DE10222130B4 - Verfahren zur Erzeugung eines Vakuums - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Erzeugung eines Vakuums mittels einer Vakuumpumpe, die einen drehzahlumschaltbaren Pumpantrieb hat, wobei der Pumpantrieb in einer ersten Saugstufe mit erhöhter Drehzahl betrieben wird und wobei der Pumpantrieb nach einem vorgegebenen Zeitintervall in eine zweite Saugstufe umgeschaltet wird, in welcher zweiten Saugstufe der Pumpantrieb eine demgegenüber verminderte Drehzahl hat, bei welcher Drehzahl die Vakuumpumpe das niedrigste Endvakuum erreicht.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Vakuums mittels einer Vakuumpumpe.
• Aus der DE 198 16 241 C1 ist bereits eine Vakuumpumpe bekannt, die einen Pumpenantrieb hat, dessen Drehzahl mittels eines Mikroprozessors in Abhängigkeit vom Ansaugdruck selbständig derart variiert werden kann, dass die Drehzahl des Pumpenantriebs auf einen Minimalwert des Ansaugdrucks eingeregelt wird, bei dem das niedrigste Endvakuum erreicht wird. Diesem Stand der Technik liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei Membran- und Kolbenpumpen eine Erhöhung der Drehzahl zunächst eine Zunahme des erreichbaren Enddrucks bewirkt, – dass aber der Enddruck dann einen Minimalwert erreicht und anschließend bei einer weiteren Zunahme der Drehzahl wieder zunimmt. Das Endvakuum nimmt also nicht kontinuierlich zu, sondern geht bei vergleichsweise niedriger Drehzahl durch ein Minimum, bei dem ein bestes Endvakuum erreicht wird. Die zum Stand der Technik zählende Vakuumpumpe gemäß der DE 198 16 241 C1 hat jedoch den Nachteil, dass der zur Drehzahlanpassung erforderliche Mikroprozessor sowie das damit in Steuerverbindung stehende Druckmessorgan einen nicht unerheblichen Aufwand erfordern. Zudem wird bei diesem Stand der Technik der zum Erreichen des niedrigsten Enddrucks erforderliche Zeitaufwand völlig vernachlässigt.
• Es besteht daher insbesondere die Aufgabe, ein Verfahren zur Erzeugung eines Vakuums zu schaffen, bei dem sich mit geringstem technischen Aufwand rasch das bestmögliche Endvakuum erreichen lässt.
• Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht bei dem Verfahren der eingangs erwähnten Art insbesondere darin, dass die verwendete Vakuumpumpe einen drehzahlumschaltbaren Pumpantrieb hat, wobei der Pumpantrieb in einer ersten Saugstufe mit erhöhter Drehzahl betrieben wird und wobei der Pumpantrieb nach einem Zeitintervall in eine zweite Saugstufe umgeschaltet wird, in welcher zweiten Saugstufe der Pumpantrieb eine demgegenüber verminderte Drehzahl hat, bei welcher Drehzahl die Vakuumpumpe das niedrigste Endvakuum erreicht.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich der niedrigste Enddruck nur erreichen lässt, wenn die Einlass- und Auslassventile perfekt arbeiten und sich in ihren Öffnungs- und Schließzeiten nicht überschneiden. Ein solches Überschneiden der Ventilöffnungs- und -schließzeiten wird vermieden, wenn die Eigenfrequenz der Ventile mit den Ansaug- und Ausstoßhüben der Pumpe übereinstimmt. Dabei können aufgrund der aus Fertigungsgründen notwendigen Masse des Ventils – je nach Leistungsgröße – bestimmte Drehzahlen nicht überschritten werden. Bei höheren Drehzahlen können aber trotz Ventilzeitenüberschneidungen größere Fördermengen erzielt werden. Die vorliegende Erfindung sieht nun vor, dass die Vakuumpumpe in einer ersten Saugstufe mit einer erhöhten Drehzahl betrieben wird und dass der Pumpantrieb anschließend in eine zweite Saugstufe mit einer demgegenüber verminderten Drehzahl umgeschaltet wird, bei welcher verminderten Drehzahl die Vakuumpumpe das niedrigste Endvakuum erreicht.
• Der Auspumpvorgang wird also mittels einer ersten Saugstufe begonnen, bei der die verwendete Membran- oder Kolbenpumpe bei hoher Drehzahl die höchste Fördermenge bewegen kann. Nach einem vorgegebenen Zeitintervall kann die Drehzahl der verwendeten Vakuumpumpe dann auf den für die Ventilfunktion optimalen Wert umgeschaltet und abgesenkt werden.
• In der zweiten Saugstufe wird die verminderte Drehzahl des Pumpantriebs so gewählt, dass sie bei der betreffenden Pumpentype den niedrigsten Enddruck erwarten lässt. Da der Pumpantrieb nur zwischen zwei Drehzahlbereichen umgeschaltet werden muss, ist eine aufwendige mikroprozessorgesteuerte Drehzahlsteuerung nicht zwingend erforderlich.
• Der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verbundene Aufwand wird noch zusätzlich reduziert, wenn der Pumpantrieb zwischen der ersten und der zweiten Saugstufe mittels Zeitgliedes umschaltbar ist. Stattdessen kann der Pumpantrieb aber auch mittels eines Schalters vom Anwender manuell zwischen der ersten und der zweiten Saugstufe umgeschaltet werden.
• Die Drehzahlsteuerung kann mechanisch beispielsweise durch eine Keilriemenübersetzung mit variablem Keilriemenscheibendurch messer erfolgen. Bevorzugt wird jedoch eine elektronische Drehzahlsteuerung.
• Vorteilhaft kann es sein, wenn der Pumpantrieb als Wechselstrommotor ausgebildet ist und wenn zur Drehzahlsteuerung des Pumpantriebs ein Frequenzumrichter vorgesehen ist. Möglich ist aber auch, dass der Pumpantrieb als Gleichstrommotor ausgebildet ist und dass zur Drehzahlveränderung des Pumpantriebs eine Spannungsreduzierung vorgesehen ist.
• Um das für die erste Saugstufe zur Verfügung stehende Zeitintervall verändern und beispielsweise bei einem größeren Vakuumbehälter derart verlängern zu können, bis rasch ein bestmögliches Endvakuum erreicht wird, ist es vorteilhaft, wenn das Zeitintervall für die erste Saugstufe mittels eines verstellbaren Zeitgliedes variierbar ist.
• Die vorliegende Erfindung ist bei allen ventilgesteuerten Membran- oder Kolbenpumpen einsetzbar. Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung lässt sich mit vergleichsweise geringem technischen Aufwand rasch das bestmögliche Endvakuum erreichen.

Claims (1)

1. Verfahren zur Erzeugung eines Vakuums mittels einer Vakuumpumpe, die einen drehzahlumschaltbaren Pumpantrieb hat, wobei der Pumpantrieb in einer ersten Saugstufe mit erhöhter Drehzahl betrieben wird und wobei der Pumpantrieb nach einem vorgegebenen Zeitintervall in eine zweite Saugstufe umgeschaltet wird, in welcher zweiten Saugstufe der Pumpantrieb eine demgegenüber verminderte Drehzahl hat, bei welcher Drehzahl die Vakuumpumpe das niedrigste Endvakuum erreicht.