DE102008019451A1 - vacuum pump - Google Patents

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Abstract

Die Vakuumpumpe weist einen Pumpenstator (10) und einen Pumpenrotor (11) auf. Der Pumpenrotor (11) enthält einen Transponder (14), der über einen Reader (12) des Pumpenstators auslesbar ist. Der Pumpenrotor (11) enthält ferner einen Identitätsschutzspeicher (25), in dem eine Rotorinformation gespeichert ist. Eine Steuereinheit (20) bewirkt, dass der Motor (21) der Vakuumpumpe nur dann laufen kann, wenn der betreffende Pumpenrotor (11) zugelassen ist und zu dem Pumpenstator (10) passt. Dadurch wird die Verwendung unzulässiger (kopierter) Rotoren vermieden. Außerdem wird sichergestellt, dass die Pumpenrotoren bei einer Wartung nicht vertauscht werden können und Rotoren bis zum Ende der Gebrauchszeit schadensfrei betrieben werden können bzw. der Verbrauch der Lebensdauer signalisiert wird.The vacuum pump has a pump stator (10) and a pump rotor (11). The pump rotor (11) contains a transponder (14) which can be read out via a reader (12) of the pump stator. The pump rotor (11) further includes an identity protection memory (25) in which rotor information is stored. A control unit (20) ensures that the motor (21) of the vacuum pump can only run when the relevant pump rotor (11) is approved and fits the pump stator (10). This avoids the use of impermissible (copied) rotors. In addition, it is ensured that the pump rotors can not be interchanged during maintenance and rotors can be operated without damage until the end of the period of use or that the consumption of the service life is signaled.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe mit einem Pumpenrotor und einem Pumpenstator, wobei der Pumpenrotor einen Transponder mit einer Rotorantenne und der Pumpenstator einen Reader mit einer Statorantenne aufweist zum Übertragen von Daten von den Rotor zu dem Stator.The The invention relates to a vacuum pump with a pump rotor and a Pump stator, wherein the pump rotor has a transponder with a Rotor antenna and the pump stator a reader with a stator antenna has for transmitting data from the rotor to the Stator.

In WO 2007/025854 A1 (Leybold Vacuum GmbH) ist eine Vakuumpumpe beschrieben, bei der der Pumpenrotor einen elektrischen Messwandler trägt, beispielsweise einen Temperatursensor. An dem Pumpenrotor ist eine Sendeantenne vorgesehen, die Daten des Messwandlers an eine Empfangsantenne des Stators überträgt. Dadurch können genaue Messwerte von dem Pumpenrotor zu dem Pumpenstator übertragen werden.In WO 2007/025854 A1 (Leybold Vacuum GmbH) a vacuum pump is described in which the pump rotor carries an electrical transducer, such as a temperature sensor. On the pump rotor, a transmitting antenna is provided, which transmits data of the transducer to a receiving antenna of the stator. This allows accurate readings to be transferred from the pump rotor to the pump stator.

Vakuumpumpen, insbesondere schnelldrehende Turbomolekularpumpen mit Drehzahlen zwischen 10.000 und 100.000 U/min, sind hochentwickelte Geräte, deren Komponenten extremen Belastungen durch Kompressionswärme, Reibungswärme und Zentrifugalkräfte ausgesetzt sind. Durch zu hohe Rotortemperaturen erhöht sich die Crash-Gefahr, beschleunigt sich die Materialermüdung und ändern sich andere Eigenschaften des Pumpenrotors. Fertigung und Materialwahl des Pumpenrotors unterliegen höchsten Qualitätsanforderungen. Die Vakuumpumpen erfordern regelmäßige Wartungen, bei denen die Pumpe zerlegt wird. Dies gilt insbesondere für den Pumpenrotor, bei dem ein hoher Sicherheitsgrad eingehalten werden muss. Rotoren müssen auch regelmäßig gereinigt werden. Bei derartigen Wartungsarbeiten kommt es vor, dass Rotoren verschiedenartiger Vakuumpumpen miteinander vertauscht werden. Eine andere Gefahrenquelle bilden fremdgefertigte Rotoren, die als Austauschteile für Originalrotoren angeboten werden. Solche Rotoren sind nicht vom Hersteller zugelassen. Sie erfüllen häufig nicht die hohen Qualitätsanforderungen mit der Folge, dass dies früher oder später zum Crash führt.vacuum pumps, in particular fast-rotating turbomolecular pumps with speeds between 10,000 and 100,000 rpm, are sophisticated devices, whose components are subjected to extreme stress due to compression heat, Exposed to frictional heat and centrifugal forces are. Too high rotor temperatures increase the risk of a crash, material fatigue accelerates and changes other characteristics of the pump rotor. Production and choice of materials of the pump rotor are subject to the highest quality requirements. The vacuum pumps require regular maintenance, where the pump is disassembled. This is especially true for the pump rotor, which ensures a high degree of safety got to. Rotors must also be regular getting cleaned. In such maintenance, it happens that rotors of different types of vacuum pumps interchanged become. Another source of danger are externally manufactured rotors, which are offered as replacement parts for original rotors. Such rotors are not approved by the manufacturer. They often fulfill not the high quality requirements with the result that this will sooner or later lead to a crash.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vakuumpumpe zu schaffen, bei der unzulässige Vertauschungen von Rotoren ausgeschlossen sind.Of the Invention has for its object to provide a vacuum pump, excluded in the impermissible interchanges of rotors are.

Die erfindungsgemäße Vakuumpumpe ist durch den Patentanspruch 1 definiert. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor einen Identitätsschutzspeicher enthält, in dem mindestens eine Rotorinformation gespeichert ist, die über den Transponder zum Reader übertragbar ist, und dass eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die einen Betrieb der Vakuumpumpe nur zulässt, wenn die Rotorinformation ein vorgegebenes Kriterium erfüllt.The Vacuum pump according to the invention is defined by the claim 1 defined. It is characterized in that the rotor has a Contains identity protection memory in which at least a rotor information is stored via the transponder to the reader is transferable, and that a control device is provided, which only allows operation of the vacuum pump, if the rotor information meets a predetermined criterion.

Die Erfindung macht zur Sicherung der Originalität und der Zulassungskonformität von Rotoren von der Transpondertechnik Gebrauch. An dem Pumpenrotor wird ein RFID-Tarnsponder angebracht, der mit einem Identitätsschutzspeicher versehen oder verbunden ist. Der Transponder liefert die Identitätsinformation an den Stator. In der Steuereinrichtung wird die Identitätsinformation verarbeitet. Die Identitätsinformation kann aus einer unverwechselbaren Kennzeichnung bestehen oder aus mehreren Kennzeichnungen, die sich zeitlich oder in Abhängigkeit von einem anderen Kriterium, beispielsweise der Temperatur oder dem Datum, verändern. Der Transponder kann auch von dem Reader eine komplexe Abfrageinformation empfangen und diese nach einem Kriterium verarbeiten, um daraus die Rotorinformation zu erzeugen. Zweckmäßigerweise sollte die Rotorinformation auch eine Angabe über den Rotortyp enthalten.The Invention makes to ensure the originality and the Approval conformity of rotors of the transponder technology Use. An RFID camouflage ponder is attached to the pump rotor the provided with an identity protection memory or connected is. The transponder provides the identity information to the stator. In the controller, the identity information processed. The identity information can be from a distinctive Identification or consist of several markings that are in time or depending on another criterion, for example, the temperature or the date change. Of the Transponder can also from the reader a complex query information receive and process them according to a criterion to make it to generate the rotor information. Appropriately, should the rotor information is also an indication of the rotor type contain.

Der Transponder kann ein passiver Transponder sein, der von dem Reader über induktive Kopplung mit Strom versorgt wird. Es kann sich aber auch um einen aktiven Transponder mit eigener Stromversorgung handeln. In jedem Fall enthält der Transponder vorzugsweise einen eigenen Speicher und ggf. auch einen Mikroprozessor. Das Transpondersystem ist zur bidirektionalen Informationsübertragung ausgelegt.Of the Transponder can be a passive transponder that is transmitted by the reader inductive coupling is powered. It can be too to act an active transponder with its own power supply. In any case, the transponder preferably contains one own memory and possibly also a microprocessor. The transponder system is designed for bidirectional information transmission.

Die Erfindung bietet einen Schutz gegen Vertauschung von Rotoren und gegen die Verwendung nicht zugelassener (kopierter) Rotoren in Vakuumpumpen. Dadurch können Schäden und Betriebsausfälle durch Einhaltung des erforderlichen Sicherheitsgrades vermieden werden.The Invention provides protection against interchange of rotors and against the use of unauthorized (copied) rotors in vacuum pumps. This can damage and breakdowns avoided by maintaining the required level of security become.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Pumpenstator einen Speicher enthält, in dem mindestens eine Statorinformation gespeichert ist und dass das vorgegebene Kriterium dahin besteht, dass die Rotorinformation und die Statorinformation ein zuvor festgelegtes zugelassenes Informationspaar bilden. Damit wird erreicht, dass Pumpenstator und Pumpenrotor stets aufeinander abgestimmt sind, d. h., dass der Pumpenrotor zu dem Stator passt.According to one preferred embodiment of the invention it is provided that the Pump stator contains a memory in which at least Stator information is stored and that the given Criterion is that the rotor information and the stator information form a previously defined legal information pair. This will be ensures that the pump stator and pump rotor are always matched are, d. that is, the pump rotor matches the stator.

Die Erfindung sieht eine Übertragung von Rotorparametern über ein Transpondersystem mit Hilfe der RFID-Technik vor. Dabei kann eine Einzelidentifizierung jeden Rotors anhand einer einzigartigen Rotorinformation erfolgen oder auch eine Gruppenidentifizierung nach Rotortypen. Entsprechendes gilt auch für die Identifizierung des Stators.The Invention provides for transmission of rotor parameters a transponder system with the help of RFID technology. It can a single identification of each rotor based on a unique Rotor information or a group identification according to rotor types. The same applies to the identification of the stator.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Pumpenstator und/oder der Pumpenrotor einen Speicher enthält, der Verschleißparameter speichert, und dass die Steuereinrichtung den Betrieb der Vakuumpumpen nur zulässt, wenn der Pumpenstator bzw. der Pumpenrotor oder beide, ein vorgegebenes Verschleißmaß nicht unterschreiten. Hierdurch wird eine zusätzliche Sicherheit gegen den Einbau zugelassener, jedoch nicht hinreichend gewarteter, Rotoren erreicht.According to one embodiment of the invention, it is provided that the pump stator and / or the pump rotor contains a memory that stores wear parameters, and that the control device only allows the operation of the vacuum pumps, if the pump stator or the pump rotor, or both, does not fall below a predetermined amount of wear. This provides additional security against the installation of approved but not adequately maintained rotors.

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die einzige Figur der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.in the The following will be made with reference to the sole figure of the drawing an embodiment of the invention explained in more detail.

In der Zeichnung ist das Kommunikationssystem zur Informationsübertragung zwischen Stator 10 und Rotor 11 einer Vakuumpumpe schematisch dargestellt.In the drawing, the communication system is for transmitting information between stator 10 and rotor 11 a vacuum pump shown schematically.

Der Aufbau der Vakuumpumpe ist der gleiche wie in WO 2007/025854 A1 , auf die ausdrücklich Bezug genommen wird. Die Vakuumpumpe ist eine Turbomolekularpumpe mit schnelllaufendem Pumpenrotor. Am Pumpenrotor und am Pumpenstator befinden sich ineinandergreifende Flügelreihen. In der Zeichnung sind der Pumpenrotor 11 und der Pumpenstator 10 nur schematisch dargestellt, weil es im Zusammenhang mit der Erfindung hauptsächlich um das Informationsübermittlungssystem geht.The structure of the vacuum pump is the same as in WO 2007/025854 A1 to which express reference is made. The vacuum pump is a turbomolecular pump with high-speed pump rotor. On the pump rotor and on the pump stator are interlocking rows of wings. In the drawing are the pump rotor 11 and the pump stator 10 shown only schematically, because it is in the context of the invention mainly to the information transmission system.

Der Pumpenstator enthält einen Reader 12 eines RFID-Systems. Der Reader ist mit einer Statorantenne 13 verbunden. Der Pumpenrotor enthält einen RFID-Transponder 14 oder Tag mit einer Rotorantenne 15. Die Datenübertragung zwischen Reader 12 und Transponder 14 erfolgt drahtlos bidirektional über die Antennen 13 und 15.The pump stator contains a reader 12 an RFID system. The reader is equipped with a stator antenna 13 connected. The pump rotor contains an RFID transponder 14 or day with a rotor antenna 15 , The data transfer between readers 12 and transponders 14 takes place wirelessly bidirectionally via the antennas 13 and 15 ,

Der Reader 12 ist mit einer (nicht dargestellten) Stromversorgung versehen. Die Stromversorgung des Transponders 14 kann drahtlos über die Antennen 13 und 15 vom Reader aus erfolgen.The reader 12 is provided with a (not shown) power supply. The power supply of the transponder 14 can wirelessly over the antennas 13 and 15 from the reader.

Der Pumpenstator 10 enthält einen Speicher 16, der bidirektional mit dem Reader 12 kommuniziert. Der Speicher 16 ist mit verschiedenen Sensoren 17 verbunden, zu denen ein Drehzahlsensor, ein Motortemperatursensor, ein Gehäusetemperatursensor und ein Kühlwassersensor gehören können. Ein Parameterspeicher 18 enthält eine Information über den Pumpentyp sowie die festgelegten Betriebswerte von Strom, Spannung, Leistung und Drehzahl und andere Parameter.The pump stator 10 contains a memory 16 that is bidirectional with the reader 12 communicated. The memory 16 is with different sensors 17 which may include a speed sensor, an engine temperature sensor, a case temperature sensor, and a cooling water sensor. A parameter memory 18 contains information about the pump type as well as the set operating values of current, voltage, power and speed and other parameters.

Der Speicher 16 kommuniziert mit einer Steuereinheit 20, die einen Mikroprozessor enthält. Die Steuereinheit 20 steuert den Motor 21, der den Pumpenrotor 11 antreibt.The memory 16 communicates with a control unit 20 which contains a microprocessor. The control unit 20 controls the engine 21 that is the pump rotor 11 drives.

Der Transponder 14 ist mit einem Identitätsschutzspeicher 25 verbunden, der eine Rotorinformation als Kopierschutzdatum enthält. Die Rotorinformation kann eine PIN oder TAN sein.The transponder 14 is with an identity protection store 25 connected, which contains a rotor information as a copy protection date. The rotor information may be a PIN or TAN.

Ferner enthält der Pumpenrotor 11 Sensoren 26, beispielsweise in Form von Temperatursensoren und/oder Dehnmessstreifen.Furthermore, the pump rotor contains 11 sensors 26 , For example in the form of temperature sensors and / or strain gauges.

Auf Anforderung der Steuereinheit 20 liest der Transponder 14 die Rotorinformation aus dem Identitätsschutzspeicher 25 aus. Die Rotorinformation gelangt über den Reader 12 und den Speicher 16 zur Steuereinheit 20. Die Statorinformation gelangt vom Parameterspeicher 18 über den Speicher 16 ebenfalls zu der Steuereinheit 20. Die Steuereinheit 20 entscheidet anhand eines vorgegebenen Kriteriums, ob der betreffende Rotor überhaupt verwendet werden darf. Außerdem entscheidet sie, ob der Pumpenrotor 11 in Kombination mit dem jeweiligen Pumpenstator 10 zugelassen ist. Nur wenn beides der Fall ist, setzt die Steuereinheit 20 den Motor 21 in Betrieb, so dass die Vakuumpumpe laufen kann. Alternativ kann die Steuereinheit im Falle eines nicht optimalen Pumpenrotors gewisse Betriebsdaten herabsetzen, z. B. die Drehzahl auf 30%.At the request of the control unit 20 the transponder reads 14 the rotor information from the identity protection memory 25 out. The rotor information passes through the reader 12 and the memory 16 to the control unit 20 , The stator information comes from the parameter memory 18 over the store 16 also to the control unit 20 , The control unit 20 decides on the basis of a given criterion whether the rotor in question may be used at all. It also decides if the pump rotor 11 in combination with the respective pump stator 10 is allowed. Only if both is the case, the control unit continues 20 the engine 21 in operation, so that the vacuum pump can run. Alternatively, in the case of a non-optimal pump rotor, the controller may decrease certain operating data, e.g. For example, the speed is 30%.

Der Betrieb der Vakuumpumpe wird ferner unterbunden, wenn die in dem Speicher 16 gespeicherten Historien der Sensorwerte von Stator und Rotor ergeben, dass ein Betrieb von Stator oder Rotor unterbleiben oder mit verringerten Betriebsdaten erfolgen muss, beispielsweise weil eine neue Wartung ansteht.The operation of the vacuum pump is further inhibited when in the memory 16 Stored histories of the sensor values of the stator and rotor indicate that operation of the stator or rotor must be omitted or must be carried out with reduced operating data, for example because a new maintenance is pending.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - WO 2007/025854 A1 [0002, 0014] - WO 2007/025854 A1 [0002, 0014]

Claims (8)

Vakuumpumpe mit einem Pumpenrotor (11) und einem Pumpenstator (10), wobei der Pumpenrotor einen Transponder (14) mit einer Rotorantenne (15) und der Pumpenstator (10) einen Reader (12) mit einer Statorantenne (13) aufweist, zum Übertragen von Daten von dem Pumpenrotor zu dem Pumpenstator, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenrotor einen Identitätsschutzspeicher (25) enthält, in dem mindestens eine Rotorinformation gespeichert ist, die über den Transponder (14) zum Reader (12) übertragbar ist, und dass eine Steuereinheit (20) vorgesehen ist, die einen Betrieb der Vakuumpumpe nur zulässt, wenn die Rotorinformation ein vorgegebenes Kriterium erfüllt.Vacuum pump with a pump rotor ( 11 ) and a pump stator ( 10 ), wherein the pump rotor is a transponder ( 14 ) with a rotor antenna ( 15 ) and the pump stator ( 10 ) a reader ( 12 ) with a stator antenna ( 13 ) for transferring data from the pump rotor to the pump stator, characterized in that the pump rotor has an identity protection memory ( 25 ), in which at least one rotor information is stored, which via the transponder ( 14 ) to the reader ( 12 ) and that a control unit ( 20 ) is provided which allows operation of the vacuum pump only if the rotor information meets a predetermined criterion. Vakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenstator (10) einen Parameterspeicher (18) enthält, in dem mindestens eine Statorinformation gespeichert ist, und dass das vorgegebene Kriterium darin besteht, dass die Rotorinformation und die Statorinformation ein zuvor festgelegtes zugelassenes Informationspaar bilden.Vacuum pump according to claim 1, characterized in that the pump stator ( 10 ) a parameter memory ( 18 ), in which at least one stator information is stored, and that the predetermined criterion is that the rotor information and the stator information form a previously defined permitted information pair. Vakuumpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorinformation eine nur an einen Rotor vergebene einzigartige Information ist.Vacuum pump according to claim 1 or 2, characterized that the rotor information is unique to a rotor Information is. Vakuumpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorinformation den Rotortyp angibt.Vacuum pump according to claim 1 or 2, characterized that the rotor information indicates the rotor type. Vakuumpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorinformation eine nur an einen Stator vergebene einzigartige Information ist.Vacuum pump according to claim 2, characterized that the stator information is unique to a single stator Information is. Vakuumpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorinformation den Statortyp angibt.Vacuum pump according to claim 2, characterized that the stator information indicates the stator type. Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenstator und/oder der Pumpenrotor einen Speicher (16) enthält, der Verschleißparameter und/oder Information zur Restlebensdauer speichert und dass die Steuereinheit (20) den Betrieb der Vakuumpumpe nur zulässt, wenn der Pumpenstator (10) bzw. der Pumpenrotor (11), oder beide, ein vorgegebenes Verschleißmaß oder eine Schädigungsgrenze nicht überschreiten.Vacuum pump according to one of claims 1-6, characterized in that the pump stator and / or the pump rotor a memory ( 16 ) that stores wear parameter and / or information on the remaining service life and that the control unit ( 20 ) allows the operation of the vacuum pump only if the pump stator ( 10 ) or the pump rotor ( 11 ), or both, do not exceed a predetermined amount of wear or a damage limit. Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenstator und/oder der Pumpenrotor einen Speicher (16) enthält, der Verschleißparameter speichert und dass die Steuereinheit (20) nur einen Betrieb mit reduzierten Betriebsdaten zulässt, wenn der Pumpenstator (10) bzw. der Pumpenrotor (11), oder beide, ein vorgegebenes Verschleißmaß nicht überschreiten.Vacuum pump according to one of claims 1-7, characterized in that the pump stator and / or the pump rotor a memory ( 16 ), which stores wear parameters and that the control unit ( 20 ) only allows operation with reduced operating data if the pump stator ( 10 ) or the pump rotor ( 11 ), or both, do not exceed a predetermined amount of wear.
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