[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere Vakuumpumpe, die beispielsweise
zumindest zwei relativ zueinander bewegliche Förderelemente, mindestens eine auf einem
der beiden Förderelemente angeordnete Dichtung umfasst. Erfindungsgemäß ist eine zumindest
bereichsweise auf insbesondere wenigstens eines der Förderelemente aufgebrachte Gleitschicht
vorgesehen. Zudem betrifft die Erfindung die Verwendung von mit einer Gleitschicht
versehenen Bauteilen und mindestens einer Dichtung zur Herstellung von Pumpen, insbesondere
Vakuumpumpen als auch ein Verfahren zur Herstellung einer Gleitschicht.
[0002] Zur Abdichtung eines Förderraumes von Pumpen, insbesondere Vakuumpumpen, können generell
Fluide wie Fette oder Öle herangezogen werden. Eine Kolbenpumpe beispielsweise weist
grundsätzlich einen Spalt zwischen dem Förderraum und dem Kolben auf. Dieser Spalt
wird bei einer fluidgedichteten bzw. -geschmierten Ausführung während des Betriebs
der Pumpe von einem Fluid, meist Öl oder Fett, gefüllt, wobei das Fluid als Dichtung
zwischen dem Kolben und dem Förderraum wirkt. Weiterhin können Fehlstellen in der
Oberflächenstruktur (Risse, Löcher, Poren, etc). spaltwirksam sein. Insbesondere weisen
einige Beschichtungen (Lacke, Eloxalschichten, etc.) Fehlstellen auf. Nachteilig bei
derartigen Pumpen ist, dass die mit der Pumpe geförderten Medien wie Gase oder Dämpfe
mit den als Dichtung eingesetzten Fluiden reagieren können, was insbesondere die Dichtwirkung
herabsetzen kann. Ein weiteres Problem besteht insbesondere bei Vakuumpumpen in einer
Verunreinigung des Rezipienten durch die eingesetzten Fluide.
[0003] Aus diesem Grund werden vor allem für Vakuumpumpen sogenannte trockene Lösungen bevorzugt,
bei denen die geförderten Medien nicht mit Fluiden in Kontakt kommen. Hierbei werden
grundsätzlich gleitende oder schleifende Dichtungen aus chemisch beständigen Materialien,
üblicherweise Kunststoffe, eingesetzt. Bei einer Kolbenpumpe beispielsweise werden
derartige Dichtungen in der Regel am Kolben angeordnet. Während des Betriebes schleift
die Dichtung an einer Innenwand eines Zylinders, um den resultierenden Förderraum
möglichst hermetisch abzudichten. Ein anderes Beispiel einer üblicherweise ebenfalls
trocken, d.h. ohne fluide Schmiermittel, betriebenen Pumpe ist eine Scroll- oder Spiralpumpe.
Scrollpumpen weisen sichelförmige Schöpfräume auf, die durch einen im Querschnitt
spiralförmigen Rotor im Eingriff mit einem gleichartigen spiralförmigen Stator gebildet
werden, wobei der Rotor durch einen exzentrischen Antrieb in eine orbitierende Bewegung
versetzt wird. Zur Abdichtung der Förderräume sind an den Spiralstirnseiten jeweils
Dichtungen vorgesehen, wobei die stirnseitige Dichtung des Rotors gegen den Stator
schleift und umgekehrt.
[0004] Nachteilig bei derartigen gleitenden oder schleifenden Dichtungen ist, dass diese
in der Regel, bedingt durch die ständige Gleitreibung, einem sehr starken Verschleiß
unterliegen und oft nur eine begrenzte Lebensdauer aufweisen. Insbesondere kann es
im Schöpfraum nach einiger Betriebszeit zu einem Abrieb der Dichtungen in Form von
Staub kommen. Mit zunehmendem Verschleiß nimmt die Dichtwirkung der schleifenden Dichtung
ab, wodurch sich der erreichbare Enddruck verschlechtert.
[0005] Zur Verringerung des Verschleißes können Gleit- bzw. Schutzschichten vorgesehen sein,
wie sie zum Beispiel in
EP 3 153 706 A1 beschrieben sind. Derartige Gleitschichten können eine durch anodische Oxidation
in einem säurehaltigen, insbesondere Oxalsäure, Schwefelsäure oder Gemischen daraus,
enthaltenden Elektrolyten gebildete Oxidschicht umfassen. Diese Gleitschichten/Schutzschichten
erhöhen darüber hinaus die Korrosions- und Verschleißbeständigkeit des Grundmaterials.
Zwischen den sichelförmigen Schöpfräumen befinden sich sehr enge Spalte (wenige 0,01
mm). Im Falle eines Kontaktes beider schöpfraumbildenden Bauteile oder eingedrungener
Festkörper sorgt die harte Gleit- und Schutzschicht für eine längere Lebensdauer des
Grundmaterials. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass derartige Oxidschichten aufgrund
ihrer porösen Struktur erforderliche Enddrücke und Gasdichtigkeiten nicht bzw. erst
nach längerer Laufzeit (sogenannte Einlaufzeit) erreichen lassen. Versuche haben zwar
gezeigt, dass insbesondere bei neu beschichteten Bauteilen durch einen Ausheizprozess
der beschichteten Bauteile verringerte Einlaufzeiten bzw. verbesserte Enddrücke erreicht
werden können, jedoch besteht weiterhin Verbesserungsbedarf hinsichtlich der erzielbaren
Enddrücke sowie einer Verringerung der Einlaufzeiten.
[0006] Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Pumpe bereitzustellen,
welche die vorstehend beschriebenen Nachteile überwindet oder zumindest eine Verbesserung
gegenüber bekannten Lösungen darstellt.
[0007] Diese Aufgabe wird durch eine Pumpe sowie durch ein Verfahren gemäß den unabhängigen
Ansprüchen gelöst.
[0008] Bei der erfindungsgemäßen Pumpe handelt es sich vorzugsweise um eine Vakuumpumpe.
Die Pumpe umfasst eine Gleitschicht, die eine Oxidschicht sowie eine aus einem fluorhaltigen
Polymer gebildete Versiegelung umfasst, wobei die Oxidschicht zumindest teilweise
von der Versiegelung bedeckt und/oder mit der Versiegelung imprägniert ist.
[0009] Die Gleitschicht, wie hierin genannt kann mehrere Eigenschaften erfüllen. Insbesondere
beim Einsatz in Scrollpumpen, z.B. Scrollvakuumpumpen, erfüllt die Gleitschicht zwei
Funktionen: 1) Gleitschicht/Optimierung des tribologischen Systems. 2) Schutzschicht;
Schutz des Grundmaterials vor Beschädigungen, Verschleiß und Korrosion. Versuche haben
gezeigt, dass ohne eine harte Oberflächenbeschichtung an Scrollpumpen das Grundmaterial
innerhalb kürzester Zeit beschädigt werden kann.
[0010] Die Oxidschicht ist vorzugsweise durch anodische Oxidation gebildet, insbesondere
in einem säurehaltigen Elektrolyten. Vorzugsweise weist der Elektrolyt Oxalsäure und/oder
Schwefelsäure auf, wobei Schwefelsäure noch weiter bevorzugt ist. Bei der Oxidschicht
handelt es sich vorzugsweise um um ein Eloxal, das durch eine elektrolytische Oxidation
von Aluminium gebildet wurde. Diese Oxidschicht kann die oben genannten multifunktionalen
Eigenschaften hinsichtlich Gleit- und Schutzwirkung aufweisen.
[0011] Es hat sich herausgestellt, dass eine erfindungsgemäße Pumpe mit einer Gleitschicht,
die eine Oxidschicht und eine Versiegelung, z.B. in Form einer Polyurethanschicht
oder -imprägnierung, umfasst, niedrigere Enddrücke ermöglicht, als Gleitschichten,
wie sie beispielsweise in
EP 3 153 706 A1 beschrieben sind. Die für den Verschleißschutz aufgebrachte harte Oxidschicht weisen
Poren, Fehlstellen und thermisch verursachte Risse auf. Die Poren sind hauptsächlich
senkrecht zur Schicht angeordnet, wobei es auch innerhalb der Schicht einige horizontal
zur Schicht angeordnete Verästelungen gibt, welche die senkrechten Poren miteinander
verbinden. Neben den Poren weisen derartige harte Oxidschichten weitere Fehlstellen,
z. B. in Form von Einschlüssen und Rissen auf. Fehlstellen und Poren stellen mikroskopische
Kanäle dar, durch die Gase strömen können. Weiterhin können aus diesen Stellen Stoffe,
z. B. Wasser, ausgasen. Hierdurch wird die Gasdichtigkeit verringert, was sich unerwünscht
auf die erzielbaren Enddrücke auswirkt. Dies bedeutet, dass die die erforderlichen
Enddrücke und Gasdichtigkeiten nicht bzw. erst nach längerer Laufzeit erreichbar sind.
Während des sogenannten Einlaufprozesses werden Poren und Fehlstellen weitestgehend
an relevanten Stellen durch den Verschleiß der Dichtung geschlossen. Weiterhin findet
eine Ausgasung der eingeschlossenen Medien, z. B. Beschichtungsrückstände, statt.
Es hat sich herausgestellt, dass sich durch die Versiegelung die erforderlichen Enddrücke
wesentlich schneller erreichen lassen, wobei gleichzeitig ein hoher Verschleißschutz
beibehalten wird. Dies lässt sich mutmaßlich damit erklären, dass bei der erfindungsgemäßen
Pumpe in der Oxidschicht enthaltene Poren durch die Versiegelung verschlossen sind
und ein Gasfluss innerhalb der Gleitschicht oder ein Ausgasen aus der Gleitschicht
unterbunden oder zumindest verringert ist.
[0012] Vorzugsweise umfasst die Pumpe, insbesondere Vakuumpumpe, ferner zumindest zwei relativ
zueinander bewegliche Förderelemente, die derart angeordnet sind, dass sie unter Ausbildung
von zumindest einem Förderraum dichtend zusammenwirken, wenigstens eine auf einem
der beiden Förderelemente angeordnete Dichtung. Hierbei ist die Gleitschicht zumindest
bereichsweise auf wenigstens eines der Förderelemente aufgebracht und wirkt mit der
jeweiligen Dichtung zusammen.
[0013] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung handelt
es sich bei der Pumpe um eine Spiral- oder Scrollpumpe, insbesondere Spiral- oder
Scrollvakuumpumpe, bei welcher die Gleitschicht zumindest bereichsweise auf zumindest
eines der Spiralelemente aufgebracht ist.
[0014] Bei der Spiral- oder Scrollpumpe, insbesondere Spiral- oder Scrollvakuumpumpe handelt
es sich vorzugsweise um eine, bei welcher die Förderelemente zwei relativ zueinander
bewegbare Spiralelemente sind, die jeweils auf einem Träger eine spiralförmig um eine
Achse verlaufende Wand mit einer freien Stirnseite aufweisen und derart angeordnet
sind, dass die Wände unter Ausbildung von Förderräumen dichtend ineinandergreifen,
wobei die Dichtungen auf den freien Stirnseiten der Wände angeordnet sind.
[0015] Gemäß einer noch weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung handelt es sich
bei der Pumpe um eine Kolbenpumpe, insbesondere Kolbenvakuumpumpe, mit zumindest einem
Zylinder mit einer Zylinderinnenwand und einem in dem Zylinder bewegbaren Kolben.
Bei den Förderelementen handelt es sich hierbei um den Zylinder und einen darin bewegbaren
Kolben, wobei die Dichtung am Kolben und/oder an einer Zylinderinnenwand angeordnet
ist. Bei dieser Ausgestaltung ist die die Gleitschicht zumindest bereichsweise auf
die Zylinderinnenwand und/oder den Kolben aufgebracht.
[0016] Vorzugsweise ist bei der erfindungsgemäßen Pumpe das fluorhaltige Polymer, welches
in der Versiegelung enthalten ist, ein Polymer, das entweder vollständig fluoriert
ist, d.h. ein perfluoriertes Polymer, oder eines welches perfluorierte Segmente aufweist.
Als besonders geeignet haben sich Versiegelungen erwiesen, die ein fluorhaltiges Polyurethan
enthalten, insbesondere ein Polyurethan, welches perfluorierte Segmente aufweist.
Es hat sich gezeigt, dass mit derartigen Polyurethanen mit perfluorierten Segmenten
niedrige Enddrücke bei gleichzeitig kurzen Einlaufzeiten möglich sind, wobei gleichzeitig
eine hohe Verschleißbeständigkeit beibehalten wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung
ist es ebenfalls bevorzugt, dass die Versiegelung aus einem Polyurethan gebildet ist,
welches Polyether-Segmente aufweist. Auch Polyurethane mit Polyether-Segmenten haben
sich als besonders geeignet erwiesen hinsichtlich niedriger Enddrücke sowie kurzer
Einlaufzeiten und hoher Verschleißbeständigkeit. Dementsprechend ist es noch weiter
bevorzugt, dass die Polyurethanschicht aus einem Polyurethan gebildet ist, welches
perfluorierte Polyether-Segmente aufweist. Mit den perfluorierten Polyether-Segmente
lassen sich besonders geringe Enddrücke sowie kurze Einlaufzeiten erzielen, bei gleichzeitig
sehr guter Verschleißbeständigkeit. Die perflouorierten Polyethersegmente können in
der Dispersion zur Herstellung der Versiegelung als Polyol-Präpolymer oder als Diisocyanat-Präpolymer
vorliegen. Bei den perfluorierten Polyethersegmenten kann es sich beispielsweise um
Segmente auf Basis von perfluoriertem Polyethylenglycol oder perfluoriertem Polypropylenglycol
handeln, vorzugswese auf Basis von perfluoriertem Polyethylenglycol. Die Gleitschicht
der erfindungsgemäßen Pumpe weist vorzugsweise wenigstens ein fluoriertes Polymer
auf, welches von PTFE unterschiedlich ist. PTFE ist aufgrund seiner Korngröße und
der damit verbundenen verhältnismäßig hohen Gasdurchlässigkeit nicht ideal zur Versiegelung
der porösen Oxidschicht. Folglich kann zwar PTFE enthalten sein, in diesem Fall sollte
jedoch wenigstens ein weiteres Polymer enthalten sein, welches sich von PTFE unterscheidet.
[0017] Bei der Gleitschicht der erfindungsgemäßen Pumpe kann die Versiegelung, z.B. in Form
einer Polyurethanschicht, durch Auftragen einer Dispersion, z.B. einer Polyurethandispersion,
auf die Oxidschicht erhältlich sein. Die Versiegelung kann entweder in Form einer
wässrigen Dispersion aufgebracht sein oder in Form einer Lösungsmittelbasierten Dispersion
aufgebracht sein. Bei einer Lösungsmittelbasierten Dispersion ist das Lösungsmittel
vorzugswese ein C
1 bis Cs-Alkohol ist, insbesondere ein C
3 bis C
6-Alkohol, beispielsweise ein C
4-Alkohol. Vorzugsweise ist die Versiegelung erhältlich durch Auftragen einer wässrigen
Polyurethandispersion, insbesondere einer wässrigen ionischen Polyurethandispersion,
bevorzugt einer anionischen Polyurethandispersion. Als besonders vorteilhaft haben
sich Dispersionen von anionischen Polyurethanen auf Basis eines perflourierten Polyether
( PFPE ) Gerüstes gezeigt. Beispielhafte geeignet anionische Polyurethan-Dispersionen
sind erhältlich unter dem Handelsnamen Fluorolink von Solvay.
[0018] Das Auftragen der Dispersion kann mittels Sprühen, Tauchen, Rakeln oder Rotationsbeschichtung
(engl. Spin coating) erfolgen. Ein Auftragen mittels Sprühen oder Tauchen hat sich
als vorteilhaft erwiesen hinsichtlich der einfachen Durchführbarkeit, wobei ein Sprühen
hinsichtlich Gleichmäßigkeit und der Erzeugung besonders dünner Schichten besonders
vorteilhaft ist. Durch das Auftragen mittels Rakeln oder Rotationsbeschichtung lassen
sich ebenfalls sehr gleichmäßige dünne Beschichtungen erzeugen. Gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform wird die Dispersion selektiv auf aufgetragen, insbesondere auf dichtenden
Flächen.
[0019] Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Dicke der Versiegelung, z.B. in Form einer
Polyurethanschicht, nicht auf eine besondere Dicke bschränkt. Jedoch haben sich Versiegelungen
mit einer Dicke von 0,1 µm bis 35 µm als vorteilhaft erwiesen, hinsichtlich der Ausgeglichenheit
von geringem Enddruck und kurzer Einlaufzeit einerseits sowie einer hohen Verschleißbeständigkeit
andererseits. Bevorzugter beträgt die Dicke der Versiegelung 0,5 bis 25 µm, noch bevorzugter
von 0,8 bis 20 µm, noch weiter bevorzugter von 1,0 bis 15 µm, äußerst bevorzugt von
1,5 bis 10 µm. Höchst bevorzugt sind Schichtdicken der Versiegelung von kleiner gleich
5 µm. Auch kann die Versiegelung Poren der Oxidschicht imprägnieren, ohne dass eine
erkennbare zusammenhängende Schicht aus fluorhaltigem Polymer die Oxidschicht bedeckt.
Die Imprägnierung kann Fehlstellen, die Poren der Oxidschicht verbinden, ausfüllen
und somit die Gasdichtigkeit erhöhen. Bei der erfindungsgemäßen Pumpe ist es bevorzugt,
dass die Versiegelung, z.B. in Form einer Polyurethanschicht, die Oxidschicht im Wesentlichen
vollständig oder vollständig bedeckt. Die vollständige oder im Wesentlichen vollständige
Bedeckung verschließt die in der Oxidschicht enthaltenen Poren, sodass ein Bypass
des geförderten Mediums durch die Gleitschicht unterbunden wird. Somit lassen sich
besonders niedrige Enddrücke bei geringen Einlaufzeiten erreichen.
[0020] Zur Verbesserung der Verschleißbeständigkeit ist es bevorzugt, dass bei der erfindungsgemäßen
Pumpe in der Gleitschicht ein Haftvermittler enthalten ist. Der Haftvermittler ist
in der Regel eine reaktive Verbindung, die die Anbindung der Versiegelung, vorzugsweise
in Form einer Polyurethanschicht, an die Oxidschicht verbessert. Dem Fachmann sind
derartige Haftvermittler bekannt. Es kann sich beispielsweise um Epoxid-Verbindungen,
Siloxan-Verbindungen, von Aziridin abgeleitete Verbindungen, um Melamin-Verbindungen
oder um Verbindungen mit blockierten Isocyanaten handeln. Als besonders geeignete
Haftvermittler haben sich Epoxid-Silane sowie Polyaziridine erwiesen. Derartige Haftvermittler
können in der als Polyurethanschicht- und/oder -imprägnierung ausgebildeten Versiegelung
enthalten sein, beispielsweise indem sie einer Polyurethandispersion zugesetzt werden,
die zur Erzeugung der Polyurethanschicht verwendet wird. Alternativ oder zusätzlich
ist es auch möglich, dass der Haftvermittler vor aufbringen der Versiegelung auf die
Oxidschicht aufgetragen wird. In diesem Fall wirkt der Haftvermittler als eine Grundierung
auf der Oxidschicht.
[0021] Vorzugsweise umfasst die erfindungsgemäße Pumpe Förderelemente aus einem Grundwerkstoff,
der zumindest teilweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet ist und
auf dem die Gleitschicht aufgebracht ist. Vorzugsweise bestehen die Förderelemente
aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Besonders bevorzugt ist der Grundwerkstoff
eine Aluminiumlegierung des Typs AlMgSi. Ferner vorteilhaft sind Aluminiumlegierungen
des Typs AlMgSiMn, AlMgSiPb oder AlZnMg. Aluminium und Aluminiumlegierungen haben
sich als besonders geeignet herausgestellt, einer anodischen Oxidation in einem säurehaltigen
Elektrolyten unterzogen zu werden und eine erfindungsgemäße Gleitschicht auszubilden.
Der Elektrolyt weist hierbei vorzugsweise Oxalsäure, Schwefelsäure oder ein Gemisch
hiervon auf. Weiter bevorzugt weist der Elektrolyt Schwefelsäure auf.
[0022] Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Gleitschicht,
umfassend die folgenden Schritte:
- a) Erzeugen einer Oxidschicht, insbesondere durch anodische Oxidation, in einem, vorzugsweise
säurehaltigen, Elektrolyten; und
- b) Beschichten der Oxidschicht mit einer Versiegelung.
[0023] Es versteht sich, dass die Oxidschicht in Schritt A auf einem Substrat, z.B. einem
Förderelement einer Pumpe, wie oben beschrieben, erzeugt wird.
[0024] Vorzugsweise werden in Schritt b) in der Oxidschicht enthaltene Poren und Fehlstellen
von der Versiegelung verschlossen. Hierdurch entsteht eine Gleitschicht, bei welcher
Querverbindungen zwischen den Poren und Fehlstellen der Oxidschicht blockiert sind,
wodurch sich die Gasdichtigkeit erhöht. Bei der in dem erfindungsgemäßen Verfahren
eingesetzten Versiegelung handelt es sich insbesondere um eine solche, wie sie oben
in Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Pumpe beschrieben ist.
[0025] Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorzugsweise Bestandteil der Herstellung einer
Pumpe, insbesondere einer Vakuumpumpe, wie sie hierin beschrieben ist.
[0026] 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.
[0027] Die Erfindung wird nachfolgend lediglich beispielhaft anhand der schematischen Zeichnungen
sowie der Beispiele 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. 16
- zeigt eine Detaildarstellung der Spiral- oder Scrollpumpe aus Fig. 1.
- Fig. 17
- zeigt eine elektronenmikroskopische Querschnittsansicht einer Oxidschicht.
- Fig. 18
- zeigt eine stärker vergrößerte elektronenmikroskopische Querschnittsansicht der Oxidschicht
von Fig. 16.
- Fig. 19
- zeigt eine elektronenmikroskopische Aufsicht auf die Oxidschicht von Fig. 16 und 17.
- Fig. 20
- zeigt die Entwicklung des Vakuums bei Einsatz einer Scrollpumpe mit unterschiedlich
beschichteten bzw. unbeschichteten Förderelementen.
[0028] Auch wenn die vorliegende Erfindung nicht auf Scrollpumpen 20 beschränkt ist, hat
sie sich als sehr geeignet dafür erwiesen. Prinzipiell kann die erfindungsgemäße Pumpe
auch eine Kolbenpumpe sein (in den Figuren nicht dargestellt). Auch für die Abdichtung
von allgemeinen beschichteten Bauteilen (z.B. statische Abdichtung an Oxidschichten,
z. B. O-Ring-Abdichtung) ist eine Versiegelung, wie hierin beschrieben, bevorzugt.
Die Fig. 1 zeigt eine als Scrollpumpe 20 ausgebildete Vakuumpumpe. Diese umfasst ein
erstes Gehäuseelement 22 und ein zweites Gehäuseelement 24, wobei das zweite Gehäuseelement
24 eine pumpaktive Struktur aufweist, nämlich eine Spiralwand 26. Das zweite Gehäuseelement
24 bildet also ein feststehendes Spiralbauteil der Scrollpumpe 20. Die Spiralwand
26 wirkt mit einer Spiralwand 28 eines beweglichen Spiralbauteils 30 zusammen, wobei
das bewegliche Spiralbauteil 30 zum Erzeugen einer Pumpwirkung über eine Exzenterwelle
32 exzentrisch erregt wird. Dabei wird ein zu pumpendes Gas von einem Einlass 31,
welcher im ersten Gehäuseelement 22 definiert ist, zu einem Auslass 33 gefördert,
welcher im zweiten Gehäuseelement 24 definiert ist.
[0029] 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 Fig. 1 linksseitiges Ende eines Wellbalgs 42 befestigt, dessen rechtsseitiges
Ende an dem ersten Gehäuseelement 22 befestigt ist. Das linksseitige Ende des Wellbalgs
42 folgt der Auslenkung des beweglichen Spiralbauteils 30.
[0030] 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.
[0031] 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.
[0032] Das Elektronikgehäuse 48 ist in Fig. 2 näher veranschaulicht. Es umfasst mehrere
gesonderte Kammern 52. In diesen Kammern 52 können Elektronikkomponenten vergossen
werden und sind somit vorteilhaft abgeschirmt. Bevorzugt kann beim Vergießen der Elektronikkomponenten
eine möglichst minimale Menge des Vergussmaterials verwendet werden. Zum Beispiel
kann zuerst das Vergussmaterial in die Kammer 52 eingebracht werden und anschließend
die Elektronikkomponente hineingedrückt werden. Vorzugsweise können die Kammern 52
so ausgeführt sein, dass verschiedene Varianten der Elektronikkomponenten, insbesondere
verschiedene Bestückungsvarianten einer Platine, in dem Elektronikgehäuse 48 angeordnet
werden können und/oder vergossen werden können. Für bestimmte Varianten können dabei
auch einzelne Kammern 52 leer bleiben, also keine Elektronikkomponente aufweisen.
So kann auf einfache Weise ein sogenanntes Baukastensystem für verschiedene Pumpentypen
realisiert werden. Das Vergussmaterial kann insbesondere wärmeleitend und/oder elektrisch
isolierende ausgebildet sein.
[0033] An einer in Bezug auf Fig. 2 hinteren Seite des Elektronikgehäuses 48 sind mehrere
Wände oder Rippen 54 ausgebildet, die mehrere Kanäle 50 zum Leiten eines Kühlluftstromes
definieren. Die Kammern 52 ermöglichen außerdem eine besonders gute Wärmeabfuhr von
den in ihnen angeordneten Elektronikkomponenten, insbesondere in Verbindung mit einem
wärmeleitenden Vergussmaterial, und hin zu den Rippen 54. Die Elektronikkomponenten
lassen sich somit besonders wirksam kühlen und ihre Lebensdauer wird verbessert.
[0034] In Fig. 3 ist die Scrollpumpe 20 als Ganzes perspektivisch dargestellt, wobei jedoch
die Luftleithaube 46 ausgeblendet ist, sodass insbesondere das feststehende Spiralbauteil
24 und der Lüfter 44 sichtbar sind. An dem feststehenden Spiralbauteil 24 sind mehrere,
sternförmig angeordnete Ausnehmungen 56 vorgesehen, die jeweils zwischen den Ausnehmungen
56 angeordnete Rippen 58 definieren. Der vom Lüfter 44 erzeugte Kühlluftstrom führt
durch die Ausnehmungen 56 und vorbei an den Rippen 58 und kühlt so das feststehende
Spiralbauteil 24 besonders wirksam. Dabei umströmt der Kühlluftstrom zunächst das
feststehende Spiralbauteil 24 und erst anschließend das erste Gehäuseelement 22 bzw.
das Elektronikgehäuse 48. Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft, da der pumpaktive
Bereich der Pumpe 20 aufgrund der Kompression im Betrieb eine hohe Wärmeentwicklung
aufweist und daher hier vorrangig gekühlt wird.
[0035] 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 Fig. 1 sichtbar ist, in Abhängigkeit von einem
vom Drucksensor 60 gemessenen Druck angesteuert werden. Z.B. beim Einsatz der Pumpe
20 in einem Vakuumsystem als Vorpumpe für eine Hochvakuumpumpe kann beispielsweise
die Hochvakuumpumpe nur dann eingeschaltet werden, wenn der Drucksensor 60 einen ausreichend
niedrigen Druck misst. So kann die Hochvakuumpumpe vor einer Beschädigung geschützt
werden.
[0036] Fig. 4 zeigt den Drucksensor 60 und seine Anordnung am feststehenden Spiralbauteil
24 in einer Querschnittsdarstellung. Für den Drucksensor 60 ist ein Kanal 62 vorgesehen,
der hier in einen nicht pumpaktiven Außenbereich zwischen den Spiralwänden 26 und
28 der feststehenden bzw. beweglichen Spiralbauteile 24 und 30 mündet. Somit misst
der Drucksensor einen Ansaugdruck der Pumpe. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise
auch ein Druck zwischen den Spiralwänden 26 und 28 in einem pumpaktiven Bereich gemessen
werden. Je nach Position des Drucksensors 60 bzw. des Kanals 62 können also zum Beispiel
auch Zwischendrücke gemessen werden.
[0037] 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.
[0038] 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.
[0039] 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.
[0040] 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.
[0041] In den Fig. 5 und 6 ist das bewegliche Spiralbauteil 30 in verschiedenen Ansichten
gezeigt. In Fig. 5 ist die spiralförmige Struktur der Spiralwand 28 besonders gut
sichtbar. Neben der Spiralwand 28 umfasst das Spiralbauteil 30 eine Grundplatte 66,
ausgehend von der sich die Spiralwand 28 erstreckt.
[0042] Eine der Spiralwand 28 abgewandte Seite der Grundplatte 66 ist in Fig. 6 sichtbar.
An dieser Seite umfasst die Grundplatte unter anderem mehrere Befestigungsausnehmungen,
etwa zur Befestigung des Lagers 40 und des Wellbalgs 42, die in Fig. 1 sichtbar sind.
[0043] 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.
[0044] 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.
[0045] 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.
[0046] 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 Fig. 6 gezeigte Seite der Grundplatte 66 bearbeitet werden, insbesondere
die Befestigungsausnehmungen eingebracht werden. Grundsätzlich kann im Rahmen dieser
Einspannung auch die spanende Herstellung der Spiralwand 28 aus dem Vollmaterial erfolgen.
[0047] Das Spiralbauteil 30 kann zu diesem Zweck beispielsweise mit einer Einspannvorrichtung
76 eingespannt sein, wie sie in Fig. 7 gezeigt ist. Diese weist ein hydraulisches
Dreibackenfutter 78 zur direkten Anlage an den drei Haltevorsprüngen 68 auf. Außerdem
weist die Einspannvorrichtung 76 eine durchgehende Ausnehmung 80 auf, durch die ein
Werkzeugzugang zu dem Spiralbauteil 30, insbesondere zu der in Fig. 6 gezeigten Seite
desselben, ermöglicht ist. Somit können Bearbeitungsvorgänge von beiden Seiten während
einer Einspannung erfolgen, insbesondere wenigstens eine Schlichtbearbeitung der Spiralwand
28 und ein Einbringen von Befestigungsausnehmungen.
[0048] 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.
[0049] An der Exzenterwelle 32 der Fig. 1 sind zwei Ausgleichsgewichte 82 zum Ausgleich
einer Unwucht des erregten Systems angebracht. Der Bereich des in Fig. 1 rechtsseitigen
Ausgleichgewichts 82 ist in Fig. 8 vergrößert dargestellt. Das Ausgleichsgewicht 82
ist an der Exzenterwelle 32 festgeschraubt.
[0050] Ein ähnlicher Bildausschnitt ist in Fig. 9 für eine andere Scrollpumpe gezeigt, die
bevorzugt derselben Baureihe der Pumpe 20 der Fig. 1 angehört. Die der Fig. 9 zugrunde
liegende Pumpe weist insbesondere andere Dimensionen auf und benötigt daher ein anderes
Ausgleichsgewicht 82.
[0051] 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.
[0052] Die Ausgleichsgewichte 82 sind in den Fig. 8 und 9 zusammen mit bestimmten Abmessungen
des für sie vorgesehenen Bauraumes bemaßt, um zu verdeutlichen, dass das Ausgleichsgewicht
82 der Fig. 9 nicht an der Exzenterwelle 32 montierbar ist und umgekehrt. Es versteht
sich, dass die angegebenen Maße rein beispielhaft genannt sind.
[0053] So beträgt in Fig. 8 ein Abstand zwischen einer Befestigungsbohrung 84 und einem
Wellenabsatz 86 9,7 mm. Das Ausgleichsgewicht 82 der Fig. 8 ist in der entsprechenden
Richtung kürzer ausgebildet, nämlich 9 mm lang, kann also problemlos montiert werden.
Das Ausgleichsgewicht 82 der Fig. 9 weist jeweils gemessen von der Befestigungsbohrung
eine Längserstreckung von 11 mm auf. Somit ist das Ausgleichsgewicht 82 der Fig. 9
nicht an der Exzenterwelle 32 der Fig. 8 montierbar, da der Wellenabsatz 86 mit dem
Ausgleichsgewicht 82 bei einer versuchten Montage kollidiert bzw. da somit das Ausgleichsgewicht
82 der Fig. 9 nicht vollständig in Anlage mit der Exzenterwelle 82 der Fig. 8 gebracht
werden kann. Dadurch, dass das Ausgleichsgewicht 82 der Fig. 9 in beiden bemaßten
Dimensionen größer ist als der Abstand von Befestigungsbohrung 84 und Wellenabsatz
86 in Fig. 8, ist auch eine Montage in umgedrehter Richtung verhindert. Zudem verhindert
die Dimension von 21,3 mm des Ausgleichsgewichts 82 der Fig. 8 eine umgedrehte und
folglich falsche Montageausrichtung des ansonsten richtigen Ausgleichsgewichts 82.
[0054] In Fig. 9 beträgt ein Abstand in Längsrichtung zwischen der Befestigungsbohrung 84
und einer Gehäuseschulter 88 17,5 mm. Das Ausgleichsgewicht 82 der Fig. 8 mit seiner
Erstreckung von 21,3 mm würde beim Einschieben der Exzenterwelle 32 der Fig. 9 mit
der Gehäuseschulter 88 kollidieren, sodass keine vollständige Montage möglich wäre.
Die falsche Montage ist zwar zunächst möglich, wird aber zuverlässig erkannt. Bei
einer um die Achse der Befestigungsbohrung 84 verdrehten Montage des Ausgleichsgewicht
82 der Fig. 8 an der Exzenterwelle 32 der Fig. 9 würde die Erstreckung von 21,3 mm
mit der Wellenschulter 86 kollidieren, die nur in einem Abstand von 13,7 mm von der
Befestigungsbohrung 84 angeordnet ist.
[0055] 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.
[0056] In den Fig. 10 und 11 ist ein Gasballastventil 90 der Scrollpumpe 20 gezeigt. Dieses
ist auch in der Gesamtdarstellung der Pumpe 20 in Fig. 3 sichtbar und am feststehenden
Spiralbauteil 24 angeordnet.
[0057] 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.
[0058] 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 Fig. 11 nur eine sichtbar
ist. Das drehbare Element 106 ist mit einer nicht dargestellten, durch eine Bohrung
110 verlaufende Befestigungsschraube am zweiten Gehäuseelement 24 drehbar befestigt.
[0059] 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 Fig. 10 dargestellte,
welche eine Sperrstellung ist, und jeweils eine nach rechts und nach links verdrehte
Stellung, in denen die Bohrung 98 mit unterschiedlichen Bereichen des Inneren des
Gehäuses in Kommunikation steht.
[0060] 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.
[0061] 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.
[0062] Der Kunststoff-Griff mit umspritztem 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.
[0063] Für den Lüfter 44, wie er beispielsweise in den Fig. 1 und 3 sichtbar ist, ist bevorzugt
eine Drehzahlregelung vorgesehen. Der Lüfter wird mittels PWM abhängig von Leistungsaufnahme
und Temperatur des Leistungsmoduls gesteuert, welches z.B. im Elektronikgehäuse 48
untergebracht ist. Die Drehzahl wird analog zur Leistungsaufnahme eingestellt. Die
Regelung wird jedoch erst ab einer Modultemperatur von 50 °C zugelassen. Falls die
Pumpe in Temperaturbereiche eines möglichen Deratings (temperaturbedingte Leistungsreduktion)
hineinkommt, wird automatisch die max. Lüfterdrehzahl angesteuert. Mit dieser Regelung
wird ermöglicht, dass bei kalter Pumpe ein minimaler Geräuschpegel erreicht wird,
dass im Enddruck bzw. bei geringer Last ein niedriger Geräuschpegel - entsprechend
dem Pumpengeräusch - herrscht, dass eine optimale Kühlung der Pumpe bei gleichzeitig
niedrigem Geräuschpegel erreicht wird, und dass vor einer temperaturbedingten Leistungsreduktion
die max. Kühlleistung sichergestellt wird.
[0064] Die maximale Lüfterdrehzahl kann, insbesondere situativ, anpassbar sein. Z. B. kann
es für eine hohe Wasserdampfverträglichkeit zielführend sein, die maximale Lüfterdrehzahl
herabzusetzen.
[0065] In Fig. 12 ist das bewegliche Spiralbauteil 30 teilweise und gegenüber Fig. 5 vergrößert
dargestellt. Eine Schnittansicht des Spiralbauteils 30 entlang der in Fig. 12 angedeuteten
Linie A:A ist in Fig. 13 schematisch und nicht maßstabsgerecht dargestellt.
[0066] 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 Fig. 4 gut
sichtbar. Gemäß einer vorzugsweisen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Pumpe ist
ein Tip Seal vorgesehen, welcher in schleifenden Kontakt mit der Gleitschicht steht.
[0067] 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.
[0068] Der erste Spiralabschnitt 120 erstreckt sich vom in Fig. 12 angedeuteten Ort bis
zum äußeren Ende der Spiralwand 28, wie es beispielsweise auch in Fig. 5 angedeutet
ist. Der erste Spiralabschnitt 120 erstreckt sich hier beispielhaft über etwa 163°.
[0069] 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.
[0070] Wie es in Fig. 5 sichtbar ist, kann bevorzugt der erste Zwischenabschnitt 70 zwischen
zwei Haltevorsprüngen 68, welcher eine größere radiale Höhe hat, als andere Zwischenabschnitte
72 und 74, dem ersten Spiralabschnitt 120 gegenüberliegend angeordnet sein. Eine durch
die dickere Seitenwand 118 eingebrachte Unwucht kann somit durch das größere Gewicht
des ersten Zwischenabschnitt 70 ausgeglichen werden.
[0071] Für eine geringe Systembelastung der Lager und anderer Bauteile sollte das bewegliche
Spiralbauteil allgemein bevorzugt ein geringes Eigengewicht besitzen.
[0072] 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.
[0073] Die in Fig. 1 gezeigte Luftleithaube 46 definiert einen Luftstrom, wie er durch einen
gestrichelten Pfeil 124 angedeutet ist. Der Lüfter 44 ist mit einer Steuerungseinrichtung
in dem Elektronikgehäuse 48 über ein nicht dargestelltes Kabel, welches durch die
Luftleithaube 46 verläuft, und über eine Steckverbindung verbunden. Diese umfasst
eine Buchse 126 und einen Stecker 128. Die Buchse 126 ist am Elektronikgehäuse 48
gelagert und/oder an einer in dem Elektronikgehäuse 48 angeordneten Platine befestigt.
Die Buchse 126 ist beispielsweise auch in den Fig. 2 und 3 sichtbar. Der Stecker 128
ist über das nicht dargestellte Kabel mit dem Lüfter 44 verbunden.
[0074] 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.
[0075] Die Luftleithaube 46 ist in Fig. 14 separat und perspektivisch dargestellt. Es ist
unter anderem die Trennwand 130 mit dem dahinter definierten, für den Stecker 128
vorgesehenen Raum sichtbar. Die Trennwand 130 umfasst eine hier als V-förmige Kerbe
ausgeführte Ausnehmung 132 zur Durchführung eines Kabels vom Stecker 128 zum Lüfter
44.
[0076] 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.
[0077] Die Fig. 15 zeigt einen Anlagebereich zwischen dem ersten Gehäuseelement 22 und dem
zweiten Gehäuseelement bzw. feststehenden Spiralbauteil 24 in einer schematischen
Schnittdarstellung. Das zweite Gehäuseelement 24 ist mit einer Übergangspassung 134
teilweise in das erste Gehäuseelement 22 eingesteckt. Dabei ist eine Abdichtung mittels
eines O-Rings 136 vorgesehen. Die Übergangspassung 134 dient zum Beispiel auch der
Zentrierung des zweiten Gehäuseelements 24 gegenüber dem ersten Gehäuseelement 22.
[0078] 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.
[0079] 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 Fig. 1 und 3 bezeichnet sind. Zu diesem Zweck weist
das Abdrückgewinde 138 bevorzugt die gleiche Gewindeart auf, wie für die Befestigungsschrauben
142 vorgesehene Befestigungsgewinde.
[0080] 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.
[0081] 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 Fig. 14 gezeigten Dom 144, der
ein Montieren der Luftleithaube 46 nur dann ermöglicht, wenn die zum Abdrücken verwendeten
Schrauben, insbesondere die Befestigungsschrauben 142, wieder entfernt worden sind.
Denn die Luftleithaube 46 mit dem Dom 144 ist derart ausgebildet, dass sie mit einem
Schraubenkopf einer etwaig in das Abdrückgewinde 138 eingeschraubten Abdrückschraube
kollidieren würde, sodass die Luftleithaube 46 nicht vollständig montierbar wäre.
Insbesondere kann die Luftleithaube 46 nur bei vollständig demontierten Abdrückschrauben
montiert werden.
[0082] Fig. 16 zeigt schematisch eine Detaildarstellung der Spiral- oder Scrollpumpe 20
gemäß den vorherigen Figuren, in dem Bereich, wo die Dichtung 150 den mit der Gleitschicht
152 versehenen Träger 154, in Form der Grundplatte 66, berührt. Insbesondere erfolgt
die Anordnung der Spiralelemente 26, 28 derart, dass die Dichtung 150 gegen den Träger
154, in Form der Grundplatte 66, gepresst wird. Das Anpressen der Dichtung an die
Grundplatte erfolgt über die Druckdifferenz zwischen beiden Seiten der Spiralelemente
26, 28. Die Dichtung 150 ist über eine Grenzfläche 151 mit den Spiralelemten 26, 28
verbunden. Die Oxidschicht und die Versiegelung der Gleitschicht 152 sind nicht separat
dargestellt, da die Versiegelung in die Poren und Fehlstellen der Oxidschicht eingedrungen
ist und diese verschließt. Ein zusätzlicher Schichtaufbau findet nicht unbedingt statt.
Die vorzugsweise fluorpolymerhaltige Versieglung fördert nicht nur die Trockenschmiereigenschaften
der Gleitschicht 152 und vermindert zusätzlich deren Verschleiß, sondern verbessert
auch die Gasdichtigkeit der Gleitschicht 152, wodurch sich eine Verbesserung der erreichbaren
Enddrücke sowie zu Verkürzung der Einlaufzeit ergibt.
[0083] Die Träger 154, in Form der Grundplatte 66, und die spiralförmigen Wände 26, 28 sind
jeweils einstückig ausgebildet und bestehen aus einer Aluminiumlegierung des Typs
AlMgSi. Bei der Oxidschicht der Gleitschicht 152 handelt es sich um eine durch anodische
Oxidation in einem Schwefelsäureelektrolyten erzeugte Aluminiumoxidschicht. Die Gleitschicht
152 ist insbesondere auf allen den Förderräumen zugewandten Flächen der Spiralbauteile
24, 30 aufgebracht. Bei der in Fig. 6 dargestellten Dichtung 150 (Tip Seals) handelt
es sich beispielsweise um Polytetrafluorethylen, das Polyimidpartikel enthält und
durch Heißformpressen und anschließendes Sintern hergestellt wurde. Die mittlere Teilchengröße
der Polyimidpartikel beträgt 25µm.
[0084] Bei der Versiegelung handelt es sich vorzugsweise um eine als wässrige anionische
Polyurethandispersion aufgebrachte Versiegelung, wobei das Polyurethan perfluorierte
Polyethersegmente enthält. Die perfluorierten Polyethersegmente können als Polyol-Präpolymer
oder als Diisocyanat-Präpolymer vorliegen. Bei den perfluorierten Polyethersegmenten
kann es sich beispielsweise um Segmente auf Basis von perfluoriertem Polyethylenglycol
oder perfluoriertem Polypropylenglycol handeln, vorzugswese auf Basis von perfluoriertem
Polyethylenglycol. Zur Verbesserung der Anbindung der Versiegelung an die Oxidschicht
wurde der Polyurethandispersion ein Haftvermittler zugesetzt. Beispielhaft wurde ein
Epoxy-Silan oder ein Polyaziridin zugegeben. Es können stattdessen oder zusätzlich
auch andere Haftvermittler, wie Melamine oder blockierte Isocyanate zugegeben werden.
Die Versiegelung kann ebenfalls auf Acrylat-basiert oder Sol-Gel-basiert sein, wobei
bei Acrylat-basierten bzw. Sol-Gel-basierten Versiegelungen der Einsatz eines Haftvermittlers,
wie zuvor beschrieben, ebenfalls bevorzugt ist.
[0085] Die erfindungsgemäße Pumpe kann einzelne oder mehrere der oben unter Bezugnahme auf
die Figuren 1 bis 16 beschriebenen Merkmale aufweisen, wobei bei einer erfindungsgemäßen
Pumpe beliebige Kombinationen dieser Merkmale realisiert sein können.
[0086] In Fig. 17 ist eine Elektronenmikroskopieaufnahme eines Querschnitts gezeigt, welcher
eine Oxidschicht 156 mit einer Dicke von 39,08 µm zeigt, die auf einer Grundplatte
66 aufgebracht ist. Der Maßstab in Fig. 17 zeigt eine Länge von 10 µm. Die Oxidschicht
156 weist Risse 158 und Fehlstellen 158 auf, welche die Gasdichtigkeit beeinträchtigen.
Eine noch weiter vergrößerte Ansicht ist in Fig. 18 gezeigt, bei welcher die Porenstruktur
als auch die Fehlstellen, welche die Poren miteinander verbinden, erkennbar sind.
Der Maßstab in Fig. 18 zeigt eine Länge von 200 nm. Die poröse Struktur der Oxidschicht
156 lässt sich auch anhand von Fig 19 erkennen, welche eine elektronenmikroskopische
Aufsicht auf die Oxidschicht von Fig. 17 und Fig. 18 zeigt, wobei die Poren 160 als
dunkle, vertikal verlaufende Streifen, erscheinen und auch sehr kleine Fehlstellen
158 als dunkle Flecken erkennbar sind, die benachbarte Poren 160 miteinander verbinden.
Der Maßstab in Fig. 18 zeigt eine Länge von 200 nm. Es sind sehr kleine Poren 160
als auch größere Poren160 sowie Risse 158 und deren Verästelungen zu erkennen. In
den Figuren 17 bis 19 sind nur jeweils wenige Poren und Fehlstellen mit Bezugszeichen
gekennzeichnet.
[0087] Die Wirkung der Gleitschicht der erfindungsgemäßen Pumpe ist anhand des in Fig. 20
gezeigten Graphen erkennbar. Auf der Abszissenachse (X-Achse) ist die Zeit in Stunden
aufgetragen, auf der Ordinatenachse der Druck in hPa. Jeweils unter identischen Bedingungen
wurde mit Scrollvakuumpumpen ein Unterdruck erzeugt, wobei die Entwicklung des jeweiligen
Unterdrucks über die Zeit aufgezeichnet wurde.
[0088] Bei allen Linien A bis D wurde jeweils eine Pumpe vom Typ HiScroll eingesetzt, die
sich nur darin unterscheiden, dass bei Linie A die Förderelemente keine Beschichtung
aufweisen. Bei Linie B weisen die Förderelemente eine, wie in
EP 3 153 706 A1 beschriebene Beschichtung auf, wobei zur Erzeugung der Oxidschicht ein Schwefelsäureelektrolyt
verwendet wurde, d.h. eine anodisch hergestellte Oxidschicht. Bei Linie C handelt
es sich um eine HiScroll Pumpe, wie bei Linie B, jedoch wurde die Beschichtung vor
Beginn der Vakuumerzeugung für einige Zeit ausgeheizt. Linie D zeigt die Entwicklung
des Vakuums mit einer erfindungsgemäßen Vakuumpumpe, bei welcher die Oxidschicht zusätzlich
mit einer Versiegelung versehen ist.
[0089] Wie anhand Linie A erkennbar ist, lässt sich zwar mit unbeschichteten Förderelementen
sehr schnell ein niedriger Enddruck erzielen, jedoch ist dieser aufgrund des Verschleißes
der Förderelemente nicht stabil. Ein stabiler, jedoch selbst nach langer Einlaufphase
verhältnismäßig hoher Enddruck ist erreichbar, wenn die Förderelemente eine anodische
Beschichtung aufweisen. Dies wird anhand von Linie B deutlich. Bei der Pumpe von Linie
B wurde nach kurzer Laufzeit der Versuch unterbrochen und eine Versiegelung auf die
Oxidschicht aufgebracht. Bei Fortsetzung des Versuchs fällt auf, dass der Druck wesentlich
schneller abfällt und ein deutlich niedrigerer Enddruck erreicht wird. Linie C zeigt,
dass sich durch ein Ausheizen der Förderelemente, wie sie bei Linie B bis zur Unterbrechung
des Versuchs eingesetzt wurde, ein geringerer Enddruck erreichen lässt, jedoch lassen
sich auch durch ein Ausheizen die in der Oxidschicht enthaltenen Fehlstellen nicht
entfernen, sodass durch Risse, wie in den Fig. 17 bis 19 sichtbar, ein gewisses Zurückströmen
des Fördermediums möglich ist. Die erreichbaren Enddrücke sind zwar besser als bei
den unausgeheizten Förderelementen. Allerdings besteht auch hier ein Verbesserungsbedarf.
Die versiegelten Förderelemente, wie sie bei Linie D eingesetzt wurden ermöglichen
einen deutlich geringeren Enddruck als bei den Linien B (bis zur Unterbrechung des
Versuchs) und C, wobei das erzielte Vakuum anders als bei Linie A stabil ist. Bei
den Linien B und C ist mit einer deutlich längeren Einlaufzeit zu rechnen bis zum
Erreichen der niedrigeren Enddrücke. Mit der erfindungsmäßen Versiegelung wird somit
tendenziell nicht nur der erreichbare Enddruck verbessert, sondern auch die Einlaufzeit
deutlich reduziert. Dies verdeutlicht die bemerkenswerten Effekte, die aufgrund der
Versiegelung der Porenstruktur der Oxidschicht hinsichtlich kurzen Einlaufzeiten,
niedrigen Enddrücken und hohen Verschleißbeständigkeiten erzielt werden.
Bezugszeichenliste
[0090]
- 20
- Scrollpumpe
- 22
- erstes Gehäuseelement
- 24
- zweites Gehäuseelement/feststehendes Spiralbauteil
- 26
- Spiralwand
- 28
- Spiralwand
- 30
- bewegliches Spiralbauteil
- 32
- Exzenterwelle
- 34
- Motor
- 36
- Wälzlager
- 38
- Exzenterzapfen
- 40
- Wälzlager
- 42
- Wellbalg
- 44
- Lüfter
- 46
- Luftleithaube
- 48
- Elektronikgehäuse
- 50
- Kanal
- 52
- Kammer
- 54
- Rippe
- 56
- Ausnehmung
- 58
- Rippe
- 60
- Drucksensor
- 62
- Kanal
- 64
- Dichtungselement
- 66
- Grundplatte
- 68
- Haltevorsprung
- 70
- erster Zwischenabschnitt
- 72
- zweiter Zwischenabschnitt
- 74
- dritter Zwischenabschnitt
- 76
- Einspannvorrichtung
- 78
- Dreibackenfutter
- 80
- Ausnehmung
- 82
- Ausgleichsgewicht
- 84
- Befestigungsbohrung
- 86
- Wellenabsatz
- 88
- Gehäuseschulter
- 90
- Gasballastventil
- 92
- Betätigungsgriff
- 94
- Kunststoffkörper
- 96
- Basiselement
- 98
- Bohrung
- 100
- Rückschlagventil
- 102
- Stopfen
- 104
- Befestigungsschraube
- 106
- drehbares Element
- 108
- Bohrung
- 110
- Bohrung
- 112
- Deckel
- 114
- Nut
- 116
- innere Seitenwand
- 118
- äußere Seitenwand
- 120
- erster Spiralabschnitt
- 122
- zweiter Spiralabschnitt
- 124
- Luftstrom
- 126
- Buchse
- 128
- Stecker
- 130
- Trennwand
- 132
- Ausnehmung
- 134
- Übergangspassung
- 136
- O-Ring
- 138
- Abdrückgewinde
- 140
- Senkung
- 142
- Befestigungsschraube
- 144
- Dom
- 150
- Dichtung
- 152
- Gleitschicht
- 154
- Träger
1. Pumpe, insbesondere Vakuumpumpe, umfassend
eine Gleitschicht (152),
wobei die Gleitschicht (152) eine, insbesondere durch anodische Oxidation in einem
säurehaltigen Elektrolyten gebildete, Oxidschicht sowie eine Polymer basierte Versiegelung,
insbesondere auf Basis eines fluorhaltigen Polymers, umfasst, und
wobei die Oxidschicht zumindest teilweise von der Versiegelung bedeckt und/oder mit
der Versiegelung imprägniert ist.
2. Pumpe nach Anspruch 1,
wobei es sich um eine Spiral- oder Scrollpumpe (20), insbesondere Spiraloder Scrollvakuumpumpe,
mit als Spiralelemente ausgebildeten Förderelementen (24, 30) handelt, wobei die Gleitschicht
(152) zumindest bereichsweise auf zumindest eines der als Spiralelemente ausgebildeten
Förderelemente (24, 30) aufgebracht ist.
3. Pumpe nach Anspruch 1,
wobei es sich um eine Kolbenpumpe, insbesondere Kolbenvakuumpumpe, mit zumindest einem
Zylinder mit einer Zylinderinnenwand und einem in dem Zylinder bewegbaren Kolben handelt,
wobei die Gleitschicht zumindest bereichsweise auf die Zylinderinnenwand und/oder
den Kolben aufgebracht ist.
4. Pumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Oxidschicht porös
ist und die Versiegelung Poren (160) und/oder Risse (158) und/oder Fehlstellen (158)
der Oxidschicht zumindest zum Teil verschließt.
5. Pumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Versiegelung eine
Polyurethanschicht ist, die aus einem Polyurethan gebildet ist, welches perfluorierte
Segmente aufweist und/oder wobei die Versiegelung ein Fluoralkylsiloxan enthält.
6. Pumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Versiegelung aus
einem Polyurethan gebildet ist, welches Polyether-Segmente aufweist, und/oder wobei
die Versiegelung aus einem Polyurethan gebildet ist, welches perfluorierte Polyether-Segmente
aufweist.
7. Pumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Versiegelung eine
Dicke von 10 µm oder weniger, insbesondere von 0,5 bis 5 µm, aufweist.
8. Pumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Versiegelung eine
Dicke von 5 bis 25 µm oder von 25 bis 35 µm aufweist.
9. Pumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Versiegelung die
Oxidschicht im Wesentlichen vollständig oder vollständig bedeckt.
10. Pumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Haftvermittler
in der Versiegelung und/oder als Grundierung auf der Oxidschicht vorgesehen ist.
11. Pumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Förderelemente
einen Grundwerkstoff umfassen, der zumindest teilweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung
gebildet ist und auf den die Gleitschicht (152) aufgebracht ist.
12. Verfahren zur Herstellung einer Gleitschicht (152), umfassend die folgenden Schritte:
a) Erzeugen einer Oxidschicht, insbesondere durch anodische Oxidation, in einem, vorzugsweise
säurehaltigen, Elektrolyten; und
b) Beschichten der Oxidschicht mit einer Versiegelung.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Versiegelung entweder in Form einer wässrigen
Dispersion aufgebracht wird oder in Form einer Lösungsmittelbasierten Dispersion aufgebracht
wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Lösungsmittel in der Lösungsmittelbasierten
Dispersion ein C1 bis Cs-Alkohol ist, insbesondere ein C3 bis C6-Alkohol, beispielsweise ein C4-Alkohol.
15. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei es sich bei dem Verfahren
um ein Herstellungsverfahren für eine Pumpe nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis
11 handelt.