Die Erfindung bezieht sich auf eine ölgedichtete Vakuumpumpe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Beim Betrieb von Vakuumpumpen besteht generell das Bedürfnis, daß sowohl bei einem beabsichtigten als auch bei einem unbeabsichtigten Anhalten der Pumpe der an den Einlaßstutzen angeschlossene Rezipient nicht belüftet wird. Vielfach bekannt sind im Einlaßstutzen eingebaute Ventile (Saugstutzenventile) , die beispielsweise über Fliehkraftschalter oder sich beim Anhalten der Pumpe ändernde Drücke (Öldruck, Auslaßdruck) gesteuert werden.
Bei Vakuumpumpen der eingangs erwähnten Art sind Saugstutzenventile nicht erforderlich. Sie werden derart betrieben, daß bei einer Stromabschaltung - beabsichtigt oder nicht - das im Auslaß befindliche Ventil, üblicherweise ein Rückschlagventil, sowie das in der Ölzuführungsleitung befindliche Ventil, üblicherweise ein Magnetventil, schließen. Dadurch ist der Schöpfraum der Vakuumpumpe dicht abgeschlossen, so daß das Vakuum im Schöpfraum der Vakuumpumpe und damit auch im Rezipienten bei einer Stromabschaltung aufrecht erhalten bleibt.
Tritt jedoch der Fall ein, daß der Rotor der Pumpe blokkiert, z.B. nach einem Schieberbruch oder nach einem Fressen des Rotors, ohne daß dieser Vorgang zunächst mit einem Stromausfall verbunden ist, dann bleibt das in der Ölzuführungsleitung befindliche Ventil offen. Über dieses Ventil gelangt Pumpenöl in den Schöpfraum und damit auch in den unter Vakuum stehenden Rezipienten. Die Folgen sind nicht nur eine Druckerhöhung im Rezipienten sondern auch eine Ölverseuchung des Rezipientens und der darin befindlichen Gegenstände.
Aus der DE-A-16 28 245 ist eine Vakuumpumpe mit Luft- und Ölzuführung bekannt. Mit Hilfe aufwendiger mechanischer Mittel wird verhindert, daß beim Anhalten oder bei reduzierter Drehzahl des Rotors Luft in den Schöpfraum der Vakuumpumpe gelangt. Die Gefahr des Ölrückstiegs ist nicht beseitigt; eine Vakuumsicherung im Sinne der vorliegenden Erfindung - Aufrechterhaltung des Vakuums im an die Pumpe angeschlossenen Rezipienten und Verhinderung einer Ölverseuchung des Rezipienten bei Ausfall oder reduzierter Drehzahl der Pumpe - wird nicht erreicht.
Aus der DE-A-40 16 015 ist eine Vakuumpumpe mit einem Ölkanal bekannt, der zum Teil Bestandteil des Rotors selbst ist. Im Bereich des Rotors ist der Ölkanal mit einem fliehkraftbetätigten Ventil ausgerüstet, das bei Stillstand ein Ansaugen von Öl in den Schöpfraum der Pumpe verhindern soll. Ein Ansaugen von Luft in den Rezipienten wird jedoch nicht verhindert; eine Vakuumsicherung wird ebenfalls nicht erreicht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vakuumpumpe der eingangs erwähnten Art derart zu betreiben, daß eine Vakuumsicherung nicht nur bei Stromausfall gewährleistet ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Ein in dieser Weise gesteuertes Ölzuführungsventil schließt also nicht nur bei Stromausfall oder Stromabschaltung sondern auch bei einem Stop der Pumpe auf Grund eines mechanischen Defektes. Die Aufrechterhaltung des Vakuums im Rezipienten ist damit auch bei einem mechanischen Defekt sichergestellt; die Gefahr der beschriebenen Ölverseuchungen im Rezipienten ist beseitigt.
Weitere Vorteile und Einzelheiten sollen anhand der Figuren 1 und 2 erläutert werden. Es zeigen
Die in Figur 1 dargestellte Drehschiebervakuumpumpe 1 weist ein Pumpengehäuse 2 mit einem Schöpfraum 3 auf. Im Schöpfraum 3 befindet sich der drehbar angeordnete Rotor 4, der die Drehschieber 5, 6 führt. Seitlich von der Rotoranlage 6 befinden sich der Einlaßstutzen 7 und der Auslaßstutzen 8. An den Einlaßstutzen 7 wird der zu evakuierende, nicht dargestellte Rezipient angeschlossen. Der Auslaßstutzen 8 ist mit dem Rückschlagventil 9 ausgerüstet, das den Auslaßstutzen 8 immer dann vakuumdicht verschließt, wenn die Pumpe keine Fluide fördert.
In den Schöpfraum 3 mündet noch die Ölzuführungsleitung 11, über die der Schöpfraum 3 ständig aus der schematisch dargestellten ölwanne 12 mit Öl versorgt wird. In die Leitung 11 ist das Magnetventil 13 eingeschaltet.
Der Rotor 4 ist mit einem in Figur 1 nicht dargestellten Antriebsmotor gekoppelt. Gleichzeitig mit dem An- und Abschalten des Antriebsmotors wird das Ventil 13 derart betätigt, daß es bei eingeschaltetem Strom offen ist. Bei abgeschaltetem Strom - also auch bei Stromausfall - ist das Ventil 13 geschlossen.
Bei dem in Figur 2 dargestellten Funktionsschaltbild für ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung sind schematisch wesentliche Bauelemente eines Einphasen-Kondensator-Motors 14 dargestellt, nämlich die Motorspule 15 (Hauptwicklung), der Motorkondensator 16 und die Motorspule 20 (Hilfswicklung). Die Spannungsversorgung erfolgt über die Leitungen 17, 18, die über den Schalter 19 an die Wechselspannungsquelle 21 angeschlossen sind. Zusätzlich ist noch schematisch ein Temperatursensor 22 dargestellt. Dieser dient in bekannter Weise dem Temperaturschutz des Motors 14. Übersteigt die Temperatur einen Grenzwert, dann erfolgt automatisch eine Abschaltung des Motors (angedeutet durch den Pfeil 23).
Auch das Ventil 13 ist über die Leitungen 24, 25 und den Schalter 19 an die Wechselspannungsquelle 21 angeschlossen. Im Falle des Stromabschaltens, eines Stromausfalles oder einer unzulässigen Motortemperatur erfolgt deshalb gleichzeitig mit dem Pumpenstop die Schließbewegung des Ventils 13.
Als drehzahlabhängiger Sensor dient die in Reihe mit dem Motorkondesator geschaltete Spule 20, über der die von der Drehzahl n abhängige Spannung Un abfällt. Der Wert von Un nimmt seinen maximalen Wert bei der Lehrlaufdrehzahl des Motors an. Bei der Drehzahl 0 ist auch der Wert von Un klein.
Der Wert Un wird einer Logik 26 zugeführt, innerhalb der der Wert von Un ständig mit einem Soll- oder Grenzwert verglichen wird. Solange der Wert von Un größer ist als der Sollwert, wird ein Signal nicht weitergeleitet. Unterschreitet der Wert von Un den Sollwert, dann wird über die Leitung 27 ein Relais 28 mit dem Schalter 29 betätigt. Der Schalter 29 liegt in dem von den Leitungen 24, 25 gebildeten Stromkreis, in den auch das Ventil 13 eingeschaltet ist. Die Betätigung des Relais 28, 29 erfolgt in der Weise, daß mit dem Unterschreiten des mit Hilfe der Logik 26 überwachten Sollwertes der Schalter 29 geöffnet wird. Dieser Öffnungsvorgang hat zur Folge, daß das Magnetventil 13 schließt, und zwar auch dann, wenn Schalter 19 noch geschlossen bleibt. Dadurch ist sichergestellt, daß die Ölversorgung über die Zuleitung 11 auch dann gestoppt wird, wenn bei geschlossenem Schalter 19 ein mechanischer Defekt auftritt.
Bei einem zweckmäßigen Ausführungsbeispiel ist der Sollwert der Logik 26 derart gewählt, daß er dem Wert für Un bei 20 % der Lehrlaufdrehzahl des Antriebsmotors 14 entspricht. Tritt also zum Beispiel bei einer Vakuumpumpe mit einem Antriebsmotor, dessen Lehrlaufdrehzahl 1500 U/min beträgt, ein mechanischer Defekt auf, der die Drehzahl auf 300 U/min absinken läßt, dann öffnet sich der Schalter 29, so daß das Magnetventil 13 schließt, die Ölzufuhr zum Schöpfraum also unterbrochen ist. Die Aufrechterhaltung des Vakuums im angeschlossenen Rezipienten ist dadurch sichergestellt. Läuft die Pumpe wieder an, dann erfolgt automatisch wieder eine Öffnung des Schalters 29 und damit des Ventils 13.
Unmittelbar nach dem Auftreten eines mechanischen Defektes, der zu einem Anhalten der Pumpe oder zu einer sehr niedrigen Drehzahl des Rotors 4 führt, heizt sich der Antriebsmotor 14 auf. Nach kurzer Zeit wird deshalb der dem Antriebsmotor 14 zugeordnete Thermoschutz (22, 23) die Abschaltung des Stromes bewirken, so daß die Pumpe zum Stillstand kommt.
Die Logik 26 und das Relais 28, 29 sind in einem Gehäuse 31 untergebracht. Sie enthalten - bis auf den Schalter 29 des Relais - keine mechanischen Teile, so daß die erfindungsgemäße Lösung zuverlässig ist und eine lange Lebensdauer hat. Außerdem hat die erfindungsgemäße Lösung den Vorteil, daß sie unabhängig vom Druck im Rezipienten arbeitet.
Anstelle eines Relais kann auch ein Halbleiterschalter vorgesehen sein, so daß mechanische Teile völlig entfallen. Weiterhin besteht die Möglichkeit, die Logik 26 und den Schalter 29 über eine optische Koppelstrecke miteinander zu verbinden. Schließlich besteht die Möglichkeit, ein Bauelement einzusetzen, das sowohl Logik- als auch Schaltfunktion hat. Derartige Leistungshalbleiter sind unter dem Namen "Smart-power"-Baustein an sich bekannt.