JP2004501307A - 振動ピストンポンプ - Google Patents

Abstract

本発明は、振動ピストンポンプ（１）、特に振動ピストン真空ポンプに関する。メンバが種々異なる最終圧力特性及び／又は種々異なる吸い込み能力を備えているポンプファミリを作るために、振動ピストンポンプが、同じ構造の複数のモジュール（２）から成っており、これらのモジュールが、顧客の要求に応じて並列にかつ／又は互いに前後に接続されていて、かつ、それぞれ振動ピストン駆動部を備えている、ということが提案される。

Description

【０００１】
本発明は振動ピストンポンプ、特に振動ピストン真空ポンプに関し、かつこの形式のポンプを運転する方法に関し、更にこの形式のポンプファミリを製作する方法に関する。
【０００２】
振動ピストンポンプはＤＥ ４１ ０２ ７１０ Ａ１から公知である。振動ピストンポンプはピストンを有しており、このピストンはシリンダ内で往復に動く。ピストンを包括する電磁的な手段を有しているリニアピストン駆動部あるいは振動ピストン駆動部がピストンの駆動に役立つ。
【０００３】
この形式のポンプが真空ポンプとして使用される場合には、ピストン外とうのためにかつシリンダのために材料を適当に選択すると、ポンプを乾式に、換言すれば潤滑剤なしに運転することができる。クランク軸駆動部がピストンのための駆動部として設けられているピストン真空ポンプにおいては、既にこの利点が利用されている。
【０００４】
真空ポンプにおいては、特定のポンプ原理により働く、複数の大きさ−搬送量−のポンプを、単段、多段に製作し、種々の最終圧力及び／又は吸い込み能力を備えたポンプに対する顧客の要求をカバーすることは、一般に普通行われていることである。このようなポンプファミリの開発及び製作は高価である。
【０００５】
本発明の根底をなす課題は、振動ピストンポンプ、特に振動ピストン真空ポンプにおいて、前述の比較的に高い開発費及び製作費が、幅広い吸い込み能力範囲及び／又は種々異なる最終圧力を備えたポンプファミリの作成のためにはもはや必要でないようにすることである。
【０００６】
本発明によれば、この課題は、このポンプ、特に真空ポンプが、同じ構造の複数のモジュールから成っており、これらのモジュールが、顧客の要求に応じて並列にかつ／又は互いに前後に接続されていて、かつ、それぞれ振動ピストン駆動部を備えていることによって、解決される。
【０００７】
この形式のポンプのためには、ピストン及びリニア駆動部を備えた単に１つのモジュールを開発しかつ製作することが必要である。この形式の振動ピストンポンプに、単個モジュールの達成可能な最終圧力よりも小さい最終圧力が望まれる場合には、これらのモジュールの複数を互いに前後に接続することができる。振動ピストンポンプに、単個モジュールの吸い込み能力よりも大きい吸い込み能力が望まれる場合には、これらのモジュールの複数を並列に接続して使用することができる。例えば単個モジュールが１．５ｍ３／ｈの吸い込み能力を有している場合には、２，３又は４のモジュールを並列接続することによって、３または４．５あるいは６ｍ３／ｈの吸い込み能力を有するポンプを製作することができる。別の利点は：
− 種々異なる最終圧力を備えたポンプと、幅広い吸い込み能力範囲とのために同じ部品を使用することであり、これによって、高められた生産個数ひいては費用の低下を達成することができる；
− 種々の変化形の使用： 並列に接続されたモジュール； 互いに前後に接続されたモジュール； 部分的に並列に、部分的に互いに前後に接続されたモジュール；
− 多数の同じ部分のために、貯蔵すべき単個部分の複雑さが減少せしめられている；
− 簡素化された代用部分システム並びに簡素化された保守作業が生じる；
− 要求の高い幾何学範囲におけるリニア駆動部テクノロジーを予測する必要性を放棄することができる。
【０００８】
要するに、単に１つのモジュールにより、種々異なる最終圧力及び／又は種々異なる吸い込み能力を有するメンバを備えたポンプファミリを作ることができる。モジュール自体はファミリのメンバである。モジュールは最高の最終圧力及び最少の吸い込み能力を有している。
【０００９】
本発明の別の利点及び細部は、図１〜１０に概略的に示した実施例によって説明する。
【００１０】
次に図面につき本発明の実施例を詳しく説明する。
【００１１】
図１〜４に示した、本発明によるポンプの構成は１で、その振動ピストンポンプのモジュールは２で示されている。モジュールは１つのレール３に（図１，２，４）、あるいは２つのレール４，５に固定されており、これらのレールは、一面では支持機能を有し、かつ、他面では通路を備えていて、これらの通路は、共通の入口通路として、共通の出口通路として、中間通路としてあるいはまた電気導線の受容に役立つ通路として使用することができる。
【００１２】
図１及び２は、３つのモジュール２を備えた実施例の図を示す。これらのモジュールは互いに上下にレール３に固定されていて、このレールは鉛直に配置されており、かつ、モジュール２の下側で延びている足部６を備えている。モジュール２の入口及び出口はそれぞれ、それらの両方の端面の１つに開口している。この端面をもって、モジュールはレール３に固定されている。
【００１３】
レール３は縦方向に延びている通路を備えている。これらの通路の１つは入口通路を形成しており、この入口通路により、モジュール２のすべての入口がシール作用をもって接続されている。第２の通路は出口通路を形成しており、この出口通路はモジュールのすべての出口と接続されている。底側で、入口通路及び出口通路は閉じられている。レール３の上方の端面の範囲内で、レールは接続短管７，８を備えている。入口通路に所属している短管７は本発明によるポンプ１の入口９を形成しており、出口通路に所属している短管８は出口１０を形成している。
【００１４】
図１及び２に示したポンプ１の構成は３つのモジュール２を有している。それらの吸い込み能力は、同じ構造の単個モジュールの吸い込み能力の合計に等しい。異なった吸い込み能力を備えたこの形式のポンプ１を製作する場合、モジュール２の数を相応して変化させることができる。
【００１５】
図３に示した構成では、モジュール２は２つのレール４，５に固定されている。これらのレールは共通の足部６を介して支えられている。この形式の構成では、第１のレール４は入口通路を、かつ、第２のレール５は出口通路を受容している。この前提となることは、モジュール２の入口及び出口が異なった端面にあることである。レール５は接続短管８を備えた出口通路を含んでおり、接続短管は出口１０を形成している。
【００１６】
図３に示した実施例では、両方のモジュール２に、高圧真空ポンプ１２（例えば、ターボ分子ポンプ、分子ポンプ、コンパウンドポンプのような摩擦真空ポンプ）が前接続されている。この高圧真空ポンプはレール４に固定されている。その出口はレール４内の入口通路と接続している。この場合、入口通路はレール４の両方の端面に接続されている。高圧真空ポンプ１２の入口短管１３は、図３に示したポンプシステムの入口９を形成している。
【００１７】
図３はなお例として、複数又はすべてのポンプ２，１２に共通の供給及び／又は制御及び／又は表示装置１４がレール４，５の一方に固定できることを示している。レール４，５内にある通路によって、必要な導線を導くことができる。すべてのポンプに共通な、前述の形式の装置１４は、図１，２又は４に示した、単に１つのレール３だけを備えたポンプ１においても存在することができ、かつ、このレール３に固定しておくことができる。モジュール２に共通の制御装置１４によって、特に偶数のモジュール２を備えたポンプ１を、振動なしに運転することが可能である。本発明によればこのことは、モジュール２のピストンが対をなして同じ周波数でかつ互いに逆向きの運動方向で運転されることによって、行われる。
【００１８】
図４はやはり２つの振動ピストンポンプのモジュール２と１つの高圧真空ポンプ１２とを備えた構成を示す。図３に対して異なっている点は、単に１つのレール３だけが設けられており、このレール内で共通の入口通路及び共通の出口通路があることである。入口通路は両側で閉じられている。高圧真空ポンプ１２の入口短管はポンプ１の入口９を形成している。出口通路は、端面側の出口短管８に接続しており、この出口短管はポンプ１の出口１０を形成している。図３に対して異なっている点は、更になお、レール３が走行可能な、ハンドグリップ１６を備えた下部構造体１５に−ここでは２輪手押し車の形式のものに−支えられていることである。最後に図４においては、装置１４は示されていない。
【００１９】
図５，６及び７は、振動ピストンポンプのモジュール２のための１実施例の構造を概略的に示す。図５，６は、モジュール２の、互いに垂直な長手方向断面図であり、一面ではレール３を側面図で（図５）、かつ、他面では断面図で示す（図６）。図７は、図５，６に示したモジュール２の、ＶＩＩ−ＶＩＩ線の高さにおける断面図である。
【００２０】
図５〜７においては、中央に配置されたピストンは２１で示されている。ピストン２１はシリンダ区分２２，２３内で案内されており、これらのシリンダ区分は中央で互いに間隔をおいている。ピストン２１は中央に永久磁石リング２４を支持している。このリング２４は、ステータ２７の構造部分である永久磁石リング２５，２６の間にある。リング２４とリング２５，２６との間の間隔の合計は、ピストン運動の振幅に等しい。ステータ２７の別の構造部分は継鉄構造部分２８であり、これはコイル２９を含み、かつ、永久磁石リング２４，２５，２６に所属せしめられている。
【００２１】
ステータ２７を取り囲む第１のケーシング３１と共に、モジュール２は回転対称的に構成されている。ピストン２１の端面の領域において、ケーシング３１は圧縮室３２及び３３を形成している。圧縮室３２，３３と並んで、それぞれ１つのガス入口室３４若しくは３５がある。シリンダ区分２２，２３内の入口スリット３６若しくは３７を介して、ガス入口室はその都度の圧縮室３２若しくは３３内に開口している。ピストン運動は、入口スリット３６，３７の開閉を生ぜしめる。
【００２２】
圧縮室３２，３３には、端面側でそれぞれ１つの出口弁４１若しくは４２が所属せしめられており、これらの出口弁はやはりピストン２１により操作される。出口弁は、第２の外方のケーシング４５内に形成されている出口室４３，４４内にあり、第２のケーシングは第１のケーシング３１を受容している。この形式の出口弁は単にＤＥ １９６ ３４５ １７ Ａ１だけから公知である。弾性的にあるいは可とう性に懸架されている弁皿４６はピストン２１により操作される。図示の実施例では、ピストン２１の端面は側方で突起４７を備えており、これらの突起は、可とう性に構成された、出口室４３，４４の中央に固定されている弁皿４６の外方の縁を持ち上げる。
【００２３】
特に図７は、外方のケーシング４５が横断面をほぼだ円形に構成されていることを、認識させる。このケーシングは、回転対称的に構成されたリニア駆動部をケーシング３１内に含んでいる。より厚いケーシング壁を備えた、互いに向き合っている範囲内には、一面では入口孔５１が、かつ、他面では出口孔５２がある。これらの孔はピストン２１に対して平行に延びている。入口孔５１は側方の孔５３を介してガス入口室３４，３５と接続している。出口室４３，４４は側方の孔５４を介して出口孔５２と接続している。
【００２４】
図示の構成では、両方の孔５１，５２はモジュール２の両方の端面の一方内に開口しており（特に図６参照）、かつ、モジュール２の入口５５若しくは出口５６を形成している。この端面に、レール３が所属せしめられている。レール３内には、入口通路５７があり、この入口通路はモジュール２の入口５５とシール作用をもって接続している。モジュール２の出口５６の高さのところには、レール３の出口通路５８があり、出口と出口通路とはやはり、−個々に図示していない手段、例えば機械的な手段あるいは接着剤をを介して−互いにシール作用をもって接続されている。入口通路５７及び出口通路５８は図７においては破線で示されている。
【００２５】
レール３内の別の通路５９は図６に示されている。これらの通路は電気導線、例えばリニア駆動部の給電に役立つ導線を受容するのに役立つ。モジュール２並びに−存在している場合には−高圧真空ポンプ１２を共通の供給、表示及び制御装置（図３）と接続することも、これらの別の通路を介して行うことができる。
【００２６】
図８〜１０はモジュール２の接続に関して可能な変化形を示す。
【００２７】
図８ａ，ｂに示した解決策では、すべてのモジュール２は並列に接続されている。有利にはこのことは、モジュールが２段に構成されている場合に（図５，６）、モジュール２内に存在している段に対しても当てはまることである。端面側でモジュール２の入口５５はレール３内の共通の入口通路５７内に開口している（図８ｂ）。出口５６は共通の出口通路５８内に開口している。
【００２８】
図９ａ，９ｂに示した構成では、すべてのモジュール２が互いに前後に（直列に）接続されており、例えばＤＥ １９９ １７ ５６０．８に記載されているように、モジュール２内に存在している段も互いに前後に接続されている。レール３（図９ｂ）内の入口通路５７は第１のモジュール２の入口５５までしか達していない。中間通路６１はそれぞれ１つのモジュール２の出口５６を次のモジュール２の入口５５と接続している。最後のモジュール２の出口５６は出口通路５８′と接続しており、これは例えば別個に（図６も参照、破線で示された補足部）レール３内に設けられている。
【００２９】
図１０ａ，ｂは、最初の２つのモジュール２は並列に、次の２つのモジュール２は互いに前後に接続されている解決策（図１０ａ）を示す。通路５７，５８，５８′，６１のレール３内での所属の配置は図１０ｂが示す。
【００３０】
本発明によるポンプ１のこれまで説明したモジュール２はピストン２１の両方の端面に圧縮室３２，３３を有している。本発明の範囲内で、単に１つの、若しくは２つよりも多い圧縮室を有しているモジュールを使用することもできる。後者のモジュールはＥＰ ６０７ ６８７ Ａ２から公知である。この文献に記載されているピストンポンプはもちろんクランク駆動部を備えている。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明によるポンプの実施形を示した図である。
【図２】
本発明によるポンプの実施形を示した図である。
【図３】
本発明によるポンプの実施形を示した図である。
【図４】
本発明によるポンプの実施形を示した図である。
【図５】
本発明によるポンプの単個モジュールの断面図を示す。
【図６】
本発明によるポンプの単個モジュールの断面図を示す。
【図７】
本発明によるポンプの単個モジュールの断面図を示す。
【図８ａ】
可能な変化形の概略図を示す。
【図８ｂ】
可能な変化形の概略図を示す。
【図９ａ】
可能な変化形の概略図を示す。
【図９ｂ】
可能な変化形の概略図を示す。
【図１０ａ】
可能な変化形の概略図を示す。
【図１０ｂ】
可能な変化形の概略図を示す。
【符号の説明】
１ ポンプ、 ２ 振動ピストンポンプのモジュール、 ３ レール、 ４ レール、 ５ レール、 ６ 足部、 ７ 接続短管、 ８ 接続短管、 ９ 入口、 １０ 出口、 １２ 高圧真空ポンプ、 １３ 入口短管、 １４ 供給及び／又は制御及び／又は表示装置、 １５ 下部構造部分、 １６ ハンドル、 ２１ ピストン、 ２２ シリンダ区分、 ２３ シリンダ区分、 ２４ 永久磁石リング、 ２５ 永久磁石リング、 ２６ 永久磁石リング、 ２７ ステータ、 ２８ 継鉄構造部分、 ２９ コイル、 ３１ 第１のケーシング、 ３２ 圧縮室、 ３３ 圧縮室、 ３４ ガス入口室、 ３５ ガス入口室、 ３６ 入口スリット、 ３７ 入口スリット、 ４１ 出口弁、 ４２ 出口弁、 ４３ 出口室、 ４４ 出口室、 ４５ 第２のケーシング、 ４６ 弁皿、 ４７ 突起、 ５１ 入口孔、 ５２ 出口孔、 ５３ 孔、 ５４ 孔、 ５５ 入口、 ５６ 出口、 ５７ 入口通路、 ５８ 出口通路、 ５８′ 出口通路、 ５９ 通路、 ６１ 中間通路

Claims (18)

1. 振動ピストンポンプ（１）、特に振動ピストン真空ポンプにおいて、
   当該振動ピストンポンプが、同じ構造の複数のモジュール（２）から成っており、これらのモジュールが、顧客の要求に応じて並列にかつ／又は互いに前後に接続されていて、かつ、それぞれ振動ピストン駆動部を備えていることを特徴とする、振動ピストンポンプ。
2. 振動ピストンポンプの複数のモジュール（２）が、共通に、１つのレール（３）に固定されている、請求項１記載のポンプ。
3. 振動ピストンポンプの複数のモジュール（２）の入口（５５）及び出口（５６）が、両方のモジュール端面の一方の領域にあり、モジュール（２）が、該端面でレール（３）に固定されており、並列に接続されたモジュール（２）では、レール内にそれぞれ共通の入口通路（５７）及び共通の出口通路（５８）があり、入口通路の開口がポンプ（１）の入口（９）を形成していて、出口通路の開口がポンプ（１）の出口（１０）を形成している、請求項２記載のポンプ。
4. レール（３）内に複数の中間通路（６１）が存在しており、これらの中間通路が、互いに前後に接続されたモジュール（２）では、１つのモジュール（２）の出口（５６）を次のモジュール（２）の入口（５５）と接続している、請求項２記載のポンプ。
5. 振動ピストンポンプの複数のモジュール（２）の端面の一方が、それぞれ入口（５５）を備えていて、かつ、他方の端面がそれぞれ出口（５６）を備えており、２つのレール（４，５）が存在しており、これらのレールのうち、一方のレールが共通の入口通路（５７）を備えていて、他方のレールが共通の出口通路（５８）を備えている、請求項２記載のポンプ。
6. レール（３，４，５）が、支持機能を有している、請求項２から５までのいずれか１項に記載のポンプ。
7. レール（３，４，５）が、フレーム又は台車（１５，１６）などの構造部分である、請求項２から６までのいずれか１項に記載のポンプ。
8. レール（３，４，５）が、別の通路（５９）を備えており、これらの別の通路が電気導線の受容に役立つ、請求項２から７までのいずれか１項に記載のポンプ。
9. レール（３，４，５）が、押し出しプレス成形部分により形成されている、請求項２から８までのいずれか１項に記載のポンプ。
10. モジュール（２）内に２つ又は３つ以上のポンプ段があり、これらのポンプ段が、顧客の要求に応じて並列にあるいは互いに前後に接続されている、請求項１から９までのいずれか１項に記載のポンプ。
11. 振動ピストンポンプに高圧真空ポンプ（１２）が前接続されており、該高圧ポンプ（１２）の入口が、ポンプシステムの入口（９）を形成している、請求項１から１０までのいずれか１項に記載のポンプ。
12. 高圧真空ポンプ（１２）が、やはりレール（３）若しくはレール（４，５）の１つに固定されている、請求項１０記載のポンプ。
13. 振動ピストンポンプ（１）及び場合により存在している高圧真空ポンプ（１２）のすべてのモジュール（２）が、共通の供給及び／又は表示及び／又は制御装置（１４）を備えている、請求項１から１２までのいずれか１項に記載のポンプ。
14. モジュール（２）が、外方のケーシング（４５）を備えており、該ケーシング内に、ピストン（２１）に対して平行に延びる孔（５１，５２）があり、これらの孔の１つが入口孔を形成していて、別の孔が出口孔を形成している、請求項１から１３までのいずれか１項に記載のポンプ。
15. 外方のケーシング（４５）が、だ円形に構成されており、孔（５１，５２）のそれぞれ１つが、より大きい壁厚を備えた領域内にある、請求項１２記載のポンプ。
16. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載のポンプ（１）を運転する方法において、
    ポンプモジュール（２）の振動ピストン（２１）が対をなして逆向きの運動を行うように、個々のモジュール（２）のリニア駆動部を制御することを特徴とする、振動ピストンポンプの運転法。
17. 種々の吸い込み能力を備えている振動ピストンポンプ（１）、特に振動ピストン真空ポンプを製作する方法において、
    振動ピストンポンプの、同じ構造の複数のモジュール（２）を並列にかつ／又は互いに前後に接続し、吸い込み能力の合計が所望の吸い込み能力に相応するか、若しくは最終圧力が所望の最終圧力に相応するように、並列にかつ／又は互いに前後に接続されたモジュールの数を選ぶことを特徴とする、振動ピストンポンプの製作方法。
18. モジュールを、互いに並んで又は互いに上下に共通のレール（３）又は２つのレール（４，５）に取り付け、モジュール（２）の入口開口（５５）を共通の入口通路（５７）にシール作用をもって接続し、かつ、モジュール（２）の出口開口（５６）を共通の出口通路（５８）にシール作用をもって接続する、請求項１７記載の方法。