DD256540A1

DD256540A1 - Druckoelschmierung fuer drehschieber-vakuumpumpen

Info

Publication number: DD256540A1
Application number: DD29879686A
Authority: DD
Inventors: Hubert Engmann; Erich Herzog
Original assignee: Medizin Labortechnik Veb K
Priority date: 1986-12-30
Filing date: 1986-12-30
Publication date: 1988-05-11
Also published as: FR2609117A1; FR2609117B1; DE3730685A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Druckoelschmierung fuer Drehschieber-Vakuumpumpen. Sie sieht vor, den Druckkanal aus Abschnitten in den Lagerschilden, in den Lagerzapfen und aus einem Abschnitt im Schieberzwischenraum des Rotors zusammenzusetzen. Die Abschnitte in den Lagerzapfen sind so ausgebildet, dass sie bei Drehung als Haehne zwischen den Abschnitten in den Lagerschilder und dem Schieberzwischenraum wirken. Ihre Oeffnungen am Zapfenumfang sind so versetzt angeordnet, dass bei Vergroesserung des Schieberzwischenraumes der Abschnitt im Lagerschild, das auch die Oelpumpe aufnimmt, mit dem Schieberzwischenraum in Verbindung steht und bei Verringerung des Schieberzwischenraumes der Abschnitt im anderen Lagerschild mit dem Schieberzwischenraum verbunden ist. Die Erfindung bewirkt eine bessere Schmierung der Schieber, eine bessere Abdichtung des Rotorschlitzes, eine hoehere Kuehlwirkung bei hoher Kompressionsarbeit und einen guten Selbstreinigungseffekt im Rotorschlitz bei robustem Industrieeinsatz.

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Druckölschmierung von Drehschieber-Vakuumpumpen. Alle derartigen Vakuumpumpen können unabhängig von ihrem Einsatzgebiet mit der erfindungsgemäßen Druckölschmierung ausgerüstet werden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Druckölschmierungen für rotierende Vakuumpumpen sind z. B. aus den DE-OS 2758120,2857494,2952401 und der DD-PS 223329, alle F 04 C-29/02, bekannt. Dieses Schmierprinzip ermöglicht den Dauerbetrieb von Vakuumpumpen im Grobvakuumbereich und garantiert eine bessere Schmierung aller gleitenden Teile. Weiterhin benötigen derart geschmierte Pumpen einen geringeren Ölvorrat. In der DE-OS 3150000, F 04 C-27/02wird ein Ölkreislauf beschrieben, der sich aus dem Ölvorrat, der Saugleitung; der Ölpumpe, der Druckleitung, Abzweigungen der Druckleitung zu den Lagerstellen, einer Druckstufe am Ende der Druckleitung und vor der Eintrittstelle in den Pumpenraum und in den Ölvorrat rückführenden Wegen " zusammensetzt. Die Druckstufe und/oder die Eintrittstelle in den Pumpenraum sind als Düse ausgeführt, wodurch eine bestimmte Ölmenge in den kompressionsseitigen Schöpfraum eingespritzt wird. Außerdem gelangt Betriebsöl von den Zapfenlagern in den Schöpfraum. Die Ölzuführung erfolgt so ausschließlich extern durch die Ölpumpe, ohne Unterstützung durch die Vakuumpumpe selbst. Die Ölversorgung des Rotorschlitzes und der Schieber ist zu gering, so daß die Schmierung der Schieber und die Abdichtung zwischen Schieber und Rotorschlitz unzureichend sind. Weiterhin sind dadurch die Kühlwirkung

des Betriebsöls im Schlitz bei hoher Kompressionsarbeit und der Selbstreinigungseffekt bei robustem Industrieeinsatz zu schwach ausgeprägt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Schmierung der Schieber und die Abdichtung des Rotorschlitzes zu verbessern, eine ausreichende Kühlwirkung bei hoher Kompressionsarbeit zu sichern und den Selbstreinigungseffekt im Rotorschlitz durch das Betriebsöl bei robustem Industrieeinsatz zu gewährleisten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Druckölschmierung für Drehschieber-Vakuumpumpen zu schaffen, die mit

Unterstützung der Vakuumpumpe selbst mehr Betriebsöl in den Rotorschlitz fördert und dadurch eine bessere Schmierung der Schieber, eine bessere Abdichtung des Rotorschlitzes, eine höhere Kühlwirkung bei hoher Kompressionsarbeit und einen guten Selbstreinigungseffekt im Rotorschlitz bei robustem Industrieeinsatz bewirkt.

Die Lösung dieser Aufgabe schließt als bekannte Elemente ein: eine Ölpumpe, eine Saugleitung in den Ölvorrat und ein

Druckkanal zu den Zapfenlagern. Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen:

Der Druckkanal besteht aus in den Lagerschildern verlaufenden Abschnitten, aus in den Lagerzapfen angeordneten Abschnitten und aus einem im Rotorschlitz zwischen den Schiebern befindlichen Abschnitt. Die Abschnitte in den Lagerzapfen verlaufen

zwischen einer stirnseitigen Öffnung des Lagerzapfens in den Schieberzwischenraum und einer Öffnung am Zapfenumfang. Die Öffnungen am Zapfenumfang liegen in derselben radialen Ebene wie die zapfennahen Öffnungen der Abschnitte in den

Lagerschildern. Sie sind von flachen Einsenkungen in den Zapfen umgeben. Die der Ölpumpe im Druckkanal am nächsten

gelegene zapfennahe Öffnung im Lagerschild ist während der Vergrößerung des Schieberzwischenraumes mit der Öffnung am Umfang des zugehörigen Lagerzapfens verbunden. Die andere zapfennahe Öffnung im anderen Lagerschild ist während der

Verringerung des Schieberzwischenraumes mit der Öffnung am Umfang des zugehörigen Lagerzapfens verbunden.

Die inneren Ecken der Schieber sind ausgespart. In den der Ölpumpe am nächsten gelegenen Abschnitt des Lagerschildes ist eine Düse eingesetzt.

Zweckmäßige Ausgestaltungen werden nachstehend in einem Ausführungsbeispiel beschrieben.

Ausführungsbeispiel

In der zugehörigen Zeichnung zeigen:..

Fig. 1: den Längsschnitt einer Drehschieber-Vakuumpumpe mit der erfindungsgemäßen Druckölschmierung

Fig.2: den Schnitt A-A nach Fig. 1

Fig.3: den Schnitt B-B, kombiniert mit Schnitt C-C nach Fig. 1

Fig. 4: die Schnitte C-C nach Fig. 1 für charakteristische Zapfen-und Schieberstellungen

a) Beginn des Einlaßvorganges

b) Ende des Einlaßvorganges c); d) Einlaß gesperrt

Fig. 5: die Schnitte D-D nach Fig. 1 für charakteristische Zapfen- und Schieberstellungen

a) Auslaß gesperrt

b) Auslaß gesperrt

c) Beginn des Auslaßvorganges .

d) Ende des Auslaßvorganges.

Die Pumpstufe ist teilweise vom Ölvorrat 2 umgeben im Ölgehäuse 1 angeordnet. Sie setzt sich aus dem Pumpengehäuse 3, dem exzentrisch in diesem angeordneten Rotor 4 mit zwei in seinem Schlitz 5 gleitenden Drehschiebern 6,7 und den Lagerschildern 8,9 zusammen. Der Rotor 4 ist mit seinem Lagerzapfen 10,11 in den Lagerschildern 8,9 gelagert. Der zwischen dem Pumpengehäuse 3 und dem Rotor 4 verbleibende Pumpen- oder Schöpfraum wird durch die Schieber 6,7 in zwei sichelförmige Förderzellen unterteilt: in den Saugraum 12, der mit dem Ansaugkanal 13 in Verbindung steht, und in den Kompressionsraum 14, der durch ein indem Auslaßkanal 15 angeordnetes Auslaßventil 16 abgeschlossen wird. Beide Förderzellen verändern während der Drehung des Rotors 4 ständig ihren Querschnitt und damit ihr Volumen. Das zu fördernde Medium, z. B. Luft, wird im Kompressionsraum 14 verdichtet und über das Auslaßventil 16 ausgestoßen

Mit dem Lagerzapfen 11 ist der Rotor 17 der Ölpumpe 18 fest verbunden, deren Gehäuse in dem Lagerschild 9 eingearbeitet ist. Sie ist ebenfalls eine Drehschieberpumpe. Ihr oberhalb des Ölspiegels endender Ansaugkanal 19 ist mit einem Saugrohr 20 verbunden, dessen Eintrittsöffnung sich dicht über dem Ölgehäuseboden befindet (Fig.2). Der sich an den Kompressionsraum der Ölpumpe 18 anschließende Druckkanal setzt sich aus mehreren Abschnitten zusammen, die in den Lagerschildern 8,9, den Lagerzapfen 10/11 und im Schlitz 5 des Rotors 4 liegen und zumeist selbst aus Teilstücken bestehen.

Der Abschnitt im Lagerschild 9 ist aus dem zur Ölpumpe 18 gehörenden Auslaßkanal 21, einem Teilstück 22 und einer Nut 23 in einem Verbindungsdeckel 24 zusammengesetzt. Der Auslaßkanal 21 und das Teilstück 22 sind senkrecht ausgerichtet. Das Teilstück 22 liegt dabej in der Symmetrieebene des Pumpengehäuses 3. Ihre oberen Öffnungen in der Wandung des Lagerschildes 9 sind durch den Verbindungskanal 24 verdeckt und durch dessen Nut 23 miteinander verbunden. In die zapfennahe Öffnung 26 des Teilstückes 22 ist eine Düse 27 eingesetzt. Über eine Bohrung steht das Teilstück 22 mit dem Überdruckventil 28 in Verbindung.

Der Abschnitt im Lagerzapfen 11 ist aus einer radialen Bohrung 29 in der Ebene des Teilstückes 22 und einer axialen Bohrung 30 in der Rotor- bzw. Zapfenachse zusammengesetzt. Die Öffnung 31 der radialen Bohrung 29 am Zapfenumfang ist von einer flachen Eisensenkung 32 umgeben. Die Öffnung 33 der axialen Bohrung 30 liegt in der Stirnseite des Lagerzapfens 11, an den Schieberzwischenraum 34 angrenzend.

Der Schieberzwischenraum 34 im Rotorschlitz 5 bildet den sich anschließenden Abschnitt. Die vier inneren Ecken der Schieber 6, 7 sind hohlkehlförmig ausgespart. " <

Der Abschnitt im Lagerzapfen 10 setzt sich ebenfalls aus einer radialen Bohrung 35 und einer axialen Bohrung 36 in der Rotorbzw. Zapfenachse zusammen. Die Öffnung 37 der axialen Bohrung 36 liegt in der Stirnseite des Lagerzapfens 10, an den Schieberzwischenraum 34 angrenzend. Die Öffnung 38 der radialen Bohrung 35 am Zapfenumfang ist von einer flachen Einsenkung 39 umgeben.

Der Abschnitt im Lagerschild 8 wird durch eine in der Symmetrieebene des Pumpengehäuses 3 liegende Auslaßbohrung 40 gebildet. Sie besitzt eine zapfennahe Öffnung 41 und steht im Falle einer zweistufigen Pumpe mit einer seitlichen Bohrung 42 für den Anschluß einer Ölleitung zur weiteren Pumpstufe in Verbindung.^Die radiale Bohrung 35 im Lagerzapfen 10 liegt in der Ebene der Auslaßbohrung 40.

Die radialen Bohrungen 29,35 in den Lagerzapfen 11,10 sind gegeneinander um 90° versetzt. Die radiale Bohrung 29 bildet mit der Symmetrieebene 25 des Rotorschlitzes 5 einen Winkel von 22,5° im Uhrzeigersinn. Die radiale Bohrung 35 dagegen verläuft unter einem Winkel von 67,5° zur Symmetrieebene 25 entgegen dem Uhrzeigersinn. Die beschriebene Druckölschmierung hat folgende Funktionsweise:

Die Ölpumpe 18 saugt über das Saugrohr 20 und den Ansaugkanal 19 Betriebsöl aus dem Ölvorrat 2 an und drückt es in den aus den oben genannten Abschnitten bestehenden Druckkanal. Dabei kommt erfindungsgemäß kein kontinuierlicher Ölstrom zustande, weil die Abschnitte des Druckkanals nicht ständig miteinander verbunden sind. Durch die Abschnitte in den Lagerzapfen 11,10, den Schieberzwischenraum 34 und den Abschnitt im Lagerschild 8 fließt schubweise Öl. Ursachen hierfür sind die Ventilfunktionen der Abschnitte in den Lagerzapfen 10,11 und die Pumpwirkung der Schieber 6,7 im Rotorspalt 5. Während des Einlaßvorganges (Fig.4a), b)) ist der sich vergrößernde Schieberzwischenraum 34 über die axiale Bohrung 30, die radiale Bohrung 29 und die flache Einsenkung 32 mit dem Teilstück 22 verbunden. Der Druckwirkung der Ölpumpe überlagert sich gleichwirkend die Saugwirkung der Schieber 6,7, wodurch reichlich Betriebsöl in den Rotorschlitz 5 gelangt. Bei der weiteren Drehung des Rotors 4 und der Lagerzapfen 10,11 wird das Öl in sich verkleinerndem Schieberzwischenraum 34 verdrängt, wodurch es in die Spalten zwischen den Schiebern 6,7 und dem Rotorschlitz 5 eindringt. Dieser Vorgang wird unterbrochen, wenn der Schieberzwischenraum 34 über die axiale Bohrung 36, die radiale Bohrung 35 und die flache Einsenkung 39 mit der Auslaßbohrung 40 in Verbindung tritt (Fig. 5c), d)). Die Schieber 6,7 drücken nunmehr Öl aus dem Schieberzwischenraum 34 in diese Abschnitte. Dabei tritt Öl aus der Auslaßbohrung 40 und fließt in den Ölvorrat 2 zurück.

-Einlaß- und Auslaßvorgang finden praktisch innerhalb einer Drittelumdrehung des Rotors 4 statt. Während der übrigen Zweidrittelumdrehung ist der Druckkanal unterbrochen, findet kein Öltransport in ihm statt.

Die Anordnung der Öffnungen 26,41 des Teilstückes 22 und der Auslaßbohrung 40 sowie der Öffnungen 31,38 der radialen Bohrungen 29,35 gewährleistet eine ständige gute Schmierung der Lagerzapfen 10,11. Das überschüssige Öl tritt an den Lagerenden aus und gelangt in den Schöpfraum 12,14, in den Ölvorrat 2 und auch in die Ölpumpe 18. Das in den Schöpfraum gelangende Öl bewirkt zusammen mit dem durch die Schieber 6,7 aus dem Rotorschlitz 5 verdrängten Öl die Schmierung der Rotor- und Schieberstirnflächen sowie der Schieberlängskanten. Das Öl bewirkt gleichzeitig eine Abdichtung des Saugraumes 12 gegenüber dem Kompressionsraum 14 und eine Kühlung der aufeinander gleitenden Teile. Das überschüssige Öl gelangt über den Auslaßkanal 15 und das Auslaßventil 16 in den Ölvorrat 2 zurück. Durch Wahl der Düse 27 und dertangentialen Länge der flachen Einsenkung 32 ist die Menge des während des Einlaßvorganges übertretenden Öls beeinflußbar. Ebenso kann durch die Wahl dertangentialen Länge der flachen Einsenkung 39 Einfluß auf die in die Auslaßbohrung 40 übertretende Ölmenge genommen werden.

Claims

1. Druckschmierung für Drehscheiber-Vakuumpumpen mit einer Ölpumpe, einer Saugleitung in den Ölvorrat und einem Druckkanal zu den Zapfenlagern, gekennzeichnet dadurch, daß der Druckkanal aus in den Lagerschildern (8,9) verlaufenden Abschnitten (40), (21,22,23), aus in den Lagerzapfen (10,11) angeordneten Abschnitten (35,36), (29,30) und aus einem im Rotoschlitz (5) zwischen den Schiebern (6,7) befindlichen Abschnitt (34) besteht, die Abschnitte (35,36), (29,30) in den Lagerzapfen (10,11) zwischen einer stirnseitigen Öffnung (37,33) der Lagerzapfen (10,11) in den Schieberzwischenraum (34) und einer Öffnung (38,31) am Zapfenumfang verlaufen, die Öffnung (31,38) im Zapfenumfang in derselben radialen Ebene wie die zapfennahen Öffnungen (26,41) der Abschnitte (22), (40) in den Lagerschildern (9,8) liegen und von flachen Einsenkungen (32,39) umgeben sind, die der Ölpumpe (18) im Druckkanal am nächsten gelegene zapfennahe Öffnung (26) im Lagerschild (9) während der Vergrößerung des Schieberzwischenraumes (34) mit der Öffnung (31) am Umfang des zugehörigen Lagerzapfens (11) verbunden ist, die andere zapfennahe Öffnung (41) im anderen Lagerschild (8) während der Verringerung des Schieberzwischenraumes (34) mit der Öffnung (38) am Umfang des zugehörigen Lagerzapfens (10) verbunden ist, die inneren Ecken der Schieber (6,7) ausgespart sind und in den der Ölpumpe (18) am nächsten gelegenen Abschnitt (22) eine Düse (27) eingesetzt ist.

2. Druckölschmierung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Abschnitte (40,), (22) in den Lagerschildern (8,9) in der Symmetrieebene des Pumpengehäuses (3) liegen und die Abschnitte in den Lagerzapfen (10,11) aus einer radialen Bohrung (35,29) und einer axialen Bohrung (36,30) zusammengesetzt sind.

3. Druckölschmierung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die der Ölpumpe (18) im Druckkanal am nächsten gelegene radiale Bohrung (29) um 22,5° im Uhrzeigersinn versetzt gegenüber der Symmetrieebene (25) des Rotorschlitzes (5) und die andere radiale Bohrung (35) im 67,5° entgegen dem Uhrzeigersinn versetzt gegenüber die der Symmetrieebene (25) angeordnet sind.

4. Druckölschmierung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß der an die Ölpumpe (18) angeschlossene Abschnitt in dem die Ölpumpe (18) aufnehmenden Lagerschild (9) aus dem Auslaßkanal (21) der Ölpumpe (18), einer Nut (23) in einem auf dem Lagerschild (9) befestigten Verbindungsdeckel (24) und einem Teilstück (22) zusammengesetzt ist.

5. Druckölschmierung nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß der in dem anderen Lagerschild (8) gelegene Abschnitt (40) im Falle einer zweistufigen Pumpe mit einer seitlichen Bohrung (42) für den Anschluß einer Ölleitung zur zweiten Pumpstufe versehen ist.