DE10127082A1 - Mehrstufige Kolbenvakuumpumpe und Verfahren zum Betrieb dieser Pumpe - Google Patents
Mehrstufige Kolbenvakuumpumpe und Verfahren zum Betrieb dieser PumpeInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine mehrstufige Kolbenvakuumpumpe (1) mit Eintritt (71) und Austritt (70), mit mindestens einem Kolbenpaar (2, 3) und mit mehreren, den Stirnseiten der Kolben zugeordneten Kompressionsstufen, die jeweils einen Kolbenabschnitt (4 bis 7), einen Zylinderabschnitt (16 bis 19), einen Schöpfraum (11 bis 14) sowie ein Einlassventil (41 bis 44) und ein Auslassventil (54 bis 57) umfassen; um die Leistungsaufnahme zu reduzieren, wird vorgeschlagen, die Höhe des Radialschlitzes, der die Einlassöffnung des Einlassventils bildet, zu vergrößern, zwei druckseitige Pumpstufen parallel zu betreiben oder den Durchmesser des Kolbenabschnittes der letzten Pumpstufe gegenüber dem Durchmesser des Kolbenabschnittes der vorletzten Pumpstufe kleiner zu wählen.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine mehrstufige Kolben
vakuumpumpe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Pa
tentanspruchs 1.
Eine Kolbenvakuumpumpe dieser Art ist aus der WO
00/63556 bekannt. Jedem Kolben der Kolbenpaare ist ein
Linearantrieb zugeordnet. Im Bereich jeder der beiden
Stirnseiten des Kolbens befindet sich eine Kompressi
onsstufe mit Schöpfraum, Einlass- und Auslassventil.
Das Einlassventil öffnet jeweils in der Nähe eines -
ersten - Totpunktes, vom Kolben selbst gesteuert. Am
Ende der Kolbenbewegung zum anderen - zweiten - Tot
punkt öffnet der Kolben durch seine Geometrie ein
stirnseitig angeordnetes Auslassventil. Die Druckdif
ferenz kann nur in der letzten (druckseitigen) Kompres
sionsstufe zur Öffnung des Auslassventiles verwendet
werden, da nur an dieser Stelle hinreichend hohe Druck
differenzen auftreten.
Der Linearbetrieb der Kolben ist so ausgelegt, dass je
der Kolben um seine Mittellage schwingt. Beim Linearan
trieb nach der WO 00/63556 trägt der Kolben in seinem
mittleren Bereich eine Permanentmagneten. Diesem sind
seitlich Stator-Permanentmagneten zugeordnet. Symme
trisch dazu angeordnete, periodisch bestromte Spulen
erzeugen elektromagnetische, die Kolbenbewegung bewir
kende Kräfte.
Bei mehrstufigen Kolbenvakuumpumpen der betroffenen Art
schwingen ihre Kolben zweckmäßig paarweise gegenläufig
zueinander, so dass Vibrationen vermieden werden kön
nen. Die Anzahl ihrer Kolben beträgt deshalb zwei oder
ein Vielfaches davon. Pro Kolben sind zwei Kompressi
onsstufen vorhanden.
Bei mehrstufigen Vakuumpumpen im allgemeinen und auch
bei Kolbenvakuumpumpen im besonderen ist es bekannt,
diese so zu betreiben, dass die Schöpfraumvolumina
(gleichbedeutend mit Saugvermögen?) der Pumpstufen von
der Saugseite zur Druckseite abnehmen, und zwar in etwa
in dem Maße, mit dem das Volumen der geförderten Gase
mit dem zunehmenden Druck abnimmt. Bei der Kolbenvakuum
pumpe nach der WO 98/00077 sind beispielsweise vier
saugseitige Kompressionsstufen parallel geschaltet und
bilden die erste Pumpstufe. Zwei weitere parallel ge
schaltete Kompressionsstufen bilden die zweite Pumpstu
fe. Die beiden letzten Kompressionsstufen sind hin
tereinander geschaltet und bilden die dritte und vierte
Pumpstufe.
Bei Versuchen mit Kolbenvakuumpumpen der hier betroffe
nen Art, bei denen die Kolben vom Linearantrieb in
Schwingungen versetzt werden, ergab sich, dass sie
nicht die erwarteten Leistungsdaten hatten. Als Ursache
für diese Versuchsergebnisse wurde folgendes erkannt:
Das Schwingen der Kolben um ihre Mittellage ist dadurch gestört, dass in den beiden stirnseitig angeordneten Schöpfräumen der Kompressionsstufen eines Kolbens un terschiedliche Drücke herrschen. Dies gilt insbesondere für den druckseitig angeordneten Kolben, dessen Kom pressionsstufen entsprechend der in der Vakuumtechnik üblichen Betriebsweise zwei hintereinander angeordnete Pumpstufen bilden. Bei unterschiedlichen Drücken in den stirnseitigen Kompressionsstufen schwingt der Kolben nicht mehr symmetrisch um seine Mittellage. Die Folge der asymmetrischen Kolbenbewegung ist, dass Einlass- und/oder Auslassventile nicht mehr vollständig öffnen. Insgesamt ist der Hub des Kolbens lastabhängig, d. h. dass einige Ventile bei zunehmender Druckdifferenz ih ren Öffnungsquerschnitt nicht mehr vollständig oder - bei hinreichend hohen Druckdifferenzen in den einander gegenüberliegenden Kompressionsstufen - gar nicht mehr freigeben.
Das Schwingen der Kolben um ihre Mittellage ist dadurch gestört, dass in den beiden stirnseitig angeordneten Schöpfräumen der Kompressionsstufen eines Kolbens un terschiedliche Drücke herrschen. Dies gilt insbesondere für den druckseitig angeordneten Kolben, dessen Kom pressionsstufen entsprechend der in der Vakuumtechnik üblichen Betriebsweise zwei hintereinander angeordnete Pumpstufen bilden. Bei unterschiedlichen Drücken in den stirnseitigen Kompressionsstufen schwingt der Kolben nicht mehr symmetrisch um seine Mittellage. Die Folge der asymmetrischen Kolbenbewegung ist, dass Einlass- und/oder Auslassventile nicht mehr vollständig öffnen. Insgesamt ist der Hub des Kolbens lastabhängig, d. h. dass einige Ventile bei zunehmender Druckdifferenz ih ren Öffnungsquerschnitt nicht mehr vollständig oder - bei hinreichend hohen Druckdifferenzen in den einander gegenüberliegenden Kompressionsstufen - gar nicht mehr freigeben.
Es wäre denkbar, den zumindest druckseitigen Kolben mit
einem stärkeren Linearantrieb auszurüsten. Diese Maß
nahme würde jedoch die hier betroffenen mehrstufigen
Kolbenvakuumpumpen erheblich verteuern, da für die An
triebe einer Pumpe unterschiedliche Bauteile (Magnete,
Spulen, Joche und dgl.) verwendet werden müssten. Eine
Verstärkung aller Linearantriebe würde darüber hinaus
dem Ziel der Minimierung der aufgenommenen elektrischen
Leistung entgegenstehen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
eine Kolbenvakuumpumpe der hier betroffenen Art so aus
zubilden, dass die die Lastabhängigkeit betreffenden
Nachteile weitestgehend beseitigt sind, ohne die Kosten
und/oder die Leistungsaufnahme eines oder mehrerer An
triebe erhöhen zu müssen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeich
nenden Merkmale der Patentansprüche gelöst.
Als erste Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, zumin
dest das Einlassventil der letzten Pumpstufe so zu ge
stalten, dass es auch noch bei Kolbenbewegungen öffnet,
die aufgrund hoher Lasten bzw. hoher Druckdifferenzen
eine reduzierte Amplitude haben. Diese Voraussetzung
erfüllt das Einlassventil, wenn die als Radialschlitz
in der Kolbenwand ausgebildete Einlassöffnung in axia
ler Richtung relativ groß ist. Zweckmäßig beträgt die
axiale Höhe 10% bis 20%, vorzugsweise 20%, des Kolben
hubs. Dadurch ist sichergestellt, dass der Kolben die
Einlassöffnung auch bei durch hohe Lasten reduzierter
Bewegungsamplitude noch ausreichend weit öffnet. Das
Auslassventil öffnet zunächst nur aufgrund der vorhan
denen hohen Druckdifferenzen. Nimmt die Last bzw. die
Druckdifferenz ab, ist der Kolben wieder in der Lage,
seine volle Hubbewegung auszuführen. Der Einlassquer
schnitt wird zunehmend freigegeben. Der Kolben selbst
öffnet das Auslassventil.
Bei einer zweiten Lösung der gestellten Aufgabe sind
die beiden Kompressionsstufen des druckseitigen Kolbens
parallel geschaltet und bilden die letzte druckseitige
Pumpstufe. Die Stirnseiten des Kolbens "sehen" während
des Betriebs im wesentlichen gleiche Drücke. Das
gleichmäßige Schwingen des Kolbens um seine Mittellage
ist nicht gestört. Beide Auslass- und Einlassventile
öffnen vollständig. Die Leistungsdaten der beiden Kom
pressionsstufen sind durch ungleichmäßiges Schwingen
des Kolbens nicht reduziert. Bei dieser Lösung wird
zwar von der in der Vakuumtechnik üblichen Betriebs
weise mehrstufiger Vakuumpumpen abgewichen. Die letzte
Pumpstufe mit zwei parallel betriebenen Kompressions
stufen hat insgesamt ein größeres Volumen als der
Schöpfraum der vorhergehenden Pumpstufe. Dieser Nach
teil kann jedoch durch den Vorteil, dass ein gleich
mäßiges Schwingen des Kolbens der letzten Pumpstufe si
chergestellt ist, ohne weiteres in Kauf genommen wer
den.
Beim dritten Lösungsvorschlag haben die pumpwirksamen
Abschnitte zumindest des druckseitigen Kolbens unter
schiedliche Durchmesser. Dadurch wird erreicht, dass
das Schöpfraumvolumen des Kompressionsraumes des Kol
benabschnittes mit dem kleineren Durchmesser kleiner
ist als das Schöpfraumvolumen des Kolbenabschnittes mit
dem größeren Durchmesser. Bei dieser Ausführung ist die
Bewegung des Kolbens um seine Mittellage gerade dann im
wesentlichen gleichmäßig, wenn im kleineren Schöpfraum
höhere Drücke auftreten als im größeren Schöpfraum. Es
besteht die Möglichkeit, die beiden druckseitigen
Schöpfräume - wie allgemein in der Vakuumtechnik üblich
- hintereinander anzuordnen. Die gleichmäßige Kolbenbe
wegung ist dann am wenigsten gestört, wenn das Produkt
aus stirnseitiger Kolbenstirnfläche und mittlerem, im
zugehörigen Schöpfraum auftretenden Druck auf beiden
Seiten etwa gleich ist.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen 1
anhand von in den Fig. 1 bis 4 schematisch darge
stellten Ausführungsbeispielen erläutert werden. Es
zeigen
Fig. 1 eine Lösung mit einer druckseitig ver
größerten Einlassöffnung,
Fig. 2 und 3 Lösungen, bei denen die beiden
druckseitigen Kompressionsstufen parallel an
geordnet sind, und
Fig. 4 eine Lösung, bei der die pumpwirksamen Kol
benabschnitte des druckseitig gelegenen Kol
bens unterschiedliche Durchmesser haben.
Die Figuren zeigen jeweils eine Kolbenvakuumpumpe 1 mit
einem Kolbenpaar (Kolben 2 und 3). Jeder Kolben weist
Kolbenabschnitte 4, 5 bzw. 6, 7 auf, deren freien
Stirnseiten jeweils ein zylindrischer Schöpfraum 11 bis
14 zugeordnet ist. Die Kolben 2, 3 und die Schöpfräume
11 bis 14 befinden sich in einem Gehäuse 15 mit Zylin
derabschnitten 16 bis 19 für jeden der Kolbenabschnitte
4 bis 7. Die Werkstoffe der Zylindergleitflächen und
der zugehörigen Kolbenoberflächen sind in an sich be
kannter Weise so gewählt, dass die Pumpe trocken, d. h.
ohne Schmiermittel betrieben werden kann.
Jedem der Kolben 2, 3 ist ein Linearantrieb zugeordnet.
Er umfaßt kolbenseitig jeweils einen Permanentmagnet
ring 21, 22, der den Kolben 2, 3 in seinem mittleren
Bereich umgibt. Die Permanentmagnetringe 21, 22 bewegen
sich jeweils in einem den Kolben umgebenden Ringraum
23, 24. Statorseitig sind jedem der beiden kolbenseiti
gen Permanentmagneten 21, 22 weitere Permanentmagnet
ringe 26 bis 29 zugeordnet, die jeweils die axiale Be
grenzung der Ringräume 23, 24 bilden. Statorseitige Be
standteile des Linearantriebs sind weiterhin Spulen 31
bis 34 und diese Spulen umfassende Jochbauteile 35 bis
38. Die Spulen 31 bis 34 werden so bestromt, dass die
von ihnen erzeugten und von den Jochbauteilen 35 bis 38
geführten Magnetfelder mit den Magnetfeldern der Perma
nentmagnetringe 21, 22, 26, 27 in der gewünschten Weise
in Wechselwirkung treten. Die Kolben 2, 3 sollen um ei
ne Mittellage schwingen, so dass die Kolbenstirnseiten
während dieser Bewegung ihre Pumpfunktionen erfüllen
können.
Zur Erfüllung der gewünschten Pumpwirkung sind die Kom
pressionsräume 11 bis 14 jeweils mit einem Einlassven
til und einem Auslassventil ausgerüstet. Zu jedem der
Einlassventile 41 bis 44 gehören eine Einlassöffnung 45
bis 48, die sich jeweils zwischen einer äußeren Ein
lasskammer 49 bis 52 und dem jeweiligen Schöpfräume 11
bis 14 befindet. Die Einlassöffnungen 45 bis 48 sind
als schlitzförmige, sich radial erstreckende Durchbre
chungen in der jeweiligen Zylinderwand ausgebildet. Die
Kolbenabschnitte 4 bis 7 geben jeweils die Einlassöff
nung frei, wenn sie eine ihrer beiden Totpunktlagen an
nehmen (jeweils in den Zylinder zurückgezogene Stel
lung).
Die Auslassventile 54 bis 57 sind jeweils stirnseitig
angeordnet. Ihre Verschlußelemente trennen den jeweili
gen Kompressionsraum von einem Auslassraum (58 bis 61)
so lange, bis sie vom jeweiligen Kolbenabschnitt 4 bis
7 - bei hohen Druckdifferenzen auch vom erzeugten Druck
- geöffnet werden. Die Verschlusselemente sind als sich
über den gesamten Querschnitt der Zylinderabschnitte
erstreckende, flexible Teller 62 bis 65 ausgebildet,
die zentral am Gehäuse 2 befestigt sind und peripher
durch den erzeugten Druck oder durch die Stirnseiten
des Kolbens betätigt werden. Die Kolbenstirnseiten sind
konkav gestaltet. Die Stirnseiten der Zylinderwände
bilden die Ventilsitze. Die aus den Ventilen 54 bis 57
austretenden Gase treten zunächst in die Auslasskammern
58 bis 61 ein, an die sich die Auslässe 66 bis 69 an
schließen. Andere Gestaltungen der Auslassventile, wie
sie bespielsweise aus der DE-A-196 34 518 bekannt sind,
können realisiert werden.
Insgesamt sind vier Kompressionsstufen vorhanden, je
weils bestehend aus einem Kolbenabschnitt 4 bis 7, ei
nem Schöpfraum 11 bis 14, einem Zylinderabschnitt 16
bis 19, einem Eintrittsventil 41 bis 44 und einem Aus
trittsventil 54 bis 57.
Bei der Ausführung nach Fig. 1 für eine mehrstufige
Vakuumpumpe nach der Erfindung ist der Eintritt der
Pumpe mit 71 bezeichnet. Er steht mit den Einlasskam
mern 49 und 50 in Verbindung. Die beiden zugehörigen
Kompressionsstufen sind parallel geschaltet. Sie bilden
gemeinsam mit den zugehörigen Bauteilen eine erste,
saugseitig gelegene Pumpstufe. Die Auslässe 66, 67 der
beiden Auslasskammern 58, 59 sind gemeinsam über die
Leitung 72 mit der Einlasskammer 51 verbunden. Sie ge
hört zur Kompressionsstufe mit dem Schöpfraum 13, wel
che die zweite Pumpstufe bildet. Der Auslass 68 dieser
Kompressionsstufe steht über die Leitung 73 mit der
Einlasskammer 52 in Verbindung, die Bestandteil der
Kompressionsstufe mit dem Kompressionsraum 14 ist und
die dritte, druckseitig gelegene Pumpstufe bildet. Der
Auslass dieser Pumpstufe ist mit 69 bezeichnet. Er bil
det den Austritt 70 der mehrstufigen Pumpe 1.
Um den Nachteil der Lastabhängigkeit der beiden letzten
Pumpstufen zu reduzieren, ist die zum Einlassventil 44
gehörende Einlassöffnung 48 in axialer Richtung relativ
groß ausgebildet. Die Höhe des Radialschlitzes im Zy
linderabschnitt 19 beträgt etwa 20% des Kolbenhubes,
so dass der Kolbenabschnitt 7 auch bei nicht symme
trisch um seine Mittellage schwingenden Kolben 3, ver
ursacht durch die Druckdifferenz in den Schöpfräumen
13, 14, die Einlassöffnung 48 zumindest zum Teil frei
geben kann.
Bei der Lösung nach Fig. 2 umfasst die mehrstufige Va
kuumpumpe - wie bei der Ausführung nach Fig. 1 - eben
falls vier Kompressionsstufen. Die Einlassöffnung 48
des Einlassventils 44 hat die gleichen Abmessungen wie
die Einlassöffnungen der übrigen Einlassventile 41, 42,
43. Der Eintritt der Pumpe ist mit 71 bezeichnet. Er
steht mit der Einlasskammer 49 der Kompressionsstufe
mit dem Schöpfraum 11 in Verbindung. Die Auslasskammer
58 (Auslass 66) dieser Kompressionsstufen steht über
die Leitung 57 mit der Einlasskammer 50 der Kompressi
onsstufe mit dem Schöpfraum 12 in Verbindung, d. h.,
dass die genannten Kompressionsstufen hintereinander
geschaltet sind. Der Auslass 67 steht über die Leitung
76 mit beiden Einlasskammern 51, 52 des druckseitigen
Kolbens 3 in Verbindung. Die beiden Auslasskammern 60,
61 dieser Kompressionsstufen sind über die Leitung 77
gemeinsam mit dem Austritt 70 der Pumpe 1 verbunden.
Asymmetrische Schwingungen des druckseitigen Kolbens 3
treten bei der Lösung nach Fig. 2 nicht auf, da auf
beiden Seiten des Kolbens 3 im wesentlichen die glei
chen Drücke herrschen. Beim saugseitig gelegenen Kolben
2 mit seinen hintereinander angeordneten Kompressions
stufen ist die Asymmetrie seiner Schwingungen vernach
lässigbar, da die Differenz der in den beiden Kompres
sionsstufen vorhandenen Drücke klein ist.
Bei der Ausführung nach Fig. 2 steht der Eintritt 71
der Pumpe 1 über die Leitung 81 mit dem Rückschlagven
til 82 mit den Einlasskammern 51 und 52 der beiden
druckseitigen, parallel angeordneten Kompressionsstufen
in Verbindung. Die Schließrichtung des Rückschlagven
tils 82 ist so gewählt, dass es während des Normalbe
triebs der Pumpe 1 geschlossen ist. Während dieses Be
triebs ist der Druck im Eintritt 71 der Pumpe 1 kleiner
als der Druck in den Einlasskammern 51, 52 der druck
seitigen Pumpstufe.
Beim Beginn der Evakuierung einer Kammer können sich
jedoch umgekehrte Druckverhältnisse einstellen, da das
Saugvermögen der druckseitigen, aus zwei parallel ange
ordneten Kompressionsstufen bestehenden Pumpstufe höher
ist als die Saugvermögen der vorhergehenden Pumpstufen
(hintereinander angeordnete Kompressionsstufen). In
dieser Phase öffnet das Rückschlagventil 82 (zweckmäßig
bei einer Druckdifferenz von ca. 100 mbar) und stellt
eine unmittelbare Verbindung zwischen dem Eintritt 71
der Pumpe 1 und ihrer druckseitigen Pumpstufe her. Das
höhere Saugvermögen dieser Pumpstufe sorgt für eine ra
sche Evakuierung der angeschlossenen Kammer bis zum
Zeitpunkt der Umkehr der Druckverhältnisse. Das Ventil
82 schließt. Danach arbeitet die Pumpe 1 dreistufig und
evakuiert die angeschlossene Kammer auf den gewünschten
Enddruck.
Das Rückschlagventil ist nur schematisch dargestellt.
Viele Ausführungen, wie sie beispielsweise in der
DE 199 17 009 A1 offenbart sind, sind möglich.
Die Ausführung nach Fig. 3 entspricht weitgehend der
Ausführung nach Fig. 2. Ein Unterschied besteht in Be
zug auf den Kolben 3. Der Durchmesser seiner Kolbenab
schnitte 6, 7, die Bestandteile der druckseitigen, aus
zwei parallel geschalteten Kompressionsstufen bestehen
den Pumpstufe sind, ist kleiner als bei der Ausführung
nach Fig. 2 (um ca. 30%). Das Saugvermögen dieser
Pumpstufe ist dadurch nicht mehr wesentlich höher als
das Saugvermögen der vorhergehenden Pumpstufen.
Um bei einer Ausführung der in Fig. 3 dargestellten
Art die Anzahl der veränderten Bauteile klein zu hal
ten, sind außer den angepaßten Kolbenabschnitten 6, 7
nur noch Zylinderabschnitte 18, 19 mit entsprechend di
ckerer Wandstärke vorhanden. Sämtliche übrigen Bauteile
(Spulen, Joche, kolben- und statorseitige Perma
nentmagnete, Ventile o. dgl.) sind im Vergleich zur An
ordnung mit dem Kolben 2 unverändert, so dass alle An
triebe die gleiche Größe und die gleichen Eigenschaften
haben.
In Fig. 3 ist zusätzlich schematisch angedeutet, dass
die Pumpe 1 weitere saugseitige Pumpstufen besitzen
kann. Eine aus zwei parallel geschalteten Kompressions
stufen 84, 85 bestehende Pumpstufe 86 ist dem Eintritt
71 vorgelagert. Bei den Kompressionsstufen 84, 85 kann
es sich um gleichartige Kolbenstufen oder auch um Stu
fen handeln, die nach einem anderen Pumpprinzip arbei
ten. An Stelle der Pumpstufe 86 - oder auch der Pump
stufe 86 vorgelagert - kann auch eine Hochvakuumpumpe
(z. B. eine Turbomolekularvakuumpumpe) angeordnet sein.
Die vorstehend beschriebenen Einrichtungen können na
türlich auch bei den Ausführungen nach den Fig. 1, 2
und 4 eingesetzt werden.
Bei der Ausführung nach Fig. 4 sind die Kompressions
stufen des saugseitigen Kolbens 1 parallel geschaltet.
Der Eintritt 71 der Pumpe 1 steht mit den beiden Ein
lasskammern 49, 50 in Verbindung. Die Kompressionsstu
fen des Kolbens 3 sind hintereinander geschaltet.
Um ein asymmetrisches Schwingen des Kolbens 3 um seine
Mittellage zu vermeiden, hat der Kolbenabschnitt 7 der
druckseitigen Kompressionsstufe einen kleineren Durch
messer als der Kolbenabschnitt 6. Wie bei der Ausfüh
rung nach Fig. 3 haben nur der Kolbenabschnitt 7 und
der Zylinderabschnitt 19 veränderte Dimensionen.
Claims (11)
1. Mehrstufige Kolbenvakuumpumpe (1) mit Eintritt
(71) Austritt (70), mit mindestens einem Kolben
paar (2, 3) und mit mehreren, den Stirnseiten der
Kolben zugeordneten Kompressionsstufen, die je
weils einen Kolbenabschnitt (4 bis 7), einen Zy
linderabschnitt (16 bis 19), einen Schöpfraum (11
bis 14) sowie ein Einlassventil (41 bis 44) und
ein Auslassventil (54 bis 57) umfassen, dadurch
gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung des Ein
lassventiles als Radialschlitz in der Wand eines
Zylinderabschnittes ausgebildet ist und dass seine
Höhe 10 bis 20%, vorzugsweise 20% des Kolbenhu
bes beträgt.
2. Mehrstufige Kolbenvakuumpumpe (1) mit Eintritt
(71) Austritt (70), mit mindestens einem Kolben
paar (2, 3) und mit mehreren, den Stirnseiten der
Kolben zugeordneten Kompressionsstufen, dadurch
gekennzeichnet, dass Bestandteile der druckseiti
gen Pumpstufe der mehrstufigen Kolbenvakuumpumpe
(1) zwei parallel betriebene Kompressionsstufen
sind, die den beiden Stirnseiten der Kolbenab
schnitte (6, 7) eines der Kolben (3) zugeordnet
sind.
3. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
dass sie ein Kolbenpaar (2, 3) und vier Kompressi
onsstufen umfasst, dass die beiden Kompressions
stufen des ersten Kolbens (2) zwei niederdrucksei
tige, in Reihe geschaltete Pumpstufen bilden und
dass die beiden Kompressionsstufen des zweiten
Kolbens (3) parallel geschaltet sind und eine
druckseitige Pumpstufe bilden.
4. Pumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich
net, dass die Kolbenabschnitte (6, 7) des druck
seitigen Kolbens (3) einen kleineren Durchmesser
haben als die Kolbenabschnitte (4, 5) des saugsei
tigen Kolbens (2).
5. Pumpe nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, da
durch gekennzeichnet, dass der Eintritt (71) der
Pumpe (1) mit den Einlasskammern (51, 52) der par
allel geschalteten Kompressionsstufen der druck
seitigen Pumpstufe über eine Leitung (81) mit ei
nem Rückschlagventil (82) ausgerüstet ist, welches
dann öffnet, wenn in den Einlasskammern (51, 52)
ein niedrigerer Druck herrscht als im Eintritt
(71).
6. Pumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
dass es bei einer Druckdifferenz von ca. 100 mbar
öffnet.
7. Mehrstufige Kolbenvakuumpumpe (1) mit Eintritt
(71) Austritt (70), mit mindestens einem Kolben
paar (2, 3) und mit mehreren, den Stirnseiten der
Kolben zugeordneten Kompressionsstufen, dadurch
gekennzeichnet, dass die Kolbenabschnitte (6, 7)
eines der Kolben (2, 3) Bestandteil von zwei hin
tereinander geschalteten, druckseitigen Pumpstufen
sind und dass der Durchmesser des Kolbenabschnit
tes (7) der letzten druckseitigen Pumpstufe klei
ner ist als der Durchmesser des Kolbenabschnittes
(6) der vorletzten druckseitigen Pumpstufe.
8. Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
dass das Durchmesserverhältnis so gewählt ist,
dass das Produkt aus der Stirnfläche des jeweili
gen Kolbenabschnittes (6, 7) mit dem mittleren im
zugehörigen Schöpfraum (13, 14) herrschenden Druck
auf beiden Seiten etwa gleich ist.
9. Pumpe nach einem der Ansprüche 4, 8 oder 9 mit den
Kolben 2, 3 zugeordneten Linearantrieben, gekenn
zeichnet durch Antriebe gleicher Größe.
10. Pumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
dass sich eine Kompressionsstufe mit einem Kolben
abschnitt (6, 7), der einen im Vergleich mit wei
teren Kolbenabschnitten (4, 5, 6) kleineren Durch
messer hat, von einer Kompressionsstufe mit einem
Kolbenabschnitt (4, 5, 6) mit größerem Durchmesser
nur dadurch unterscheidet, dass die Wandstärke des
zugehörigen Zylinderabschnittes (18, 19) größer
gewählt ist.
11. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass dem Eintritt (71) wei
tere Pumpstufen (84, 85) vorgelagert sind.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001127082 DE10127082A1 (de) | 2001-06-02 | 2001-06-02 | Mehrstufige Kolbenvakuumpumpe und Verfahren zum Betrieb dieser Pumpe |
JP2003502370A JP2004527692A (ja) | 2001-06-02 | 2002-05-10 | 多段式のピストン真空ポンプ及び該ポンプの運転方法 |
EP02776503A EP1392973A1 (de) | 2001-06-02 | 2002-05-10 | Mehrstufige kolbenvakkumpumpe und verfahren zum betrieb dieser pumpe |
PCT/EP2002/005126 WO2002099280A1 (de) | 2001-06-02 | 2002-05-10 | Mehrstufige kolbenvakkumpumpe und verfahren zum betrieb dieser pumpe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001127082 DE10127082A1 (de) | 2001-06-02 | 2001-06-02 | Mehrstufige Kolbenvakuumpumpe und Verfahren zum Betrieb dieser Pumpe |
Publications (1)
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