專利名稱：真空泵、特別是羅茨泵的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種真空泵、特別是旋轉活塞泵或羅茨泵。
背景技術：
真空泵包括泵元件，所述泵元件設置在吸入腔中并且在旋轉活塞泵的情況下是以 兩個旋轉活塞的形式設置。通過旋轉活塞的旋轉，將待泵送的介質從吸入腔的吸入側傳送 至壓力側。旋轉活塞泵的傳送能力特別是由吸入側與壓力側之間的最大壓差來限定。在具 有大容積泵送腔的旋轉活塞泵中，該最大壓差約為50mbar，而在較小的旋轉活塞泵中，該壓 差約為SOmbar。如果超過了最大壓差，則可能引起旋轉活塞泵、特別是驅動馬達的熱過應力 (thermal overstressing)。為了避免出現這種過應力，一些旋轉活塞泵包括將壓力側連接 至吸入側的連接通道，從而允許傳送的介質從壓力側回流到吸入側。在所述連接通道中設 置閥，即，所謂的旁通管線閥。在達到預定壓差時的點處，該通常為重量加載和/或彈簧加 載的閥將打開。例如從DE 28 44 019已知這種設置在旋轉活塞泵的連接通道中的閥。所述閥為 盤形閥，所述盤形閥包括用于關閉連接通道中的通路開口的盤形形狀的閥體。例如，在諸如真空鍍膜工藝的現代生產工藝中，必需實現非常短的工藝時間。例 如，需要實現短于一分鐘的循環時間。因此，在這種工藝中使用的真空泵、特別是旋轉活塞 泵需要在僅僅數秒內執行泵的整個操作循環。這樣會導致旁通管線閥非常快地或突然地打 開。由于閥盤或連接于閥的部件的撞擊，因此會產生增大的操作噪聲。另外，這種撞擊可能 導致對泵殼體的損壞。為了避免這種損壞以及減小操作噪聲，已經開發了特殊的閥，其中， 閥盤不僅為彈簧加載而且額外設有液壓減振器。由此緩沖閥盤的快速或突然的移動。具有或不具有液壓或機械減振的盤形閥都具有必需移動很大的質量的缺點。因 此，盤形閥在操作中行動遲緩。特別是在具有大容積的旋轉活塞閥中，需要設置相應的大閥 盤以允許足量的介質在很短的時間內通過連接通道回流。另一缺點在于盤形閥的大空間要 求。這樣導致了泵殼體的龐大尺寸并因此增加了成本。彈簧加載和重量加載的盤形閥的另 一缺點在于由于重力加速度而需考慮安裝位置。從DE 28 44 019已知盤形閥相對于旋轉 活塞泵的傳送方向的呈45°角度的特殊定向。由此可以至少以兩個不同的安裝位置安裝旋 轉活塞泵，其中，盤形閥總是以相對于重力加速度呈45°的角度設置。
發明內容
本發明的目的是提供一種真空泵、特別是具有旋轉活塞的類型的泵，通過其能夠 在現代生產工藝過程中實現較短的工藝時間。根據本發明，上述目的通過權利要求1或10限定的技術特征實現。而且，本發明的真空泵——特別是具有旋轉活塞的類型的泵——包括設置在壓力 側與吸入側之間的連接通道中的閥。所述閥包括關閉連接通道的通路開口的彈簧加載的閥 體，其中，當超過壓力側與吸入側之間的最大壓差時，閥將打開、特別是自動地打開。根據本發明，所述閥體形成為能夠樞轉的閥瓣。這樣具有如下的特別的優點，即可以顯著地減小 必需移動的質量。因此使得不僅可以實現更快的打開過程，而且特別是可以實現在閥打開 的過程中顯著減少噪聲產生。因此避免了當打開閥時可能導致的對泵殼體的損壞。通過設 置瓣閥來代替盤形閥，本發明使得可以實現更短的工藝時間。本發明的另一顯著優點在于 明顯減小結構空間的潛力，因為閥瓣的設置免除了如下需要，即為了將盤形閥設置于其中 而對圓筒形殼體突出部的需要，所以實現該優點。相反，現在可以將瓣閥設置于例如殼體的 角落區域中，使得可以明顯減小泵殼體的外部尺寸。另外，閥瓣的幾何形體可以根據需要自由選擇。無需設置于連接通道中并由圓形 的閥板關閉的圓形的通路開口。而是，根據本發明的特別優選的實施方式，連接通道中的通 路開口具有大致矩形和/或縱長形狀。特別是，通路開口可以基本上沿連接通道的整個寬 度延伸。優選地，此處，連接通道沿泵送腔的殼體引導并且基本上延伸跨越泵殼體和相應泵 送腔的整個寬度。根據旋轉活塞泵的泵送容積，連接通道的最小橫截面需限定成達到如下 目的，即當產生載荷時，足量的傳送介質可以通過連接通道返回至吸入側。通過設置優選 為矩形的閥瓣，當超過最大壓差時能夠打開連接通道的基本上整個橫截面。如果設置盤形 閥，則這是不可能的。因為打開瓣閥的過程包括閥瓣繞旋轉軸的樞轉，這與盤形閥相反一不是整個閥 盤的移位，所以必需移動的質量相當小。即使將其設置在特殊的應用中，也不需要單獨的液 壓減振或氣動減振。另外，閥體在打開時會呈現與流向平行的定向，從而將避免對抵撞擊。由于瓣閥中的運動部件的質量很小并且分布成使得閥瓣的重心位于樞軸的區域 中一如由本發明的特別優選的實施方式所提供，因此瓣閥的響應性能與旋轉活塞泵的安 裝位置無關。因為旋轉活塞泵的安裝位置不限于如DE 28 44 019所述的僅兩個位置，所以 這對于系統的設計而言具有顯著優點。相反，本發明提供了可以自由選擇閥在泵內的位置 和定向的特殊優點。這樣允許減小結構空間。閥瓣的樞軸優選地設置在遠離泵送腔的一側上。優選地，閥瓣的樞軸平行于泵元 件的旋轉軸延伸，所述泵元件在旋轉活塞泵中形成為旋轉活塞。因此，使得樞軸可以延伸跨 越泵殼體的整個寬度。特別是，通過將樞軸設置在連接通道的遠離泵送腔的一側上，現在可 以將樞軸設置在泵殼體的角落或邊緣區域中。通過這種方式，瓣閥所需的結構空間可以顯 著減小，因此與如果設置相應的盤形閥的情況相比，允許明顯較小的泵殼體的外部尺寸。樞軸不必必需為實體轉軸或軸。而是，其也可以為虛擬軸。例如，樞軸也可以以活 動鉸鏈等形式實現。另外，可以至少在樞軸的區域中由彈性材料生產閥瓣，從而當閥瓣打開 時，瓣會在該區域中彈性地變形或彎曲。另外，閥體可以是兩部分設計，所述兩部分優選地以擺動式門的形式構造并優選 地各包括一個樞軸，所述樞軸設置成彼此相對。另外，可以設置成將所述一個或兩個樞軸設置在流動通道內，從而使得完全打開 的閥瓣將設置在連接通道內并在流動方向上定向。由此，根據給定的情況，可以進一步減小 結構空間。另外，瓣閥具有較小的流動阻力，由此可以實現較小的橫截面并因此實現較小的 結構空間。根據本發明，閥瓣是彈簧加載的。因此，連接于閥瓣的彈簧間接或直接地連接到閥瓣本身，或連接到與閥瓣相連的樞轉臂。優選地，此處使用的彈簧為特別是圍繞閥瓣樞軸的 扭簧。由此，可以進一步減小瓣閥所需的結構空間。根據泵以及特別是泵殼體的相應結構設計，有利地將閥瓣連接于樞轉臂。該樞轉 臂進而連接于樞軸。在這種實施方式中可以設置扭簧。但是根據泵殼體的設計，設置連接 于樞轉臂的拉簧或壓簧也是可以的并且適當的。優選地，使用如下的彈簧，即該彈簧的特性線在閥瓣的整個角度上基本上恒定。 另外，可以設置設定元件，通過設定元件可以設定彈簧力。通過設定彈簧力可以設定使閥打 開的壓差。另外，可以進行彈簧力的調節以及相應的精細調節。另外，通過設置設定元件可 以補償彈簧特性的變化。設定元件例如可以是連接于扭簧的一端并可操作用以扭轉扭簧的 可旋轉的設定旋鈕。這種設定元件包括例如鎖定元件并且可以繞扭簧的中心軸旋轉。在使 用拉簧或壓簧的情況下，因為可以改變拉簧或壓簧的一端的安裝支座的位置，所以可以設 定彈簧力。根據本發明的特別優選的實施方式，閥體不是圓形的，而是具有大于閥體高度的 寬度——其平行于泵殼體延伸。尤其優選地設置具有卵形、橢圓形或特別是矩形橫截面的 閥體。因此，特別地可以使得閥體平行于泵元件的旋轉軸延伸。因此，盡管結構空間可以很 小，但是可以實現很大的流動橫截面。由于無需獨立的盤形閥、單獨的軸承等之間的機械連 接，所以這與包括多個彼此相鄰的盤形閥的布置相比是有利的。因此，閥體——其根據本發 明的特別優選的實施方式僅提供一次——在平行于泵殼體的縱向方向上延伸。優選地，閥 體基本上沿殼體的整個寬度、平行于泵元件的旋轉軸延伸。根據設置在特別是旋轉活塞泵的真空泵中的閥——其自身也被認為是一發 明——的可替代的實施方式，不執行閥體的樞轉運動而是執行閥體的移位運動。根據該發 明，閥體具有非圓形的橫截面。而且，閥體特別是具有矩形、卵形或橢圓形形狀。根據本發 明，閥體具有大于其高度的寬度，其中閥體平行于泵殼體延伸。特別是，閥體的寬度在連接 通道的寬度方向上延伸。盡管這種閥體不具有閥瓣的全部上述優點，但是當與盤形閥相比 時會得到明顯改進的閥。由于閥體的非圓形結構，因此可以實現相當大的通路開口，根據特 別優選的實施方式該通路開口基本上延伸跨越連接通道的整個寬度。因此，當閥打開時將 開通連接通道的大致整個橫截面。因為此處可以實現的較大的通路開口，所以在閥尚未完 全打開的狀態中已經比在盤形閥的情況下具有明顯較大的質量流流過通路開口。在這種閥 體——特別是矩形閥體——中，因為矩形閥體可以基本上延伸跨越連接通道的整個寬度， 所以可以在不擴大泵殼體的情況下實現相當大的通路開口。因此，也是在該實施方式中，與 盤形閥相比可以顯著減少噪聲產生。為了保持閥關閉直至超過最大壓差，閥體是彈簧加載的，其中根據特別優選的實 施方式設置拉簧。這具有避免彈簧扭結的優點。為了保持在盤形閥瓣中產生的流動阻力盡 可能地低，優選地所述彈簧元件設置在閥瓣的橫向邊緣區域中。優選地，閥瓣或泵殼體設有引導元件以便當瓣打開時保障閥瓣的限定運動。所述 引導元件優選地設置成彼此平行并設置在閥體的運動方向上，使得在打開過程期間閥體的 運動僅為平移運動。另外，例如可以設置諸如引導軌道等的彎曲引導元件。由此，在閥瓣以類似于樞轉 運動的方式打開的同時，閥瓣可以沿引導軌道移動。在該實施方式中，可以以簡單的方式將閥瓣移動至連接通道的邊緣區域中，因此顯著減小流動阻力。另外，在引導元件的相應結 構的情況下，閥瓣——例如當僅部分打開時——可以用作用于流過連接通道的介質的引導 板。諸如引導銷或引導軌道的所述引導元件優選地設置在閥瓣的邊緣區域、特別是橫 向邊緣區域中，使得流過通路開口的介質盡可能小地受到影響，并且因此引導元件僅產生 很小的流動阻力。另外，在所有上述實施方式中，可以跨越泵殼體的寬度設置多個閥。這樣具有的優 點在于給定的閥可以在多種類型的泵中使用，其中，較大的泵中的閥的數量高于較小的泵 中的閥的數量。上述發明尤其在旋轉活塞泵中是有利的。通過設置相應的閥，吸入側與壓力側之 間的最大壓差可以限制成使得當超過限定的最大壓強時致使傳送的流體從出口側回流至 吸入側。在具有大容積泵送腔的旋轉活塞泵中，最大壓差約為50mbar，在較小的旋轉活塞泵 中，約為80mbar。從該相應地限定的限制壓強開始，閥將打開。通過這種旋轉活塞泵，優選 地在泵的單級結構的情況下亦可以獲得從250至1300m3/h的吸入能力。
下面將通過優選實施方式并參照附圖更加詳細地解釋本發明。在附圖中示出圖1是旋轉活塞泵的示意性截面圖，圖2是設置在旋轉活塞泵的連接通道中的瓣閥的放大表示，圖3是具有扭簧的瓣閥的另一實施方式的以側視圖和平面圖所示的示意性簡圖，圖4是具有拉簧的瓣閥的另一實施方式的以側視圖所示的示意性簡圖，圖5是閥的另一優選實施方式的示意性側視截面圖，以及圖6是圖5中示出的實施方式的沿線VI-VI的示意性側視截面圖。
具體實施例方式本發明的旋轉活塞泵包括設置在泵送腔10中的兩個轉動活塞12。所述轉動活塞 12設置成繞垂直于附圖平面延伸的旋轉軸14旋轉。轉動活塞12設置在殼體16中。通過 轉動活塞12的動作，將介質從吸入側20朝向壓力側30在由箭頭18標出的方向上傳送。特別是為了避免過熱，在殼體16中設置連接通道22，所述連接通道22在泵送 腔10的旁側延伸。連接通道22優選地沿泵殼體16的整個寬度——其豎直于附圖平面延 伸——伸展。因此，連接通道優選地具有矩形橫截面。在連接通道22內設置閥對。當超過壓力側30與吸入側20之間的最大壓差時，彈 簧加載的閥M將自動打開，從而實現使一部分傳送流體在由箭頭26指示的方向上從壓力 側回流到吸入側20的效果。所述閥24——其根據本發明形成為瓣閥——包括關閉連接通道22的矩形通路開 口 32的閥瓣觀(圖2)。所述通路開口 32優選地延伸跨越連接通道22的整個寬度并且因 此延伸跨越基本上整個殼體16。閥瓣觀可以在由箭頭36指示的方向上繞樞軸34樞轉。 通過圍繞所述樞軸34的扭簧40，將保持力以及相應的關閉力施加到閥瓣28上。由于所述關閉力，僅當達到泵送腔10的壓力側30與吸入側20(圖1)之間的限定壓差時閥14才打開。在圖示實施方式中，所述樞軸34設置在遠離泵送腔10的一側上，從而為了打開閥 瓣觀，閥瓣將樞轉到殼體角落中。因為由此使瓣閥所需的結構空間很小，所以泵殼體16可 以具有相對較小的外部尺寸。從圖3所示的示意性簡圖明顯地看出，閥瓣觀具有用于關閉同樣的矩形通路開口 32(圖幻的矩形基本形狀。閥瓣觀可以通過樞轉臂42連接于所述樞軸34，其中所述樞轉 臂支撐在剛性軸34上，或者在樞轉臂固定地連接于樞軸34的情況下樞軸34以適當的方式 得到支撐。在如圖3所示的根據發明的瓣閥的基本實施方式中，兩個樞轉臂42分別連接于 扭簧40，所述扭簧40圍繞樞軸34并且還固定地連接于樞軸34。在瓣閥的另一實施方式中(圖4)，代替所述扭簧而設置拉簧44。所述拉簧固定地 連接于殼體16并連接于樞轉臂46。在圖4圖示的實施方式中，所述樞轉臂46相對于旋轉 軸34設置在與瓣觀相反的一側上。瓣觀通過連接元件48連接于旋轉軸34。同樣在圖4 所示的實施方式中，瓣對應于圖3所示的實施方式基本上為矩形。在圖5和6所示的實施方式中，由相同的附圖標記指出類似的或同樣的部件。該實施方式與參照圖1至4描述的實施方式相比的主要差別在于閥M包括如下 閥體50，即當超過最大壓差時所述閥體50并不樞轉而是在由箭頭52標出的方向上移位。 為此，所述閥體50在兩個橫向邊緣區域中連接于相應的拉簧M，其中，在圖示實施方式中， 所述拉簧附連于殼體的突出部56并附連在閥體50的內側58上。閥體具有寬度b大于高 度h的矩形橫截面。優選地，閥體50基本上跨越連接通道22的整個寬度延伸。當閥體50打開時——S卩，閥體在由箭頭52標出的方向上運動期間，為了保證安全 引導，圖示實施方式包括形成為引導銷的四個引導元件58。為了允許閥體50的類似于樞轉運動的運動，可以代替設置所述引導銷58而特別 地同樣在閥體50的橫向邊緣區域中設置彎曲的、特別是環段狀的引導導軌。由此，例如，可 以實現閥體50在朝向殼體16的內側60的方向上沿環形軌道等的運動。
權利要求
1.一種真空泵、特別是旋轉活塞泵，包括泵元件(12)，所述泵元件(1 設置在泵送腔(10)中，連接通道(22)，所述連接通道0 將所述泵送腔(10)的壓力側(30)連接到吸入側 (20)，以及閥(M)，所述閥(24)設置在所述連接通道0 中并且包括關閉通路開口(3 的彈簧 加載的閥體( )，當已超過所述壓力側與所述吸入側之間的最大壓差時所述閥04)能夠 被操作打開，其特征在于，所述閥體形成為能夠樞轉的閥瓣08)。
2.如權利要求1所述的真空泵，其特征在于，所述閥體(50)的平行于泵殼體(16)延伸 的寬度(b)大于所述閥體(50)的高度(h)。
3.如權利要求1或2所述的真空泵，其特征在于，所述閥瓣08)的樞軸(34)設置在所 述連接通道0 的遠離泵送腔(10)的一側上。
4.如權利要求1至3中任一項所述的真空泵，其特征在于，所述閥瓣08)的樞軸(34) 平行于所述泵元件的旋轉軸(14)延伸，所述泵元件形成為輥體(12)。
5.如權利要求1至4中任一項所述的真空泵，其特征在于，所述閥瓣08)或連接于所 述閥瓣的樞轉臂(42、46)連接到彈簧^)、44)。
6.如權利要求5所述的真空泵，其特征在于，所述彈簧形成為扭簧(40)，所述扭簧00) 優選地圍繞所述閥瓣08)的樞軸(34)。
7.如權利要求5所述的真空泵，其特征在于，所述彈簧形成為拉簧或壓簧(44)，所述拉 簧或壓簧G4)連接到所述樞轉臂G6)。
8.如權利要求1至7中任一項所述的真空泵，其特征在于，用于設定彈簧力的設定元件。
9.如權利要求1至8中任一項所述的真空泵，其特征在于，所述閥瓣08)的重心與所 述樞軸(34)基本上重合。
10.一種真空泵、特別是旋轉活塞泵，包括泵元件(12)，所述泵元件(1 設置在泵送腔(10)中，連接通道(22)，所述連接通道0 將所述泵送腔(10)的壓力側(30)連接到吸入側 (20)，以及閥(M)，所述閥04)設置在所述連接通道0 中并且包括關閉通路開口(3 的彈簧 加載的閥體(50)，當已超過所述壓力側與所述吸入側之間的最大壓差時所述閥04)能夠 被操作打開，其特征在于，所述閥體(50)的平行于泵殼體(16)延伸的寬度(b)大于所述閥體(50)的高度(h)。
11.如權利要求1至10中任一項所述的真空泵，其特征在于，所述通路開口(32)基本 上為矩形并且優選地基本上延伸跨越所述連接通道0 的整個寬度。
12.如權利要求10或11所述的真空泵，其特征在于，設置特別是拉簧形式的至少兩個 彈簧元件(M)，所述彈簧元件優選地設置在所述閥體(50)的橫向邊緣區域中。
13.如權利要求1至12中任一項所述的真空泵，其特征在于，特別是引導銷或引導軌道形式的引導元件，所述引導元件連接于所述閥體(50)或所述泵殼體(16)，所述引導元件優 選地設置在所述閥體(50)的橫向邊緣區域中。
14.如權利要求1至13中任一項所述的真空泵，其特征在于，跨越所述連接通道02) 的寬度設置多個閥04)。
全文摘要
本發明涉及一種真空泵、特別是羅茨泵，其包括設置在吸入腔(10)中的瓣輪(12)。泵的壓力側(30)通過連接通道(22)連接于吸入側(20)。在連接通道(22)中設置閥(24)，所述閥(24)關閉貫通開口(32)。當超過壓力側(30)與吸入側(20)之間的設定壓差時所述閥自動打開。為了減小必需的空間并減小來自閥的開關噪聲，將閥體實施為瓣閥(28)。
文檔編號F04C28/26GK102099582SQ200980128458
公開日2011年6月15日 申請日期2009年6月10日 優先權日2008年7月22日
發明者漢內斯·卡梅克, 沃爾夫岡·吉貝曼斯, 迪爾克·席勒 申請人:厄利孔萊博爾德真空技術有限責任公司