieberaum 7 und dem Arbeitsraum 5 ist eine Trennwand 10 ausgebildet. In der Trennwand 10 sind die Verdrängerkörperwellen 2, 3 mittels Lagern 11 gelagert.

Arbeitsraumseitig sind die Verdrängerkörperwellen 2, 3 mit Verdrängerkörpern 12,13 versehen. Diese wirken beim Ausführungsbeispiel in üblicher Weise schraubenartig zusammen, ohne sich jedoch zu berühren. Die Verdrängerkörper 12,13 können grundsätzlich einteilig mit der jeweiligen Verdrängerkörperwelle 2, 3 ausgeführt sein. Beim Ausführungsbeispiel und bevorzugt sind sie jedoch gesondert ausgebildet und mit den Verdrängerkörperwellen beispielsweise formschluss- und/oder schraubverbunden.

Zugeordnet ihrem saugseitigen Endbereich sind die jeweils mit einer zylindrischen Ausnehmung 14 ausgebildeten Verdrängerkörper 12, 13 vermittels eines die Ausnehmung 14 abdeckenden Deckelteils 15 über ein Lager 16 in dem Gehäuse 4 gelagert. Das Deckelteil 15 ist unmittelbar an einem Verdrängerkörper 12, 13 befestigt und rotiert mit diesem. Das Deckelteil 15 kann in einfacher Weise mittels eines O-Ringes 29 gegenüber der Verdrängerkörperwelle beziehungsweise dem jeweiligen Verdrängerkörper abgedichtet sein.

Die Verdrängerkörperwellen 2, 3 sind darüber hinaus beim Ausführungsbeispiel über einen einzigen, mit der Verdrängerkörperwelle 3 zusammenwirkenden Motor 17 angetrieben und über ein Getriebe 18 untereinander gekoppelt. Die in dem Verdrängerkörper 12 beziehungsweise 13 ausgebildete Ausnehmung 14 erstreckt sich, beginnend an einem saugseitigen Ende 19 eines Verdrängerkörpers 12 beziehungsweise 13, über einen erheblichen Teil der Länge des Verdrängerkörpers 12 beziehungsweise 13, konzentrisch zu einer Längsachse A einer Verdrängerkörperwelle 2, 3 beziehungsweise des Verdrängerkörpers 12,13.

Innerhalb der Ausnehmung 14 erstreckt sich, ebenfalls konzentrisch zu der Achse A, ein rohrförmiger Körper 20. Der rohrförmige Körper 20 ist einerseits in dem Deckelteil 15 und andererseits in der Verdrängerkörperwelle 2 befestigt. Er rotiert entsprechend zusammen mit der Verdrängerkörperwelle 2 beziehungsweise 3 beziehungsweise dem Verdrängerkörper 12.

Der rohrförmige Körper 20, siehe insbesondere auch Figur 2, dient zur Durchleitung von Kühlflüssigkeit, die beim Ausführungsbeispiel durch die vermittels der Ölpumpe 9 in den Motor-/Getrieberaum 7 gepumpte beziehungsweise darin umgewälzte Ölflüssigkeit gegeben ist, bis zum saugseitigen Ende eines Verdrängerkörpers 12,13. Hierzu weist der rohrförmige Körper 20 im Bereich des Deckelteils 15 Austrittsöffnungen 21 für die Kühlflüssigkeit auf. Der Austritt der Kühlflüssigkeit unmittelbar an dem Deckelteil 15 ist auch günstig im Hinblick auf eine Kühlung des Lagers 16. Die Kühlflüssigkeit wird im Einzelnen, was jedoch gesondert nicht dargestellt ist, in die Verdrängerkörperwelle 2, 3 eingespritzt, und zwar in einen dem Motor-/Getrieberaum 7 zugeordneten Bereich, bevor, gesehen in Richtung auf einen Verdrängerkörper 12, 13, der rohrförmige Körper 20 beginnt.

Die Ausnehmung 14 weist zunächst, vom saugseitigen Ende eines Verdrängerkörpers 12 beziehungsweise 13 aus gesehen, einen größeren Durchmesser D und sodann einen kleineren Durchmesser d auf. Der größere Durchmesser D entspricht bevorzugt dem 3- bis 7-fachen eines Außendurchmessers R des rohrförmigen Körpers 20. Der kleinere Durchmesser d entspricht bevorzugt dem 1,2- bis 2-fachen des Außendurchmessers R des rohrförmigen Körpers 20.

Weiter erstreckt sich der Bereich des größeren Durchmessers D der Ausnehmung 14 in dem Verdrängerkörper 12 beziehungsweise 13 über eine Länge 1, gesehen von dem Deckelteil 15 aus, die bevorzugt der Hälfte bis ⁴/₅ der Gesamtlänge L eines Verdrängerkörpers 12 beziehungsweise 13 entspricht.

Der rohrförmige Körper 20 durchsetzt weiter ersichtlich freikragend eine Bohrung 22 der Verdrängerkörperwelle 2 beziehungsweise 3. Diese Bohrung 22 ist bevorzugt mit einem gleichen Durchmesser und fluchtend zu der den Durchmesser d aufweisenden Bohrung 23 des Verdrängerkörpers 12 beziehungsweise 13 ausgebildet. Die Bohrung 22 der Verdrängerkörperwelle 2 beziehungsweise 3 geht sodann in eine demgegenüber durchmesserkleinere Bohrung 24 der Verdrängerkörperwelle 2 beziehungsweise 3 über, in welcher der rohrförmige Körper 20 weiterhin frei durchsetzend angeordnet ist. Die Bohrungen 22, 24 stellen zusammengefasst einen Durchsetzungsabschnitt der Verdrängerkörperwelle 2, 3 dar. Im Anschluss an die Bohrung 24 schließlich ist zur Ausbildung eines Befestigungsabschnitts eine Halterungsbohrung 25 nochmals geringeren Durchmessers in der Verdrängerkörperwelle 2 beziehungsweise 3 ausgebildet, in der ein diesbezügliches Ende 26 des rohrförmigen Körpers 20 gehaltert ist. Das Ende 26 ist ein hinsichtlich der Wandstärke des rohrförmigen Körpers 20 außen reduzierter Bereich, so dass sich an dem rohrförmigen Körper 20 eine Anlageschulter 27 ergibt die gegen eine entsprechende Lagerschulter 28 der Verdrängerkörperwelle 2, 3 anliegt. Durch das Anliegen der Anlageschulter 27 an der Lagerschulter 28 einerseits und die anderendig gegebene Anlage des rohrförmigen Körpers 20 in dem Deckelteil 15 ist die axiale Lage des rohrförmigen Körpers 20 in dem Verbund von Verdrängerkörperwelle und Verdrängerkörper festgelegt. Die Halterung des Endes 26 in der Verdrängerkörperwelle 2, 3 kann beispielsweise mittels eines Federelementes, entsprechend einer für Wellen bekannten Nut-/Federverbindung, durch radial feste Verspannung erreicht sein.

Der Verdrängerkörper 12,13 weist im Einzelnen im Anschluss an die Ausnehmung 14 gesehen vom Deckel 15 aus, einen Passbohrungsabschnitt 30 auf, in welcher ein Verbindungsabschnitt 31 der Verdrängerkörperwelle 2, 3 einsitzt. Auf einer Stirnfläche 32 des Verbindungsabschnittes 31 sitzt ein Scheibenkörper 33, der von Befestigungsschrauben 34 durchsetzt ist.

Der Scheibenkörper 33 weist zugeordnet der Bohrung 23, zum Übergang in diese, eine entsprechende Bohrung mit einer einströmseitig ausgebildeten Abrundung 35 auf.

Von der Bohrung 22 in der Verdrängerkörperwelle 2, 3 beziehungsweise der Bohrung 24 gehen mehrere Radialbohrungen 36 aus, um die durch diese Bohrungen außenseitig zu dem rohrförmigen Körper 20 zurückströmende Kühlflüssigkeit in den Motor-/Getrieberaum 7 zurückzuleiten. Aufgrund der durch die Umdrehung der Verdrängerkörperwellen 2, 3 gegebenen Radialkräfte ergibt sich hier ein praktisch selbsttätiges Zurückschleudern der Kühlflüssigkeit in den Raum. Einige der Bohrungen 36 können auch, wie dargestellt, gesehen von dem Arbeitsraum 5 aus, vor den Lagern 11 in einen Umgebungsraum der Verdrängerkörperwelle 2, 3 münden.

Die vorstehend angegebenen Bereiche beziehungsweise Wertebereiche schließen hinsichtlich der Offenbarung auch sämtliche Zwischenwerte ein, insbesondere in ¹/₁₀ Schritten des jeweiligen Verhältnisses, einerseits zur Eingrenzung der genannten Bereichsgrenzen von unten und/oder oben, alternativ oder ergänzend aber auch im Hinblick auf die Offenbarung eines oder mehrerer singulärer Werte aus einem jeweiligen Bereich.

1 Vakuumpumpe 27 Anlageschulter 2 Verdrängerkörperwelle 28 Lagerschulter 3 Verdrängerkörperwelle 29 O-Ring 4 Gehäuse 30 Passbohrungsabschnitt 5 Arbeitsraum 31 Verbindungsabschnitt 6 Gehäuseteil 32 Stirnfläche 7 Motor-/Getrieberaum 33 Scheibenkörper 8 Verschlussteil 34 Befestigungsschrauben 9 Ölpumpe 35 Abrundung 10 Trennwand 36 Radialbohrungen 11 Lager D Durchmesser 12 Verdrängerkörper d Durchmesser 13 Verdrängerkörper R Außendurchmesser 14 Ausnehmung l Länge 15 Deckel L Gesamtlänge 16 Lager A geometrische Achse 17 Motor 18 Getriebe 19 saugseitiges Ende 20 rohrförmiger Körper 21 Austrittsöffnung 22 Bohrung 23 Bohrung 24 Bohrung 25 Halterungsbohrung 26 Ende