具有用于输送气体或液体工作介质的至少一个通道的装置

摘要

本发明涉及具有用于输送气体或液体工作介质的至少一个通道的装置。一种具有用于特别是在真空泵中输送气体或液体工作介质的至少一个通道的装置，其中该通道在侧部处通过遵循通道的延伸的至少一个长形密封介质以流体密封的方式来封闭。本发明还涉及制造具有用于输送气体或液体工作介质的至少一个通道的装置的方法。

说明书

本发明涉及一种具有用于特别是在真空泵中输送气体或液体工作介 质的至少一个通道的装置。本发明还涉及制造具有用于输送气体或液体工 作介质的至少一个通道的装置的方法。

许多技术设备的操作例如真空泵的操作需要气体或液体工作介质的 使用以及工作介质在设备内的直接且受控的输送。例如，真空泵的高效能 的操作会需要真空泵的滚子元件轴承用润滑剂恒定供应。因此，这种技术 设备包括具有第一部件和第二部件的装置，该第一部件和第二部件形成了 用于输送气体或液体工作介质的通道。出于该目的，纵向延伸对应于期望 的通道延伸的槽设置在第一部件的侧部中。第二部件连接到第一部件并且 在全部区之上以盖的方式覆盖具有槽的第一部件的侧部，使得槽被第二部 件封闭以形成通道。

为了可靠地封闭槽，第二部件必须设计成在覆盖第一部件的槽形成在 其中的侧部的整个表面上与第一部件刚好互补，并且必须相对于第一部件 刚好正确地定位并固定到第一部件。

两个部件与彼此的高精度调整的要求降低了允许的制造公差并且增 加了这种装置的制造和组装的复杂性。装置的制造和组装因此与高时间效 力和费用效力关联。

本发明的目的是提供一种能以降低的效力制造的具有用于输送气体 或液体工作介质的至少一个通道的装置，以及提供一种能以降低的效力来 实现的制造具有用于输送气体或液体工作介质的至少一个通道的装置的 方法。

该目的通过具有权利要求1所述的特征的装置来满足。该装置包括用 于特别是在真空泵中输送气体或液体工作介质的至少一个通道。该通道在 侧部处通过遵循通道的延伸(extent)的至少一个长形密封介质以流体密封 的方式来封闭。

替代在其具有槽的整个侧部上覆盖具有用于通道的槽的部件的盖类 型的部件，遵循通道的延伸的长形密封介质因此被使用。从而不需要制造 配置成在具有槽的另一部件的整个侧部之上与该另一部件刚好互补的盖 类型的部件。相反，合适的密封介质仅布置在通道本身的区域中，即，直 接地在需要密封效果的地方。这种密封介质的设置和组装可能以小的努力 使得用于该装置的制造所需要的努力显著地降低。

本发明的有利的实施方式在从属权利要求、说明书和附图中被描述。

根据实施方式，密封介质被配置为至少区域性(at least region-wise) 是弹性可变形的和/或密封介质被配置为至少区域性是塑性可变形的。该装 置的制造从而甚至进一步便利，因为没有与待密封的通道开口的形状刚好 对应的密封介质必须被制造，而是密封介质而是相反在制造的过程中弹性 和/或塑性变形，使得其呈现需要的形状。

通道优选地具有至少区域性封闭的横截面。来自通道的工作介质的不 希望的离开从而被阻止。通道能具有沿其整个长度或沿至少近似超过其整 个长度的封闭的横截面。

根据实施方式，密封介质由独立的密封元件形成，该独立的密封元件 和装置的部件一起定界通道。独立的密封元件能作为预制的元件添加到部 件。独立的密封元件还能由例如包含硅酮的密封材料形成，并且该密封材 料以可流动的状态添加到部件并在其上固化或变硬以形成密封元件。

部件优选地具有槽，其中槽的至少一区域由密封元件封闭并且其中通 道由槽的封闭区域形成并且通过槽壁和密封元件以流体密封的方式定界。 因而实现了该装置的简单设计和简单制造的性能。

根据实施方式预作安排，密封元件被至少区域性布置在槽内。在这方 面，能以简单的方式通过与槽壁的对应配合而在部件和密封元件之间提供 特别稳固且密封的连接。通道能由槽的一部分区域形成，而槽的另一部分 区域接纳密封元件。该密封元件能至少纵向分段地或沿其整个长度完全布 置在槽内。因此确保了密封元件的受保护布置。

另外的实施方式提供，密封元件至少区域性覆盖槽开口。密封元件能 至少纵向分段地完全覆盖槽开口，其中通道能够包括沿对应槽长度的整个 槽内部。

根据实施方式，密封元件特别在槽的两个侧部处连接到槽壁和/或槽边 缘。连接到槽壁的密封元件能至少区域性布置在槽内。连接到槽边缘的密 封元件能至少区域性覆盖槽开口。在密封元件与槽壁和/或槽边缘之间的连 接能具有例如材料连续性、力传递和/或外形配合，其中力传递连接能够是 摩擦锁定连接。密封元件优选地以流体密封的方式连接到槽壁和/或槽边 缘。

具有在部件和密封元件之间的材料连续性的连接能通过例如粘合作 用连接(adhesively acting connection)或焊接连接形成。密封元件能例如 通过另外的粘合剂连接到部件，或者密封元件能自身直接地进入与部件的 粘合作用连接。

因为密封元件和部件在预载荷下接触彼此，所以能形成力传递连接， 其中预载荷优选地通过密封元件和/或部件被相应另一元件引起的弹性变 形导致。在这方面，密封元件能具有相对于部件的密封元件布置在其中的 接纳器的过尺寸。密封元件优选地用部件阻塞或夹紧在部件的接纳器中。

根据有利的实施方式，密封元件至少区域性夹紧在槽中。力传递连接 从而能设置在密封元件和部件之间，其制造简单并且是在机械上特别稳定 且流体密封的。密封元件能在槽的两侧部处与槽壁力传递接触。

外形配合连接能同时在所有方向上或至少在垂直于通道的纵向延伸 定向的所有方向上有效。外形配合连接优选地至少在朝着通道的槽开口的 背离槽内部的方向上有效，以阻止密封元件在该方向上从部件不希望的移 除。为了形成外形配合连接，密封元件可以与部件一起形成底切部 (undercut)，该底切部在相应方向上或在各个方向上是有效的。

根据有利的实施方式，部件具有在槽壁中形成的至少一个切去部，并 且密封元件接合到该至少一个切去部中。外形配合连接因此能设置在密封 元件和部件之间，这在从槽内部到槽开口的方向上是特别有效的，并且阻 止了密封元件在该方向上的移除。切去部能在槽的两侧部处形成并且密封 元件能在槽的两侧部处接合到切去部中。

密封元件能通过力传递和同时外形配合连接而连接到部件。例如，密 封元件能接合到部件的在槽壁中形成的切去部中，并且同时能与槽壁的形 成切去部的部分力传递接触。

密封元件可弹性地和/或塑性地可变形或者可包括或包含弹性和/或塑 性可变形材料。弹性可变形密封元件可例如与部件接触并且可通过部件弹 性变形，同时形成如以上描述的力传递连接。弹性和/或塑性可变形性也有 利于如以上描述的在密封元件和部件之间的外形配合连接的制造。密封元 件于是可以例如通过槽开口以第一形状状态或变形状态引入到部件的槽 中并且随后可通过弹性恢复或塑性变形采取第二变形状态，因为密封元件 和部件一起形成底切部，该底切部例如在朝着槽开口的方向上是有效的。

密封元件可包括塑料、特别是弹性可变形塑料例如弹性体塑料，或由 塑料、特别是弹性可变形塑料例如弹性体塑料构成。密封元件还可包括或 包含优选地是弹性和/或塑性可变形的金属材料。

根据实施方式，密封元件具有圆形横截面形状、椭圆形横截面形状、 以环形形状封闭的横截面形状、或者至少在其长度的一部分上垂直于其纵 向方向的伸长横截面形状(elongated cross-sectional shape)。这些横截面形 状特别地适合于密封元件的弹性和/或塑性可变形的实施方式或者适合于 形成密封元件至部件的力传递和/或外形配合连接。

根据实施方式，密封元件由O形环、密封条、管或金属片段形成。O 形环是特别适合且不贵的理想密封元件。O形环可配置为以环形形状封闭。 还可使用横向于其纵向延伸切穿的O形环或O形环的一部分，其未以环形 形状封闭，而是相反例如配置为环形段形状。密封条是具有两个纵向端部 的密封元件，其特别适合于用自由的纵向端部封闭长形通道。密封条可具 有小的弯曲硬度。这具有密封条不必须以对应于通道的纵向形状的形状来 预制的优势，而是能相反在装置的制造中通过对应弯曲或扭曲而适合于通 道延伸，而没有任何大的努力，例如因为密封条被插入到形成通道的槽中。

O形环或密封条可具有至少近似圆形、椭圆形、圆环形形状或椭圆环 形状的横截面。O形环或密封条可由塑料、特别是弹性体塑料或另一弹性 材料形成。

管或金属片段可包括或包含优选地塑性可变形的金属材料。金属片段 被理解为具有任何期望的长形横截面形状的平段。这种金属片段由于其长 形横截面能特别强劲地塑性变形。可使用具有U形横截面的管或金属片段 或者例如另一空间金属片段。

密封元件还可由已变成固化或硬化的密封材料形成，密封材料例如区 域性布置在通道中和/或至少区域地覆盖部件的槽的开口，并且优选地在槽 的两侧部处连接到槽边缘。密封元件还可以是弹性可变形的自粘合密封元 件，例如粘合带，其例如特别在槽的两侧部处粘合到槽边缘并且完全地覆 盖槽开口。

另外的有利的实施方式提供，密封介质通过部件的定界通道的壁部分 形成，该壁部分通过变形变成与彼此接触。密封介质因此不由独立的密封 元件形成，而是相反由实际部件的定界通道的变成接触彼此的部分形成， 其中壁部分优选地以材料的整体性联接部件的定界通道的区域。密封介质 的设置从而不需要独立的密封元件的设置和安装。壁部分能在预载荷下接 触彼此，预载荷可通过部件的弹性变形导致以确保通道的特别可靠且密封 的封闭。

密封介质和/或通道可以以环形形状配置。环形通道在许多应用中是期 望的以确保工作介质的环形输送。环形密封介质适合于密封这种环形通 道。独立的环形密封元件例如O形环此外可在其纵向方向上大体以张力承 载，并且可以以由密封元件的弹性变形提供的密封元件至部件的力传递连 接来实现特别高的密封效果。环形密封元件因此当通道具有至少一个纵向 端部时也是有利的。

根据实施方式，通道具有至少一个纵向端部，在该至少一个纵向端部 处通道优选地通过密封介质以流体密封的方式封闭。虽然通道的入口和/ 或出口设置在该纵向端部处，例如作为工作介质的提取部和/或偏离部，但 是如果通道在纵向端部处通过密封介质以流体密封的方式封闭并且如果 密封介质未被打断以各自形成入口或出口，则这是优选的。相反，入口或 出口各自可由部件的开口形成，部件的开口独立于密封介质并且通至通道 中，例如部件的侧向孔。如果通道由部件的槽形成，则几何形状可设置在 相应纵向端部处，其使槽变窄或终止并且借助于密封介质以流体密封的方 式来封闭通道。

根据实施方式，装置是真空泵或真空泵的部件。本发明因此还包括由 该装置形成的真空泵或包括该装置的真空泵。已发现，该装置特别适合于 输送真空泵中的工作介质，因为其能不贵地制造，能配置为真空相容的并 且具有特别高的密封性(leak tightness)以及机械和热阻抗。

特别地，如果该装置是真空泵或真空泵的部件，则工作介质可以例如 是润滑剂、冷却剂比如冷却水、屏障气体、通风气体或过程气体。通道优 选地至少部分地填充工作介质。密封介质以流体密封的方式密封通道，使 得工作介质穿过密封介质的逃逸被阻止。

通道可作用为例如输送可供应给旋转轴承特别是滚子元件轴承的润 滑剂，滚子元件轴承例如可旋转地辅助真空泵的转子轴。通道可以是润滑 剂回路的一部分以用于将润滑剂输送到旋转轴承并输送回来。通道可例如 以环形形状围绕转子轴的旋转轴线并且特别大体上关于旋转轴线旋转地 对称。通道可例如具有供应部分或可通到供应通道中，该供应通道将润滑 剂输送至转子轴的圆锥形部分，转子轴的圆锥形部分配置成通过润滑剂的 毛细管作用和在轴旋转时作用的离心力而传送从通道提供的液体润滑剂。

定界通道的部件优选地是大体盘形的。通道的由密封介质封闭的侧面 优选地面向盘形部件的平坦侧部。密封介质优选地仅在平坦侧部的底表面 的一部分之上延伸，即，优选地大体仅在通道形成在其中的区域之上延伸。 如果密封介质由独立的密封介质形成，则在部件部分地或完全地且特别地 至少在其定界通道的区域中包括比密封元件的材料硬和/或少弹性的材料 时是优选的。通道通常可包括至少部分地或完全地且特别地至少在其定界 通道的区域中的金属材料。部件可以是一个零件或多个零件。

该装置可包括优选地封闭通道的不同纵向部分的多个不同的密封介 质，其中每个密封介质各自能根据以上描述形成。

本发明的另外的主题是制造具有用于输送气体或液体工作介质的至 少一个通道的装置的方法，该方法包括：设置具有槽的部件，并且通过遵 循槽的延伸的长形密封介质以流体密封的方式封闭槽开口以形成通道。根 据本发明，根据本说明书的装置可使用该方法制造。在本说明书中关于根 据本发明的装置和其制造描述的优点和有利的实施方式代表该方法的对 应优点和有利的实施方式。为了提供部件，槽可引入到初始部件中，例如 通过材料移除过程，特别通过切削过程比如铣削或车削。

根据实施方式，部件设置有独立的密封元件或设置有被固化以形成独 立的密封元件的密封材料。密封元件或密封材料能可以以材料连续性、力 传递和/或外形配合而连接到部件。密封介质可至少区域性被引入到槽中， 并且实际上优选地穿过在槽的纵向方向上延伸的槽开口。

根据实施方式，部件设置有密封材料，密封材料以材料连续性开始与 部件粘合地主动连接，并且被固化或硬化以形成密封元件，其中密封材料 例如能够包含硅酮。密封材料可至少区域性引入到槽中和/或可施加到槽边 缘，使得其至少区域地覆盖槽开口。预制的密封元件可粘合地结合到部件 以形成具有材料连续性的连接。例如，弹性可变形的自粘合密封介质例如 粘合带可被使用，其例如特别在槽的两侧部处粘合到槽边缘，使得粘合带 至少区域性覆盖槽开口。弹性可变形的密封元件在粘合结合时自动地与槽 边缘的构形匹配，使得该装置的制造可能极度简单。

密封元件和/或部件可在制造期间弹性和/或塑性变形，特别在密封元 件和部件之间建立力传递或外形配合连接。为此目的，将力或压力施加到 密封元件上可发生并且密封元件和部件能张紧或夹紧到彼此。密封元件可 按压到槽中和/或夹紧在槽中。

为了建立力传递连接，密封元件可例如弹性变形并且可联接到部件并 变成以弹性变形状态或在弹性预载荷下与部件接触。密封元件可例如以弹 性变形状态夹紧在槽中。密封元件的塑性变形还可发生以用于建立力传递 连接。例如，密封元件可为此目的朝着部件按压使得密封元件在部件处塑 性变形并且同时部件至少轻微地向密封元件屈服并且弹性变形。这可发生 使得在施加压力、部件的弹性恢复力或弹回之后，塑性变形的密封元件被 夹紧并且在这方面弹性变形，使得部件和密封元件以力传递方式连接到彼 此。为此目的，密封元件可例如引入到槽中并且用槽壁按压，使得密封元 件随后夹紧在槽中。密封元件可在这方面至少部分地包括金属材料和/或可 由塑性可变形的管或金属片段形成。因为相互相对布置的金属片段的边缘 (limb)被按压分开，所以金属片段能在按压过程中被舒展开。

例如，管或大体U形的金属片段可放置到槽中，其中U形横截面的顶 点面向槽基部的方向。管或金属片段于是能用部件从槽外部按压，其中管 或U形段在其布置在槽开口的区域中的上侧部处按压后以角度方式被按压 和/或相对于槽壁侧向地支撑。

在密封元件和部件之间的外形配合连接的建立可包括密封元件或部 件的变形。密封元件可例如塑性地变形，使得塑性变形的密封元件和部件 一起形成期望的底切部。密封元件还可以弹性变形的状态联接到部件，使 得密封元件的弹性恢复或弹回产生期望的底切部。

密封元件可例如至少区域地引入到槽中并且然后可塑性地变形，使得 其接合到部件的设置在槽壁中的切去部中。密封元件同样可具有相对于槽 开口的过尺寸并且可在弹性变形下穿过槽开口引入到槽中，其中伴随的密 封元件的弹性弹回产生密封元件接合到布置在槽开口后面的切去部中。该 方法还能实现，使得通过密封元件和/或部件的弹性变形而在密封元件和部 件之间提供连接，该连接具有材料连续性和外形配合两者。例如，密封元 件可引入到槽中，使得其接合到部件的设置在槽壁中的切去部中并且在弹 性预载荷下接触槽壁的形成切去部的部分。

如以上描述的，在密封元件和部件之间的力传递连接的建立和外形配 合连接的建立两者可包括密封元件和/或部件的塑性和/或弹性变形。弹性 变形可以较低的力效力发生并且需要密封元件和部件充分确切地匹配彼 此，使得能在相应弹性变形度的框架内建立相应连接。在塑性变形上，通 常需要较高的力，其中密封元件和部件的较少的确切匹配到彼此能够被允 许，这是因为任何偏差能通过基本塑性变形而被补偿。

根据另外的实施方式，部件的壁部分通过变形变成与彼此接触以形成 密封介质。变形优选地塑性和弹性地发生，使得塑性变形的壁部分在弹性 预载荷下以流体密封的方式接触彼此。

通过示例参考有利的实施方式和所附附图，将在下面描述本发明。其 中示出：

图1示出了根据本发明的实施方式的以截面表示的配置为真空泵的装 置；

图2示出了以放大表示的图1的部分A；

图3和图4示出了根据本发明的另外的实施方式的以截面表示的各个 装置；

图5示出了在根据本发明的实施方式的方法中使用的以截面表示的部 件；以及

图6示出了从图5的部件制造的装置。

附图标记列表

10       通道

12       部件

14       槽

16       槽壁

18       侧部

20       密封介质、密封元件

22       切去部

24       壁部分

26       壳体

28           转子轴

30           滚子元件轴承

32           旋转轴线

34           供应通道

36           圆锥形部分

38           传送轴环

40           管套形延长部

42           主要部分

44           轴环部分

A            部分

图1示出了具有壳体26的真空泵，转子轴28围绕旋转轴线32通过 滚子元件轴承30可旋转地支撑在壳体26中。真空泵包括部件12，该部件 12以盖的方式封闭壳体26的接纳滚子元件轴承30的中空空间。部件12 包括以圆盘形状的形式的主要部分42和从主要部分42径向地伸出的轴环 部分44，并且部件12经由轴环部分44紧固到壳体26。

部件12的主要部分42具有槽14，该槽14朝着主要部分42的面向滚 子元件轴承30的平坦侧部开口并且以环形形式围绕旋转轴线32延伸。槽 14通过密封元件20从槽开口的侧部18以流体密封的方式封闭，使得槽 14的远离槽开口的区域形成由槽壁16和密封介质20定界的通道10，并 且润滑剂被接纳在该通道10中，润滑剂在图1和图2中未示出。密封元 件20由弹性体O形环形成。

由于槽14在其开口的区域中比密封元件20窄，所以O形环在装置制 造时弹性地变形并且穿过槽开口按压到槽14中。为了便于O形环的引入， 槽14具有在其开口的区域中从槽开口到槽中逐渐变细的横截面。在逐渐 变细之后的插入方向上，槽壁16在槽14的两侧部处形成切去部22，并且 O形环20放置在所述切去部中使得其和槽壁16一起形成底切部，该底切 部在朝着槽开口的方向上是有效的并且阻止O形环20从槽14的不期望的 移除。O形环20在切去部22的区域中具有相对于槽14的过尺寸，使得O 形环20通过槽壁16永久地弹性变形。O形环20的弹性恢复力实现O形 环20相对于槽壁16的预载荷，这实现O形环20在槽壁16处的密封和力 传递接触。

供应通道34在主要部分42中形成并以流体密封的方式将通道10连 接到部件12的外侧部并且充当润滑剂的提取部。转子轴28的圆锥形部分 36的直径在轴向方向上朝着滚子元件轴承30变得更大，转子轴28的圆锥 形部分36以距供应通道34的端部的小间隔来布置。在通道10中输送的 润滑剂穿过供应通道34移动到转子轴28的圆锥形部分36，并且通过毛细 管作用被其占据，并且由于在真空泵操作时作用的离心力而跟随着圆锥形 部分36的增加的尺寸的直径传送到滚子元件轴承30，这样，润滑剂满足 了滚子元件轴承30的润滑作用。

润滑剂在轴向方向上穿过滚子元件轴承30移动到布置在转子轴28处 的传送轴环38，传送轴环38从转子轴28径向地伸出并且具有在轴向方向 远离滚子元件轴承30在尺寸上增加的外直径，使得润滑剂由于毛细管作 用和在真空泵操作时作用的离心力而远离滚子元件轴承30传送。在传送 轴环端部处，传送轴环具有大体在水平方向上延伸的并且以距泵的静止部 分的小间隔相对地布置的部分，该部分通过毛细管作用将润滑剂传递回到 泵的静止部分。从那，润滑剂以不再详细地示出的方式被输送回到通道10 中，使得通道10形成润滑剂回路的一部分。

壳体26具有管套形状的延长部40，该延长部40在轴向方向上伸出并 且接合在传送轴环38的后面并与传送轴环38形成窄的间隙，以密封布置 在延长部40的相对于润滑剂回路的另外的侧部上的泵部件。

图3示出了根据本发明的实施方式的以截面垂直于通道10的纵向方 向表示的装置。该装置包括盘形部件12，槽14在盘形部件12中形成，槽 14沿其纵向延伸在侧部18处开口。槽14以流体密封的方式封闭以通过密 封元件20形成通道10，密封元件20在本实施方式中通过自粘合式粘合带 形成，该自粘合式粘合带在两侧处粘合地结合到槽14的边缘并且在两侧 处覆盖槽14的开口。

图4示出了根据本发明的大体对应于图3中示出的实施方式的另外的 实施方式的装置。密封介质20由以液体形式施加到部件12的密封材料形 成，密封材料已在部件12上固化，密封材料在槽14的两侧部处变成与槽 14的边缘有效粘合连接，并且密封材料以流体密封的方式封闭槽14以形 成通道10。密封元件20可以是已固化的硅酮珠，例如。

图5示出了适合于实现根据本发明的实施方式的方法的部件12。部件 12包括槽14，槽14沿其纵向延伸朝着侧部18开口并且能通过例如铣削 来制造。在本实施方式中，壁部分24被提供，其配置为相对于部件12的 邻近区域升高，从而便于该方法的实现。然而，理论上，该方法还能使用 其槽边缘和部件12的邻近区域形成平表面的部件12来实现。

在该方法过程中，壁部分24通过压力施加而变形，使得其变成以流 体密封的方式接触彼此，因此槽在其开口侧部处被封闭并且产生了以流体 密封的方式被封闭的通道10(图6)。

图6示出了以该方式由图5的部件12制造的装置。壁部分24在由壁 部分24的相互弹性变形而产生的预载荷下接触彼此，并且因而形成以流 体密封的方式来封闭通道10的密封介质20。