[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe, insbesondere eine Drehschieber-Vakuumpumpe,
mit zumindest einer Pumpstufe und einem ersten Elektromotor, der antriebswirksam mit
der Pumpstufe verbunden ist.
[0002] Bei derartigen Drehschieber-Vakuumpumpen ist die Pumpenwelle der Pumpstufe üblicherweise
lösbar mit der Motorwelle des Elektromotors verbunden, um durch diesen angetrieben
werden zu können. Auf dem freien Ende der Motorwelle ist hingegen ein Lüfter montiert,
mittels dessen der Elektromotor während des Betriebs der Pumpe gekühlt werden kann.
In entsprechender Weise kann auf dem freien Ende der Pumpenwelle ebenfalls ein Lüfter
montiert sein, so dass durch diesen während des Betriebs der Pumpe auch die Pumpstufe
gekühlt werden kann.
[0003] Damit die Lüfter jedoch in der beschriebenen Art und Weise auf der Motorwelle bzw.
der Pumpenwelle montiert werden können, müssen diese Wellen aus dem Motor- bzw. dem
Pumpengehäuse herausgeführt werden, wozu die jeweilige Welle mittels einer verhältnismäßig
verschleißanfälligen und wartungsintensiven Wellendurchführung gegenüber dem jeweiligen
Gehäuse dynamisch abgedichtet werden muss. Als weiterer Nachteil kommt hinzu, dass
bei diesem bekannten Lüfterkonzept der jeweilige Lüfter nur dann den Elektromotor
bzw. die Pumpstufe kühlen kann, wenn sich die Pumpe tatsächlich im Betrieb befindet.
Ferner kommt hinzu, dass aufgrund der Tatsache, dass die Lüfter auf der jeweils zugehörigen
Welle montiert sind, der jeweilige Lüfter nicht unabhängig vom Betrieb der Pumpe angesteuert
werden kann.
[0004] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Lüfterkonzept für eine Vakuumpumpe,
insbesondere eine Drehschieber-Vakuumpumpe, anzugeben, mit dem sich der Wartungsaufwand
einer Vakuumpumpe der zuvor beschriebenen Art reduzieren lässt, wobei zusätzlich für
eine vom Pumpenbetrieb unabhängige Kühlung der Vakuumpumpe gesorgt werden soll.
[0005] Diese Aufgabe wird mit einer Vakuumpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und insbesondere
dadurch gelöst, dass die Vakuumpumpe zusätzlich zu dem ersten Elektromotor, der die
Pumpstufe antreibt, über zumindest einen zweiten Elektromotor verfügt, der einen Lüfter
zur Kühlung der Vakuumpumpe antreibt. Der zweite Elektromotor weist also eine zweite
Motorwelle auf, die weder mit der ersten Motorwelle noch mit der Pumpenwelle verbunden
ist. Anders ausgedrückt ist also der zweite Elektromotor von dem die Pumpstufe antreibenden
ersten Elektromotor elektrisch und mechanisch entkoppelt.
[0006] Der zumindest eine Lüfter und insbesondere der diesen antreibende zweite Elektromotor
kann somit unabhängig von dem ersten Elektromotor angesteuert werden, wodurch es beispielsweise
ermöglicht wird, die Vakuumpumpe nach deren Abschaltung weiter zu kühlen. Gleichermaßen
kann die Vakuumpumpe während des Betriebs derselben unabhängig von der Drehzahl des
ersten Elektromotors gekühlt werden. Steigt beispielsweise während des Betriebs der
Vakuumpumpe deren Temperatur übermäßig stark an, so kann der zweite Elektromotor mit
größerer Drehzahl als der erste Elektromotor betrieben werden, was es ermöglicht,
die Vakuumpumpe stärker zu kühlen, als wenn ein entsprechender Lüfter in herkömmlicher
Art und Weise fest auf der Motor- und/oder der Pumpenwelle montiert ist.
[0007] Darüber hinaus werden aufgrund der Tatsache, dass der zumindest eine Lüfter nicht
durch die Motorwelle des ersten Elektromotors angetrieben wird, keine wartungsintensiven
Wellendurchführungen zur Abdichtung der Motor- bzw. der Pumpenwelle gegenüber dem
jeweiligen Gehäuse erforderlich, um darauf einen jeweiligen Lüfter montieren zu können.
Durch den Entfall derartiger Wellendurchführungen kann somit der Wartungsaufwand der
Pumpe in der gewünschten Weise reduziert werden.
[0008] Des Weiteren wird aufgrund der Tatsache, dass keine dynamischen Dichtungen für eine
Wellendurchführung benötigt werden, die Dichtigkeit der Pumpe erhöht, wodurch diese
den zu erreichenden Enddruck zuverlässiger und schneller erreichen kann.
[0009] Darüber hinaus kann aufgrund der Tatsache, dass der zumindest eine Lüfter unabhängig
von der Drehzahl des ersten Elektromotors, der die Pumpstufe antreibt, angesteuert
wird, der Wirkungsgrad der Vakuumpumpe im Vergleich zu einer herkömmlichen Vakuumpumpe
verbessert werden, bei der der/die Lüfter fest auf der Pumpenwelle und/oder der Motorwelle
des ersten Elektromotors montiert ist/sind.
[0010] Im Folgenden wird nun auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung eingegangen.
Weitere Ausführungsformen können sich auch aus den abhängigen Ansprüchen, der Figurenbeschreibung
sowie den Figuren selbst ergeben.
[0011] So kann es gemäß einer Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Pumpenwelle einstückig
mit der Motorwelle ausgebildet ist. Dies wird dadurch ermöglicht, dass im Unterschied
zu einer herkömmlichen Vakuumpumpe erfindungsgemäß keine Wellendurchführungen erforderlich
werden. Um diese nämlich montieren zu können, ist es bei herkömmlichen Vakuumpumpen
aus montagetechnischen Gründen erforderlich, die Pumpenwelle lösbar mit der Motorwelle
zu verbinden. Da erfindungsgemäß derartige Wellendurchführungen entfallen, wird es
somit ermöglicht, die Pumpenwelle und die Motorwelle des ersten Elektromotors einstückig
miteinander auszubilden. Bei Bedarf können jedoch auch bei einer erfindungsgemäßen
Vakuumpumpe die Pumpenwelle und die Motorwelle des ersten Elektromotors lösbar miteinander
verbunden sein.
[0012] Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass die zumindest
eine Pumpstufe in einem Pumpengehäuse und der erste Elektromotor, der die Pumpstufe
antreibt, in einem Motorgehäuse enthalten ist, das sich in axialer Fortsetzung des
Pumpengehäuses erstreckt. Dabei weisen sowohl das Pumpengehäuse als auch das Motorgehäuse
jeweils ein erstes Ende und ein dem ersten Ende in axialer Richtung gegenüberliegendes
zweites Ende auf, wobei das erste Ende des Pumpengehäuses zumindest mittelbar mit
dem ersten Ende des Motorgehäuses verbunden ist. Das Pumpengehäuse und das Motorgehäuse
sind also im Wesentlichen koaxial in axialer Fortsetzung zueinander angeordnet, so
dass ein Lüfter an dem zweiten Ende des Pumpengehäuses vorgesehen und dort befestigt
werden kann. Zusätzlich oder alternativ hierzu kann es vorgesehen sein, dass ein (anderer)
Lüfter an dem zweiten Ende des Motorgehäuses vorgesehen und dort befestigt ist. Der
bzw. die Lüfter kann/können somit nach erfolgter Montage des Pumpengehäuses am Motorgehäuse
im Rahmen der Endmontage an dem jeweiligen Gehäuse der Vakuumpumpe befestigt werden.
[0013] Der bzw. die Lüfter können somit als vorgefertigte Komponenten vorgehalten werden,
die erst im Rahmen der Endmontage als Einheit an der Vakuumpumpe und insbesondere
dem Pumpengehäuse bzw. dem Motorgehäuse befestigt werden. Hierzu kann jeder Lüfter
des zumindest einen Lüfters einschließlich seines zweiten Elektromotors in einer jeweiligen
als eine Art Gehäuse dienenden Lüfterhaube enthalten sein, die im Rahmen der Endmontage
der Vakuumpumpe an dem jeweiligen zweiten Ende des Pumpengehäuses bzw. des Motorgehäuses
befestigt wird.
[0014] Der zweite Elektromotor des zumindest einen Lüfters kann mittels eines eigens dafür
vorgesehenen Steuermoduls wie beispielsweise eines Frequenzumrichters angesteuert
werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass mittels eines
Frequenzumrichters, der den ersten Elektromotor ansteuert, auch der zweite Elektromotor
des zumindest einen Lüfters bestromt wird, und zwar insbesondere unabhängig von dem
ersten Elektromotor.
[0015] In vorteilhafter Weise kann es hierbei insbesondere vorgesehen sein, dass der Frequenzumrichter
auch den zweiten Elektromotor eines Lüfters unabhängig von dem zweiten Elektromotor
eines anderen Lüfters ansteuert. Die beiden Lüfter können somit nicht nur unabhängig
von dem ersten Elektromotor, sondern auch unabhängig voneinander bestromt werden.
Der Frequenzumrichter kann somit nur einen einzigen Stromeingang und mehrere unabhängig
voneinander im Rahmen eines geschlossenen Regelkreises ansteuerbare Stromausgänge
aufweisen, wobei der erste Elektromotor mit einem der mehreren Stromausgänge verbunden
ist, wohingegen jeder der zweiten Elektromotoren der jeweiligen Lüfter mit einem anderen
der mehreren Stromausgänge verbunden ist.
[0016] Um die einzelnen Lüfter bedarfsgerecht und unabhängig voneinander ansteuern zu können,
insbesondere im Rahmen eines geschlossenen Regelkreises, kann ferner eine Steuereinheit
vorgesehen sein, die den Frequenzumrichter und insbesondere dessen Stromausgänge steuert,
wobei die Steuereinheit derart eingerichtet sein kann, dass sie den Stromausgang des
Frequenzumrichters, mit dem der jeweilige zweite Elektromotor des zumindest einen
Lüfters verbunden ist, in Abhängigkeit von der Leistungsaufnahme des ersten Elektromotors,
der Temperatur des Frequenzumrichters, insbesondere dessen Leistungselektronik, der
Temperatur des Elektromotors und/oder der Temperatur der zumindest einen Pumpstufe
regelt.
[0017] Hierzu kann die Leistungsaufnahme des ersten Elektromotors überwacht und an die Steuereinheit
rückgemeldet werden, so dass diese beispielsweise den jeweiligen Lüfter bzw. dessen
zweiten Elektromotor mit einer maximalen Drehzahl betreiben kann, sobald die Leistungsaufnahme
des ersten Elektromotors einen vorbestimmten oberen Schwellwert überschreitet. Unterschreitet
hingegen die Leistungsaufnahme des ersten Elektromotors einen unteren Schwellwert,
kann die Steuereinheit den jeweiligen Lüfter bzw. dessen zweiten Elektromotor mit
einer minimalen Drehzahl betreiben. Zwischen diesen beiden Schwellwerten kann die
Steuereinheit den jeweiligen zweiten Elektromotor bzw. den jeweiligen Stromausgang
des Frequenzumrichters, mit dem der jeweilige zweite Elektromotor des zumindest einen
Lüfters verbunden ist, in Abhängigkeit der Größe der Leistungsaufnahme des ersten
Elektromotors regeln, beispielsweise auf Grundlage eines linearen Zusammenhangs zwischen
der Leistungsaufnahme des ersten Elektromotors und der jeweiligen Motordrehzahl.
[0018] In entsprechender Weise kann die Temperatur des Frequenzumrichters, insbesondere
dessen Leistungselektronik, die Temperatur des ersten Elektromotors und/oder die Temperatur
der zumindest einen Pumpstufe mittels eines jeweiligen Temperatursensors überwacht
werden, wobei die so überwachten Temperaturen an die Steuereinheit rückgemeldet werden
können, so dass diese den jeweiligen zweiten Elektromotor bzw. den jeweiligen Stromausgang
des Frequenzumrichters, mit dem der jeweilige zweite Elektromotor des zumindest einen
Lüfters verbunden ist, in Abhängigkeit der jeweils überwachten Temperatur regeln kann.
Hierzu kann die jeweilige Temperatur an die Steuereinheit rückgemeldet werden, so
dass diese beispielsweise den jeweiligen Lüfter bzw. dessen zweiten Elektromotor mit
einer maximalen Drehzahl betreiben kann, sobald die jeweilige überwachte Temperatur
einen vorbestimmten oberen Temperaturschwellwert überschreitet. Unterschreitet hingegen
die jeweilige überwachte Temperatur einen unteren Temperaturschwellwert, kann die
Steuereinheit den jeweiligen Lüfter bzw. dessen zweiten Elektromotor mit einer minimalen
Drehzahl betreiben. Zwischen diesen beiden Temperaturschwellwerten kann die Steuereinheit
den jeweiligen zweiten Elektromotor bzw. den jeweiligen Stromausgang des Frequenzumrichters,
mit dem der jeweilige zweite Elektromotor des zumindest einen Lüfters verbunden ist,
in Abhängigkeit der Größe der jeweiligen überwachten Temperatur regeln, beispielsweise
auf Grundlage eines linearen Zusammenhangs zwischen der jeweiligen überwachten Temperatur
und der jeweiligen Motordrehzahl. Sobald nur eine der jeweiligen überwachten Temperaturen
den oberen Temperaturschwellwert überschreitet, wird der jeweilige Lüfter bzw. dessen
zweiten Elektromotor mit der maximalen Drehzahl betrieben.
[0019] Mittels einer wie hierin offenbarten erfindungsgemäßen Anordnung ist es insbesondere
möglich, die Kühlleistung zu beliebigen Betriebspunkten der Vakuumpumpe unabhängig
von der Pumpendrehzahl zu definieren. Es kann also bedarfsgerecht gekühlt werden,
wenn dies nötig ist, wobei es z.B. auch bei langsam drehender Pumpe möglich ist, eine
hohe Kühlleistung aufzubringen. Vorteilhaft ist aber auch, dass gezielt die Kühlung
eingeschränkt werden kann. So kann z.B. durch eine relativ geringere Kühlung beim
Starten der Pumpe schneller die Betriebstemperatur erreicht werden. Durch die bewusste
Reduzierung der Kühlung kann auch eine Absenkung des Laufgeräuschs und das Halten
der Betriebstemperatur bei einem Betrieb der Pumpe mit reduzierter Drehzahl in Betriebspausen
erreicht werden. Derartige und andere in der vorliegenden Offenbarung beschriebene
Vorgehensweisen, also Verfahren zum Betreiben einer Vakuumpumpe, stellen jeweils einen
unabhängigen Gegenstand der Erfindung dar. Für diese Gegenstände wird hiermit jeweils
separat Schutz beansprucht.
[0020] Im Folgenden wird die Erfindung nun rein exemplarisch unter Bezugnahme auf die beigefügten
Figuren beschrieben. Es zeigen, jeweils schematisch,
- Fig. 1
- eine schematische Prinzipskizze einer Drehschieber-Vakuumpumpe im Querschnitt;
- Fig. 2
- eine Querschnittsdarstellung einer konkreten Ausführungsform einer Drehschieber-Vakuumpumpe,
aus der weitere Details hervorgehen;
- Fig. 3
- perspektivische Darstellungen der Drehschieber-Vakuumpumpe der Fig. 2 mit Blick auf
die axialen Enden des Pumpengehäuses bzw. des Motorgehäuses;
- Fig. 4
- eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Drehschieber-Vakuumpumpe; und
- Fig. 5
- eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Drehschieber-Vakuumpumpe.
[0021] Die Vakuumpumpe der Figuren 1 und 2 ist in Art einer Drehschieber-Vakuumpumpe ausgebildet
und umfasst einen Stator 11, in dem ein Arbeitsraum 13 ausgebildet ist. In dem Arbeitsraum
13 ist ein exzentrisch eingebauter Rotor 15 angeordnet, der in einer Drehrichtung
D um seine senkrecht zur Bildebene verlaufende Drehachse drehbar mittels eines ersten
Elektromotors 50 antreibbar ist, siehe die Fig.3. Im Rotor 15 sind mehrere Schieber
17 in radialer Richtung beweglich angeordnet. Die Schieber 17 sind mittels Federn
19 vorgespannt, welche die Schieber 17 in radialer Richtungen nach außen drängen.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Schieber 17 nicht mittels Federn vorgespannt
sind, sondern sich lediglich aufgrund der Fliehkraft nach außen bewegen. Bei sich
drehendem Rotor 15 gleiten die Schieber 17 an der den Arbeitsraum 13 begrenzenden
Innenwand 20 des Stators 11 entlang. Die Schieber 17 unterteilen dabei den Arbeitsraum
13 in an sich bekannter Weise in mehrere Kammern.
[0022] Bei der Vakuumpumpe der Figuren 1 und 2 bilden der Stator 11 und der Rotor 15 eine
Pumpstufe 56 zum Pumpen von Fluid, z.B. Luft, aus einem an einen Einlass 21 angeschlossenen
Rezipienten (nicht gezeigt) zu einem Auslass 23. Der zugrundeliegende Pumpmechanismus
entspricht dabei dem an sich bekannten, bei Drehschieber-Vakuumpumpen zum Einsatz
kommenden Pumpmechanismus, der nachfolgend erläutert wird.
[0023] Wenn der in Drehrichtung D gesehen vordere Schieber 17 bei sich drehendem Rotor den
Einlass 21 passiert hat, bildet sich hinter diesem Schieber 17 eine sich vergrößernde
Schöpfkammer. Dabei kommt durch die Vergrößerung des Schöpfraums beim Drehen des Rotors
15 eine Saugwirkung zustande, durch die Fluid aus dem Rezipienten in den Schöpfraum
gesaugt wird, bis der nahfolgende Schieber 17 ebenfalls den Einlass 21 passiert hat
und die Schöpfkammer vom Einlass 21 trennt. Danach verkleinert sich das Volumen der
Schöpfkammer bei sich weiterdrehendem Rotor 15 wieder, so dass das darin eingeschlossene
Fluid verdichtet wird. Nach der Trennung vom Einlass 21 wird aus der Schöpfkammer
somit eine Verdichtungskammer, die sich zum Auslass 23 hin öffnet, wenn der vordere
Schieber 17 den Auslass 23 überstrichen hat. Das verdichtete Gas wird über den Auslass
23 ausgeschoben, wobei sich das im Auslass 23 vorgesehene Auslassventil 25 aufgrund
des Drucks des verdichteten Fluids öffnet.
[0024] Zum Abdichten und Schmieren der Vakuumpumpe steht die Pumpstufe 56 mit dem Stator
11 und dem Rotor 15 normalerweise bis zu einem gewissen Pegel in einem Betriebsmittel,
das in einem den Stator 11 umgebenden Sumpf aufgenommen ist (nicht gezeigt). Bei dem
Betriebsmittel handelt es sich insbesondere um ein Öl, mittels dessen alle beweglichen
Teile der Pumpe geschmiert werden und der Raum unter dem Auslassventil 25 sowie der
Spalt zwischen dem Einlass 21 und dem Auslass 23 abgedichtet werden. Außerdem dichtet
das Betriebsmittel die Spalte zwischen den Schiebern 17 und der Innenwand 20 ab. Darüber
hinaus sorgt das Betriebsmittel durch Wärmetransport für einen optimalen Temperaturhaushalt
in der Vakuumpumpe. Nachdem das Gas den Auslass 23 der Pumpe verlassen hat, trennt
ein nachgeschalteter Ölnebelabscheider 29 das geförderte Gas von dem Öl und verhindert
den Austritt von Betriebsöl am Auspuff.
[0025] Bei der Pumpe der Fig. 1 und 2 ist im Einlass 21 ein HV-Sicherheitsventil 27, bspw.
ein Rückschlagventil, angeordnet, das in an sich bekannter Weise derart ausgestaltet
ist, dass es bei einem gewollten oder ungewollten Stillstand der Pumpe den Einlass
21 gegenüber dem an den Einlass 21 angeschlossenen Rezipienten (nicht gezeigt) abdichtet.
Somit kann bei stillstehender Pumpe kein Betriebsmittel in den Rezipienten gelangen.
Nach Inbetriebnahme der Pumpe öffnet das HV-Sicherheitsventil 27 etwas verzögert,
etwa nachdem der Druck in der Pumpe den Druck im Rezipienten erreicht hat, um zu vermeiden,
dass aufgrund eines Unterdrucks im Rezipienten Betriebsmittel aus der Pumpe in den
Rezipienten gezogen wird.
[0026] Die in den Fig. 1 und 2 erkennbare Drehschieber-Vakuumpumpe bzw. der Rotor 15 deren
Pumpstufe 56 wird wie bereits erwähnt mittels eines ersten Elektromotors 50 angetrieben,
der sich in einem Motorgehäuse 52 befindet, siehe hierzu die Fig. 3. Das Motorgehäuse
52 ist dabei in axialer Fortsetzung eines den Stator 11 bildenden Pumpengehäuses 54
angeordnet und mit diesem verbunden. Das Pumpengehäuse nimmt dabei die zuvor unter
Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 beschriebene Pumpstufe 56 auf.
[0027] Die Pumpstufe 56 und insbesondere deren Rotor 15 wird somit durch den ersten Elektromotor
50 angetrieben, wozu dessen Motorwelle 60 (siehe hierzu die Fig. 5) einstückig mit
der Pumpenwelle 58 (siehe hierzu die Fig. 2 und 5) verbunden ist, auf der der Rotor
15 montiert ist.
[0028] Die beiden miteinander verbundenen Gehäuse 52, 54 (Motorgehäuse 52, Pumpengehäuse
54) sind bei der in der Fig. 3 dargestellten Ausführungsform in einer konkaven Ausnehmung
eines Lagergehäuses 62 gelagert, das die Antriebselektronik für die Vakuumpumpe und
insbesondere einen Frequenzumrichter 64 (siehe hierzu die Fig. 5) aufnimmt, der unter
anderem zur Ansteuerung des ersten Elektromotors 50 dient.
[0029] Im Folgenden wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 4 das Lüftungskonzept einer erfindungsgemäßen
Drehschieber-Vakuumpumpe erläutert:
Wie der Fig. 4 entnommen werden kann, verfügt die dargestellte Drehschieber-Vakuumpumpe
über zwei Lüfter 66, die jeweils von einem zweiten Elektromotor 68 angetrieben werden,
wozu der jeweilige Lüfter 66 auf der Motorwelle 70 des jeweiligen zweiten Elektromotors
68 montiert ist. Der jeweilige Lüfter 66 ist dabei einschließlich des ihn antreibenden
zweiten Elektromotors 68 in einer Lüfterhaube 72 montiert, die eine durch ein Gitter
86 verschlossene Öffnung 88 zur Ansaugung von Frischluft aufweist, siehe hierzu auch
die Fig. 3. Wie der Fig. 4 insbesondere entnommen werden kann, ist die Motorwelle
70 des jeweiligen zweiten Elektromotors weder mit der ersten Motorwelle 60 des ersten
Elektromotors 50, der die Pumpstufe 56 antreibt, noch mit der Pumpenwelle 58 der Pumpstufe
56 verbunden.
[0030] Wie der Fig. 4 und insbesondere auch der Fig. 3 entnommen werden kann, sind dabei
die beiden Lüfter 66 bzw. die jeweiligen Lüfterhauben 72 an den beiden in axialer
Richtung einander gegenüberliegenden Enden des Motorgehäuses 52 sowie des Pumpengehäuses
54 befestigt. Es besteht somit keine antriebswirksame Verbindung zwischen der jeweiligen
zweiten Motorwelle 70 und dem Antrieb der Pumpstufe 26. Vielmehr werden die beiden
zweiten Elektromotoren 68 unabhängig von dem die Pumpstufe 56 antreibenden ersten
Elektromotor 50 angesteuert.
[0031] Hierzu weist der Frequenzumrichter 64 mehrere unabhängig voneinander ansteuerbare
Stromausgänge 74, 76, 78 auf, wobei der erste Elektromotor 50 mit dem ersten Stromausgang
74 und die beiden zweiten Elektromotoren 68 mit dem zweiten bzw. dritten Stromausgang
76, 78 des Frequenzumrichters 64 verbunden sind.
[0032] Der Frequenzumrichter 64 kann somit die beiden zweiten Elektromotoren 68 der beiden
Lüfter 66 unabhängig voneinander bestromen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass
der Frequenzumrichter 64 nur einen Ausgang für die Lüftersteuerung aufweist, so dass
beide Lüfter gleich angesteuert werden. Der Frequenzumrichter 64 kann auch den ersten
Elektromotor 50 unabhängig von den beiden zweiten Elektromotoren 68 bestromen. Überschreitet
daher beispielsweise die Leistungsaufnahme des ersten Elektromotors 50 einen oberen
Schwellwert, so können die beiden zweiten Elektromotoren 68 der beiden Lüfter 66 über
den zweiten bzw. dritten Stromausgang 76, 78 des Frequenzumrichters 64 so bestromt
werden, dass diese mit einer maximalen Drehzahl laufen. Unterschreitet hingegen die
Leistungsaufnahme des ersten Elektromotors 50 einen unteren Schwellwert, kann der
jeweilige Lüfter 66 bzw. dessen zweiter Elektromotor 68 mit einer minimalen Drehzahl
betrieben werden. Zwischen diesen beiden Schwellwerten kann der jeweilige zweite Elektromotor
68 bzw. der jeweilige Stromausgang 76, 78 in Abhängigkeit der Größe der Leistungsaufnahme
des ersten Elektromotors 50 geregelt werden, beispielsweise auf Grundlage eines linearen
Zusammenhangs zwischen der Leistungsaufnahme des ersten Elektromotors 50 und der jeweiligen
Motordrehzahl. Hierzu kann die Leistungsaufnahme des ersten Elektromotors 50 mittels
einer Leistungsüberwachungseinheit 80 überwacht werden, wobei die so überwachte Leistungsaufnahme
zur Regelung der beiden Stromausgänge 76, 78 an eine den Frequenzumrichter 64 steuernde
Steuereinheit 90 zurückgemeldet werden kann, die auch Bestandteil des Frequenzumrichter
64 selbst sein kann. Die Steuereinheit 90 kann somit die beiden Stromausgänge 76,
78 in Abhängigkeit der Leistungsaufnahme des ersten Elektromotors 50 regeln.
[0033] Zusätzlich oder alternativ hierzu können in entsprechender Weise die Temperaturen
des Frequenzumrichters 64, insbesondere dessen Leistungselektronik, des ersten Elektromotors
50 und der Pumpstufe 56 mittels Temperatursensoren 82, 84, 85 überwacht werden, wobei
die so überwachten Temperaturen an den Frequenzumrichter 64 bzw. die denselben steuernde
Steuereinheit 90 zurückgemeldet werden können, damit diese die beiden Stromausgänge
76, 78 in Abhängigkeit der überwachten Temperaturen des Frequenzumrichters 64, insbesondere
dessen Leistungselektronik, des ersten Elektromotors 50 und/oder der Pumpstufe 56
regeln kann.
[0034] Aufgrund der Tatsache, dass die erfindungsgemäße Drehschieber-Vakuumpumpe über zumindest
einen von einem zweiten Elektromotor 68 angetriebenen Lüfter 66 zur Kühlung der Vakuumpumpe
verfügt, kann somit die Vakuumpumpe bedarfsgerecht und insbesondere unabhängig von
der Drehzahl der Pumpstufe 56 gekühlt werden. Aufgrund der Tatsache, dass im Unterschied
zu der in der Fig. 5 dargestellten herkömmlichen Drehschieber-Vakuumpumpe, bei der
die Lüfter 66 auf der aus dem Pumpengehäuse 54 bzw. dem Motorgehäuse 52 herausgeführten
Motor- bzw. Pumpenwelle 60, 58 angeordnet sind, bei der erfindungsgemäßen Drehschieber-Vakuumpumpe
die Lüfter 66 von der Motor- bzw. der Pumpenwelle 60, 58 entkoppelt sind und vielmehr
durch einen eigenen Elektromotor 68 angetrieben werden, können die Lüfter 66 somit
vollkommen unabhängig von der aktuellen Leistungsaufnahme des die Pumpstufe 56 antreibenden
ersten Elektromotors 50 angesteuert werden, was es beispielsweise ermöglicht, die
Lüfter 66 nach Abschaltung der Pumpstufe 56 weiterlaufen zu lassen, um so die Pumpe
nachkühlen zu können.
Bezugszeichenliste
[0035]
- 11
- Stator
- 13
- Arbeitsraum
- 15
- Rotor
- 17
- Schieber
- 20
- Innenwand
- 21
- Einlass
- 23
- Auslass
- 25
- Auslassventil
- 27
- Einlassventil
- 29
- Ölabscheider
- 50
- erster Elektromotor
- 52
- Motorgehäuse
- 54
- Pumpengehäuse
- 56
- Pumpstufe
- 58
- Pumpenwelle
- 60
- Motorwelle
- 62
- Lagergehäuse
- 64
- Frequenzumrichter
- 66
- Lüfter
- 68
- zweiter Elektromotor
- 70
- zweite Motorwelle
- 72
- Lüfterhaube
- 74
- erster Steuerausgang
- 76
- zweiter Steuerausgang
- 78
- dritter Steuerausgang
- 80
- Leistungsüberwachungseinheit
- 82
- Temperatursensor
- 84
- Temperatursensor
- 85
- Temperatursensor
- 86
- Gitter
- 88
- Öffnung
- 90
- Steuereinheit
- D
- Drehrichtung
1. Vakuumpumpe, insbesondere Drehschieber-Vakuumpumpe, mit zumindest einer Pumpstufe
(56) und einem ersten Elektromotor (50), der antriebswirksam mit der Pumpstufe (56)
verbunden ist;
wobei die Vakuumpumpe ferner über zumindest einen von einem zweiten Elektromotor (68)
angetriebenen Lüfter (66) zur Kühlung der Vakuumpumpe verfügt.
2. Vakuumpumpe nach Anspruch 1,
wobei die zumindest einer Pumpstufe (56) eine Pumpenwelle (58) und der erste Elektromotor
(50) eine erste Motorwelle (60) aufweist, die einstückig mit dieser ausgebildet ist.
3. Vakuumpumpe nach Anspruch 1 oder 2,
wobei der zweite Elektromotor (68) eine zweite Motorwelle (70) aufweist, die weder
mit der ersten Motorwelle (60) noch mit der Pumpenwelle (58) verbunden ist.
4. Vakuumpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei die zumindest eine Pumpstufe (56) in einem Pumpengehäuse (54) und der erste
Elektromotor (50) in einem Motorgehäuse (52) enthalten ist, das sich in axialer Fortsetzung
des Pumpengehäuses (54) erstreckt, wobei sowohl das Pumpengehäuse (54) als auch das
Motorgehäuse (52) jeweils ein erstes Ende und ein dem ersten Ende in axialer Richtung
gegenüberliegendes zweites Ende aufweisen, wobei das erste Ende des Pumpengehäuses
(54) zumindest mittelbar mit den ersten Ende des Motorgehäuses (52) verbunden ist,
und wobei ein Lüfter (66) des zumindest einen Lüfters (66) an dem zweiten Ende des
Pumpengehäuses (54) und/oder ein Lüfter (66) des zumindest einen Lüfters (66) an dem
zweiten Ende des Motorgehäuses (52) befestigt ist.
5. Vakuumpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei jeder Lüfter (66) des zumindest einen Lüfters (66) einschließlich seines zweiten
Elektromotors (68) in einer jeweiligen Lüfterhaube (72) enthalten ist, die an dem
jeweiligen zweiten Ende befestigt ist.
6. Vakuumpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche,
ferner mit einem einzigen Frequenzumrichter (64), der den zweiten Elektromotor (68)
des zumindest einen Lüfters (66) unabhängig von dem ersten Elektromotor (50) ansteuert,
wobei es insbesondere vorgesehen ist, dass der Frequenzumrichter (64) auch den zweiten
Elektromotor (68) eines Lüfters (66) unabhängig von dem zweiten Elektromotor (68)
eines anderen Lüfters (66) ansteuert.
7. Vakuumpumpe nach Anspruch 6,
wobei der Frequenzumrichter (64) einen einzigen Stromeingang und mehrere unabhängig
voneinander ansteuerbare Stromausgänge (74, 76, 78) aufweist, wobei der erste Elektromotor
(50) mit einem der mehreren Stromausgänge (74, 76, 78) verbunden ist und jeder der
zweiten Elektromotoren (68) mit einem anderen der mehreren Stromausgänge (74, 76,
78) verbunden ist.
8. Vakuumpumpe nach Anspruch 6 und/oder 7,
wobei ferner eine Steuereinheit (90) vorgesehen ist, die den Frequenzumrichter (64),
insbesondere dessen Stromausgänge (74, 76, 78), steuert, wobei die Steuereinheit (90)
derart eingerichtet ist, dass sie den Stromausgang (76, 78) des Frequenzumrichters
(64), mit dem der jeweilige zweite Elektromotor (68) des zumindest einen Lüfters (66)
verbunden ist, in Abhängigkeit von der Leistungsaufnahme des ersten Elektromotors
(50), der Temperatur des Frequenzumrichters (64), insbesondere dessen Leistungselektronik,
der Temperatur des Elektromotors (50) und/oder der Temperatur der zumindest einen
Pumpstufe (56) regelt.