DE20307327U1

DE20307327U1 - Kolbenvakuumpumpenserie

Info

Publication number: DE20307327U1
Application number: DE20307327U
Authority: DE
Original assignee: Leybold Vakuum GmbH
Current assignee: Leybold GmbH
Priority date: 2003-05-10
Filing date: 2003-05-10
Publication date: 2004-09-23
Anticipated expiration: 2013-05-11

Abstract

Kolbenvakuumpumpenserie mit mehreren Pumpen, die jeweils ein Pumpengehäuse (11), mindestens eine im Pumpengehäuse enthaltene Kolbenlaufbuchse (23,24) und einen in der Kolbenlaufbuchse geführten angetriebenen Kolben (25) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpen derselben Serie gleiche Pumpengehäuse (11) aufweisen und sich durch die Kolbengröße und die Wandstärke der Kolbenlaufbuchsen (23,24) unterscheiden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenvakuumpumpenserie mit mehreren Pumpen, die jeweils ein Pumpengehäuse, mindestens eine im Pumpengehäuse enthaltene Kolbenlaufbuchse und einen in der Kolbenlaufbuchse geführten angetriebenen Kolben aufweisen.
Kolbenvakuumpumpen dieser Art sind beispielsweise beschrieben in WO 00/63555 und DE 101 27 082 A1 . Das Pumpengehäuse enthält mindestens eine Kolbenlaufbuchse, in der ein angetriebener Kolben bewegbar ist. Der Kolbenantrieb erfolgt zumeist berührungslos durch eine periodisch umsteuerbare Magnetanordnung in der Weise, dass der Kolben eine hin- und hergehende Linearbewegung ausführt. Zu beiden Enden eines Doppelkolbens sind Einlassräume angeordnet, die durch ein Rückschlagventil mit einem Auslassraum verbunden sind. Mit einer mehrstufigen Pumpe, deren Stufen hintereinander geschaltet sind, kann ein hohes Vakuum erzeugt werden.
Eine Pumpenserie umfasst Pumpen mit unterschiedlichen Kolbendurchmessern. Dies liegt daran, dass die einzelnen Pumpen für unterschiedliche Fördermengen ausgelegt sind und auch für unterschiedliche Druckdifferenzen. Der Kolbendurchmesser bestimmt die Größe und das Format der Kolbenlaufbuchse und deren Bauform hat wiederum Einfluss auf die Größe der umgebenden Gehäuseteile. Folglich ist jeder Typ von Kolbenvakuumpumpe einer Pumpenserie eine individuelle Konstruktion aus eigens dafür gefertigten Komponenten. Hierdurch werden sowohl die Konstruktion als auch die Herstellung und insbesondere die Lagerhaltung für eine solche Pumpenserie mit unterschiedlichen Kolbengrößen sehr aufwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kolbenvakuumpumpenserie zu schaffen, deren einzelne Pumpengrößen aus weitgehend standardisierten Gleichteilen zusammengesetzt sind.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Hiernach haben die Pumpen derselben Serie gleiche Pumpengehäuse und sie unterscheiden sich durch die Kolbengröße und die Wandstärke der Kolbenlaufbuchsen.
Eine Pumpenserie ist dadurch charakterisiert, dass sie mindestens zwei Pumpen mit unterschiedlichen Kolbendurchmessern umfasst. Die Pumpen können separat ausgeführt und angeordnet sein, es kann sich jedoch auch um baulich zusammengefasste Pumpen handeln, beispielsweise um Doppelkolbenpumpen oder um zusammengesetzte Doppelkolbenpumpen.
Die Erfindung verringert die Typenvielfalt der für eine Pumpenserie benötigten Bauteile. Diese wird reduziert auf Kolben und Kolbenlaufbuchsen. Die Gehäuse und die wesentlichen anderen Komponenten können als standardisierte Gleichteile ausgebildet sein. Insbesondere kann auch die Elektronik für alle Pumpentypen gleich sein. Darüber hinaus kann das Gehäuse so ausgebildet sein, dass mehrere Pumpengehäuse hintereinandergesetzt werden können.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Pumpengehäuse einen Doppelkolben enthält, der mit jedem seiner Enden einen Einlassraum begrenzt und dass jede Kolbenhälfte des Doppelkolbens in einer eigenen Kolbenlaufbuchse geführt ist. Die Kolbenlaufbuchsen können von den entgegengesetzten Enden eines zentralen Gehäuseteils her eingesetzt werden. Ihre Montage erfolgt durch bloßes Einschieben, wozu keine Schraubvorgänge durchgeführt werden müssen.
Das Pumpengehäuse kann ein zentrales Gehäuseteil mit einer durchgehenden Bohrung aufweisen, das an entgegengesetzten Seiten mit einem Deckel verschlossen ist, wobei die Bohrung von entgegengesetzten Enden her Kolbenlaufbuchsen enthält.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist bei einer Doppelkolbenpumpe das Gehäuse aus zwei gleichen axial zusammengesetzten Gehäusehälfte gebildet. Hierdurch kann innerhalb einer Doppelpumpe eine zusätzliche Standardisierung der Gehäusebauteile erfolgen.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die einzige Figur der Zeichnung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
In der Zeichnung ist ein Längsschnitt durch mehrere baulich miteinander vereinigte Kolbenvakuumpumpen dargestellt.
Bei dem Ausführungsbeispiel sind zwei Vakuumpumpen 10 und 10a vorhanden, von denen jede eine Doppelkolbenpumpe darstellt. Beide Pumpen 10 und 10a sind einander grundsätzlich gleich. Die bestehenden Unterschiede werden später erläutert. Zunächst wird nur die Kolbenvakuumpumpe 10 beschrieben.
Die Kolbenvakuumpumpe 10 weist ein Pumpengehäuse 11 auf, dessen zentraler Gehäuseteil 12 aus zwei gegeneinandergesetzten einander gleichen Blöcken 13 und 14 besteht. Die Blöcke bilden eine axial durchgehende Bohrung 15. Die Bohrung 15 ist von einem ringförmigen Hohlraum 16 umgeben, der eine Magnetanordnung 17 mit zwei axial beabstandeten Spulen 18, 19 und einem magnetischen Joch 20 aufweist. An dem Joch 20 sind Permanentmagnete 21,22 befestigt, die einen Magnetspalt begrenzen.
In die Bohrung 15 sind von entgegengesetzten Seiten her Kolbenlaufbuchsen 23 und 24 eingesetzt. Die inneren Enden der Kolbenlaufbuchsen haben einen gegenseitigen Abstand. An den äußeren Enden befindet sich jeweils ein Flansch 23' bzw. 24', der in einer Vertiefung der Stirnseite des betreffenden Blocks 13 bzw. 14 versenkt ist. In den Kolbenlaufbuchsen ist ein Doppelkolben 25 geführt, der aus zwei miteinander verbundenen Kolbenteilen 26 und 27 besteht. An der Verbindungsstelle der beiden Kolbenteile befindet sich ein ringförmiger Permanentmagnet 28, der nach außen absteht und in den Spalt zwischen den Permanentmagneten 21 und 22 hineinragt.
Durch abwechselndes Ummagnetisieren der Spulen 18 und 19 wird der Permanentmagnet 28 hin- und herbewegt, wodurch der Doppelkolben 25 linear bewegt wird.
Die Flansche 23' und 24' dienen jeweils als Stützelement eines Rückschlagventils 29 bzw. 30. Jedes Rückschlagventil begrenzt zusammen mit dem betreffenden Kolbenende einen Einlassraum 31, der mit dem zugehörigen Einlass 32 durch Bohrungen 33 der Kolbenlaufbuchse verbunden ist. Das Rückschlagventil 29 bzw. 30 öffnet in einen Auslassraum 34 hinein. Der Auslassraum 34 befindet sich im Innern eines Deckels 35 bzw. 36, der sich in axialer Richtung an den betreffenden Block 13 bzw. 14 anschließt und das Gehäuse nach außen abschließt. Der Deckel 35 dient auch dazu, den Flansch 23' bzw. 24' in der jeweiligen Ausnehmung des Blockes 13,14 festzuhalten und zu sichern. Die Deckel 35 und 36 an den entgegengesetzten Enden der Doppelkolbenpumpe 10 sind baugleich. Sie können also gegeneinander ausgewechselt werden.
Jeder Block 13,14 enthält an seinem äußeren Ende eine Innenringnut 41, die mit den Bohrungen 33 kommuniziert und über einen Durchlass 37 mit dem Einlass 32 verbunden ist.
Der Kolben 25 läuft in den Kolbenlaufbuchsen 23,24 ohne ein öliges Schmiermittel. Der Kolbengrundkörper besteht vorzugsweise aus Aluminium. Die Kolbenmantelfläche, die mit der Kolbenlaufbuchse in Berührung kommen kann, kann ganz oder teilweise mit einer gut gleitenden Schicht überzogen sein.
Die Frontseiten des Kolbens können mit einer Schutzschicht beschichtet sein.
Während des Betriebes werden abwechselnd die beiden Einlassräume 31 vergrößert und verkleinert, wobei Gas aus dem Einlassraum 31 in den entsprechenden Auslassraum 34 hineingedrückt wird. Dieser ist mit einem (nicht dargestellten) Auslass versehen.
Beim Betrieb können die Einlässe 32 untereinander verbunden werden und auch die Auslassräume 34 können miteinander verbunden sein.
Die Doppelkolbenpumpe 10a, die baugleich mit der ersten Pumpe 10 ausgebildet ist, schließt sich axial an die erste Pumpe 10 an. Sie kann eine nachgeordnete Pumpenstufe bilden, die Gas von höherer Dichte pumpt. Bei der Pumpe 10a ist das Gehäuse 11 identisch zu demjenigen der Pumpe 10. Dies bedeutet, dass die Blöcke 13 und 14 und die Deckel 35,36 in gleicher Weise ausgebildet sind wie bei der Pumpe 10. Unterschiedlich sind der Kolben 25a und die Kolbenlaufbuchsen 23a und 24a. Der Doppelkolben 25a mit den beiden Kolbenteilen 26a und 27a hat einen geringeren Durchmesser als der Doppelkolben 25, jedoch ist der mittlere Kragen mit dem Permanentmagneten 28 von gleicher Größe. Die Kolbenlaufbuchsen 23a und 24a, die in die Bohrung 15 eingepasst sind, haben eine wesentlich größere Wandstärke, so dass sie den Raum zwischen der Bohrung 15 und der Umfangsfläche des betreffenden Kolbens 26a bzw. 27a ausfüllen. Zwischen dem dickwandigen Bereich der Kolbenlaufbuchse 23a,24a und dem Flansch 23',24' befindet sich ein nach außen offener Ringraum 40, der mit den Bohrungen 33 und 37 in Verbindung steht.
Es ist möglich, die Auslässe der Pumpeneinheit 10 mit dem Einlass 32 der linken Pumpenhälfte der Doppelpumpe 10a zu verbinden und den linken Auslassraum 34 der Pumpeneinheit 10a mit dem rechten Einlass 32 derselben Pumpeneinheit zu verbinden. Der rechte Auslassraum 34 bildet dann den Auslass der Gesamtpumpe.

Claims

Kolbenvakuumpumpenserie mit mehreren Pumpen, die jeweils ein Pumpengehäuse (11), mindestens eine im Pumpengehäuse enthaltene Kolbenlaufbuchse (23,24) und einen in der Kolbenlaufbuchse geführten angetriebenen Kolben (25) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpen derselben Serie gleiche Pumpengehäuse (11) aufweisen und sich durch die Kolbengröße und die Wandstärke der Kolbenlaufbuchsen (23,24) unterscheiden.
Kolbenvakuumpumpenserie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pumpengehäuse (11) einen Doppelkolben (25) enthält, der mit jedem seiner Enden einen Einlassraum (31) begrenzt und dass jede Kolbenhälfte des Doppelkolbens in einer eigenen Kolbenlaufbuchse (23,24) geführt ist.
Kolbenvakuumpumpenserie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse (11) ein zentrales Gehäuseteil (12) mit einer durchgehenden Bohrung (15) aufweist, das an entgegengesetzten Enden mit einem Deckel (35,36) verschlossen ist, wobei die Bohrung (15) von entgegengesetzten Seiten her Kolbenlaufbuchsen (23,24) enthält.
Kolbenvakuumpumpenserie nach einem der Ansprüche 13, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kolbenlaufbuchse (23,24) einen Flansch (23',24') aufweist, der zwischen einem zen tralen Gehäuseteil (12) und einem Deckel (35,36) abdichtend eingespannt ist.
Kolbenvakuumpumpenserie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (23',24') ein Stützorgan für ein Rückschlagventil (29,30) bildet.
Kolbenvakuumpumpenserie nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Doppelkolbenpumpe das Gehäuse (11) zwei gleiche axial zusammengesetzte Gehäusehälften (13,35;14,36) aufweist.
Kolbenvakuumpumpenserie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zentrale Gehäuseteil (12) aus zwei gleichen Blöcken (13,14) besteht, die axial gegeneinander gesetzt sind.