Derartige Vakuumpumpen können u. a. als Schraubenpumpen, Seiten- kanalverdichter, und Rootspumpen ausgebildet sein. Den ge- nannten Vakuumpumpen ist gemeinsam, dass sie trockenverdich- tende Vakuumpumpen mit öl-oder fettgeschmierten Lagern und/oder Getrieben sind. Diese Pumpen werden in der Regel zur Erzeugung von Vorvakuum eingesetzt. Die Aufgabe der Dichtungs- anordnung zwischen dem eigentlichen Rotor und dem Lager bzw.

Getriebe liegt zum einen in der Vermeidung von Gasdurchtritt von dem Rotorabschnitt zu dem Lagerabschnitt und andererseits in der Vermeidung von Flüssigkeitsdurchtritt von dem Lagerab- schnitt in den Rotorabschnitt. Bei niedrigen Rotordrehzahlen und geringen Rotorwellendurchmessern. können relativ gut dich- tende berührende Dichtungen eingesetzt werden, beispielsweise in Form von Radialwellendichtringen, Gleitringen etc. Bei höheren Drehzahlen und größeren Rotorwellendurchmessern können nur berührungsfreie Wellendichtungen eingesetzt werden, die je- doch konstruktionsbedingt Leckagen nicht völlig ausschließen können.

Eine bekannte berührungslose Wellendichtungsanordnung besteht aus einem oder mehreren Kolbendichtringen als Gasdichtung und einem Ölspritzring als Öldichtung. Hiermit lässt sich jedoch keine zuverlässige und hohe Dichtungswirkung erzielen. Das in dem Rotorabschnitt verdichtete Gas soll jedoch nicht mit dem Öl aus dem Lagerabschnitt in Verbindung kommen, da das Öl hier- durch ggf. zersetzt werden und seine Schmierfähigkeit hierdurch verlieren kann. Das austretende Öl, Gas oder Gasgemisch kann auch toxisch oder explosiv und daher gefährlich sein.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, bei einer Vakuumpumpe die eine Gasdichtung und einer Öldichtung aufweisende Wellendich- tung zu verbessern..

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des An- spruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Vakuumpumpe ist die Wellendichtungs- anordnung derart ausgebildet, dass zwischen der rotorseitigen Gasdichtung und der lagerseitigen Öldichtung eine die Rotor- welle umgebende Trennkammer vorgesehen ist, die durch min- destens einen Trennkammer-Lüftungskanal belüftet wird. Durch den Lüftungskanal wird die Trennkammer auf einen gewünschten Gasdruck eingestellt. Hierdurch wird erreicht, dass die über der Gasdichtung abfallende Druckdifferenz und die über der 01- dichtung abfallende Druckdifferenz eingestellt werden können.

So kann die Trennkammer durch den Lüftungskanal beispielsweise mit atmosphärischem Gasdruck oder mit dem lagerseitigen Gas- druck beaufschlagt werden, so dass der Gasdruck in der Trenn- kammer nicht unter dem lagerseitigen Gasdruck liegt. Hierdurch kann vermieden werden, dass das Öl von der Lagerseite durch die Öldichtung Richtung Trennkammer wandert. Gegenüber dem Gasdruck auf der Rotorseite der Gasdichtung kann der Trennkammer-Gas- druck höher eingestellt sein, so dass explosive und/oder toxische Gase aus dem Rotorabschnitt nicht durch die Gasdich- tung entweichen können. Auf diese Weise wird eine Wellendich- tungsanordnung realisiert, die auch bei konstruktionsbedingt nicht vollständig dichtenden Gas-und Öldichtungen einen Über- tritt von Gas aus dem Rotorabschnitt in den Lagerabschnitt und von Öl aus dem Lagerabschnitt in den Rotorabschnitt auf ein- fache Weise und zuverlässig verhindert. Für die Trennkammer ist nur ein geringer Herstellungsaufwand und Raumbedarf erforder- lich, so dass mit geringen Mitteln eine kompakte und wirkungs- volle Wellendichtungsanordnung realisiert wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung mündet der Trennkammer- Lüftungskanal außerhalb der Pumpe in die umgebende Atmosphäre.

Auf diese Weise herrscht in der Trennkammer stets Atmosphären- druck und der gleiche Gasdruck wie in dem Lagergehäuse, wenn dieses ebenfalls zur Umgebung entlüftet wird. Das Druckgefälle über der Öldichtung ist dann praktisch gleich Null, so dass wegen fehlender Druckdifferenz auch kein Öl von dem Lagerab- schnitt in Richtung Trennkammer bzw. Rotorabschnitt gepresst wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Gasdichtung und die Öldichtung jeweils als berührungsfreie Dichtungen ausgebil- det. Hierdurch kann die Wellendichtungsanordnung auch in Va- kuumpumpen mit hohen Drehzahlen und hohen Rotorwellendurchmes- sern eingesetzt werden.

Vorzugsweise ist die Gasdichtung als Spaltdichtung oder als Labyrinthdichtung, mit Kolbenringen oder mit schwimmenden Dich- tringen ausgebildet. Die Gasdichtung ist in jedem Fall eine be- rührungsfreie Drosseldichtung, durch die der Gasdurchtritt auf ein unvermeidbares Minimum reduziert wird.

Vorzugsweise weist die Labyrinthdichtung der Gasdichtung min- destens einen Kolbenring auf, der in eine Ringnut der Rotor- welle hineinragt. Der Kolbenring ist nach außen vorgespannt und daher gehäuseseitig fixiert und feststehend. Der Kolbenring ragt in die Rotorwellen-Ringnut hinein, wodurch zwischen dem Kolbenring und der Ringnut ein labyrinthartig verlaufender Spalt gebildet wird, der als Drosseldichtung wirkt. Die Gas- dichtung kann mehrere axial hintereinander angeordnete der- artige Labyrinthdichtungen aufweisen.

Vorzugsweise weist die Öldichtung auf der Rotorwelle einen um- laufenden Ölschleuderring auf, der in eine gehäuseseitige ring- förmige Schleuderkammer hineinragt, die an einen Ölrücklauf- kanal zu dem Lagergehäuse angeschlossen ist. Auf diese Weise wird eine effektive berührungsfreie Öldichtung geschaffen.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind zwischen dem Öl- schleuderring und den gehäuseseitigen Schleuderkammerwänden ra- diale und/oder axiale nicht-konische oder konische Spalte ge- bildet. Der Ölschleuderring und die gegenüberliegenden fest- stehenden Wände sind so ausgebildet, dass das eintretende Öl bei rotierender Rotorwelle nach außen abgeschleudert wird und das nicht abgeschleuderte Öl nach unten in den Rücklaufkanal abläuft.

Vorzugsweise weist die Öldichtung axialrotorseitig des Öl- schleuderrings mindestens eine ringförmige Fangkammer mit einem Ölablaufkanal auf, der in das Lagergehäuse mündet. Die Öldich- tung besteht also aus zwei oder mehr axial hintereinander- liegenden Schleuder-bzw. Fangkammern mit einem Ölablaufkanal.

Die Ölablaufkanäle können in einem einzigen Kanal zusammenge- fasst sein, es kann jedoch auch jeder Schleuder-bzw. Fangkam- mer ein eigener getrennter Ölablaufkanal zugeordnet sein. Hier- durch werden gegenseitige Störungen beim Ölablauf ausgeschlos- sen, so dass die Öldichtung auch bei Störungen in einem Ölab- laufkanal in ihrer Dichtungswirkung nur geringfügig beeinflusst wird.

Vorzugsweise ist jeder Schleuder-bzw. Fangkammer der Öldich- tung mindestens ein Lüftungskanal zugeordnet. Der Lüftungskanal kann zwar nach außen zur Atmosphäre sollte aber vorzugsweise zum Lagergehäuse zurück geführt sein. Die Schleuderkammern kön- nen über einen einzigen gemeinsamen Lüftungskanal, oder aber über jeweils mindestens einen eigenen Lüftungskanal belüftet werden. Durch die Belüftung durch die Belüftungskanäle wird sichergestellt, dass sich auch innerhalb der Öldichtung, also zwischen den einzelnen Schleuderkammern keine Druckdifferenz bildet. Eine Gasströmung und damit eine Mitnahme von Öl in Richtung Trennkammer bzw. Rotorabschnitt ist damit praktisch ausgeschlossen. Auch der Übertritt von Gasen aus der Trennkam- mer in Richtung Lagergehäuse wird daher weitgehend unterbunden.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung mündet der Trennkammer- Lüftungskanal in der Nähe vom tiefsten Punkt der Trennkammer und weist ein Gefälle auf, so dass eine eventuell austretende Flüssigkeit aus der Trennkammer ablaufen kann. Selbst wenn Öl oder andere Flüssigkeiten aus dem Lagerabschnitt oder aus dem Rotorabschnitt bis zur Trennkammer gelangen sollten, könnte diese nach außen ablaufen. Hierdurch wird sichergestellt, dass sich keine Flüssigkeit in der Trennkammer ansammeln kann.

Vorzugsweise ist das Lager axial rotorseitig gedeckelt ausge- bildet. Hierdurch wird bereits zwischen dem Lager und der Wel- lendichtungsanordnung eine erste Barriere für Öl bzw. andere Flüssigkeiten aus dem Lager realisiert.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist an den Trennkammer- Lüftungskanal eine Sperrgasquelle angeschlossen, durch die unter Überdruck ein Sperrgas in die Trennkammer eingeleitet wird. Dies ist dann erforderlich und sinnvoll wenn in dem Ro- torabschnitt giftige und/oder explosive Gase gefördert werden.

Durch die Einspeisung des Trenngases wird ein kleiner Trenn- gasstrom von der Trennkammer in Richtung Rotorabschnitt er- zeugt. Auf diese Weise kann der Austritt von Gas aus dem Rotor- abschnitt verhindert werden. Als Sperrgas können beispielsweise Luft oder Stickstoff verwendet werden. Durch die Einspeisung von Sperrgas in die Trennkammer wird der Trennkammerdruck ge- genüber dem Druck in dem Lagerabschnitt bzw. Lagergehäuse er- höht.

Zur Vermeidung jeder Druckdifferenz zwischen dem Lagerabschnitt und der Trennkammer kann zusätzlich eine Sperrgasleitung von der Sperrgasquelle zu dem Lagergehäuse bzw. dem Lagerabschnitt vorgesehen sein. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass über der Öldichtung kein nennenswertes Druckgefälle entsteht. Das Sperrgas hat einen Druck von beispielsweise 1,3 bar.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Rotorwelle als fliegende Rotorwelle ausgebildet, die nur an der Druckseite des Rotorabschnittes gelagert ist, an der Saugseite des Rotorab- schnittes der Rotorwelle jedoch lagerfrei ausgebildet ist. Auf diese Weise wird ein Lager im Bereich größerer Unterdrücke ver- mieden, so dass auch die bei großen Druckunterschieden problematische Wellendichtungsanordnung auf der Saugseite der Rotorwelle vermieden wird. Fliegende Rotorwellen weisen aus Stabilitätsgründen einen relativ großen Wellendurchmesser auf.

Erst durch die vorliegende Wellendichtungsanordnung und das Vorsehen einer Trennkammer zwischen der Gasdichtung und der 01- dichtung können die mit großen Rotorwellendurchmessern ver- bundenen hohen Umfangsgeschwindigkeiten abgedichtet werden, ohne eine unzumutbar große Leckage in Kauf nehmen müssen.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Aus- führungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen : Fig. 1 eine Vakuum-Schraubenpumpe im Längsschnitt, Fig. 2 das Gehäuse der Schraubenvakuumpumpe der Fig. 1 im Querschnitt, Fig. 3 ein Ausschnitt eines Längsschnittes entlang der Schnittlinie X-III des Pumpengehäuses der Fig. 2, und Fig. 4 einen Längsschnitt des Pumpengehäuses der Fig. 2 ent- lang der Schnittlinie X-IV.

Die in den Fign. 1 bis 4 dargestellte Vakuumpumpe 10 ist eine Schraubenvakuumpumpe zur Erzeugung eines Vorvakuums. Die Va- kuumpumpe 10 wird im Wesentlichen von einem Gehäuse gebildet, in dem zwei Rotorwellen drehbar gelagert sind, von denen in den Figuren 1-4 nur die Hauptrotorwelle 12 dargestellt ist. Die Rotorwelle 12 weist einen Rotorabschnitt 14 mit einem schrau- benförmigen Rotor 16, einen Lagerabschnitt 18 mit zwei Wälz- lagern 20 und axial zwischen dem Rotorabschnitt 14 und dem Lagerabschnitt 18 einen Abschnitt mit einer Wellendichtungsan- ordnung 22 auf. An dem rotorseitigen Ende 24 der Rotorwelle 12 ist kein Wälzlager vorgesehen.

Durch die Drehung der schraubenförmigen Rotoren wird an deren fliegenden Enden der Rotorabschnitte 14 ein Gas durch eine nichtdargestellte Ansaugleitung angesaugt, um auf diese Weise in einem an die Ansaugleitung angeschlossenen Rezipienten einen Unterdruck zu erzeugen. Das angesaugte Gas wird durch Zusammen- wirken des dargestellten Rotors 16 mit einem zweiten Rotor einer zweiten nicht dargestellten Rotorwelle zur Druckseite des Rotorabschnittes 14 hin verdichtet und dort mit ungefähr atmosphärischem Druck über einen nicht dargestellten Gasauslass abgeführt.

In dem Lagerabschnitt 18 der Rotorwelle 12 sind zur drehbaren Lagerung zwei Wälzlager vorgesehen, von denen nur das rotor- seitige Wälzlager 20 dargestellt ist. Ferner weist die Rotor- welle 12 in dem Lagerabschnitt 18 ein Zahnrad 26 auf, über das die Rotorwelle 12 angetrieben wird. Zur Schmierung und zur Küh- lung der Wälzlager 20 und des bzw. der Zahnräder 26 enthält der von dem Lagergehäuse 28 gebildete Lagergehäuseinnenraum 30 einen Ölvorrat.

Die Wellendichtungsanordnung weist im Wesentlichen drei axiale Abschnitte auf, nämlich rotorseitig eine Gasdichtung 32, lager- seitig eine Öldichtung 34 und dazwischen eine Trennkammer 36.

Die Wellendichtungsanordnung 22 wird von einem Dichtungsgehäuse 66 umgeben.

Die Gasdichtung 32 wird von drei Kolbenringen 38 gebildet, die axial hintereinanderliegend angeordnet sind. Die Kolbenringe 38 sind nach außen vorgespannt und daher kraftschlüssig mit dem feststehenden Gehäuse verbunden. Die Kolbenringe 38 greifen je- weils in eine Ringnut 40 der Rotorwelle 12 ein, so dass sich durch die drei Kolbenringe 38 in den Ringnuten 40 ein im Längs- schnitt mäanderartig verlaufender Spalt ergibt. Auf diese Weise ist eine berührungsfreie Labyrinthdichtung gebildet, die bei Druckdifferenzen von weniger als 0,5 bar eine zufriedenstel- lende Gasabdichtung gewährleistet.

Die Öldichtung 34 besteht aus mehreren Teilen. Der lagerseitige Abschnitt der Öldichtung 34 weist rotorwellenseitig einen Öl- schleuderring 42 auf, der im Längsschnitt ein wellenartiges Profil aufweist. Hierdurch und durch entsprechend komplementäre Ausformung des den Ölschleuderring 42 umgebenden Gehäuses 44 wird sichergestellt, dass das Öl aus dem Lagerabschnitt 18 kom- mend bei rotierender Rotorwelle 12 durch den rotierenden Öl- schleuderring 42 nach außen abgeschleudert wird, und durch eine entsprechende feststehende Rinne nach unten abgeleitet wird, von wo aus es durch einen Ölrücklaufkanal 46 zurück in das Lagergehäuse ablaufen muss. Der Ölschleuderring 42 ist gehäuse- seitig von einer ringförmigen Schleuderkammer 48 umgeben, die der Aufnahme und Ableitung des von dem Ölschleuderring 42 nach außen geschleuderten Öles durch den Ölrücklaufkanal 46 dient.

Die Öldichtung 34 weist an den Ölschleuderring 42 axial rotor- seitig anschließend zwei ringförmige Öl-Fangkammern 50,52 auf, denen rotorwellenseitig jeweils eine umlaufende Ringnut 58 zu- geordnet ist. Die Ölschleuderkammer 48 hat ein größeres Volumen als die beiden sich axial anschließenden Öl-Fangkammern 50,52.

Sowohl die ringförmig umlaufende Schleuderkammer 48 als auch die ebenfalls ringförmig ausgebildeten Öl-Fangkammern 50,52 weisen in der Nähe ihres höchsten Punkts jeweils einen eigenen Lüftungskanal 59 auf, der in axialer Richtung jeweils in das Lagergehäuse 28 führt. Die drei Lüftungskanäle 59 sind in Um- fangsrichtung versetzt zueinander angeordnet. Die beiden Öl- Fangkammern 50,52 weisen in der Nähe ihres tiefsten Punkts je- weils einen Öl-Rücklaufkanal 54,56 auf, durch den bis hierhin gelangtes Öl ggf. in das Lagergehäuse 28 zurückfließen kann.

Alternativ können unter Verzicht auf eine oder auch beide Öl- fangkammern 50,52 in die ringförmigen Nuten 58 der Rotorwelle 12 auch Kolbenringe eingesetzt sein, um ein Weiterkriechen von Öl axial in Richtung Rotor zu verhindern.

Die ringförmige und relativ großvolumige Trennkammer 36 zwischen der Gasdichtung 32 und der Öldichtung 34 weist in der Nähe ihres höchsten Punktes einen Trennkammer-Lüftungskanal 60 auf, durch den die Trennkammer zur Umgebung belüftet wird oder durch den sie mit einer Sperrgasquelle verbunden ist. Der Trennkammer-Lüftungskanal 60 weist trennkammerseitig einen axialen Abschnitt und rechtwinklig davon anschließend einen radialen Abschnitt auf, der zur Außenseite führt. Es herrscht keine Druckdifferenz und kein Öl wird durch eine Druckdifferenz in Richtung Rotor durch die Öldichtung gepresst, da auch das Lagergehäuse zur Umgebung belüftet ist bzw. da es ebenfalls mit dem gleichen Sperrgasdruck wie die Trennkammer beaufschlagt wird.

In der Nähe des tiefsten Punkt der Trennkammer 36 ist ein wei- terer Trennkammer-Lüftungskanal 62 vorgesehen, der ein Gefälle nach unten aufweist und in einem vertikalen Ablauf 64 mündet.

Der Trennkammer-Lüftungskanal 62 dient auch als Ablauf für ge- gebenenfalls bis hierher gelangtes Öl, bzw. für Flüssigkeiten aus dem Rotorabschnitt.

Durch das Vorsehen der Trennkammer 36 wird auf einfache und kompakte Weise sichergestellt, dass Fluide weder vom dem Rotor- abschnitt 14 zu dem Lagerabschnitt 18 noch von dem Lagerab- schnitt 18 zu dem Rotorabschnitt 14 gelangen können.