Drehschiebervakuumpumpe

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehschiebervakuumpumpe mit einem Gehäuse, mit einem Rotor und mit einem mit dem Rotor gekuppelten Antriebsmotor, wobei sowohl der Rotor als auch der Antriebsmotor jeweils mit einem Wellenzapfen ausgerüstet sind und beide Wellenzapfen im Bereich ihrer Kupplung im Gehäuse gelagert sind.

[0002] Die Verbindung des Antriebsmotor mit dem Rotor einer Drehschiebervakuumpumpe sowie die Ölabdichtung des Antriebes werden in der Regel mit Hilfe einer Vielzahl von Bauteilen realisiert. Üblicherweise umfaßt die Kupplung zwei Kupplungshälften sowie ein Elastomerelement mit Paßfedern und Verschraubungen. Separate Schilde für das Motorlager und das Rotorlager sowie ein Kupplungsgehäuse sind vorgesehen. Weiterhin ist es erforderlich, die verschiedenen Wellenzapfen mit Wellendichtringen auszurüsten. Dazu werden üblicherweise Wellendichtringlaufbuchsen verwendet. Die einzelnen Bauteile müssen jeweils separat hergestellt werden, was nicht nur aufwendig und deshalb kostspielig ist, sondern auch zu Toleranz-Summationen führen kann, die den Rundlauf beeinträchtigen.

[0003] Aus der DE-OS 23 54 039 ist eine Drehschiebervakuumpumpe der eingangs genannten Art bekannt. Der gesondert gelagerte Motorwellenzapfen ist mit einer Laufbuchse ausgerüstet, die in einer Bohrung im Kupplungsgehäuse gleitend gelagert ist. Die Buchse ist mit Wellendichtringen ausgerüstet, zwischen denen sich ein Schmiermittelraum befindet. Stirnseitig ist die Laufbuchse über eine Stiftkupplung mit dem Lagerzapfen des Rotors verbunden, der einen vergrößerten Durchmesser hat. Erfahrungen mit der bekannten Pumpe haben gezeigt, daß Rundlaufabweichungen auftreten, die eine weiche Lagerung des Stiftes der Stiftkupplung in mindestens einem der miteinander zu kuppelnden Teile erforderlich macht. Dadurch wird die Herstellung weiter verteuert. Außerdem treten Schwierigkeiten bei der Schmiermittelversorgung des Rotor-Lagerzapfens auf. Der Grund dafür liegt in der unmittelbaren Nähe des Schöpfraumes des Rotors zu den mit Schmieröl zu versorgenden Flächen der Rotorlagerung. Da es wünschenswert ist, die Gleitlagerungen mit einer Vollschmierung auszurüsten, tritt ständig Schmieröl in den Schöpfraum der Pumpe und beeinträchtigt die Pumpleistung.

[0004] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verbindung zwischen dem Antriebsmotor und dem Pumpenrotor wesentlich einfacher und kostengünstiger zu gestalten.

[0005] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der antriebsseitige Wellenzapfen des Rotors den gleichen Durchmesser wie der Wellenzapfen des Antriebsmotors hat, daß der Wellenzapfen des Rotors und der Wellenzapfen des Antriebsmotors gemeinsam unmittelbar in einer Lagerbohrung gelagert sind, daß zur Abdichtung der Lagerbohrung zwei einen Schmiermittelraum bildende Wellendichtringe vorgesehen sind, von denen einer dem Rotorwellenzapfen und der andere dem Motorwellenzapfen zugeordnet ist, und daß Rotorwellenzapfen und Motorwellenzapfen stirnseitig miteinander gekuppelt sind. Durch diese Merkmale ist die Anzahl der für die Lagerung und Kupplung von Motor und Rotor notwendigen Bauteile auf ein Minimum reduziert, wodurch nicht nur die beabsichtigte Reduzierung der Herstellkosten, sondern auch noch eine Reduzierung der von der Pumpe abgegebenen Geräusche erreicht wird. Ein gesonderter Lagerschild mit Lager für den Motor ist im Bereich der Kupplung nicht mehr erforderlich. Das sich auf die Schmierung des Rotorlagers beziehende Problem besteht nicht mehr. Der dem Rotorwellenzapfen zugeordnete Dichtring befindet sich in unmittelbarer Nähe des Rotors bzw. Schöpfraumes selbst, so daß keinerlei Schwierigkeit besteht, den Schmiermittelraum zwischen den Dichtringen mit einer Vollschmierung und den unmittelbar benachbarten Schöpfraum mit einer Mangelschmierung zu betreiben. Durch die Erfindung ist es deshalb sogar möglich, die mit sehr wenig Öl betriebene Hochvakuum-Stufe einer zweistufigen Vakuumpumpe unmittelbar neben dem mit Vollschmierung betriebenen Kupplungs- und Lagerbereich anzuordnen.

[0006] Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand der Figuren 1 und 2 erläutert werden, die Schnitte durch eine erfindungsgemäß gestaltete Drehschiebervakuumpumpe zeigen.

[0007] Die in den Figuren als Ausführungsbeispiel dargestellte, zweistufige Vakuumpumpe 1 umfaßt das eigentliche Pumpengehäuse 2, den das Pumpengehäuse umgebenden Ölkasten 3, den Antriebsmotor 4 und das äußere Gehäuse bzw. die Haube 5. Das Pumpengehäuse 2 und der Antriebsmotor 4 sind an einem Schild befestigt, der sich über eine Grundplatte 7 auf dem Boden abstützt.

[0008] Bestandteil des Pumpengehäuses 2 ist der einstückig ausgebildete Pumpenring 8, dessen Öffnung drei Bereiche 11, 12, 13 mit unterschiedlicher Gestaltung aufweist. Innerhalb des Pumpenringes 8 befindet sich das ebenfalls einstückig ausgebildete Rotorensystem 14, mit den Abschnitten 14a, 14b, und 14c. Die beiden äußeren Abschnitte 14a und 14c sind mit von den Stirnseiten her zugänglichen Schieberschlitzen 15, 16 ausgerüstet und bilden die Anker der Hochvakuum- bzw. Vorvakuumstufe.

[0009] Der mittlere Abschnitt 14b des Rotorensystems 14 entspricht in seiner Länge und seinem Durchmesser derart dem mittleren Bereich 12 der Öffnung des Pumpenringes 8, daß dieser Bereich die Funktion einer Gleitlagerung für das Rotorensystem 14 hat. Der gegenüber dem Bereich 12 vergrößerte Bereich 13 des Pumpenringes 8 bildet gemeinsam mit dem Schild 6 den Schöpfraum 17 der Hochvakuum( HV)-Stufe der Pumpe 1. Der Schieber der HV-Stufe ist mit 18 bezeichnet. Der Bereich 11 des Pumpenringes 8 bildet gemeinsam mit der Frontplatte 19 den Schöpfraum 21 der Vorvakuum(VV)-Stufe. Der Schieber der VV-Stufe ist mit 22 bezeichnet.

[0010] Der Einlaßkanal der HV-Stufe ist mit 23 bezeichnet. Der vom Auslaß der HV-Stufe zum Einlaß der VV-Stufe führende Kanal ist nur in Figur 2 eingezeichnet und mit 24 bezeichnet. Dem Auslaßkanal 25 (Figur 2) der VV-Stufe ist das Auslaßventil 26 zugeordnet. Das Auslaßventil 26 ist als Rückschlagventil ausgebildet und übernimmt die Vakuumsicherung des Rezipienten bei Ausfall der Pumpe. Das Ventil 26 ist im oberen Bereich des Pumpengehäuses 2 angeordnet. Es befindet sich am Boden einer Vertiefung 27, die während des Betriebs der Vakuumpumpe einen Ölzwischensumpf bildet.

[0011] Der Einlaßstutzen 31 der dargestellten Vakuumpumpe ist am Zwischenschild 6 befestigt. Über eine Bohrung 32 im Schild 6 ist er an den Eintrittskanal 23 der HV-Stufe angeschlossen. Auch der Auslaßstutzen 33 ist am Schild 6 vorgesehen. Über eine der Bohrung 32 entsprechende Bohrung steht er mit dem Innenraum des Ölkastens 3 in Verbindung.

[0012] Bestandteil des Ölkastens 3 ist noch ein stirnseitig am Ölkasten angeordneter Dom 35. Sein mittlerer Abschnitt 36 ist durchsichtig und dient der Kontrolle des Ölstandes im Ölkasten 3. Der Dom 35 hat einen etwa halbrunden Querschnitt, dessen Breitseite dem Ölkasten 3 zugewandt ist. Er erstreckt sich über die gesamte Höhe des Ölkastens 3, so daß er mit der Öleinfüllöffnung 37 und der Ölablaßöffnung 38 ausgerüstet werden kann.

[0013] Der Motor 4 ist auf seiner freien Stirnseite mit einem Gebläse 41 ausgerüstet. Der von diesem Gebläse erzeugte Kühlluftstrom dient nicht nur der Kühlung des Motors, sondern auch der Kühlung des Ölkastens 3. Sowohl das Motorgehäuse als auch der Ölkasten 3 sind mit axial bzw. horizontal verlaufenden Kühlrippen 42 bzw. 43 ausgerüstet.

[0014] Der Zwischenschild 6 hat außerdem noch die Funktion eines Kupplungsgehäuses. Er ist mit einer Lagerbohrung 51 versehen, in die ein am Rotorsystem 14 angeordneter Rotorwellenzapfen 52 und der Wellenzapfen 53 des Antriebsmotors 4 hineinragen und dort gelagert sind. Mit Hilfe einer Stiftkupplung 54 sind die beiden Wellenzapfen 52, 53 stirnseitig gekuppelt. Anstelle der Stiftkupplung könnten auch ineinandergreifende Vorsprünge im Bereich der Stirnseiten der Wellenzapfen 52, 53 vorgesehen sein. Sowohl der Rotor- als auch der Motor-Wellenzapfen können in der Lagerbohrung 51 gleitend gelagert sein. Es besteht aber auch die Möglichkeit, nur einen der beiden Wellenzapfen - vorzugsweise den Rotorwellenzapfen 52 - in der Lagerbohrung 51 gleitend zu lagern und den jeweils anderen Wellenzapfen - vorzugsweise den Motorwellenzapfen 53 - in den Kupplungselementen zu lagern. Beispielsweise können der oder die sich in axialer Richtung erstreckenden, außerhalb der Drehachse angeordneten Stifte 54 der Stiftkupplung in ihren Bohrungen im Rotorwellenzapfen 52 fest eingelassen sein, während sie in die Bohrungen des Motorwellenzapfens 53 mit geringem Spiel eingreifen. Bei in der Lagerbohrung 51 gleitend gelagertem Rotorwellenzapfen 52 kann bei dieser Lösung der Motorwellenzapfen 53 ausschließlich in den Stiften der Stiftkupplung gelagert sein.

[0015] Jedem der Wellenzapfen 52, 53 ist ein Wellendichtring 55, 56 zugeordnet, deren Sitz sich ebenfalls im Kupplungsgehäuse befindet. Diese bilden einen Schmiermittelraum 57, der die Kupplung enthält und über die Öl-Bohrung 58 mit Vollschmierung betrieben werden kann. Da sich der rotorseitige Wellendichtring 55 in unmittelbarer Nähe der HV-Stufe befindet, ist die Leistungsfähigkeit dieser mit Mangelschmierung betriebenen Stufe durch Schmieröl nicht beeinträchtigt.

[0016] Die Lage der Ölbohrung 58 ist in Figur 2 durch eine strichpunktierte Linie 59 dargstellt. Sie durchsetzt - vorzugsweise geneigt - das Pumpengehäuse 2 und schneidet den mit Öl zu versorgenden Schmiermittelraum 57 oberhalb der Wellenzapfen 52, 53 bzw. der Kupplung 54. Zweckmäßig ist in diesem Bereich noch eine Axialnut 60 im Lager- und Kupplungsgehäuse 6 vorgesehen. Durch die Bohrung 58 gelangt Öl in den Schmiermittelraum 57. Überschüssiges Öl strömt weiter durch die Bohrung 58 und fließt in den tiefer gelegenen Ölsumpf ab. Aus dem Schmiermittelraum 57 kann das Schmieröl niemals völlig abfließen, so daß die erfindungsgemäße Lagerung und Kupplung besonders gute Notlaufeigenschaften hat.

Ansprüche

1. Drehschiebervakuumpumpe (1) mit einem Gehäuse (2), mit einem Rotor (14) und mit einem mit dem Rotor gekuppelten Antriebsmotor (4), wobei sowohl der Rotor als auch der Antriebsmotor jeweils mit einem Wellenzapfen (52, 53) ausgerüstet sind und beide Wellenzapfen im Bereich ihrer Kupplung im Gehäuse gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß der antriebsseitige Wellenzapfen (52) des Rotors (14) den gleichen Durchmesser wie der Wellenzapfen (53) des Antriebsmotors (4) hat, daß die beiden Wellenzapfen (52, 53) gemeinsam unmittelbar in einer Lagerbohrung (51) gelagert sind, daß zur Abdichtung der Lagerbohrung (51) zwei einen Schmiermittelraum (57) bildende Wellendichtringe (55, 56) vorgesehen sind, von denen einer dem Rotorwellenzapfen (52) und der andere dem Motorwellenzapfen (53) zugeordnet ist, und daß die beiden Wellenzapfen (52, 53) stirnseitig miteinander gekuppelt sind.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zwischenschild (6) das gemeinsame Lager- und Kupplungsgehäuse bildet.

3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmiermittelraum (57) mit einer oberhalb der Wellenzapfen (52, 53) verlaufenden Ölbohrung (58) in Verbindung steht.

4. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager- und Kupplungsgehäuse (6) oberhalb der Wellenzapfen (52, 53) mit einer Axialnut (60) ausgerüstet ist und daß die Bohrung (58) die Axialnut (60) schneidet.

5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (54) als Stiftkupplung ausgebildet ist.

6. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Wellenzapfen (52, 53) - vorzugsweise der Rotorwellenzapfen (52) - in der Lagerbohrung (51) gleitend gelagert ist und daß der andere Wellenzapfen - vorzugsweise der Motorwellenzapfen (53) - in den Kupplungselementen gelagert ist.

7. Pumpe nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Stifte (54) der Stiftkupplung in ihren Bohrungen im Rotorwellenzapfen (52) fest eingelassen sind und daß der oder die Stifte (54) in die entsprechenden Bohrungen im Motorwellenzapfen (53) mit Spiel eingreifen.

Claims

1. Rotary vane vacuum pump (1) having a housing (2), having a rotor (14) and having a drive motor (4) coupled to the rotor, both the rotor and the drive motor each being fitted with a shaft extension (52, 53) and the two shaft extensions being supported in the region of their coupling in the housing, characterized in that the drive-side shaft extension (52) of the rotor (14) has the same diameter as the shaft extension (53) of the drive motor (4), that the two shaft extensions (52, 53) are jointly supported directly in a bearing bore (51), that for sealing off the bearing bore (51) two rotary shaft seals (55, 56) forming a lubricant chamber (57) are provided, one of which rotary shaft seals is associated with the rotor shaft extension (52) and the other is associated with the motor shaft extension (53), and that the two shaft extensions (52, 53) are coupled end to end with one another.

2. Pump according to claim 1, characterized in that an intermediate guard plate (6) forms the joint bearing and coupling housing.

3. Pump according to claim 1 or 2, characterized in that the lubricant chamber (57) is in communication with an oil bore (58) extending above the shaft extensions (52, 53).

4. Pump according to claim 3, characterized in that the bearing and coupling housing (6) is provided above the shaft extensions (52, 53) with an axial groove (60) and that the bore (58) cuts the axial groove (60).

5. Pump according to one of claims 1 to 4, characterized in that the coupling (54) takes the form of a pin coupling.

6. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that one of the two shaft extensions (52, 53) - preferably the rotor shaft extension (52) - is slidingly supported in the bearing bore (51) and that the other shaft extension - preferably the motor shaft extension (53) - is supported in the coupling elements.

7. Pump according to claims 5 and 6, characterized in that the pin or pins (54) of the pin coupling are embedded in a fixed manner in their bores in the rotor shaft extension (52) and that the pin or pins (54) engage with play into the corresponding bores in the motor shaft extension (53).

Revendications

1. Pompe à vide rotative à palette (1) ayant un carter (2), avec un rotor (14) et avec un moteur d'entraînement (4) couplé avec le rotor, où, aussi bien le rotor qu'aussi le moteur d'entraînement, chaque fois, sont munis d'un tourillon d'arbre (52, 53), et les deux tourillons d'arbre, dans la zone de leur accouplement, sont logés dans le carter, caractérisée en ce que le tourillon d'arbre (52) du rotor (14) du côté de l'entraînement a le même diamètre que le tourillon d'arbre (53) du moteur d'entraînement (4), que les deux tourillons d'arbre (52, 53) sont logés en commun, directement dans un perçage de logement (51), que, pour l'étanchéité du perçage de logement (51), deux bagues d'étanchéité d'arbre (55, 56) formant un espace de lubrifiant (57) sont prévues, desquelles, l'une est associée au tourillon d'arbre du rotor (52) et l'autre est associée au tourillon d'arbre du moteur (53), et en ce que les deux tourillons d'arbre (52, 53) sont couplés l'un avec l'autre du côté frontal.

2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce qu' un flasque intermédiaire (6) forme le carter de logement et d'accouplement commun.

3. Pompe selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que l'espace de lubrifiant (57) reste en liaison avec un perçage d'huile (58) s'étendant au-dessus des tourillons d'arbre (52, 53).

4. Pompe selon la revendication 3, caractérisée en ce que le carter de logement et d'accouplement (6) est pourvu d'une rainure axiale (60) au-dessus des tourillons d'arbre (52, 53), et en ce que le perçage (58) coupe la rainure axiale (60).

5. Pompe selon une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'accouplement (54) est formé comme un accouplement à broche.

6. Pompe selon une des précédentes revendications, caractérisée en ce qu' un des deux tourillons d'arbre (52, 53) - de façon préférée le tourillon d'arbre de rotor (52) - est logé glissant dans le perçage de logement (51), et en ce que l'autre tourillon d'arbre - de façon préférée le tourillon d'arbre du moteur (53) - est logé dans l'élément d'accouplement.

7. Pompe selon les revendications 5 et 6, caractérisée en ce que la ou les broches (54) de l'accouplement à broche sont encastrées fixes dans leurs perçages dans le tourillon d'arbre de rotor (52), et en ce que la ou les broches (54) viennent en prise, avec jeu, dans les perçages correspondants dans le tourillon d'arbre de moteur (53).

Zeichnung